N Vuichard et T Brunelle
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Les apports de la recherche : conclusions du projet ANR « Autrement » Nicolas Vuichard (LSCE) Thierry Brunelle (CIRED) AUTREMENT Aménager l'Utilisation des Terres et des Ressources de l'Environnement en Modélisant les Ecosystèmes aNThropiques Contexte: Agriculture, changement climatique et économie: Le défi par rapport au dévéloppement durable: Comment limiter l’impact du climat sur l’agriculture (Adaptation) ? Comment limiter l’impact de l’agriculture sur le climat (Mitigation) ? Objectifs du projet Sous l’angle de la modélisation « mécaniste »: Anticiper la réponse des écosystèmes aux échelles saisonnière et séculaire Proposer des réaménagements des surfaces: optimisation de la production et minimisation du « coût » climatique sous contrainte économique. Développer une plateforme de modélisation intégrée globale Allocation de surfaces par grandes régions Module de désagrégation spatiale Allocation spatialisée NEXUS Land use ORCHIDEE Equilibre physique de la terre =fct (rendements) Modèle globale de végétation Rendements par type de cultures/agro-système + évolution des rendements Quelques résultats du projet Evolution du rendement sur la période future Impact sur l’allocation des terres. Scenario A1B IPSL-CM4 désagrégé Précipitation Température Différence 2080-2100 p.r 2000-2020 Impact du CC sur les cultures Evolution du rendement du blé Evolution du rendement du maïs Evolution du rendement du mil Impact du CO2 Climat+ effet de fertilisation Climat seul La triple contrainte sur l’agriculture et les conflits sur les usages des sols Climat Population ResteLAM ResteAsie Afrique MoyenOrient Brésil Inde 2050 Chine 2001 CEI ² OCDE Pacifique Europe Canada USA 0 Energie 0.5 1 1.5 2 2.5 Mds hab Source : scenario median ONU Quelles conséquences sur le système de production agricole ? Source : WEO 2008 Un modèle mondial … … tenant compte des interactions entre les différentes demandes de biomasse Sorties Forçage Une représentation physique des relations de production Animal Source : Bouwman et al. 2006 Végétal Une représentation économique de la dynamique sur les sols Intensification animale Intensification végétale La question des régimes alimentaires Les scénarios agrimonde : Agrimonde GO et Agrimonde 1 2001 kcal/jour.hab USA Canada Europe OCDE Pacifique CEI Chine Inde Brésil MoyenOrient Afrique ResteAsie ResteLAM VEGE 2888 2901 2727 2402 2488 2488 2134 2480 2714 2351 2228 2493 RUMi 691 759 679 275 427 115 163 400 239 122 118 357 2050 - AGO MONO 525 506 469 312 187 402 13 288 123 37 83 218 VEGE 2385 2385 2385 2385 2091 2766 2766 2758 2987 2667 2766 2758 RUMi 925 925 925 925 947 428 428 507 319 214 428 507 2050 - AG1 MONO 703 703 703 703 349 443 443 385 123 69 443 385 VEGE 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 RUMi 251 251 251 251 251 159 159 251 222 129 159 251 MONO 200 200 200 200 212 253 253 207 238 350 253 207 Evolution du prix mondial de la calorie 100 $/Gcal 80 60 40 20 0 2005 2010 2015 2020 2025 Agrimonde GO 2030 2035 Agrimonde 1 2040 2045 2050 Evolution du rendement des cultures 10 Gcal / ha 9 8 7 6 2005 2010 2015 2020 2025 Agrimonde GO 2030 2035 Agrimonde 1 2040 2045 2050 Comparaison Nexus / Agrimonde Evolutions annuelles des rendements alimentaires : Agrimonde GO Agrimonde 1 Nexus Agrimonde USA Canada Europe OCDE Pacifique CEI Chine Inde ResteAsie Brésil ResteLAM Afrique 0.35% 0.51% 0.42% 0.64% 0.32% 0.43% 1.12% 0.48% 0.24% 0.36% 0.14% MoyenOrient 0.53% Nexus OCDE 0.73% ex-URSS 0.75% Asie 1.15% Amérique Latine 1.45% Afrique Afrique du Nord / Moyen-Orient 1.81% USA Canada Europe OCDE Pacifique CEI Chine Inde ResteAsie Brésil ResteLAM Afrique 1.05% MoyenOrient Evolutions des surfaces sur la période 2000-2050 : Agrimonde GO Agrimonde 1 Nexus Agrimonde Nexus Agrimonde Culture 112% 23% 95% 39% Pâture -47% 7% -38% -15% Forêt -8% -1% -8% -1% Agrimonde -0.20% -0.12% -0.18% -0.70% -0.77% -0.26% 0.88% -0.16% -0.37% -0.68% -0.74% -2.13% OCDE 0%-0.81% ex-URSS 1.33%-2.22% Asie 0%-0.81% Amérique Latine 0.46%-1.4% Afrique Afrique du Nord / Moyen-Orient 0.44%-14% 0.24%-0.67% Fiabilité des résultats Résultats encore très préliminaires… Travail important d’évaluation mais impossible sur le futur Les sources d’incertitudes: Modèles: réalismes de processus existants (CO2?), processus manquants nouvelles paramétrisations Forçage Considérer plusieurs modèles climatique et plusieurs scénarii Variabilité climatique Intérêt des simulations régionales Conclusions Prévision saisonnière non encore opérationnelle Influence primordiale des modes de gestions sur la capacité du stockage de carbone Interactions non triviales des processus d’où l’intérêt des approches « mécanistes »
