120 – 7. JAPON : ALLOCATION OPTIMALE DES TERRES ET APPORTS AZOTÉS OPTIMAUX
LES LIENS ENTRE LES POLITIQUES AGRICOLES ET LEURS EFFETS SUR L’ENVIRONNEMENT - OCDE 2010
Les conditions décrites pour le Japon correspondent au cas 3, mais si l’on prend en
compte davantage d’autres externalités environnementales, on peut peut-être obtenir des
résultats différents pour l’allocation optimale des terres. Il est donc important de mettre
davantage l’accent sur l’effet relatif de chaque mesure agroenvironnementale sur le bienêtre privé et sur le bien-être social.
Cadre théorique
Dans le modèle, l’allocation optimale des terres et les apports optimaux d’azote
(association d’un engrais chimique et d’un engrais organique) sont étudiées pour une
exploitation agricole représentative. Le modèle est constitué des fonctions quadratiques
de réaction à l’azote pour les cultures, des fonctions exponentielles de ruissellement de
l’azote (élimination) et des fonctions d’émission de gaz à effet de serre associant les
fonctions de séquestration du CH 4 , du N 2 O et du carbone. Les profits du producteur sont
maximisés sous contraintes de prix des produits agricoles et de coûts des intrants
exogènes.
Conformément à Lankoski et Ollikainen (2003) et à l’étude de cas finlandaise, soit
( )
G q la distribution cumulative de q (avec une qualité des terrains q , 0
1
q
d d ),
( )
g q étant sa densité, et en supposant que ( )
g q est une fonction continue et dérivable.
La superficie totale des terres de la région est
1
0
( ) .
G
g q dq
= ³
(1)
On suppose que seuls le riz et le blé sont cultivés dans cette région, soit
1, 2
i =
. L’un
et l’autre sont produits avec des rendements d’échelle constants. Pour chacune de ces
deux cultures, la production par unité de surface est notée i
y , et le rendement est fonction
de la qualité du sol q et de la quantité d’engrais utilisée i
x . La quantité d’engrais
épandue i
x est une combinaison d’engrais chimique ci
x et d’engrais organique oi
x ,
( ; )
i
i
i
y
f x q
=
. Cette fonction de production est une fonction croissante et concave de la
quantité d’engrais et de la qualité du sol. On suppose que les terres arables peuvent être
affectées aussi bien à la culture du riz qu’à celle du blé. La part de chaque culture, 1
L et
2
L , est donnée par l’équation suivante :
1
1
1
0
( )
( )
q
L
g q dq G q
=
=
³
(2)
2
1
2
1
( )
(1)
( ).
q
L
g q dq G
G q
=
=
³
(3)
Par souci de simplification, les surfaces laissées à l’abandon ne sont pas prises en
compte dans la partie théorique. On suppose deux effets sur l’environnement : l’impact
sur la qualité de l’eau du ruissellement des engrais chimiques, et les émissions de gaz à
effet de serre résultant des apports d’engrais chimiques et biologiques.
LES LIENS ENTRE LES POLITIQUES AGRICOLES ET LEURS EFFETS SUR L’ENVIRONNEMENT - OCDE 2010
Les conditions décrites pour le Japon correspondent au cas 3, mais si l’on prend en
compte davantage d’autres externalités environnementales, on peut peut-être obtenir des
résultats différents pour l’allocation optimale des terres. Il est donc important de mettre
davantage l’accent sur l’effet relatif de chaque mesure agroenvironnementale sur le bienêtre privé et sur le bien-être social.
Cadre théorique
Dans le modèle, l’allocation optimale des terres et les apports optimaux d’azote
(association d’un engrais chimique et d’un engrais organique) sont étudiées pour une
exploitation agricole représentative. Le modèle est constitué des fonctions quadratiques
de réaction à l’azote pour les cultures, des fonctions exponentielles de ruissellement de
l’azote (élimination) et des fonctions d’émission de gaz à effet de serre associant les
fonctions de séquestration du CH 4 , du N 2 O et du carbone. Les profits du producteur sont
maximisés sous contraintes de prix des produits agricoles et de coûts des intrants
exogènes.
Conformément à Lankoski et Ollikainen (2003) et à l’étude de cas finlandaise, soit
( )
G q la distribution cumulative de q (avec une qualité des terrains q , 0
1
q
d d ),
( )
g q étant sa densité, et en supposant que ( )
g q est une fonction continue et dérivable.
La superficie totale des terres de la région est
1
0
( ) .
G
g q dq
= ³
(1)
On suppose que seuls le riz et le blé sont cultivés dans cette région, soit
1, 2
i =
. L’un
et l’autre sont produits avec des rendements d’échelle constants. Pour chacune de ces
deux cultures, la production par unité de surface est notée i
y , et le rendement est fonction
de la qualité du sol q et de la quantité d’engrais utilisée i
x . La quantité d’engrais
épandue i
x est une combinaison d’engrais chimique ci
x et d’engrais organique oi
x ,
( ; )
i
i
i
y
f x q
=
. Cette fonction de production est une fonction croissante et concave de la
quantité d’engrais et de la qualité du sol. On suppose que les terres arables peuvent être
affectées aussi bien à la culture du riz qu’à celle du blé. La part de chaque culture, 1
L et
2
L , est donnée par l’équation suivante :
1
1
1
0
( )
( )
q
L
g q dq G q
=
=
³
(2)
2
1
2
1
( )
(1)
( ).
q
L
g q dq G
G q
=
=
³
(3)
Par souci de simplification, les surfaces laissées à l’abandon ne sont pas prises en
compte dans la partie théorique. On suppose deux effets sur l’environnement : l’impact
sur la qualité de l’eau du ruissellement des engrais chimiques, et les émissions de gaz à
effet de serre résultant des apports d’engrais chimiques et biologiques.