Les sceptiques du changement climatique disposent d’un arsenal d’arguments pour expliquer pourquoi les humains ne doivent pas réduire leurs émissions de carbone. Certains affirment que la hausse des niveaux de CO2 est bénéfique pour les plantes, de sorte que le réchauffement climatique n’est pas aussi grave que les scientifiques le proclament. « Une concentration plus élevée de dioxyde de carbone dans notre atmosphère favoriserait la photosynthèse, qui contribue à son tour à une croissance accrue des plantes », a écrit le représentant Lamar Smith (R-Texas) dans une tribune libre l’année dernière. « Cela correspond à un plus grand volume de production alimentaire et à des aliments de meilleure qualité. » Les scientifiques et d’autres personnes appelant à la réduction des émissions sont hystériques, soutient-il.
Alors, est-il vrai que l’augmentation du CO2 atmosphérique aidera les plantes, y compris les cultures alimentaires ? Scientific American a demandé à plusieurs experts de parler de la science derrière cette question.
Il y a un noyau de vérité dans cet argument, disent les experts, basé sur ce que les scientifiques appellent l’effet de fertilisation du CO2. « Le CO2 est essentiel à la photosynthèse », explique Richard Norby, chercheur en entreprise à la division des sciences de l’environnement et à l’Institut des sciences du changement climatique du Laboratoire national d’Oak Ridge. « Si vous isolez une feuille et que vous augmentez le niveau de CO2, la photosynthèse augmentera. C’est bien établi ». Mais M. Norby note que les résultats que les scientifiques produisent en laboratoire ne correspondent généralement pas à ce qui se passe dans le monde extérieur, beaucoup plus complexe ; de nombreux autres facteurs interviennent dans la croissance des plantes dans les forêts, les champs et autres écosystèmes non entretenus. Par exemple, « l’azote est souvent suffisamment rare pour être le principal facteur de contrôle de la quantité de biomasse produite » dans un écosystème, explique-t-il. « Si l’azote est limité, le bénéfice de l’augmentation du CO2 est limité….. Vous ne pouvez pas vous contenter de regarder le CO2, car le contexte global a vraiment de l’importance. »
Les scientifiques ont observé l’effet de fertilisation par le CO2 dans les écosystèmes naturels, notamment dans une série d’essais menés au cours des deux dernières décennies dans des parcelles forestières extérieures. Dans ces expériences, doubler artificiellement le CO2 par rapport aux niveaux préindustriels a augmenté la productivité des arbres d’environ 23 %, selon Norby, qui a participé à ces essais. Dans l’une des expériences, toutefois, cet effet a considérablement diminué au fil du temps en raison d’une limitation de l’azote. Cela suggère que « nous ne pouvons pas supposer que l’effet de fertilisation par le CO2 persistera indéfiniment », dit Norby.
En plus d’ignorer les perspectives à long terme, dit-il, de nombreux sceptiques omettent également de mentionner le résultat potentiellement le plus néfaste de l’augmentation du CO2 atmosphérique sur la végétation : le changement climatique lui-même. Ses conséquences négatives – comme la sécheresse et le stress thermique – dépasseraient probablement tous les avantages directs que l’augmentation du CO2 pourrait offrir à la vie végétale. « Il n’est pas approprié de considérer l’effet de fertilisation du CO2 de manière isolée », dit-il. « Vous pouvez avoir des choses positives et négatives en même temps, et c’est le bilan net qui compte. » Donc, bien qu’il y ait une vérité de base dans l’affirmation des sceptiques, dit-il, « ce qui manque dans cet argument, c’est que ce n’est pas l’ensemble du tableau. »
Les scientifiques ont également examiné spécifiquement les effets de l’augmentation du CO2 sur les plantes agricoles et ont trouvé un effet de fertilisation. « Pour beaucoup de cultures, c’est comme si l’atmosphère contenait des matières supplémentaires qu’elles peuvent utiliser pour se développer », explique Frances Moore, professeur adjoint en sciences et politiques environnementales à l’université de Californie, à Davis. Elle et d’autres experts notent qu’il existe une exception pour certains types de plantes, comme le maïs, qui accèdent au CO2 pour la photosynthèse d’une manière unique. Mais pour la plupart des autres plantes consommées par l’homme – dont le blé, le riz et le soja – « une augmentation du CO2 les aidera directement », affirme Mme Moore. Doubler le CO2 par rapport aux niveaux préindustriels, ajoute-t-elle, augmente effectivement la productivité des cultures comme le blé de quelque 11,5 % et de celles comme le maïs d’environ 8,4 %.
Un manque d’azote ou d’autres nutriments n’affecte pas autant les plantes agricoles que les plantes sauvages, grâce aux engrais. Malgré tout, les recherches montrent que les plantes » bénéficient très tôt de l’augmentation du CO2, mais que cela commence à saturer » à partir d’un certain niveau de gaz, dit Moore – ajoutant : » Plus vous avez de CO2, plus les avantages diminuent. » Et si l’augmentation du dioxyde de carbone peut sembler être une aubaine pour l’agriculture, M. Moore souligne également que tout effet positif potentiel ne peut être considéré isolément et qu’il sera probablement contrebalancé par de nombreux inconvénients. « Même avec l’avantage de la fertilisation au CO2, lorsque vous commencez à atteindre 1 à 2 degrés de réchauffement, vous voyez des effets négatifs », dit-elle. « Il y a beaucoup de voies différentes par lesquelles la température peut affecter négativement le rendement des cultures : déficit d’humidité du sol ; chaleur endommageant directement les plantes et interférant avec leur processus de reproduction. » En plus de tout cela, Moore souligne que l’augmentation du CO2 profite également aux mauvaises herbes qui concurrencent les plantes agricoles.
L’effet de l’augmentation du CO2 sur les cultures pourrait également nuire à la santé humaine. « Nous savons sans équivoque que lorsque vous faites pousser des aliments à des niveaux élevés de CO2 dans les champs, ils deviennent moins nutritifs », note Samuel Myers, chercheur principal en santé environnementale à l’université de Harvard. » perdent des quantités importantes de fer et de zinc – et les céréales perdent des protéines. » Myers et d’autres chercheurs ont constaté que les niveaux de CO2 atmosphérique prévus pour le milieu du siècle – environ 550 parties par million – pourraient faire perdre aux cultures alimentaires suffisamment de ces nutriments clés pour provoquer une carence en protéines chez environ 150 millions de personnes et un déficit en zinc chez 150 à 200 millions d’autres. (Ces deux chiffres s’ajoutent au nombre de personnes qui souffrent déjà d’une telle carence). Au total, 1,4 milliard de femmes en âge de procréer et de jeunes enfants qui vivent dans des pays à forte prévalence d’anémie perdraient plus de 3,8 % de leur fer alimentaire à de tels niveaux de CO2, selon Meyers.
Les chercheurs ne savent pas encore pourquoi un taux de CO2 atmosphérique plus élevé modifie le contenu nutritionnel des cultures. Mais, selon Myers, « l’essentiel est que nous savons que l’augmentation du CO2 réduit la concentration de nutriments critiques dans le monde entier », ajoutant que ce type de carences nutritionnelles constitue déjà une menace importante pour la santé publique et ne fera qu’empirer avec l’augmentation des niveaux de CO2. « Le problème avec cet argument, c’est que c’est comme si vous pouviez choisir l’effet de fertilisation du CO2 à partir de l’effet global de l’ajout de dioxyde de carbone dans l’atmosphère », dit Myers. Mais ce n’est pas ainsi que le monde – ou son climat – fonctionne.