Opportunités et risques pour les agro-écosystèmes et les forêts en réponse aux changements climatiques, socio-économiques et politiques en France (et en Europe) - projet ORACLE (CEPS 2010)

ORACLE (Opportunit
(Opportunitéés et Risques pour les AgroAgro-écosystè
cosystèmes et les forê
forêts en
réponse aux changements CLimatiquE, sociosocio-économiques et politiques en France et
en Europe) : une approche multivaluation de
multi-modè
modèles et multimulti-scé
scénarios pour l’é
l’évaluation
l’effet du changement climatique sur le cycle vé
végétatif
Dominique CARRER(1), Nabil Laanaia(1), JeanJean-Christophe Calvet(1), Nathalie de Noblet(2) et AnneAnne-Isabelle Graux(3)
(1)
CNRMCNRM-GAME / UMR3589, Mé
Météo-France, Toulouse, France
(2)
LSCE / Unité
Unité mixte CEACEA-CNRS, GifGif-sursur-Yvette, France
(3)
UREP/INRA, ClermontClermont-Ferrand, France
ORACLE vise à fournir des évaluations spatialement explicites des changements futurs en termes a) de fonctionnement
fonctionnement des agroagro-écosystè
cosystèmes, et b) d'usage des terres, en
France à haute ré
résolution (8x8 km2) et en Europe à moyenne ré
résolution (50x50 km²
km²). ORACLE est un projet multimulti-disciplinaire qui associe climatologues, agronomes,
forestiers, économistes, hydrologues et statisticiens. L’
L’objectif affiché
affiché est de construire des outils inté
intégré
grés d’
d’aide à la dé
décision.
Une des phases amonts du projet consiste à construire des indicateurs basé
basés à la fois sur les forç
forçages atmosphé
atmosphériques climatiques et sur les sorties de modè
modèle globaux de
végétation doté
dotés d’
d’une évolution dynamique du cycle foliaire. Au sein du Centre National de Recherches Mé
Météorologiques de Mé
Météo France, des équipes dé
développent depuis
la fin des anné
volution dynamique de la vé
années 1980 le modè
modèle de surface ISBA. Ce modè
modèle de solsol-végétation comporte un module d’é
d’évolution
végétation dé
dédié
dié à la modé
modélisation du cycle
du carbone. Dans le cadre du projet ORACLE, ce dernier est utilis
utilisé avec son homologue franç
français dé
développé
veloppé à l’IPSL,
IPSL, ORCHIDEE, afin d’
d’apporter des éléments de ré
réponse sur
l’impact du climat futur sur les agroagro-écosystè
cosystèmes et les forê
forêts. Une attention particuliè
particulière est porté
portée sur la quantification des incertitudes et la significativité
significativité des éventuelles
tendances isolé
isolées grâ
grâce à une approche multimulti-modè
modèles et multimulti-scé
scénarios.
Constitutions des indicateurs
Diffé
Différentes approches pour la constitution d’
d’indicateurs eco
et biobio-techniques
Chaî
Chaîne de calcul du modè
modèle de solsol-végétation ISBAISBA-CC
SCENARIOS CLIMATIQUES
SRES x GCM x Regionalisation
MODELES D’IMPACT
(ECOSYTEME)
DONNEES HORAIRES
(1950-2100)
• Température
• Précipitations
• Rayonnement
• Pression de vapeur
• Vent
• [CO2]
INFORMATION
• Rendement (Y)
• Production laitière
• Stockage de C
• Bilan GES
• etc.
MODELES SPATIALISES
A LARGE ECHELLE
(TYPES FONCTIONNELS)
INFORMATION
• NPP
• LAI
• Humidité du sol
Etc.
INDICATEURS
ECOCLIMATIQUES
INDICATEURS
BIOTECHNIQUES Y = f( NPP, Aridité, [CO ])
2
INDICATEURS
ECOCLIMATIQUES
Y = f( Aridité, [CO2], Exploitation, Fertilité)
Exemples d’
d’indicateurs climatiques sur la France
Nombre de jours de gel par an
Nombre de canicules par an
19701970-1999
20202020-2049
20702070-2099
Pré
Précipitations neigeuses
Tempé
Température à 2m
(MPEH5C_3)
Les 12 scé
scénarios
du projet EUEUENSEMBLES
sont exploité
exploités.
Des exemples
d’indicateurs
issus d’
d’un
scé
scénario mé
médian,
MPEH5C_3, sont
ici exposé
exposés.
(MPEH5C_3)
Effet sur le cycle vé
végétatif avec ISBAISBA-CC
Sensibilité
Sensibilité aux incertitudes atmosphé
atmosphériques sur
la France (sé
(sélection de 191 sites pilotes)
Pré
Précipitations neigeuses
Tempé
Température à 2m
Leaf Area Index annuel modé
modélisé
lisé
Cycle annuel moyen
du Leaf Area Index
Focus sur Toulouse
Prairie C3
Culture C3
Evolution sur 150ans de la biomasse
des arbres [kg.C/m2]
Culture C4
Broadleaf
(A2)
Quelques tendances qui restent à confirmer pour
broadleaf : - biomasse (sè
(sèche) augmente jusqu’
jusqu’en 2060 (puis stabilisation ou dé
décroissance);
prairie :
culture :
- démarrage vé
végétatif lé
légèrement avancé
avancé, mortalité
mortalité pré
précoce à l’éch
’échééance 2100 (jusqu’à
(jusqu’à -2mois).
- effet positif sur LAI pour 2050 – cycle rallongé
rallongé;
- effet né
négatif sur LAI à l’horizon 2100 - démarrage vé
végétatif et mortalité
mortalité avancé
avancés.
- à l’horizon 2050 effet positif pour C3 et neutre pour C4;
- à l’horizon 2100 C3 et C4 pé
pénalisé
nalisés. Dé
Démarrage vé
végétatif avancé
avancé pour C3 de 1mois.
Conclusion et Perspectives – Les premiers ré
résultats restent à confirmer mais des tendances diffé
différentes en terme d’
d’opportunité
opportunité ou risque semblent se dessiner à éché
chéance
de 2050 ou 2100. L’
L’approche multimulti-modè
modèles et multimulti-scé
scénarios vise à isoler des expé
expériences ré
réalisé
alisées uniquement les enseignements statistiquement significatifs. Cet
Cet exercice
s’inscrit dans la suite du projet CLIMATOR. Ainsi le projet veillera
veillera à se confronter avec les ré
résultats obtenus dans CLIMATOR. Une évaluation à partir des statistiques agricoles
de 1984 à 2011 permettra d’
valuation sur les zones de
d’estimer le potentiel des modè
modèles de solsol-végétation à pré
prédire des évolutions de productivité
productivité sur du climat futur.
futur. Pour l’é
l’évaluation
forê
forêts, les biomasses à l’équilibre
’équilibre tiré
tirées de l’l’inventaire IFN seront exploité
exploités. A noter que l’l’approche multimulti-disciplinaire du projet permettra aux diffé
différents partenaires d’
d’aborder
la problé
problématique sous des aspects non seulement scientifiques mais aussi sociosocio-économiques et politiques.
Changements Environnementaux - Séminaire ANR les 17 et 18 avril 2013, Toulouse
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