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Changement climatique et effet de serre : enjeux pour l'agriculture, la forêt et la recherche

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L'effet de serre est un phénomène physico-chimique, qui résulte de la présence dans l'atmosphère de gaz absorbant le rayonnement infrarouge thermique émis par les surfaces terrestres, et sans lequel la température moyenne du globe s'établirait aux alentours de - 18 °C au lieu de +15°C. L'observation, au début des années 70, d'une augmentation notable de la concentration de certains des gaz à effet de serre (GES), en lien évident avec l'activité humaine, a permis la prise de conscience des problématiques liées à cette évolution.

Cette actualité a été publiée à l'occasion de la semaine du développement durable.

Les prévisions des spécialistes du climat se sont alors progressivement à la fois affinées et affermies. Les effets possibles seraient :

- l'augmentation de la température du globe entre 2° et 6° (suivant les modèles, mais aussi suivant les hypothèses d'évolution du CO2) ;
- sur la pluviométrie, une tendance à son augmentation dans les situations en contexte déjà humide et inversement un renforcement des situations sèches ;
- une tendance à l'accroissement de la variabilité et des épisodes extrêmes.

L'impact de ce changement climatique sur l'agriculture et la forêt a fait l'objet de travaux au sein de l'INRA depuis une dizaine d'années : expérimentations en conditions contrôlées ou au champ, simulations s'appuyant sur les modèles de culture, prévision de l'impact des scénarios climatiques. De façon générale, il est prévu :

- une augmentation (20 %) de la production de biomasseà cause de la stimulation de la photosynthèse, et pour la végétation naturelle, de l'extension de la saison de végétation ;
- un effet antagoniste pour les cultures, résultant du raccourcissement de la durée du cycle végétatif ;
- une augmentation de l'efficience de l'eau, consécutive à l'effet de la fertilisation carbonée.

Au total, les effets résultants peuvent conduire à des situations contrastées :

- conséquences sur le rendement des cultures annuelles (blé, maïs) variant entre - 10% et + 10% suivant le lieu et les techniques culturales ;
- pour la prairie et la forêt une augmentation notable de la production de biomasse de l'ordre de 20 à 30%.

Ces hypothèses ont conduit l'INRA à demander aux modélisateurs des climats d'être attentifs aux effets du changement climatique sur la pluviométrie, le gel et l'échaudage.

L'adaptation des systèmes agricoles et forestiers à cette nouvelle donne climatique et en conséquence aux effets sur les maladies, les ravageurs et les mauvaises herbes, est étudiée pour guider les nouveaux savoir-faire agronomique et sylvicole : mise au point de variétés, élaboration de techniques culturales ou sylvicoles adaptées.
Cette adaptation amène également à considérer la mobilité géographique des aires de production :

- migration des systèmes de culture ou des essences forestières pour renforcer l'adaptation ;
- nouvelles potentialités agroclimatiques ou sylvicoles ;
- possibilités biotechniques, en lien avec les déterminants économiques, et plus généralement les orientations futures des fonctions attribuées à la production agricole et forestière ;
- contraintes créées pour les productions liées au terroir (viticulture par exemple).

Les questions de recherche posées se répartissent en deux ensembles :

1) Observations des évolutions et conséquences pour l'agriculture : l'horizon temporel est court et des solutions doivent être élaborées pour 2020.

L'évolution du climat se traduit déjà par des effets significatifs au niveau de la phénologie des arbresfruitiers et forestiers (avancée des dates de floraison allant de 5 à 15 jours suivant les lieux et les espèces) ou de la vigne (date de vendange avancée de plus de 3 semaines en 50 ans à Chateauneuf-du-Pape).

L'observation de ces évolutions, et la prévision de leurs conséquences sur les cultures les plus sensibles (vigne et arbres fruitiers en particulier), font l'objet de programmes de recherche spécifiques.

2) Contribution de l'agriculture et de la forêt au bilan des gaz à effet de serre

Le protoxyde d'azote et le méthane, en partie issus de l'agriculture, sont progressivement apparus, à l'échelle mondiale, comme des GES tout à fait significatifs, même s'ils se situent un rang au dessous du CO2 (respectivement 6 et 19% contre 63% en termes de potentiel de réchauffement).

Au niveau du territoire français, les contributions du protoxyde d'azote, du méthane et du dioxyde de carbone à l'effet de serre sont respectivement de 18%, 11% et 65%. La part de l'agriculture et de la forêt dans ces émissions est globalement de 18%. Les travaux effectués à l'INRA concernant ces émissions d'origine agricole et forestière ont permis d'en évaluer les déterminismes ainsi que la répartition géographique. Ils orientent la recherche de solutions pour réduire ces émissions (au niveau des pratiques culturales pour le protoxyde d'azote, de l'alimentation et des systèmes d'élevage pour le méthane).
Le dioxyde de carbone représente seulement 11 % des émissions dues à l'agriculture en France. Une expertise collective réalisée à l'INRA pour le Ministère de l'Écologie et du Développement Durable a permis, dans le cadre de l'extension du protocole de Kyoto, d'évaluer le stockage de carbone dans les sols agricoles . Le stockage dans la biomasse forestière a également été évalué.

Au delà de ces résultats, ces travaux amènent à s'interroger, en interaction avec les impacts du changement climatique, sur les vocations à venir de la production agricole et forestière : pour l'alimentation et le bois, mais aussi éventuellement pour des objectifs environnementaux ou pour la production de biomasse à des fins énergétiques.