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Les résultats des projets CARBOFOR et ANR-QDiv ; les questions quils soulèvent ; les avancées avec le projet ANR-Climator Vincent Badeau (et al.) UMR INRA-UHP.

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1 Les résultats des projets CARBOFOR et ANR-QDiv ; les questions quils soulèvent ; les avancées avec le projet ANR-Climator Vincent Badeau (et al.) UMR INRA-UHP Ecologie & Ecophysiologie Forestières Equipe Phytoécologie Champenoux Forêt méditerranéenne Badeau

2 Quelques rappels à propos de Carbofor Projet GICC – GIP Ecofor, 2002 – 2004 Coordinateur Denis Loustau (Ephyse-Bordeaux) Forêt méditerranéenne Badeau

3 Des résultats à léchelle de lEurope Des résultats à léchelle de lEuropeactuel futur Forêt méditerranéenne Badeau Exemple du hêtre (Thuiller etal., 2005) Exemple du hêtre (Sykes & Prentice, 1995)

4 Ch. vert Un problème de bases de données Un problème de bases de données Flora europaea maille de 50 km hêtre Inventaire Forestier National 1 point / 130 ha Les contours de la niche dépendent des observations utilisées Forêt méditerranéenne Badeau

5 AURELHY Météo-France (1km – 30) Climatic Research Unit Norwich – UK (10) Un problème de bases de données Un problème de bases de données AURELHY Météo-France (10) Forêt méditerranéenne Badeau

6 Chêne vert 70 espèces ligneuses 1200 espèces forestières Actuel 2100 – B2 Evolution potentielle des aires climatiques Evolution potentielle des aires climatiques Badeau et al., 2004, 2010 ; Wallerich, 2006 Forêt méditerranéenne Badeau

7 scénario A2 scénario B2 Evolution potentielle des aires climatiques Evolution potentielle des aires climatiques Forêt méditerranéenne Badeau

8 Simples à mettre en œuvre Permettent de tester un grand nombre despèces (y compris herbacées) ou de groupes despèces ; un grand nombre de facteurs de lenvironnement Les modèles de niche : du pour ! Basés sur un des plus vieux concept de lécologie Les modèles de niche : du contre ! Corrélations et pas forcément causalités Pas de prise en compte de la croissance, la migration, la variabilité génétique, des interactions biotiques… Pas de prise en compte de la variabilité interannuelle du climat Pas de prise en compte des effet direct du CO 2 Forêt méditerranéenne Badeau

9 Projet QDiv ANR-Biodiversité quantification des effets des changements globaux sur la diversité végétale Coordinateur Paul Leadley (ESE - Université Paris XI - Orsay)

10 ORCHIDEE (Krinner et al, N. Viovy CEA) PHENOFIT (Chuine and Beaubien I. Chuine, CEFE Montpellier) CASTANEA ( E. Dufrêne et al, C. François and A. Cheaib, ESE Orsay) Approches corrélatives Nancy NBM (V. Badeau et al., 2004, V. Badeau, INRA Nancy) BIOMOD (W. Thuiller, W. Thuiller, LECA Grenoble) STASH (Sykes et al, E. Gritti, CEFE Montpellier) IBIS (Kucharik et al, C. Delire Meteo France) LPJ (Stich et al, E. Gritti, CEFE Montpellier) phénologie carbone & croissance (flux et stock) modèles dynamique globaux de la végétation (DGVM) types fonctionnels de plantes (PFT) Les modèles de QDiv Les modèles de QDiv Forêt méditerranéenne Badeau Approches mécanistes

11 Les objectifs Les objectifs Forêt méditerranéenne Badeau Comparer les modèles pour quantifier les incertitudes Evaluer les modèles en interprétant les projections sur la base des différentes approches et hypothèses de modélisation Eprouver nos connaissances des mécanismes qui piloteront les changements daires de répartitions (aide aux stratégies dadaptation)

12 Données IFN agrégées à 8 km RU Profondeurs de sols (min, max, moy) ARPEGE A1B + régionalisation TT CERFACS Les données de QDiv Les données de QDiv

13 ANR QDiv (A. Cheaib et al., in prep) Fagus sylvatica

14 Forêt méditerranéenne Badeau Take home messages Hêtre / Chêne pédonculé / feuillus décidus tempérés : - régression en plaine > régression en montagne (voir augmentation) - les modèles de niche sont moins conservatif que les modèles mécanistes (surtout en plaine) - rôle clé du [CO 2 ] et du bilan hydrique Pin sylvestre / Chêne vert / feuillus sempervirents : - les modèles sont en accord dans toutes les régions - rôle clé des températures Les modèles répondent globalement « dans le même sens » mais : - les modèles de niche (applicables à toute espèce) sont très satisfaisant sur la période actuelle et très « pessimistes » pour le futur - les modèles mécanistes (applicables à quelques espèces) sont plus satisfaisant du point de vue du fonctionnement physiologique (environnement non constant) mais peuvent être peu « efficaces » sur la période actuelle.

15 Forêt méditerranéenne Badeau Projet CLIMATOR ANR-Vulnérabilité élaborer des outils et produire des références pour analyser limpact du changement climatique sur les systèmes agricoles et forestiers Coordinatrice Nadine Brisson (Agroclim – INRA Avignon) Fo r ê t - e n t r e p r i s e n ° j a n v i e r

16 Hiérarchiser les incertitudes Hiérarchiser les incertitudes La quantification des effets du changement climatique sur des systèmes agricoles ou forestiers est contrainte par de nombreuses sources dincertitudes et de variabilité. Les incertitudes renvoient à un blocage des connaissances actuelles : - soit de façon irréductible (cas des scénarios démission de gaz à effet de serre) - soit de façon réductible car liées à des connaissances actuelles insuffisantes (cas des modèles climatiques, des méthodes de régionalisation, des modèles dimpacts). Les sources de variabilité sont : - soit des subies (variabilité des sols et des sites géographiques) - soit des choix possibles pour la conduite des cultures (choix des variétés, des provenances, des itinéraires techniques).

17 Les données de Climator Les données de Climator - 12 sites géographiques - 3 (5) types de sols - 10 séries climatiques modèles (ARPEGE, CCCMA, GISS, MRI, NCAR) 3 scénarios SRES (B1, A1B, A2) 3 méthodes de régionalisation (anomalies, QQ, TT)

18 GRAECO INRA Bordeaux Bilans intégrés eau, carbone, croissance avec gestion sylvicole Pin maritime Flux hydriques Flux de carbone Rendement BILJOU © INRA Nancy Un modèle de bilan hydrique Confort hydrique Restitution deau au milieu 12 modèles agronomiques EVOLFOR INRA Nancy Un modèle de niche Probabilité de présence Les modèles de Climator Les modèles de Climator 3 modèles forestiers BILJOU est en ligne !

19 A1B Evolution du rendement Pin maritime Conifères (type Pin maritime) Modèle GRAECO, Méth. Région. Type tps, Sc. Clim. A1B Variation du rendement (%) -4,6% en moyenne-11% en moyenne

20 B1 A1B A2 INTENSITÉ DU SCÉNARIO DÉMISSION Modèle EVOLFOR, Méth. Région. Q-Q, Sc. Clim. A1B Evolution des biomes

21 B1 A1B A2 INTENSITÉ DU SCÉNARIO DÉMISSION Modèle EVOLFOR, Méth. Région. Q-Q, Sc. Clim. A1B Evolution des biomes

22 B1 A1B A2 INTENSITÉ DU SCÉNARIO DÉMISSION Modèle EVOLFOR, Méth. Région. Q-Q, Sc. Clim. B1, A1B, A2 Evolution des biomes

23 B1 A1B A2 INTENSITÉ DU SCÉNARIO DÉMISSION Modèle EVOLFOR, Méth. Région. Q-Q, Types tps, Anomalies, Sc. Clim. A1B Incertitude liée à la méthode de régionalisation du climat Types de temps Anomalies Quantiles-quantiles Evolution des biomes

24 Evolution des probabilités de présence ARPEGE A1B Augmentation de la probabilité de présence du chêne vert dans le futur proche et lointain mais fortes incertitudes liées aux méthodes de régionalisation

25 CNRM B1 / A1B / A2 Hiérarchisation des facteurs de variabilités Même en contexte de CC il reste des différences importante dune année à lautre ; dune région à lautre

26 80 Réserve utile 240 Voies dadaptation : exemple de la prise en compte des déficits hydriques Modèle BILJOU Déficit hydrique (mm/an)

27 80 Réserve utile 240 Voies dadaptation : exemple de la prise en compte des déficits hydriques 1. Limiter aux sols à forte RU 2. Couvert décidu sur même gamme de sol 110 Quelles options dadaptation ? : Modèle BILJOU B1, A1B, A2

28 80 Réserve utile Itinéraires à LAI réduit Limiter aux sols à forte RU 2. Couvert décidu sur même gamme de sol 110 Voies dadaptation : exemple de la prise en compte des déficits hydriques Quelles options dadaptation ? : Modèle BILJOU B1, A1B, A2

29 80 Réserve utile Itinéraires à LAI réduit 4. Déplacement géographique Limiter aux sols à forte RU 2. Couvert décidu sur même gamme de sol 110 Voies dadaptation : exemple de la prise en compte des déficits hydriques Quelles options dadaptation ? : Modèle BILJOU B1, A1B, A2

30 Take home messages Ce que précise le projet Climator : - CC = conditions plus défavorables pour les couverts forestiers - stress hydrique accru, principalement en raison de la température - non compensé par le [CO 2 ] (Graeco, EvolFor) - les couverts sont dautant plus affectés que les LAI sont forts - effets régionaux différents Ce que nous apprend le projet Climator : - particularité des forêts par rapport aux autres couverts - peu dincertitude sur le sens des effets du CC - pas de réelle stratégie dévitement - fort effet des méthodes de régionalisation (Ano, QQ, TT) ? Forêt méditerranéenne Badeau

31 Take home messages Ce qui reste à faire : - au-delà de la productivité, intégrer des modèles de dépérissement et de mortalité pour aboutir à des évaluations de risques (aléa x vulnérabilité) - définir des stratégies daccompagnement et daccélération de ladaptation (diversité, sylviculture économe en eau) ou de transformation des forêts (plantations, déplacements, exotiques) Forêt méditerranéenne Badeau un nouveau pan de recherches à poursuivre dans le cadre du programme « Adaptation de lagriculture et de la forêt au changement climatique » de lINRA.

32 Forêt méditerranéenne Badeau Mes remerciements à Alexandre BOSC Nathalie BREDA Nadine BRISSON Alissar CHEAIB Isabelle CHUINE Catherine CLUZEAU Christine DELIRE Jacques DRAPIER Eric DUFRENE Jean-Luc DUPOUEY Christophe FRANCOIS Emmanuel GRITTI Paul LEADLEY Christine LE BAS Myriam LEGAY Frédéric LEVRAULT Denis LOUSTAU Caroline MASSONI Wilfried THUILLER Nicolas VOIVY


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