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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
NEXUS Land use ORCHIDEE
Rendements par type de cultures/agro-système
+ évolution des rendements
Allocation de surfaces par
grandes régions
Module de
désagrégationspatiale
Allocation
spatialisée
Equilibre physiquede la terre=fct (rendements)
Modèle globale de végétation
Quelques résultats du projet
Evolution du rendement sur la période future Impact sur l’allocation des terres.
Scenario A1B IPSL-CM4 désagrégé
Température PrécipitationDifférence 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
0 0.5 1 1.5 2 2.5
USA
Canada
Europe
OCDE Pacifique
CEI
Chine
Inde
Brésil
MoyenOrient
Afrique
ResteAsie
ResteLAM
Mds hab
2050
2001²
La triple contrainte sur l’agriculture et les conflits sur les usages des sols
Climat
Quelles conséquences sur le système de
production agricole ?
Population
Source : scenario median ONUEnergie
Source : WEO 2008
Un modèle mondial …
… tenant compte des interactions entre les différentes demandes de biomasse
ForçageSorties
Une représentation physique des relations de production
Animal Végétal
Source : Bouwman et al. 2006
Une représentation économique de la dynamique sur les sols
Intensification animale
Intensification végétale
La question des régimes alimentaires
VEGE RUMi MONO VEGE RUMi MONO VEGE RUMi MONOUSA 2888 691 525 2385 925 703 2500 251 200Canada 2901 759 506 2385 925 703 2500 251 200Europe 2727 679 469 2385 925 703 2500 251 200OCDE Pacifique 2402 275 312 2385 925 703 2500 251 200CEI 2488 427 187 2091 947 349 2500 251 212Chine 2488 115 402 2766 428 443 2500 159 253Inde 2134 163 13 2766 428 443 2500 159 253Brésil 2480 400 288 2758 507 385 2500 251 207MoyenOrient 2714 239 123 2987 319 123 2500 222 238Afrique 2351 122 37 2667 214 69 2500 129 350ResteAsie 2228 118 83 2766 428 443 2500 159 253ResteLAM 2493 357 218 2758 507 385 2500 251 207
kcal/jour.hab2050 - AGO 2050 - AG12001
Les scénarios agrimonde : Agrimonde GO et Agrimonde 1
Evolution du prix mondial de la calorie
0
20
40
60
80
100
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
$/G
cal
Agrimonde GO Agrimonde 1
Evolution du rendement des cultures
6
7
8
9
10
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Gca
l / h
a
Agrimonde GO Agrimonde 1
Comparaison Nexus / Agrimonde
Evolutions annuelles des rendements alimentaires :
USA 0.35% USA -0.20%Canada 0.51% Canada -0.12%Europe 0.42% Europe -0.18%
OCDE Pacifique 0.64% OCDE Pacifique -0.70%CEI 0.32% ex-URSS 0.75% CEI -0.77% ex-URSS 1.33%-2.22%
Chine 0.43% Chine -0.26%Inde 1.12% Inde 0.88%
ResteAsie 0.48% ResteAsie -0.16%Brésil 0.24% Brésil -0.37%
ResteLAM 0.36% ResteLAM -0.68%Afrique 0.14% Afrique 1.81% Afrique -0.74% Afrique 0.44%-14%
MoyenOrient 0.53%Afrique du Nord /
Moyen-Orient1.05% MoyenOrient -2.13%
Afrique du Nord / Moyen-Orient
0.24%-0.67%
Agrimonde 1Agrimonde GO
Nexus Agrimonde Nexus Agrimonde
1.45%Amérique Latine
0%-0.81%
0%-0.81%
0.46%-1.4%
OCDE
Asie
Amérique Latine
OCDE 0.73%
Asie 1.15%
Evolutions des surfaces sur la période 2000-2050 :
Nexus Agrimonde Nexus Agrimonde
Culture 112% 23% 95% 39%
Pâture -47% 7% -38% -15%
Forêt -8% -1% -8% -1%
Agrimonde GO Agrimonde 1
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 »
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