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Programme soutenu par l’INRA et trois régions: Rhône-Alpes, Languedoc-Roussillon, Midi-Pyrénées CLIMFOUREL « Climat, fourrages, élevage du sud de la France.

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1 Programme soutenu par l’INRA et trois régions: Rhône-Alpes, Languedoc-Roussillon, Midi-Pyrénées CLIMFOUREL « Climat, fourrages, élevage du sud de la France face au changement climatique » INRA, UMR SYSTEM (Agronomie méditerranéenne et tropicale), Montpellier Analyse du changement climatique récent sur l’arc péri-méditerranéen et relation avec la production fourragère F. Lelièvre, S. Satger, S. Sala, F. Volaire Les données utilisées proviennent de Météo France et INRA AgroClim

2 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Impacts croissants des sécheresses dans les zones à l’interface tempéré/méditerranéen « Arc péri-méditerranéen»= la bande géographique bordant l’aire méditerranéenne française; climat tempéré à influence médit. en été (axe Toulouse, Albi, Millau, Montélimar, Digne) : 30-40 000 km² (500 km long. x 50-100 km de largeur) INTRODUCTION  Sécheresses d’été + fréquentes et + sévères : - faible production des prairies de mai-juin à octobre; - ouverture des stocks (foin, ensilage) dès l’été; - achats massifs de fourrages (coût, baisse autonomie, pb pour AOC)  calamités/indemnités : 2003, 2005 et 2006 difficultés aussi en 2004 et 2009  En 2006, démarche des Chambres d’agriculture (Ardèche, Lozère, …) vers les scientifiques « du sud » : INRA-Supagro Projet CLIMFOUREL 2008-10

3 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Questions posées dans CLIMFOUREL Les questions 1)Irrégularité et baisse de la disponibilité fourragère sont-elles conjoncturelle ou structurelle? 2)Quelles adaptations en conduite de prairies, variétés à semer, systèmes d’alimentation animale ? Hypothèse initiale : une évolution structurelle - effets déjà sensibles du changement climatique ? - sensibilité particulière de l’interface tempéré/méditerranéen ? Projet en partenariat et en réseau Financeurs : INRA, CEMAGREF, régions RA, LR, MP Participants : Zootechniciens et agronomes -INRA Toulouse, Montpellier, Avignon -Inst. Elev. Montpellier -8 ch. dép. agric. (Drôme, Ardèche, Lozère,…, Aveyron) INTRODUCTION

4 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris 1 ère Partie Caractérisation du changement climatique passé (période 1980-2008)

5 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Région et stations d’étude Caractérisation dynamique du climat Ensemble péri-méditerranéen et médit, 11 stations Météo-F + INRA séries 1980-2008 continues très fiables, 7 variables journalières + données mensuelles 1950-79 référence « avant changement » PARIS Lyon Marseille Toulouse Montpellier Millau Valence 200 km PARIS Lyon Marseille Toulouse Montpellier Millau Valence 200 km Plaines : Lyon-Bron MF, Rhône Valence INRA, Drôme Montélimar MF, Drôme Avignon INRA, Vaucluse Montpellier MF, Hérault Carcassonne MF, Aude Toulouse MF, H.te Garonne Albi MF, Tarn Plateaux 600-700 m: Colombier-le-Jeune MF, Ardèche Mende MF, Lozère Millau-Larzac MF, Hérault/Aveyron METHODES

6 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Données Analyse des VARIATIONS INTERANNUELLES de variables climatiques (moyennes annuelles, mensuelles, par périodes de 3 ou 4 mois): - Températures max, min, jour, mois, période, année - Pluviométrie jour, mois, période, année - ETP pm (pm=Penman-Monteith) mois, période, année - Déficit climatique ETP-P et ratio P/ETP mois, période, année Sur 29 ans, [1980-2008] tests de stabilité vs évolution par régressions linéaires f(29 années); Pentes des droites de régression f(années) sur 29 ans [1980-2008] = tendances exprimées par décennie (/10 ans). METHODES

7 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Position de la période étudiée Réchauffement lent environ de 1900 à 1950 (+0.5°C en 50 ans) « rapide depuis 1975 ou 1980 Stagnation ou léger refroidissement (de 1945-50 à 1975-79)  période 1950-1979 = référence avant réchauffement rapide  1980-2008 = période de changement rapide, analysée 19801950 Température moyenne annuelle (°C) 1900-2003 de la France métropolitaine METHODES

8 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Caractérisation du climat moyen lieu-année Mise en continuité des deux modèles e(y) 1950-79 et 1980-2008 : - Ajout d’une année [x=1979; e(y)=moyenne 1950-79], et on fait une 2ème régression sur 30 ans imposant ce point-origine = tendance « corrigée»____ METHODES 19501979 Ex : Température moyenne Toulouse 2008 La valeur représentative d’un paramètre climatique Y pour un lieu et une année = valeur la plus probable = espérance e(Y) 1950-79 : climat stable, période-référence avant changement climatique rapide: e(y) = (moyenne 20-30 ans) = constante 1980-2008 : si climat évolutif : e(y) = a x + b (régression libre sur 29 ans [1980-2008] = tendance « réelle »____

9 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Températures moyennes annuelles de 1980 à 2008 Augmentation significative sur toutes les stations, assez uniforme : entre +0.45 et +0,55°C/décennie sur la région (+1.6 °C en 29 ans)  Lyon : + 0.67°C /décennie (+ 2°C en 29 ans) RESULTATS

10 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Tendances des températures moyennes mensuelles 1980-2008  Augmentation moyenne : +0.5°C/décennie mais : - ETE (de mai à août) : +0.7°C/décennie (+2.2°C en 29 ans) - HIVER (novembre à février) : +0.35°C/décennie (+1°C en 29 ans) RESULTATS

11 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Pluviométrie de mai à août (saison sèche) 1980-2008  Forte variabilité inter-annuelle  pas de tendance d’évolution  3 groupes : Montpellier < Avignon-Carcassonne < autres sites  Des années ou suites d’années à été sec : 1986 1989-90-91 (1995) 2003-04-05-06 RESULTATS

12 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Évapotranspiration annuelle ETP pm 1980-2008 Toutes les régressions sont hautement significatives  Plateaux : +42 mm/décennie (+125 mm en 29 ans)  Plaines : +75 mm/décennie [50-94] (+217 mm en 29 ans) RESULTATS

13 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Evapotranspiration ETP pm par périodes Cumul mai-août : tendance : + 43 mm/décennie + 123 mm/ 29 ans, =2/3 de la tendance annuelle en plaine (+38 à +56 mm/décennie), =la quasi totalité en sur les plateaux (+32 à +40 mm/décennie). Cumul sept-déc et janvier-avril : significatif (sauf plateaux) RESULTATS Moyenne de 8 stations Mai-août

14 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Période mai-août 2008/1980 : Température moyenne Pour cette période été - +2.2°C sur 29 ans: - En plaine, les températures jusqu’à Albi et Lyon sont > à Montpellier-1980 (niveau méditerranéen ) - Soit une avancée des isothermes vers N et NO d’environ 300 km PLATEAUX PLAINES RESULTATS

15 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Période mai-août 2008/1980 : Somme d’ETP - +123mm sur 29 ans (+132 mm en plaine, +95 mm sur les plateaux) - En plaine toutes les ETP jusqu’à Albi et Lyon sont supérieures à Montpellier-1980 (niveau méditerranéen ) - Correspond à avancée iso-ETP de 300-400km vers N et NO PLATEAUX PLAINES RESULTATS

16 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Période mai-août 2008/1980 : Déficit hydrique (ETP-P)  même progression que ETP (niveau méditerranéen )  Montélimar, Toulouse, Millau-Larzac passés en situation médit. RESULTATS

17 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Importance du changement des paramètres climatiques sur mai-août, 1980 à 2008 Indicateurs du déficit hydrique mai-août : ETP-P et P/ETP (très important pour la production agricole et autres activités) -Montélimar, Toulouse et Millau ont en 2008 des niveaux moyen d’aridité P/ETP et ETP-P = critères du climat méditerranéen - Forte évolution Albi, Valence, Lyon : « pré-méditerranéens » RESULTATS Température et ETP sont les facteurs de déplacement des lignes d’iso-climat d’été ; Pluviométrie = facteur de résistance

18 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris 2ème Partie Effet sur la production fourragère

19 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Méthode d’analyse On distingue trois périodes : (1) Janvier à Avril : pluviométrie excédentaire; effet principal attendu = températures (facteur limitant principal) (2) Mai à Août : facteur limitant principal=déficit hydrique; températures optimales; compensation CO 2 ? (3) Septembre à Décembre : déficit hydrique très variable; effet positif des températures; compensation CO 2 ? METHODES Pour chaque période on modélise les 3 effets attendus : Déficit hydrique : Baisse de production été+automne Températures (réchauffement) : - précocité de développement au printemps; - production + précoce au printemps et +tardive automne si humide Concentration CO2 air (+50 ppm/30 ans) : meilleure croissance sur périodes humides; effet moyen de +3.5% pour + 50 ppm de CO2 pour un couvert à dominante de graminées); (a) par des modèles simples ; (b) globalement par STICS-herbe

20 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Modélisation simplifiée de l’effet sécheresse (été et automne) R = production en MS/ha pour une période et une prairie moyenne R m = production de la même prairie irriguée à l’optimum Ratios R/R m calculés par : R/R m = 0 q uand ETR/ETP < 0.2 R/R m = 1.25(ETR/ETP)-0.25 quand 0.2 < ETR/ETP < 1, R/R m =1 Quand ETR = ETP, METHODES ETR / ETP ETR/ETP estimé été : (P+65)/ETP calculé sur les 4 mois mai-aout automne : par P/ETP calculé du 20/08 au 15/10

21 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Variations inter-annuelle 1980-2008 de production d’herbe mai-août en fonction du bilan hydrique simplifié Variabilité inter-annuelle +++ et contrastes entre sites : - Montpellier : production toujours basse : 0-30% de l’irrigué (1 à 1,5 tMS/ha). - Carcassonne-Montélimar : 0-60% de l’irrigué. Tendance à la baisse. RESULTATS - Toulouse, Albi, Millau-L, et Lyon-Valence : 5-20% à 80-100% de l’irrigué, soit variations entre 1 et 7 tMS/ha sur la période. Tendance générale à la baisse, mais non significative (variabilité +++)

22 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Effet de la sécheresse estivale (mai à août) sur la production fourragère - modèle simplifié - 1980 /2008 Modèle simplifié en remplaçant P et ETP mai-août par leur espérance : e(P) = moy(1980-2008) ; e(ETP) = valeurs de la régression Les ratio R/R m sont transformés en nombre de jours de pleine croissance de l’herbe mai-août selon la formule 123 x (R/R m ) Sites tempérés en 1980: -28% 2008/1980Sites médit.-1980 - Sites médit.: nombre de jours de pousse faible dés 1980 - Autres sites (sauf Colombier): en moyenne -28% soit -18 jours RESULTATS

23 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Modélisation de l’effet température sur la précocité  Gain de 10 jours en 29 ans à l’Ouest de la région ; 13 jours en Rhône-Alpes Somme des degrés-jours en base 0°C 1 février-30 avril RESULTATS

24 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Modélisation de l’effet température sur la production L’effet température est calculé par la variation [1980-2008] de 2 indices : - somme de degrés jour base 0 (SDJ0) - somme de degrés jour base 5 (SDJ5) Cas des stations tempérées et péri-méditerranéennes de plaine RESULTATS

25 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Tendances de la production d’une prairie moyenne péri-méditerranéenne de 1980 à 2008 Variations moy. 1980-2008 (-11%) Productions moy. 1980-2008 tMS/ha 8.3 7.4 5.1 3.8 1.7 1.51.9 tMS/ha - Effet sécheresse : -28% été ; -18% aut. ; total -1.75 tMS/ha (-21%) - Effet température : +25% print. ; 10-15% aut. ; total +0.58 tMS/ha (+7%) - Effet CO 2 : faible ; total +0.25 tMS/ha (+3%) RESULTATS

26 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris - Janv-Avril : effet température ++ et léger effet CO 2  +28% de production soit +0.43tMS/ha - Mai-Août : Effet sécheresse à peine compensé par l’effet CO 2  -25%de production soit –1.3tMS/ha - Sept-Déc : Les effets se compensent Bilan global  PERTE GLOBALE MOYENNE DE –11% soit –0.9tMS/ha en tendance Tendances de la production d’une prairie moyenne péri-méditerranéenne de 1980 à 2008 RESULTATS

27 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Simulations STICS de la production d’une prairie Résultats comparables à ceux de l’analyse simplifiée 1980-2008 Lyon et Millau Printemps : +0.6 /+0.4 tMS/ha Variations inter-annuelles +++ Eté : -1.3 / -0.9 tMS/ha Variations inter-annuelles +++ Automne : Pas de tendance RESULTATS

28 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Variation de la production estivale des prairies selon la latitude La zone d’étude est soumise a un glissement progressif du climat méditerranéen Cette transition s’accompagne d’une très forte variabilité autour de « l’année moyenne » RESULTATS 45°N 42°N

29 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris 3) Extension du climat méditerranéen de 60 à 100 km vers N et NO depuis 1980  - Montélimar, Millau-Larzac et Toulouse passées en climat méditerranéen; Double impact du « transit temp-med » : - baisse progressive de la production moyenne été -  de la variabilité inter-annuelle été-automne (principal pb ressenti)  Caractère structurel de la répétition de sécheresses sévères depuis 10 ans dans ces régions : il faut adapter les systèmes d’alimentation animale - Albi, Valence, Lyon, passées du tempéré en « pré-méditerranéen » Conclusions 1)Le climat de la zone de transition tempéré/médit a beaucoup évolué depuis 1980 : r échauffement +0.5°C/décennie, + faible en hiver, + fort en été. 2) Période mai-août, de 1980 à 2008 : - températures : + 2.2 °C (déplacement isothermes de 300 km N et NO) - ETP : +123 mm (déplacement iso-ETP de 300-400 km N et NO) - la pluviométrie résiste (mais très variable entre années) - le déficit hydrique été et d’automne  [(ETP-P)  et P/ETP  ]

30 Colloque Changement climatique : Conséquences et enseignements pour les grandes cultures et l’élevage herbivore – 22 octobre 2009 - Paris Merci de votre attention


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