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

Quelles conséquences sur le système de production agricole ? La triple contrainte sur l’agriculture et les conflits sur les usages des sols Climat Population Energie Source : scenario median ONU La contrainte climatique pèsera sur les rendements. Afin d’atténuer les effets du changement climatique, il sera nécessaire d’augmenter le stockage du carbone dans la végétation (pour rester à 450 ppm, van vuuren estime qu’il faudra réserver l’équivalent de 18% des cultures pour des plantations de carbone). En plus, de la contrainte climatique, il existe 2 autres contraintes d’ordre socio-économique liées aux évolutions démographiques et énergétiques. => Pour analyser de manière cohérente ses différentes contrainte, l’objectif du projet ANR est de construire une plate-forme permettant le dialogue entre les variables biophysiques et économiques. Quelles conséquences sur le système de production agricole ? Source : WEO 2008

Un modèle mondial …

… tenant compte des interactions entre les différentes demandes de biomasse Forçage Sorties

Une représentation physique des relations de production Animal Végétal Les distributions de rendements potentiels viennent de modèles biophysiques type Orchidée Source : Bouwman et al. 2006

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

Evolution du prix mondial de la calorie

Evolution du rendement des cultures

Comparaison Nexus / Agrimonde Evolutions annuelles des rendements alimentaires : Evolutions des surfaces sur la période 2000-2050 :

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 »