Date de dépassement d`un seuil de cumul de températures

Fiche indicateur Agriculture - 1
Date de dépassement d’un seuil de cumul de températures
Evolution des dates de dépassement de seuils de cumul de températures pour les prairies
Description de l’indicateur
Territoire concerné Région Rhône-Alpes
Type d’indicateur Indicateur d’impact
Justification du choix
de l’indicateur
Le repérage des stades phénologiques des prairies permet aux agriculteurs d’adapter les pratiques fourragères, selon la valeur
énergétique et la quantité de fourrage souhaitées. Dès que les tiges commencent à se développer, la proportion de cellulose augmente
rapidement, diminuant d’autant la digestibilité de la matière organique, et par conséquent la digestibilité de l’énergie brute contenue dans
le fourrage. Ainsi, une fauche précoce permettra de rentrer un fourrage avec une bonne valeur énergétique, mais en moins grande
quantité ; une fauche plus tardive fournira un fourrage en plus grande quantité, mais plus fibreux et avec une valeur énergétique plus
faible.
Selon différentes études menées en France, le changement climatique pourrait se traduire par une avancée printanière du
développement fourrager, une production estivale plus faible et le développement d’une production durant l’hiver. En influant sur
la phénologie, le changement climatique impacterait donc l’organisation de la production fourragère annuelle.
Pour les prairies, l’apparition des différents stades phénologiques est corrélée à certaines valeurs des cumuls de températures. Il est donc
intéressant de suivre l’évolution des dates d’atteinte et de dépassement de ces seuils.
Lien avec le SRCAE
Rhône-Alpes
Indicateur contribuant à répondre aux orientations :
AD3 : Améliorer et diffuser la connaissance des effets du changement climatique pour notre région
AG2 Promouvoir une agriculture et une sylviculture responsables et tournées vers l'avenir
AG2.1. adapter l’agriculture régionale aux enjeux du changement climatique
AG2.3 optimiser les pratiques culturales pour réduire l’impact et les émissions polluantes des activités agricoles
Descriptif La phénologie est l’étude d’événements se produisant de manière périodique durant le cycle de croissance de la plante. Ces
événements sont fortement influencés par les variations saisonnières du climat. La croissance d’une plante est ainsi jalonnée par des
stades phénologiques, qui correspondent pour chacun d’entre eux à des modifications bien particulières de la forme de la plante.
L'apparition des différents stades phénologiques des cultures fourragères servant à l’alimentation des animaux, impactant les pratiques de
pâture et de fauche, peut être approchée à partir du cumul des températures.
Le lien entre cumul des températures et apparition des stades phénologiques repose sur un principe physiologique, selon lequel, dans
une plage de température donnée, la pousse de l’herbe dépend de la quantité de chaleur cumulée reçue par la plante.
Dans cette plage de température, chaque stade phénologique des prairies est associé à un seuil de cumul de températures journalières,
pour lequel on considère que la plante a atteint le stade phénologique considéré dès lors que le seuil est atteint.
Dans le cadre de cette fiche, les stades phénologiques retenus concernant le développement des prairies sont les suivants :
•l’épi 5 cm : stade où le futur épi est dans la gaine en cours de montaison, non sorti encore et à 5 cm du sol ;
•l’épi 10 cm : stade où le futur épi est dans la gaine en cours de montaison, non sorti encore et à 10 cm du sol ;
•l’épiaison ;
•la floraison.
Pour chacun de ces stades, le tableau ci-dessous, issu de l’INRA, récapitule les seuils de cumul de températures correspondant, pour
différents types de prairies. Ce tableau précise aussi les caractéristiques des types de prairies, ainsi que des exemples d’espèces
fourragères pouvant s’y rattacher.
Type de
prairie
Caractéristiques et exemples d’espèces fourragères Épi 5 cm Épi 10 cm Épiaison Floraison
A Espèces aptes à être pâturées précocement et fréquemment (Ray
Grass, Houlque laineuse)
400 500 700 900
B Espèces avec une phénologie moyennement précoce (Dactyle,
Paturin des Prés)
500 600 1 000 1 200
b Espèces avec une phénologie tardive (Agrotis commun, Paturin
commun)
900 1 000 1 400 1 600
C Espèces avec une phénologie moyennement précoce, une
productivité faible, et fournissant un fourrage doté d’une bonne valeur
alimentaire (Fétuque rouge)
800 900 1 100 1 300
D Espèce avec une phénologie tardive, typique de milieux peu fertiles
(Brachypode penné)
1 300 1 600 1 800
L'indicateur suivi vise à suivre les dates d'atteinte de ces seuils de cumuls de températures, corrélées aux dates d'apparition des
différents stades phénologiques.
Suivi de l’indicateur
Couverture spatiale et temporelle d’observation
Le choix a été fait de retenir une station d'observation par département, parmi celles disposant de séries quotidiennes de référence en températures minimale et
maximale. Dans la mesure du possible, les points d'observation sont situés dans ou à proximité de zones de prairies. Le tableau ci-dessous récapitule les
différentes stations retenues ainsi que leur altitude.
Département Station retenue Altitude (en mètre)
Ain Château Gaillard 250 m
Ardèche Le Cheylard 450 m
Drôme Montélimar 73 m
Isère Monestier 800 m
Loire Andrezieux Bouthéon 400 m
Rhône Bron 197 m
Savoie Bourg Saint Maurice 865 m
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Haute Savoie Thones 626 m
Les observations sont faites sur la période commune de disponibilité des données, soit 1951-2013.
1. Evolution des dates d'apparition de certains stades phénologiques pour les prairies
Les dates de début des stades phénologiques sont estimées en calculant les dates de dépassement de valeurs seuils des cumuls des températures (voir
Description et Méthode de calcul de l'indicateur).
Pour chacune des stations retenues en Rhône-Alpes, on dispose alors de l'évolution entre 1951 et 2013 des dates de dépassement des seuils de cumuls de
températures et donc des débuts de stades phénologiques. Le test statistique de Mann Kendall, appliqué à l'ensemble de ces séries de données, permet
d’examiner l’existence d’une tendance d'évolution de ces dates d'apparition des stades phénologiques.
Les résultats du test montrent une tendance à une avancée, statistiquement significative, des dates de dépassement des seuils de cumuls de
températures, pour plusieurs des stations retenues en Rhône-Alpes. Ceci correspond à une avancée en précocité des stades phénologiques des différentes
prairies. Les cas pour lesquels le test ne détecte pas de tendance statistiquement significatives concerne les stations et les seuils suivants : Château Gaillard
(seuils 400, 500 et 600), Le Cheylard (seuil 400), et Monestier (seuil 400).
L'avancée des dates de dépassement des seuils de cumuls de températures sur la période 1951-2013 est ensuite estimée, en nombre de jours, au moyen d’une
régression linéaire.
Le tableau ci-dessous récapitule, pour chacune des stations suivies, la tendance observée et le cas échéant la valeur de l'avancée des dates d'apparition des
stades phénologiques, en nombre de jours.
Les calculs conduits de façon identique sur l’ensemble des stations, sont synthétisés dans le tableau suivant, qui indique la tendance observée et le cas échéant la
valeur de l'avancée des dates d'apparition des stades phénologiques, exprimée en nombre de jours et obtenue au moyen d’une régression linéaire :
Département Station Type prairie
Evolution observée des dates d’apparition des stades phénologiques en nombre de jours
Épi 5 cm Épi 10 cm Épiaison Floraison
Ain Château Gaillard A Pas d’évolution marquée Pas d’évolution marquée -7,2 -8,8
B Pas d’évolution marquée Pas d’évolution marquée -8,8 -10,1
b -8,8 -8,8 -10,4 -10,5
C -7,7 -8,8 -9,4 -10,6
D -10,6 -10,5 -10,6
Ardèche Le Cheylard A Pas d’évolution marquée -8,9 -8,4 -7,6
B -8,9 -7,7 -7,6 -8,0
b -7,6 -7,6 -8,3 -8,1
C -7,4 -7,6 -8,0 -8,5
D -8,5 -8,1 -7,8
Drôme Montélimar A -7,9 -8,0 -8,1 -8,1
B -8,0 -8,8 -9,1 -9,1
b -8,1 -9,1 -10,2 -10,2
C -8,5 -8,1 -9,0 -9,8
D -9,8 -10,2 -10,0
Isère Monestier A Pas d’évolution marquée -10,4 -10,0 -12,3
B -10,4 -9,8 -14,0 -14,2
b -12,3 -14,0 -15,7 -15,7
C -11,1 -12,3 -14,1 -14,7
D -14,7 -15,7 -17,0
Loire Andrezieux
Bouthéon
A -10,2 -10,2 -10,5 -12,3
B -10,2 -10,3 -13,3 -15,0
b -12,3 -13,3 -15,0 -16,7
C -11,4 -12,3 -14,1 -15,3
D -15,3 -16,7 -17,2
Rhône Bron A -8,4 -10,0 -9,9 -11,0
B -10,0 -9,1 -11,3 -12,2
b -11,0 -11,3 -13,1 -12,9
C -9,9 -11,0 -11,3 -12,7
D -12,7 -12,9 -13,0
Savoie Bourg Saint
Maurice
A -13,3 -13,6 -14,5 -15,2
B -13,6 -13,4 -16,3 -17,2
b -15,2 -16,3 -18,2 -19,3
C -14,8 -15,2 -16,9 -17,4
D -17,4 -19,3 -20,4
Haute Savoie Thones A -14,8 -14,3 -15,2 -15,9
B -14,3 -14,9 -16,6 -17,5
b -15,9 -16,6 -18,5 -19,7
C -14,9 -15,9 -17,2 -17,2
D -17,2 -19,7 -20,2
2. Evolution des écarts à moyenne 1981-2010, des dates d'apparition de certains stades phénologiques pour les prairies
L’observation des dates d’apparition de certains stades phénologiques est faite en suivant l’évolution en nombre de jours, des écarts des dates d’atteinte des seuils
de cumuls de températures correspondants à ces stades, avec la date moyenne sur 30 ans d’atteinte des seuils de cumuls de températures correspondants à ces
mêmes stades. La période de 30 ans retenue est 1981-2010, par cohérence avec celle prise en référence pour les indicateurs climatiques de l’ORECC.
A titre d’illustration, les graphiques suivants montrent l’évolution, pour une espèce précoce et pour une espèce tardive, des écarts à la moyenne 1981-2010, des
dates d’atteinte des seuils de cumuls de températures correspondant à la présence d’épis de 5 cm et à la floraison.
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-15
-10
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Ecarts à la moyenne 1981-2010
Station de Montélimar
Epi 5 cm, variété précoce
Epi 5 cm, variété tardive
Floraison, variété précoce
Floraison, variété tardive
Année
Nombre de jours
-30
-20
-10
0
10
20
30
Ecarts à la moyenne 1981-2010
Station de Monestier
Epi 5 cm, variété précoce
Epi 5 cm, variété tardive
Floraison, variété précoce
Floraison, variété tardive
Année
Nombre de jours
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
Ecarts à la moyenne 1981-2010
Station d'Andrezieux-Boutheon
Epi 5 cm, variété précoce
Epi 5 cm, variété tardive
Floraison, variété précoce
Floraison, variété tardive
Année
Nombre de jours
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
Ecarts à la moyenne 1981-2010
Station de Bron
Epi 5 cm, variété précoce
Epi 5 cm, variété tardive
Floraison, variété précoce
Floraison, variété tardive
Année
Nombre de jours
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
Ecarts à la moyenne 1981-2010
Station de Le Cheylard
Epi 5 cm, variété précoce
Epi 5 cm, variété tardive
Floraison, variété précoce
Floraison, variété tardive
Année
Nombre de j ours
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
Ecarts à la moyenne 1981-2010
Station de Chateau-Gaillard
Epi 5 cm, variété précoce
Epi 5 cm, variété tardive et
Floraison, variété précoce
Floraison, variété tardive
Année
Nombre de j ours

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Sur ces graphes on observe, pour toutes les stations retenues en Rhône-Alpes :
•Une variabilité inter-annuelle importante des écarts entre les dates d’atteintes des seuils de cumuls de températures et la valeur moyenne entre 1981 et
2010 ;
•Une évolution marquée à partir du début des années 90, avec une occurrence plus importante d’années où les dates de dépassements des seuils de
cumuls de températures sont plus précoces par rapport à la date moyenne entre 1981 et 2010 ; cela correspondrait à une avancée en précocité des stades
phénologiques ;
•Aucune évolution particulière quant à l’amplitude des écarts.
3. Evolution de la date moyenne de dépassement des seuils de cumuls de températures
Afin d’essayer de quantifier l’évolution des dates de dépassements des seuils de cumuls de températures, le tableau suivant présente les écarts entre les
moyennes sur 30 ans entre 1981 et 2010 et les moyennes entre 1951 et 1980, pour toutes les stations observées, pour les 4 stades phénologiques retenus et pour
les 5 types de prairies disponibles.
Département Station Type prairie
Écart en nombre de jours entre la date moyenne d’atteinte du seuil
de cumul de températures du stade phénologique considéré sur la
période 1981-2010 et la même date sur la période 1951-1981
Épi 5 cm Épi 10 cm Épiaison Floraison
Ain Château Gaillard A 4 4 4 5
B 4 6 5 4
b 5 5 5 4
C 6 5 5 5
D - 5 6 6
Ardèche Le Cheylard A 4 4 4 4
B 4 4 4 4
b 4 4 5 4
C 3 4 4 5
D - 5 6 5
Drôme Montélimar A 4 4 6 7
B 4 5 8 8
b 4 6 8 8
C 4 4 8 8
D - 5 8 10
Isère Monestier A 6 6 6 7
B 6 5 8 8
b 7 8 8 8
C 7 7 8 8
D - 8 8 10
Loire Andrezieux Bouthéon A 6 6 8 7
B 6 6 8 9
b 7 8 9 9
C 6 7 9 9
D - 9 9 10
Rhône Bron A 6 5 5 5
B 5 4 5 4
b 5 5 6 6
C 5 5 5 6
D - 6 5 7
Savoie Bourg Saint Maurice A 6 7 7 7
B 7 6 8 8
b 7 8 9 9
C 7 7 8 8
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-30
-20
-10
0
10
20
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40
Ecarts à la moyenne 1981-2010
Station de Bourg Saint Maurice
Epi 5 cm, variété précoce
Epi 5 cm, variété tardive
Floraison, variété précoce
Floraison, variété tardive
Année
Nombre de jours
-30
-20
-10
0
10
20
30
Ecarts à la moyenne 1981-2010
Station de Thones
Epi 5 cm, variété précoce
Epi 5 cm, variété tardive
Floraison, variété précoce
Floraison, variété tardive
Année
Nombre de jours

Fiche indicateur Agriculture - 1
D - 8 9 10
Haute Savoie Thones A 8 8 7 9
B 8 8 8 9
b 9 8 10 10
C 7 9 9 9
D - 9 10 10
Dans ce tableau on observe que :
•pour quasiment toutes les stations et tous les seuils de cumuls de températures (et donc l’apparition des stades phénologiques correspondants) il existe
une avancée, statistiquement significative, des dates de dépassement des seuils de cumuls de températures ;
•ces avancées en précocité vont de 3 à 10 jours entre les deux périodes de 30 ans et varient selon lest types de prairies, les stades phénologiques
considérés et les stations observées ;
•pour une station donnée, l’avancée des dates de dépassement de seuils de cumuls de températures est généralement d’autant plus marquée que l’on se
situe dans des stades tardifs, ou que l’on considère des espèces avec une phénologie plutôt tardive ;
•pour un type de prairie donné et un stade phénologique considéré, l’avancée des dates de dépassement de seuils de cumuls de températures est plus
prononcée sur les trois stations situées plus en altitude (Thones, Bourg Saint Maurice, et Monestier), et pour Andrézieux Bouthéon, que sur les autres
stations de plaine.
4. Evolution de la durée entre l’atteinte des seuils de cumul de températures pour les épis de 5 cm et la floraison
Cet indicateur vise à observer s’il existe une évolution de la durée entre la date d’atteinte du seuil minimal de cumul de températures pour l’apparition des épis de 5
cm et la date d’atteinte du seuil de cumul de températures correspondant à la floraison. Cette durée est obtenue par différence entre les deux dates précédentes.
Elle est exprimée en nombre de jours.
A titre d’illustration, l’évolution de cette durée entre 1951 et 2013 est représentée sur les graphes suivants, pour deux espèces de prairies : une plutôt précoce et
une plutôt tardive et pour les 8 stations d’observations de Rhône-Alpes.
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35
40
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50
55
60
Durée de présence des épis
Station Chateau-Gaillard Durée du cycle, variété précoce
Durée du cycle, variété tardive
Année
Nombre de j ours
20
25
30
35
40
45
50
55
Durée de présence des épis
Station Le Cheylard
Durée du cycle, variété précoce
Durée du cycle, variété tardive
Année
Nombre de j ours
20
25
30
35
40
45
50
Durée de présence des épis
Station de Montélim ar
Durée du cycle, variété précoce
Durée du cycle, variété tardive
Année
Nombre de j ours
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Durée de présence des épis
Station de Monestier
Durée du cycle, variété précoce
Durée du cycle, variété tardive
Année
Nombre de j ours