Approche de l’Évaluation des pratiques de gestion bénéfiques à l’échelle des bassins hydrographiques

L'initiative d'Évaluation des pratiques de gestion bénéfiques à l'échelle des bassins hydrographiques (EPBH) a évalué le rendement environnemental et économique de certaines pratiques de gestion bénéfiques (PGB) agricoles dans neuf petits bassins hydrographiques d'environ 300 à 2 500 hectares chacun situés au Canada. Un bassin hydrographique est une étendue de sol à partir de laquelle toute l'eau sous forme de ruissellement se jette dans le même plan d'eau. Et une PGB est une pratique agricole conçue pour réduire les effets négatifs sur l'environnement. La dégradation de la qualité de l'eau causée par le ruissellement excessif de sédiments et de nutriments peut avoir un impact déterminant sur l'environnement des bassins hydrographiques agricoles.

Qu'est-ce que le programme d'Évaluation des pratiques de gestion bénéfiques à l'échelle des bassins hydrographiques a étudié?

Une série de PGB a été appliquée à chacun des neuf sites de recherche de l’EPBH. Chaque site a un paysage, un climat, des pratiques agricoles et des enjeux socioéconomiques et agroenvironnementaux complexes qui sont uniques. Les PGB et les méthodes de recherche ont été choisies pour traiter ces enjeux locaux et régionaux. Toutes les PGB ne conviennent pas à toutes les régions. Par exemple, les terrasses de déviation, pratique commune dans la zone escarpée de culture de la pomme de terre du Nouveau-Brunswick, ne sont pas nécessaires dans un paysage plat des Prairies. Ainsi, l’EPBH n'est pas vérifié l’efficacité de toutes les PGB des différents paysages, et la série de PGB était différente pour chaque site de projet. Cependant, certaines PGB peuvent s’appliquer à plusieurs régions. Dans la mesure où une PGB donne des résultats différents dans chaque paysage ou zone climatique, les chercheurs de l’EPBH ont étudié ces PGB dans plus d’un lieu. Par exemple, l’installation de clôtures pour empêcher le bétail d’avoir accès aux cours d’eau a été évaluée dans quatre bassins hydrographiques de l’EPBH. Mais les méthodes d’étude et les résultats variaient pour chaque site.

Un aspect unique de l’EPBH était la mise en œuvre de PGB multiples dans chaque bassin hydrographique. Les chercheurs de l’EPBH ont étudié le rendement individuel des PGB ainsi que l’incidence cumulative de multiples PGB à l’échelle du bassin hydrographique. Dans certains cas, une PGB peut être suffisante. Dans d’autres, une série de PGB sont nécessaires pour traiter le défi en question.

Chaque étude de bassin hydrographique dans le cadre de l'EPBH comprenait les composantes suivantes :

  • Évaluations biophysiques ont mesuré les conséquences environnementales des PGB.
  • Évaluations économiques ont examiné les coûts et avantages de la mise en œuvre des PGB.
  • Modélisation hydrologique saisit des données proviennent des évaluations biophysiques dans un logiciel pour évaluer la façon dont les nutriments et les sédiments sont transportés à partir des terres agricoles ainsi que les conséquences de ces processus de transport sur le rendement des PGB. La mise à l’échelle utilise la modélisation informatique pour extrapoler les résultats au niveau des bassins hydrographiques intermédiaires et régionaux.

Modélisation intégrée réunissait des aspects hydrologiques et économiques en un outil d'aide à la prise de décisions qui facilite la planification à long terme des mesures appliquées au bassin hydrographique. Des cadres de modélisation intégrée ont été créés pour deux projets d’EPBH (Manitoba et Québec), et d'autres sites d'EPBH ont incorporé cette approche dans leurs analyses.

Évaluations biophysiques

Les chercheurs en biophysique de l'EPBH ont fait appel à différentes méthodes scientifiques pour mesurer l'effet des PGB sur la qualité de l'eau ainsi que d'autres paramètres environnementaux, comme la santé des sols ou des zones riveraines. Parmi les méthodes figurent l'analyse comparative historique, le jumelage de bassins hydrographiques, la surveillance en amont et en aval et les essais en lisière des champs.

La recherche d'EPBH a porté avant tout sur l'évaluation des effets des PGB sur la qualité de l’eau. D'autres indicateurs environnementaux, tels que la santé des sols ou des zones riveraines et les émissions de gaz à effet de serre, ont été également examinés à certains des bassins hydrographiques d'EPBH.

La qualité de l'eau ont été évaluée dans le cadre d'EPBH en utilisant un ensemble minimal de paramètres physiques et chimiques courants. On a prélevé les échantillons à une fréquence suffisante pour suivre l'évolution de la qualité de l'eau. À certains sites, les sources de contaminants dans l'eau et le déplacement des contaminants entre le champ et le cours d'eau ont été étudiés. Et, à presque tous les sites de l'EPBH, on a prélevé des échantillons pour déterminer la qualité de l'eau à l'exutoire du bassin afin de déceler les éventuels effets cumulatifs de l'application des PGB.

Évaluations économiques

Grâce à la recherche économique, les producteurs peuvent obtenir une estimation fiable des coûts et avantages associés aux PGB pour leur exploitation agricole, et ainsi faire des choix éclairés de mise en œuvre de ces pratiques. La connaissance des coûts et des avantages, pour la ferme et pour la société, de l'adoption des PGB, en plus de permettre de mieux apprécier les attitudes des producteurs et les obstacles à l'adoption de ces pratiques, aidera les gouvernements à élaborer des politiques ou des programmes qui favorisent l'adoption de PGB efficaces.

Aux neuf bassins visés par l'EPBH, les économistes ont appliqués différentes approches analytiques pour estimer les coûts de mise en œuvre des PGB à la ferme et mesurer les retombées potentielles à la ferme et hors ferme. Ces méthodes témoignaient de la diversité des facteurs ayant une incidence sur chaque bassin hydrographique. Elles comprenaient :

  • L'analyse économétrique de la probabilité que les agriculteurs adoptent ou non les PGB;
  • Les budgets d'exploitation agricole pour déterminer le revenu net au niveau de l'entreprise;
  • Les modèles financiers pour créer des états financiers pour les exploitations agricoles;
  • Les modèles d'optimisation pour déterminer la meilleure façon de répartir les ressources de l'exploitation;
  • L'analyse agro-globale pour évaluer l'incidence de l'adoption des PGB sur le revenu global et le rendement financier de l'ensemble de la ferme.

Dans certains bassins hydrographiques, les évaluations des PGB ont été effectuées sur une seule ferme. Dans d'autres, les économistes établissaient des grandeurs et types représentatifs des fermes afin de refléter les fermes typiques établies dans le bassin.

Dans le cadre de deux projets de modélisation hydrologique et économique intégrée, on a entrepris l'évaluation économique approfondie d'un site de l'EPBH dans le bassin du ruisseau Tobacco Sud (Manitoba) et d'un autre dans le bassin de la rivière Bras d'Henri (Québec). À ces deux sites, on procède à des évaluations économiques à l'échelle du petit bassin et à l'échelle du bassin supérieur.

Modélisation hydrologique

Un modèle hydrologique est un logiciel informatique qui simule le ruissellement des eaux de surface et des eaux souterraines dans un bassin sous l'effet des pluies et de l'activité humaine. Le modèle représente le bassin hydrographique grâce à un système interconnecté de composantes hydrologiques qui reflètent les propriétés générales et les déplacements de l'eau et de solutés dans le bassin. Le modèle SWAT (Soil and Water Assessment Tool) était le principal outil de modélisation hydrologique utilisé dans la plupart des bassins hydrographiques de l'EPBH.

La modélisation hydrologique à chaque site de l'EPBH complétait l'évaluation biophysique par la simulation de l'hydrologie et de la qualité de l'eau du bassin hydrographique et par l'emploi des modèles pour évaluer l'efficacité des PGB. Les modèles ont aussi permis d'extrapoler les renseignements biophysiques recueillis aux échelles du microbassin et de la lisière du champ à l'échelle du bassin supérieur, afin d'apporter une perspective régionale.

Les données sur le climat, les propriétés du sol, la topographie, la végétation et les pratiques de gestion des terres recueillies dans les bassins de l'EPBH pour valider les modèles. Les chercheurs de l'EPBH ont renforcé leurs modèles au besoin en ajoutant des modules qui représentent des processus physiques propres aux PGB ou aux bassins ou qui sont adaptés aux conditions climatiques du Canada. La complexité des modèles varie d'un des neuf bassins de l'EPBH à l'autre, en fonction des pratiques agronomiques et des caractéristiques du bassin.

Modélisation intégrée

La modélisation intégrée aide à extrapoler à la fois la qualité de l'eau et les impacts économiques (coûts et avantages) de la mise en œuvre de chaque PGB ou d'ensemble de PGB à divers endroits et selon diverses intensités dans un bassin hydrographique. Cette méthode d'extrapolation des résultats est nécessaire pour mieux comprendre et prévoir les coûts et avantages et les effets environnementaux de l'application des PGB sur de grandes superficies et durant des périodes prolongées. Il s'agit notamment de prévoir à quel endroit dans le paysage une PGB est susceptible d'avoir le plus grand effet. Les modèles intégrés peuvent aider les décideurs politiques et les décideurs des programmes à identifier l'efficacité des incitatifs financiers ou réglementaires mis en place pour encourager les producteurs à adopter les PGB.

Des projets de modélisation intégrée ont été lancés à deux sites de l'EPBH - le ruisseau Tobacco Sud au Manitoba et le Bras d'Henri (et le bassin supérieur de la Beaurivage) au Québec.

Des évaluations hydrologiques et économiques approfondies ont été menées aux deux sites pour fournir des données aux modèles intégrés. Des modèles économiques ont permis d'estimer les coûts de PGB particulières et de combinaisons de PGB à l'échelle de la ferme et du bassin hydrographique, tandis que le modèle hydrologique du bassin a simulé les effets des PGB sur la qualité de l'eau.

Les résultats du programme

La recherche effectuée dans le cadre du programme EPBH a permis la publication de plus de 60 articles scientifiques et plusieurs fiches d’information. Ces produits peuvent être consultés sur notre page des communications.

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