F. Lelièvre, S. Satger, S. Sala, F. Volaire

Présentation au sujet: "F. Lelièvre, S. Satger, S. Sala, F. Volaire"— Transcription de la présentation:

1 F. Lelièvre, S. Satger, S. Sala, F. Volaire
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 » Analyse du changement climatique récent sur l’arc péri-méditerranéen et relation avec la production fourragère F. Lelièvre, S. Satger, S. Sala, F. Volaire INRA, UMR SYSTEM (Agronomie méditerranéenne et tropicale), Montpellier Les données utilisées proviennent de Météo France et INRA AgroClim

2 Sécheresses d’été + fréquentes et + sévères :
INTRODUCTION 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) : km² (500 km long. x km de largeur) 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 difficultés aussi en 2004 et 2009 En 2006, démarche des Chambres d’agriculture (Ardèche, Lozère, …) vers les scientifiques « du sud » : INRA-Supagro Projet CLIMFOUREL

3 Questions posées dans CLIMFOUREL
INTRODUCTION Les questions Irrégularité et baisse de la disponibilité fourragère sont-elles conjoncturelle ou structurelle? 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)

4 1ère Partie Caractérisation du changement climatique passé (période 1980-2008)

5 Région et stations d’étude
METHODES Région et stations d’étude Caractérisation dynamique du climat Ensemble péri-méditerranéen et médit, 11 stations Météo-F + INRA séries continues très fiables, 7 variables journalières données mensuelles référence « avant changement » Plateaux m: Colombier-le-Jeune MF, Ardèche Mende MF, Lozère Millau-Larzac MF, Hérault/Aveyron 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

6 METHODES 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 - ETPpm (pm=Penman-Monteith) mois, période, année - Déficit climatique ETP-P et ratio P/ETP mois, période, année Sur 29 ans, [ ] tests de stabilité vs évolution par régressions linéaires f(29 années); Pentes des droites de régression f(années) sur 29 ans [ ] = tendances exprimées par décennie (/10 ans).

7 Position de la période étudiée
METHODES Position de la période étudiée Température moyenne annuelle (°C) de la France métropolitaine 1980 1950 Réchauffement lent environ de 1900 à 1950 (+0.5°C en 50 ans) «  rapide depuis 1975 ou 1980 Stagnation ou léger refroidissement (de à ) période = référence avant réchauffement rapide = période de changement rapide, analysée

8 Caractérisation du climat moyen lieu-année
METHODES Caractérisation du climat moyen lieu-année 1950 1979 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)  : climat stable, période-référence avant changement climatique rapide: e(y) = (moyenne ans) = constante  : si climat évolutif : e(y) = a x + b (régression libre sur 29 ans [ ] = tendance « réelle »____ Mise en continuité des deux modèles e(y) et : - Ajout d’une année [x=1979; e(y)=moyenne ], et on fait une 2ème régression sur 30 ans imposant ce point-origine = tendance « corrigée»____

9 Températures moyennes annuelles de 1980 à 2008
RESULTATS Températures moyennes annuelles de 1980 à 2008 Augmentation significative sur toutes les stations, assez uniforme : entre et +0,55°C/décennie sur la région (+1.6 °C en 29 ans) Lyon : °C /décennie (+ 2°C en 29 ans)

10 Tendances des températures moyennes mensuelles 1980-2008
RESULTATS Tendances des températures moyennes mensuelles 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)

11 Pluviométrie de mai à août (saison sèche) 1980-2008
RESULTATS Pluviométrie de mai à août (saison sèche) 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 : (1995)

12 Évapotranspiration annuelle ETPpm 1980-2008
RESULTATS Évapotranspiration annuelle ETPpm 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)

13 Evapotranspiration ETPpm par périodes
RESULTATS Evapotranspiration ETPpm par périodes Moyenne de 8 stations Mai-août Cumul mai-août : tendance : + 43 mm/décennie 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)

14 Période mai-août 2008/1980 : Température moyenne
RESULTATS Période mai-août 2008/1980 : Température moyenne PLATEAUX PLAINES 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

15 Période mai-août 2008/1980 : Somme d’ETP
RESULTATS Période mai-août 2008/1980 : Somme d’ETP PLATEAUX PLAINES +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 km vers N et NO

16 Période mai-août 2008/1980 : Déficit hydrique (ETP-P)
RESULTATS Période mai-août 2008/1980 : Déficit hydrique (ETP-P) même progression que ETP (niveau méditerranéen ) Montélimar, Toulouse, Millau-Larzac passés en situation médit.

17 Importance du changement des paramètres climatiques sur mai-août, 1980 à 2008
RESULTATS 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 » Température et ETP sont les facteurs de déplacement des lignes d’iso-climat d’été ; Pluviométrie = facteur de résistance

18 2ème Partie Effet sur la production fourragère

19 Méthode d’analyse On distingue trois périodes :
METHODES 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 CO2 ? (3) Septembre à Décembre : déficit hydrique très variable; effet positif des températures; compensation CO2 ? 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 Modélisation simplifiée de l’effet sécheresse (été et automne)
METHODES Modélisation simplifiée de l’effet sécheresse (été et automne) R = production en MS/ha pour une période et une prairie moyenne Rm = production de la même prairie irriguée à l’optimum Ratios R/Rm calculés par : R/Rm = 0 quand ETR/ETP < 0.2 R/Rm = 1.25(ETR/ETP)-0.25 quand 0.2 < ETR/ETP < 1 , R/Rm =1 Quand ETR = ETP , 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 RESULTATS Variations inter-annuelle 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. - Toulouse, Albi, Millau-L, et Lyon-Valence : 5-20% à % de l’irrigué, soit variations entre 1 et 7 tMS/ha sur la période. Tendance générale à la baisse, mais non significative (variabilité +++)

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

23 Modélisation de l’effet température sur la précocité
RESULTATS Modélisation de l’effet température sur la précocité Somme des degrés-jours en base 0°C 1 février-30 avril Gain de 10 jours en 29 ans à l’Ouest de la région ; 13 jours en Rhône-Alpes

24 Modélisation de l’effet température sur la production
RESULTATS Modélisation de l’effet température sur la production L’effet température est calculé par la variation [ ] 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

25 Tendances de la production d’une prairie moyenne péri-méditerranéenne de 1980 à 2008
RESULTATS tMS/ha 8.3 7.4 5.1 3.8 1.7 1.5 1.9 Variations moy (-11%) Productions moy Effet sécheresse : -28% été ; -18% aut. ; total tMS/ha (-21%) Effet température : +25% print. ; 10-15% aut. ; total tMS/ha (+7%) Effet CO2 : faible ; total tMS/ha (+3%)

26  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 Bilan global Janv-Avril : effet température ++ et léger effet CO  +28% de production soit +0.43tMS/ha Mai-Août : Effet sécheresse à peine compensé par l’effet CO  -25%de production soit –1.3tMS/ha Sept-Déc : Les effets se compensent  PERTE GLOBALE MOYENNE DE –11% soit –0.9tMS/ha en tendance

27 Simulations STICS de la production d’une prairie
RESULTATS Simulations STICS de la production d’une prairie Lyon et Millau Printemps : /+0.4 tMS/ha Variations inter-annuelles +++ Eté : / -0.9 tMS/ha Variations inter-annuelles +++ Automne : Pas de tendance Résultats comparables à ceux de l’analyse simplifiée

28 Variation de la production estivale des prairies selon la latitude
RESULTATS Variation de la production estivale des prairies selon la latitude La zone d’étude est soumise a un glissement progressif du climat méditerranéen 42°N 45°N Cette transition s’accompagne d’une très forte variabilité autour de « l’année moyenne »

29 Conclusions Le climat de la zone de transition tempéré/médit a beaucoup évolué depuis 1980 : réchauffement +0.5°C/décennie, + faible en hiver, + fort en été. 2) Période mai-août, de 1980 à 2008 : - températures : °C (déplacement isothermes de 300 km N et NO) ETP : +123 mm (déplacement iso-ETP de km N et NO) - la pluviométrie résiste (mais très variable entre années) - le déficit hydrique été et d’automne  [(ETP-P) et P/ETP] 3) Extension du climat méditerranéen de 60 à 100 km vers N et NO depuis  - 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 »

30 Merci de votre attention