Agribiom, un module quantitatif pour la rétro-prospective collective

(1)

1

Agribiom

un module quantitatif

pour la rétro-prospective collective

Paris, Salon International de l’Agriculture, 25 février 2009

Contact : bruno.dorin@cirad.fr ; lecotty@cirad.fr

2 Objectifs et architecture d’Agribiom

Un module quantitatif pour

la rétro-prospective collective

et la modélisation hybride

des productions, échanges et usages globaux de biomasses

Part I

Passé

- 45 ans

(1960 => 2005)

Avenir

+ 45 ans

(2005 => 2050)

S1

S2

.../…

n

L’ ambition

Disposer d’un outil quantitatif pour :

(1) revisiter le passé,

mieux le comprendre

(nouvelles estimations,

nouveaux modèles…)

(2) débattre l’avenir

traduits / résumés en

quelques paramètres quantifiés

...à partir de scénarios qualitatifs

(conjectures propres ou extérieures)

Cohérence

d’ensemble ?

(équilibre global

emplois-ressources)

Impact de variantes ?

(populations, régimes…)

Implications ?

(échanges intercontinentaux,

consommations d’eau, d’énergie…)

(usages des terres,

niveaux de productivité,

(2)

3 des PRODUCTIVITES alimentaires

des PRODUCTIONS

alimentaires

des CONSOMMATIONS

alimentaires

RESSOURCES alimentaires

EMPLOIS alimentaires

des POPULATIONS humaines

des REGIMES alimentaires

des Imports/Exports

des Pertes (WAST)

des concentrés (FEED)

des impacts

environnementaux

des besoins

+/- satisfaits

des productions/potentiels

non-alimentaires

(

VANA

)

Ruraux

Urbains…

des ESPACES de production alimentaire

terres émergées

rivières, océans

en calories

- végétales

- aquatiques

par hectare

des VANA (dt biocarb)

des coproduits

(paille…)

des espaces “libres”

en calories

- végétales

- animales

- aquatiques

par personne

des semences (SEED)

o

Le moteur comptable

Des équilibres physiques R/E de biomasses alimentaires

reconstitués

(1961-2003)

et/ou simulés

sur plus de 97% des surfaces terrestres

(149 «pays»)

4 p

Les rubriques comptables

D’autres productions de biomasses

(Fibres, Tabac, Caoutchouc… Fourrages… Bois de chauffe, Bois industriel)

Tous les produits alimentaires

VEGETAUX

Céréales : blé, riz, orge, maïs…

Saccharifères : cane, betterave…

Légumineuses : pois, lentilles…

Oléagineux : soja, arachide, coco…

Racines : manioc, pdt, igname…

Fruits & légumes : pomme, oignon…

Stimulants : cacao, café, alcool…

RUMINANTS et gros herbivores

MONOGASTRIQUES

EAUX DOUCES

EAUX MARINES

1961-2003 : 120 lignes de produits Faostat1 (séries CDU, ex «Commodity Balances»)

q

L’ unité de compte

Tonnes (ou m

3 _{) de MS}

dans certains cas :

- Fibres, caoutchouc…

- Résidus de cultures…

- Fourrages…

- Bois (de chauffage ou industriel)

La CALORIE ALIMENTAIRE

(ou équivalent pour tourteaux, mélasses…)

Calories totales = Glucides (4 kcal/g)

+ Protéines (4 kcal/g)

+ Lipides (9 kcal/g)

Viandes : bovins, caprins, ovins…

Lait, Beurre, Graisses animales…

Viandes : volailles, porc…

Œufs…

Perciformes, Pélagiques… Huiles… Plantes

Poissons d’eau douce

(3)

5 Importations,

transformations (

bilans E/R en kcal, protéines…

)

et mises en relation

de millions de données historiques

(1961-2003)

relatives aux productions, consommations

et échanges nationaux de biomasses :

- Populations

(humaines, animales)

- Consommations

(humaines, animales)

- Usages des terres

(cultures, pâtures, forêts…)

- Facteurs de production

(travail, tracteurs, engrais…)

- Productions

(humaines/animales

alimentaires/autres)

- Commerce

(Imports/Exports)

- Externalités environnementales

- …/…

Synthétiser, Relier,

Visualiser des millions

de données passées

Analyser, Simuler, Débattre

en direct avec d’autres

(chercheurs, experts, politiques…)

Elaborer des modèles robustes

(ex. fonctions de productions,

émissions/stockage de GES…)

Compléter / Enrichir

des modèles économiques (EGC)

et biophysiques

r

Des millions de données importées/transformées

pour analyser, modéliser, débattre…

6 s

Une 1

ère

_{série de modèles robustes}

Une modélisation via 2 fonctions interdépendantes

- Prod_Rumi (Gkcal) = f (x1,x2, x3…, Prod_Mono)

- Prod_Mono (Gkcal) = f (x1,x2, x3…, Prod_Rumi)

Des facteurs explicatifs (x1, x2, x3…) :

- Produits alimentaires végétaux (Gkcal)

- Produits alimentaires animaux (Gkcal)

- Surfaces en pâture (1 000 ha)

- Population active agricole (1 000 cap)

- Tracteurs (unités)

- …/…

Plusieurs modèles disponibles :

- linéaires / quadratiques

- CalTot / CalPro

(unité pour les inputs de Feed, les outputs…)

- avec/sans «Dummies» (

région, années…)

- avec/sans «Trend»

(“progrès technique”)

- «Régionaux»

(régions MEA…)

ou «Typologiques»

(agricoles/industriels, extensifs/intensifs…)

- …/…

Des méta-fonctions de productions animales

0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 9 000 10 000 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 U s ag e d es pr od ui ts a lim ent ai res ( G k c al / j o ur ) nc Pertes Semences Vana Alimentation animale Alimentation humaine

OCDE

0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Us a ge des pr o dui ts al im ent ai res ( G k c al / j our ) nc Pertes Semences Vana Alimentation animale Alimentation humaine

SSA

(Afrique subsaharienne)

( en 2003, les animaux OECD en consomment

3 fois plus que la population humaine SSA )

Résultats :

- très bonne reproduction multi-échelle des 40 dernières années de productions animales

- tests et modélisations “en direct”

(changements de modèles, de coefficients, de niveaux de facteurs…)

Produits alimentaires végétaux

OCDE

Produits alimentaires végétaux

(4)

7 t

Des équilibres physiques reconstitués ou simulés

8 dd

Une brève rétrospective

de l’économie alimentaire mondiale

(1961-2003)

Part II

La population humaine double

0 1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

7 000

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

H

abi

tants

(

m

ill

ion

)

Urbains

Autres

ruraux

Actifs

agricoles

n

La trajectoire mondiale

0

500 1 000

1 500

2 000

2 500

3 000

3 500

4 000

4 500

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

C

ons

omm

a

tion

a

lim

e

nt

ai

re

(k

c

a

l /

jo

ur

/

hab

)

Eaux marines

Eaux douces

Monogastriques

Ruminants

Végétaux

La disponibilité alimentaire s’améliore…

(5)

9 - Cultures : + 13%

- Pâtures : + 11%

- Calories végétales / ha cultivé : + 123%

- Calories végétales / actif agricole : + 53%

0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 0 1 0=pluvial 1=pluvial et ou irrigué x 0 1 (mS) 2 (MS) 3 (S) 4 (VS) 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 S ur fac e ( m ill ions d' hec tar e s ) EAUX AUTRES FORÊTS PÂTURES - vana CULTURES - irriguées

Côté ressources :

La surface agricole Ê

Les productivités Ê

Les cheptels Ê

0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 E ffe c ti fs ( m il li o n s d e tê te s ) Camélidés Anes… Cheveaux Caprins Ovins Buffles Bovins 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 16 000 18 000 20 000 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 E ffe c ti fs ( m il li o n s d e tê te s ) Ruches Léporidés Porcins Oies, pintades Dindons Canards Poules

GROS HERBIVORES

et/ou RUMINANTS

VOLAILLES,

PORCINS

et AUTRES

0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 P rod uc ti on al im e nt ai re ( k c a l / j our / ha ) Calories végétales par ha de terre cultivée Calories d'eau douce par 100 ha de terre im mergée Calories de la mer par 100 ha de plateau continental

10 Populations humaines

0 1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

7 000

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

Habitants (million)

Actifs agricoles (million)

0

200

400

600

800 1 000

1 200

1 400

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

OECD

MENA

FSU

ASIA

LAM

SSA

OCDE 1990

Moyen Orient et Afrique du Nord

Ex-URSS

Asie

Amérique latine

Afrique Subsaharienne

o

Des trajectoires régionales disparates

(6)

11 Une productivité record

de la terre en ASIE

Un boom de la productivité

du travail en OCDE

Kcal vég. / Jour / Ha cultivé

Disponibilité en terre (Ha cultivés / Actif)

Note : 10 000 kcal

~ 2,4 kg de soja

~ 2,8 kg de riz

~ 2,9 kg de pois

~ 3,0 kg de blé

~ 15,0 kg de pomme de terre

~ 58,8 kg de tomate

0 5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

30 000

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

Kcal vég. / Jour / Actif agricole

0 50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

400 000

450 000

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

0 5 10 15 20 25 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Afrique Sub-Saharienne Amérique Latine Asie Ex-URSS

Moyen Orient et Afrique du Nor OCDE 1990

12 Une flambée du commerce pour

écouler des excédents et combler des déficits

-2 500

-2 000

-1 500

-1 000

-500

0

500 1 000

1 500

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

Commerce net de

produits alimentaires végétaux

par habitant

Kcal

/ j

o

ur

/ ha

bi

ta

nt

-1 000

-500

0

500 1 000

1 500

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

Commerce net de

produits alimentaires végétaux

(Exports – Imports)

Gkcal

/ jo

ur

Afrique Sub-Saharienne

Amérique Latine

Asie

Ex-URSS

Moyen Orient et Afrique du Nor

OCDE 1990

(7)

13 Des assiettes très différemment garnies…

Afrique Sub-saharienne

OCDE

protéines animales :

12 g/jour sur 60 (20%)

lipides animales :

10 g/jour sur 48 (20%)

protéines animales :

71 g/jour sur 125 (60%)

lipides animales :

89 g/jour sur 165 (55%)

0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 k c al / jou r / ha b Eaux marines Eaux douces Monogastriques Ruminants Végétaux 0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 k c al / jou r / ha b Eaux marines Eaux douces Monogastriques Ruminants Végétaux

14

OCDE (OECD) 25% des fo rêts (981 M ha) 22% des pâtures (736 M ha) 27% du cultivé (416 M ha) 23% du cultivable (900 M ha) 02% des paysans (22 M ) 16% des habitants (987 M ) 3953 kcal/hab/jo ur dispo . Afrique Sub-Saharienne (SSA) 16% des fo rêts (634 M ha) 24% des pâtures (827 M ha) 13% du cultivé (204 M ha) 26% du cultivable (1054 M ha) 15% des paysans (195 M ) 11% des habitants (714 M ) 2366 kcal/hab/jo ur dispo . Ex-URSS (FSU) 21% des fo rêts (843 M ha) 11% des pâtures (360 M ha) 13% du cultivé (202 M ha) 10% du cultivable (409 M ha) 01% des paysans (20 M ) 04% des habitants (279 M ) 3276 kcal/hab/jo ur dispo . Asie (Asia) 13% des fo rêts (533 M ha) 17% des pâtures (565 M ha) 30% du cultivé (462 M ha) 14% du cultivable (538 M ha) 76% des paysans (1014 M ) 53% des habitants (3330 M ) 2793 kcal/hab/jo ur dispo . Am érique latine (LAM) 23% des fo rêts (922 M ha) 16% des pâtures (553 M ha) 11% du cultivé (164 M ha) 25% du cultivable (984 M ha) 03% des paysans (43 M ) 09% des habitants (538 M ) 3143 kcal/hab/jo ur dispo .

Moy. Orient & Afriq. Nord

(MENA)

01% des fo rêts (35 M ha) 10% des pâtures (337 M ha) 06% du cultivé (90 M ha) 02% du cultivable (92 M ha) 03% des paysans (44 M ) 06% des habitants (400 M ) 3356 kcal/hab/jo ur dispo .