Bio-economic modelling of soil erosion externalities and policy options: a Tunisian case study

International audience

Английский. Soil erosion is one of the most important of today’s environmental externalities and a major threat to sustainability of agricultural system. It constitutes the most widespread forms of land degradation throughout the world. The aim of this paper is to estimate the amount of soil erosion generated by the current cropping systems in Tunisia and to assess the economic and ecological impacts of policy instruments designed to handle this problem. The analysed policy options are based on soil conservation practices and direct incentive farming anti-erosive measures. The selected measures are the reduction of tillage, the avoidance of bare fallow and the use of legume-based crop rotation. A bio-economic modelling framework coupling the biophysical model EPIC to a non-linear dynamic programming farm model was used for this impact analysis. It was performed in a set of representative farms belonging to a region in North-Eastern Tunisia (Zaghouan) strongly affected by this phenomenon. The main finding of this research is the non-convexity of the crop yield—soil erosion space. That is, the use of more intensive techniques to increase productivity (i.e. crop yield) may be accompanied by rough changes in soil erosion (damage) curves, manifested either by non-monotony or non-convexity. In term of policy options and because of giving up convexity assumptions, incentive anti-erosive measures appear more efficient than conventional environmental policies such as Pigouvian taxes or quota systems. The implementation of soil conservation practices would leads to a net decrease in soil erosion and an increase in farm income. However, with the current interest rate of 7% the possible rise in income is not enough to stimulate farmers to invest on these practices. A maximum rate of 4% would be necessary to make this policy option more effective.

Французский. L'érosion des sols est l'une des plus importantes externalités environnementales d’aujourd’hui et une grave menace pour la durabilité des systèmes agricoles. Elle constitue la forme la plus répandue de la dégradation des terres dans le monde entier. Le but de cet article est d'estimer le niveau d'érosion des sols générée par les systèmes de culture actuels en Tunisie et d'évaluer les impacts économiques et écologiques des instruments de politique conçus pour traiter ce problème. Les options politiques analysées sont basées sur les pratiques de conservation des sols et des mesures directes d’incitation antiérosives. Les mesures choisies sont la réduction du travail du sol, la suppression de la jachère nue et l'utilisation des rotations culturales à base de légumineuses. La modélisation bioéconomique couplant le modèle biophysique EPIC à un modèle de programmation non-linéaire de type multipériodique récursif a été utilisée pour cette analyse d'impact. Elle a été appliquée à un ensemble d’exploitations-types appartenant à une région du Nord-Est Tunisien (Zaghouan) fortement touchée par ce phénomène. La principale conclusion de cette recherche est la non-convexité de l'espace production-érosion des sols. Autrement dit, l'utilisation de techniques plus intensives pour accroître la productivité (rendement des cultures par exemple) peut être accompagnée par des changements bruts dans la courbe de l'érosion des sols (dommages), qui se manifestent soit par des non-monotonies ou des non-convexités. En termes d'options politiques et en raison de l'abandon de l’hypothèse de convexité, les mesures d'incitation antiérosives apparaissent plus efficaces que les instruments conventionnels tels que la taxe Pigouvienne ou les systèmes de quota. La mise en œuvre des pratiques de conservation des sols conduirait à une diminution nette de l'érosion des sols et une augmentation du revenu agricole. Toutefois, avec le taux d'intérêt actuel de 7% la hausse possible du revenu n'est pas suffisante pour inciter les agriculteurs à investir dans ces pratiques. Un taux maximal de 4% serait nécessaire pour rendre cette option plus efficace.