évaluation des stocks de carbone organique des … V. Tosser, T. Eglin, M. Bardy, A. Besson et M. Martin Etude et gestion des Sols 21 2014 Summary Evaluation of Soil organic carbon

Reçu : avril 2013 ; Accepté : juin 2013 étude et Gestion des Sols, Volume 21, 2014 - pages 7 à 23

évaluation des stocks de carbone organique des sols cultivés de FranceApplication de la méthodologie Tier 1 du Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat (GIEC) aux sites du Réseau de Mesure de la Qualité des Sols (RMQS)

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V. Tosser(1), T. Eglin(2), M. Bardy(1), A. Besson(3) et M. Martin(1*)

1) INRA Val de Loire, US 1106 Infosol, 45075 Orléans, France2) ADEME, Service Agriculture et Forêts, 20, avenue du Grésillé, 49000 Angers3) Université de Montpellier, UMR Hydrosciences, 2 place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5

* : Auteurcorrespondant :[email protected]

RéSuMéLestockagedeCarboneOrganiqueduSol(COS)estunsujetdeprimeimportancedanslesnégociationsinternationalesvisantàluttercontrelechangementclimatiqueautraversd’uneréductiond’émissionsdeGazàEffetdeSerre(GES).Actuellement,lesvariationsdeCOSsurlesterressanschangementd’affectation,quisontmajoritairementcauséesparl’évolutiondesmodesdegestion,nesontpasprisesencomptedanslesinventairesfrançaisd’émissionsetabsorptionsdeGazàEffetdeSerre(GES).Pourpalliercemanque,leslignesdirectricesduGrouped’expertsIntergouvernementalsurl’EvolutionduClimat(GIEC)proposenttroisméthodes,decomplexitésdifférentes.L’objectifdecetravailestd’étudierdansquellemesureilestpossibled’appliquerlaméthodologiedeTier1deslignesdirectricesduGIEC(baséesurlesfacteursd’émissions),auxsitesduRéseaudeMesuredelaQualitédesSols(RMQS),surunepériodepassée,entre 1990et 2010,etde façonprospectivesur lapériode2010-2030.Ce travail reposesur laconstitutiondeséries temporellesd’évolutiondespratiquesculturales (travaildusoletniveaud’intrantsorganiques).Pour lapériode1990-2010,elless’appuientsurlesdonnéesdesenquêtesPratiquesCulturales,etpourlapériode2010-2030surlesscénariosd’évolutiondel’agriculturedel’étude« Agriculture et Facteur 4 ».LaméthodologiedeTier1montreuneaugmentationdustockdeCOSde0,92tC/haentre 1990et 2010,alorsquelestockagedeCOSestcomprisentre2,95et3,85tC/haentre 2010et 2030.Mots clésSol, carbone organique, France, pratiques culturales, terres cultivées.

8 V. Tosser, T. Eglin, M. Bardy, A. Besson et M. Martin

Etude et Gestion des Sols, 21, 2014

Summary Evaluation of Soil organic carbon StockS of frEnch croplandS application of intergovernmental panel on climate change (ipcc) tier 1 method to the french soil monitoring networkSoil Organic Carbon (SOC) storage is a major topic in the international negotiations related to climate change. Currently, SOC variations of land remaining in a land use-category, which are mainly cause by land management evolutions, are not considered in the French greenhouse gas inventories. To overcome this problem, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) guidelines offers three methods of different complexity.The aim of our work is to study in which extend it is possible to apply the Tier 1 methodology (based on emission factors) to the French soil monitoring network, between 1990 and 2030. Prior to the application of emission factors, temporal series of land management evolution where established. For the 1990-2010 period they were based on French land management surveys, and for the 2010-2030 period they on various scenarios of agricultural change for the French territory.This method resulted in a raise of the SOC stocks of 0.92 tC/ha/y between 1990 and 2010, and between 2.95 and 3.85 tC/ha/y for the 2010-2030 period.key-wordsSoil, organic carbon, France, land management, croplands.

rESumEn Evaluación dE loS StockS dE carbono orgánico En loS SuEloS cultivadoS dE francia.aplicación de la metodología tier1 del grupo de expertos intergubernamental sobre la Evolución del clima (giEc) a los lugares de la red de medida de la calidad de los Suelos (rmQS)El almacenamiento del Carbono Orgánico del suelo (COS) es un tema de primera importancia en las negociaciones internacionales que buscan luchar contra el cambio climático a través de una reducción de emisiones de gases de efecto invernadero (GES). Actualmente, las variaciones del COS en las tierras sin cambio de afectación, que están en mayoría causadas por la evolución de los modos de gestión, no se toman en cuenta en los inventarios franceses de las emisiones y absorciones de gases de efecto invernadero (GES). Para paliar esta carencia, las líneas directivas del Grupo Intergubernamental sobre la Evolución del Clima (GIEC), proponen tres métodos, de complexidades diferentes.El objetivo de este trabajo es estudiar en qué medida está posible aplicar la metodología Tier 1 de las líneas directivas del GIEC (basada sobre los factores de emisiones), a los lugares de la Red de Medida de la Calidad de los Suelos (RMQS), sobre el periodo 2010-2030. Este trabajo se apoya sobre la constitución de series temporales de evolución de las prácticas de cultivo (trabajo del suelo y nivel de los insumos orgánicos). Para el periodo 1990-2010, se apoyan sobre datos de las encuestas Practicas de cultivo, y para el periodo 2010-2030 sobre los escenarios de evolución de la agricultura del estudio “agricultura y factor 4”.La metodología Tier muestra un aumento del stock de COS de 0,92tC/ha entre 1990 y 2010, mientras que el almacenamiento del COS oscila entre 2,95 y 3,85 tC/ha entre 2010 y 2030.palabras claveSuelo, carbono orgánico, prácticas de cultivo, tierras cultivadas.

Comptabilité carbone en terres arables 9


Lesolestunsystèmecomplexetenantuneplacecentraleauseindesécosystèmesagricolesetforestierseninter-venant dans la régulation des différents cycles naturels

telsqueceuxdesgazàeffetdeserre.Deparses fonctionsagro-environnementales,lesolreprésenteàlafoisi)unlieudestockage, un puits de carbone organique et ii) une source par l’émissiondedioxydedecarbone(CO2)versl’atmosphère,gazàforteffetdeserre,quiauneinfluencesurlechangementcli-matique(Arrouayset al.,2002 ;Bernouxet al.,2001 ;Hutchin-son et al.,2007 ;Lalet al., 2007). Depuis quelques années, les engagementsinternationauxquiontpourbutdeluttercontrele changementclimatiqueprennent encompte les variationsdeCarboneOrganiquedesSols (COS).Parexemple,aveclaConventionCadredesNationsUniessur leChangementCli-matique (CCNUCC, 1992) et leProtocole deKyoto (1997), laréalisation d’un inventaire annuel d’émissions et absorptionsdeGazàEffetdeSerre(GES)estrendueobligatoirepourlespays signataires, dont la France.Cet inventaire s’appuie surune intégrationdesvariationsdeCOSpar leurcomptabilisa-tionprécise,commedéjàsuggéréeparArrouayset al. (2001). Plusrécemment(12/03/2012),leParlementetleConseileuro-péensontproposél’intégrationdel’UtilisationdesTerres,leurChangementd’affectationet laForesterie (UTCF)à lacomp-tabilitécarboneeuropéenne (Commissioneuropéenne,2012,DécisionCom (2012) 93 final). Si cette décision est adoptéeen l’état par le conseil de l’Union Européenne, chaque Etatmembredevraêtrecapabledecomptabiliser lavariationdesstocksdeCOSdanscesecteuràl’horizon2020.

Danscecontexte,deplusampleseffortsdecomptabili-sation des COS restent nécessaires en France. En effet, si la France rapporte déjà les variations deCOSdues aux chan-gementsd’occupation,i.e.d’affectationdesterres,l’influencedes pratiques de gestion, notamment des terres agricoles(travail du sol, apports dematières organiques…), n’est quepeuconsidérée.Seule l’activité« gestion forestière »commeréférencéedansl’article3.4duprotocoledeKyoto,desterresn’ayantpassubidechangementd’affectationoudeconversionautrequeboisement,déboisementetreboisement,estrappor-tée.Ils’avèrepourtantquelesmodesdegestion,telsquelespratiques agricolesmises enœuvres sur les terres cultivéessans changement d’affectation, représentent les principauxfacteursimpactantlesstocksdeCOS(Arrouayset al.,2002 ;Ciais et al.,2011 ;Lalet al., 2007).

Notreétudeaainsipourobjectifd’évaluerlesvariationsdestocks de carbone organique des sols issus des terres cultivées, sanschangementd’affectation,àl’échelleduterritoirefrançais,parl’applicationdelaméthodedeniveauTier1deslignesdirec-tricesproduitesparleGroupeIntergouvernementalsurl’Evolu-tionduClimat (GIEC,2006).Ces lignesdirectricespermettentdequantifierl’effetdespratiquesculturalessurlavariationdesstocksdeCOSetsontétabliespériodiquementpourrégirl’éla-borationdes inventairesnationauxd’émissionsetabsorptions

deGES (OMINEA,2012).Ces lignesdirectricessontmisesenœuvre (1) sur la période 1990-2010 dans une perspective decomptabilisation des émissions de CO2 en comptabilité avecles inventairesactuels,et (2)surdesscénariosd’évolutiondespratiquesàl’horizon2030àdesfinsdeprospectiveetd’appuiauxpolitiquespubliques.Afind’adapterlaméthodeaucontextefrançais, labasededonnéeduRéseaudeMesurede laQua-litédesSols(RMQS),obtenueàl’échelleduterritoire,estutiliséepourdéfinirlocalementdesstocksdeCOSderéférencerepré-sentatifs.Notreétudeamèneàdiscuterégalementdeslimitesdel’applicationdelaméthodeTier1quantàl’évaluationdesCOSdes terres cultivées de France.

MATéRIEl ET MéThodES

le Réseau de Mesure de la Qualité de Sols (RMQS)

L’objectifduRMQSestladétectiondel’apparitiondechan-gementsetdestendancesd’évolutionsde laqualitédessolsenFrance,àlafoissousl’effetdefacteursnaturelsetanthro-piques.Unegrillede16 x16kmcouvrantlaFrancemétropoli-taineaétémiseenplace ;cettetailledemailleoffrelemeilleurcompromisentre la représentationgéographiquedessols,etde leurs occupations, et le coût engendré par la création du réseau (Arrouays et al.,2001), toutenpermettant ladétectiond’évolutionàdespasdetempsraisonnables(Sabyet al.,2008).Un site d’échantillonnage a été installé au centre de chaquecellulede lagrille, soit environ2 200sitesau total, aucoursd’unecampagnedeprélèvementquiadébutéen2000poursetermineren2012.Surles2 200siteséchantillonnés,781sitessontenterrescultivées.L’objectifduréseauestderé-échantil-lonnerrégulièrement(périodicité :10à15ans)surcesmêmessitesafind’étudier l’évolutiondedifférentsparamètresdusol,dont les stocks de COS. Sur chaque site, deux échantillons de solontétéprélevés (horizonsdesurfaceentre0et30 cmetprofondentre30et50 cm).LateneurenCOSaétéanalyséedefaçon identique (combustion et éventuellement décarbonata-tionspréliminaires)surl’ensembledeséchantillons.Unefossepédologiqueaégalementétécreusée,permettant ladétermi-nationdemassevolumiquesèchedeterrefinenécessaireaucalculdesstocksdeCOSàpartirdesteneursenC.

Le réseau permet ainsi de cartographier à l’échelle duterritoire des stocks de COS avec une résolution spatiale relativement fine. Ces données ont déjà été utilisées pourproduiredescartesnationales,estimerlestockdecarbonetotalà l’échellenationaleet lesstocksparprincipalesoccupationsde sol (Martin et al.2011,Meersmanset al. 2012).

Des données sur les pratiques culturales ont aussi été re-cueillies par enquête auprès des exploitants des parcelles sur



lesquellessetrouventlessitesd’échantillonnage.Cesdonnéesconcernent latotalitédelarotationculturale,soitaumaximumseptcultures.Enparticulier,nousavonsaccèsauxinformationsconcernant le travail du sol (trois types de travaux du sol peuvent êtrerenseignésaumaximum,ilsconcernenttouteslesculturesde la rotation), la gestion des résidus (pour chaque culture de la rotation) et les apports organiques (quantité, type et fréquence d’apport)(Gourrat,2012).L’inconvénientdecesenquêtesagro-nomiquesvientdelaqualitédesdonnées :certainescontiennentdeserreurs(desaisie,d’unité)quisontdifficilesàdéceler,etcer-taines variables sont très peu renseignées.

Méthode Tier 1LeslignesdirectricesduGIEC(2006)définissenttroismé-

thodes(ouTiers),decomplexitécroissante :- Tier1 :utilisationdefacteursd’émissionsderéférences,don-nés dans les lignes directrices- Tier2 :utilisationdefacteursd’émissionsadaptésauterritoired’étude- Tier3 :utilisationdemodèlesouderéseaudesuivi

Nousproposons icid’appliquer laméthodeTier1aucasFrance.LecalculdelavariationannuelledesstocksdeCOSàl’échellenationalesefaitdelamanièresuivante :

(1)

ΔCMinéraux :variationsannuellesdesstocksdecarbonedessolsminéraux(tC/an)COS0 : stock deCOS dans la dernière année d’une périoded’étude(tC)COS(0-T) :stockdeCOSaudébutdelapérioded’étudeT : période de temps nécessaire à la mise à l'équilibre desstocksdeCOSensystèmeagropédoclimatiqueconstant,gé-néralementconsidéréeégaleà20ans(GIEC,2006).

Le stock de COS des sols minéraux, seule variable del’équationprécédentequi,dansnotrecasestissued'observa-tionssursite,estdéterminéselonl’équationsuivante :

(2)COS(t) :stockdecarboneorganique(tC/ha)pouruneannéetCOSST

:stockdeCOS,danslesconditionsderéférence(c’est-à-dire lorsque la végétation indigène n’a été ni dégradée, niaméliorée),danslacouchede0à30 cmdeprofondeur(tC/ha)FLU

(t) : facteurd’affectationdessols,qui reflète l’influencedel’occupationdusolsurlesniveauxdestocksdeCOSassociés,suivantlesdifférentesrégionsclimatiquesFMG

(t) :facteurdegestion,reflétantladifférenceentrelestockde COS associé au type de travail du sol et le stock de COS de référence, pour une année t. Lesmodalités de ce facteurd’ajustementsont :

- labourcomplet :cettemodalitécorrespondàtouttravaildusolengendrantunmélangeetunretournementdeshori-zonsàl’aided’unecharrueàversoirset/ouuntravaildusolfréquentaucoursdel’année.Unefaiblepartiedelaparcellerestecouvertederésidusdeculture(< 30 %),- labourréduit :cettemodalitécorrespondàuneperturbationdusolplusfaiblequiengénéraln’engendrepasdemélangeet de retournement des horizons. Une part plus importantede la parcelle reste couvertede résidusde culture (> 30%),- pasdelabour :cettemodalitécorrespondausemisdirect.

FI(t) :facteurdesintrants,reflétantladifférenceentrelestock

deCOSassociéauxdifférentsniveauxd’apportdecarboneetle stock de COS de référence, pour une année t. Les apports peuvent être de plusieurs natures : résidus apportés par lesculturesenplaceouajoutéspar l’exploitant,fertilisantsminé-rauxetorganiques.Lesmodalitésdecefacteursont :

- intrantsfaibles :enlèvementdesrésidusdeculture,miseenjachèrenue,absenced’apportd’engraisminérauxetdeculturesfixantl’azote,- intrants modérés : soit enfouissement des résidus deculture, soit apport de matières organiques supplémen-taires,présencedefertilisationminéraleetdeculturesfixantl’azote,- intrantsélevéssansfumier :apportsdecarboneplusim-portantsparrapportauxsystèmesdeculturesavecapportsmodérés, grâce à l’utilisation d’engrais verts, de culturesdecouvertures,degraminéesdans la rotation,mais sansapportdefumier,- intrantsélevésavecfumier :apportsdecarboneplusim-portantsparrapportauxsystèmesdeculturesavecapportsmodérés,enraisond’ajoutrégulierdefumier

Séries temporelles d’évolution des pratiques culturales

Pour pouvoir observer ou estimer l’effet des pratiquesculturales sur la variation des stocks de COS entre 1990et 2030, il est nécessaire de disposer de séries temporellesd’évolution des modes de gestion en contexte agricole. Lapremièrepériodeétudiée,1990-2010,s’appuiesurlesenquêtesPratiques Culturales réalisées par le Ministère en charge del’Agriculture et mises à disposition par le SSP. La secondepériode,2010-2030,sebasesurdesscénariosd’évolutiondespratiquesdéterminésdansl’étude« AgricultureetFacteur4 »présentée par Vidalenc et al. (2012).

Lechoixde2010commeannéecharnièreentrelapériodepasséeetlapériodedeprospectivebaséesurl’utilisationdescénarios, repose sur l’approximation que l’ensemble dessitesRMQSconsidérés ont été échantillonnés à cette date.Noussupposonsainsiquelespratiquesculturalesn’ontpasévolué entre la date d’échantillonnage et 2010, sur tous lessites du réseau. Ce choix a été fait de façon à simplifier le



traitementdesdonnées.

Période historique : 1990-2010L’objectif de cette étape du travail est de faire varier les pratiques

culturalessurlessitesRMQS,ensebasantsurl’année2010quiconstitue« l’étatzéro »,etenremontantletempsjusqu’en1990,encontraignantcesévolutionsdepratiquessurlessitespourqu’ellescorrespondentauxséries temporelles d’évolution des pratiques obtenues précédemment.Afin de relier les données des enquêtes Pratiques Culturales du SSP(1994,2001et2006)auxsitesRMQS,nousavonsdansunpremiertempsreconstruit,surlapériode1990-2010,dessériesd’évolutiondespratiquespour la gestion (travail du sol) et les intrants pour chaque culture considé-réedanslesenquêtesPratiquesCulturalesduSSP.Dansundeuxièmetemps,nousavonsliécessériesauxsitesRMQSenfonctiondesculturesobservéesdanslesrotationsdessitesRMQS (figure 1).

Enconsidérantquelarotationd’unsiteRMQSrenseignéeaumo-

Tableau 1-Descriptiondesscénariosdel’étude« AgricultureetFacteur4 ».table 1 - Agricultural scenario from the study on “Agriculture et Facteur 4”.Scénarios description

Tendanciel Maintiendesexportationsparrapportauniveauactuel(estimationàpartird’extrapolationdessériesstatistiques disponibles).

Alpha :uneagricultureéco-intensiveFortemodificationdessystèmesdeculture(laproductionintégréeétantfavoriséeparrapportàl’agricultureconventionnelle),optimisationdel’efficacitéénergétique,réductiondessurconsommationsalimentairesetdespertesalimentairesinévitables.

Beta :modificationdelademande,autonomieetsobriété

Ruptureplusmarquéequ’auscénarioprécédent :àlaplacedel’agricultureconventionnellesedéveloppentàlafoislaproductionintégréeetl’agriculturebiologique,modificationenprofondeurdesrégimesalimentaires,réductiondesexportationsde25 %parrapportautendanciel.

Gamma :modificationdelademande,stockagedecarboneetefficacité

Deuxdifférencessignificativesparrapportauscénarioprécédent :diminutiondesexportationsde50 %parrapportautendanciel,stockagedecarbonefavoriséparl’afforestationdesterreslibéréesparlesmodificationsdel’assolementnational.

mentduprélèvement(7culturesrenseignéesaumaxi-mum)serépèteaucoursdutemps,ondétermine,pourchaquesite,denouveauxfacteursd’ajustement,pon-dérés par les pratiques présentes sur les différentes culturesdelarotation.Cesfacteursd’ajustement,quitiennent compte de la rotation et des pratiques parculture,sontmultipliésparleCOSref du site pour cal-culer, pour une année donnée, le stock de COS.

La réalisation de cette étape suppose que l’ondispose d’informations dans les enquêtes PratiquesCulturales sur les cultures présentes dans les rotations des sites RMQS. Les sites pour lesquels au moinsune culture de la rotation n’est pas renseignée sontécartés. Sur les 781 sites en terres cultivées, onélimine203sitespourréaliserlessimulations.

Période prospective : 2010-2030Proposerdesscénarioscohérentssur l’évolution

des pratiques culturales dans le futur est un travail complexe, puisque dépendant de nombreuxparamètres (agronomiques, environnementaux,sociaux…). La constitution de séries temporellesd’évolution des pratiques culturales se base, pourcette période, sur l’utilisation d’un travail existant. Ils’agitdel’étude« AgricultureetFacteur 4 »,présentéepar Vidalenc et al. (2012).LaFrances’estengagéeàdiviserpar 4sesémissionsdeGESd’icià2050,avecla loi dite Grenelle 1, du 3 août 2009 (n° 209-967).L’étude « Agriculture et Facteur 4 » vise à identifierdesleviersd’actionpouratteindrecetteréductiondesémissionsdeGES,danslessecteursdel’agricultureetdelasylviculture.Pourcela,3systèmesdeproduction(conventionnel, intégré et biologique) et 4 scénarios de l’évolutionde l’agricultureenFranceà l’horizon2050ont été proposés (Vidalenc, 2012).

L’étudeprécise qu’il faut s’attendre à l’avenir àuneméthanisationsystématiquedesdéjectionsani-

Figure 1 - DémarchepermettantlapriseencomptedesrotationssurlessitesRMQSpourlecalculdel'évolutiondesstocksdeCOS(FA :Facteursd’ajustement= FLUxFMGxFI)Figure 1 - Accounting for crop rotations when estimating SOC stocks changes.

EnquêtesPratiquesCulturales FAMaïs(t) FABlé(t) FAOrge(t)

RotationsursiteRMQS Maïs Blé Orge

1/3 1/3 1/3

Facteurd'ajustementmoyen delarotation 1/3FAMaïs(t) 1/3FABlé(t) 1/3FAOrge(t) X COSST du site



A chaque système de production ont été associées despratiquesculturales, tellesqu’ellessontmentionnéesdans lanomenclaturedeslignesdirectricesduGIEC.Pourcequiestdel’agricultureconventionnelle,lespratiquesculturalesappli-quéessurlessitesRMQSaucoursdelapremièrecampagneconstituent lepointdedépartdessimulations.Lespratiquesen agriculture conventionnelle étant en effet très diversifiées, nousn’avonspaspuenétablirunetypologieunique.Peudesites étaient en agriculture biologique ou production intégrée aucoursdelapremièrecampagnedeprélèvementduréseau.Ainsi,ilestdifficiled’associerdespratiquesculturalescarac-téristiquesàcessystèmesdeproductionsurlabasedesdon-néesRMQS.Lesmodalitésdesfacteursd’ajustementontdoncété fixées (tableau 3) suivant les hypothèses suivantes.

Leshypothèsesliéesàl’agriculturebiologiquereposentsurlecahierdeschargesde l’agriculturebiologique (JournalOffi-cielde l’UnionEuropéenne,2007). Il indiqueque« laproduc-tionvégétalebiologiquearecoursàdespratiquesdetravaildusol et des pratiques culturales qui préservent ou accroissent la matièreorganiquedusol,améliorentlastabilitédusoletsabio-diversité,etempêchentsontassementetsonérosion ».Ceciaététraduitenunlabourréduit,quiaétéaffectéàlafoisàl’agri-culturebiologiqueetàlaproductionintégrée,puisquecesdeuxsystèmesdeproductionpartagentlesmêmespiliers,selonleshypothèsesdel’étude« AgricultureetFacteur4 ».Cemêmeca-hierdeschargesindiquequel’agriculturebiologiquesedoitde

males,augmentantl’efficacitédel’azoteorganique(de65 %en2010à90 %en2050).Cecisignifie,pour les troisscé-nariosautresqueletendanciel,unediminutiondurecoursàl’azoteminéral.

La première étape du travail pour cette période, aconsisté à attribuer un système de production à la date t0 = 2010àchaquesiteRMQSenterrescultivées,enfonctiondesinformationsrassembléeslorsdesenquêtesauprèsdesexploitants des parcelles échantillonnées. Deux variables renseignéeslorsdelacollecteontpermisderéaliserlaclas-sification : la classification se base principalement sur lemode d’exploitation général de la parcelle, c’est-à-dire lescontraintes réglementairesou les cahiersdeschargesaux-quels est soumise l’exploitationde la parcelle (informationssignaléesparl’exploitant).Nousavonsconsidéréquelorsquele second champ, concernant le système de gestion de laparcelle (informations signalées par l’enquêteur), avait pourmodalité« agricultureraisonnée »,mêmesilemodegénérald’exploitationdelaparcelleétaitl’agricultureconventionnelle,nous étions en présence de production intégrée. Les règles d’affectationenfonctiondesmodalitésdecesdeuxchampssont indiquées dans le tableau 2.

AprèsclassificationdessitesRMQSenfonctiondessys-tèmesdeproduction, la répartitionest lasuivante :93 %desitesenagricultureconventionnelle,2 %enagriculturebiolo-gique,5 %enproductionintégrée.

Tableau 2-Règlesd’affectationpourl’attributiondessystèmesd’exploitationdel’étude« AgricultureetFacteur4 »auxsitesRMQSenfonctiondesmodalitésdedeuxvariablesdel’enquêteréaliséesurlessitesRMQS.table 2 - Assignment rules for the production systems attribution of the “Agriculture et Facteur 4” report to RMQS sites along the mo-dalities of two variables from the survey carried out on the RMQS sites.

Modalité Système de production attribué

Système conventionnel Agricultureconventionnelle(ouproductionintégréesilechampsystèmed’exploitationgénéralapourmodalité« agricultureraisonnée »)

Système extensif Agriculture conventionnelle

Agriculture biologique Agriculture biologique

Agriculture raisonnée Productionintégrée

Travail réduit du sol Agriculture conventionnelle

Réduction d’intrants Productionintégrée

Absence d’information Agriculture conventionnelle

Tableau 3 - Hypothèses sur les pratiques culturales en agriculture biologique et en production intégrée.table 3 - Hypothesis on cropping practices in organic farming and integrated production.

Système de production Facteur gestion Facteur intrants

Agriculture biologique Labour réduit Intrantsélevésavecfumier

Production intégrée Labour réduit Intrantsmodérés



Comme pour la période passée, unematrice de proba-bilités de conversion d’un type d’agriculture à un autre estcréée.Nousavons fait l’hypothèseque lessurfacesenagri-culture conventionnelle diminuent, au profit des deux autressystèmesdeproduction(tableau 2). Nous considérons que les seulesconversionspossiblespourlessitesRMQSsefontdel’agricultureconventionnelleversl’agriculturebiologiqueoulaproductionintégrée(etqu’iln’yadoncpasderetourpossibleversl’agricultureconventionnelle).D’aprèsdesinformationsàdire d’expert, cette hypothèse ne se vérifie pas toujours. Enl’absencede statistiques sur ces phénomènes, c’est cepen-dant l’hypothèse la plus logique, puisque les surfaces enagriculturebiologiqueetenproduction intégréeaugmentent.Iln’estparcontrepaspossiblede jugerde l’impactdecettehypothèse(absencedeconversiondel’agriculturebiologiqueet de la production intégrée en agriculture conventionnelle) sur uneéventuellesurestimationousousestimationdesstocksdeCOSsansréaliserlessimulations.

Puis, la matrice est appliquée aux sites RMQS. Lesévolutions de pratiques culturales se font aléatoirement,pour que chaque année le pourcentage de sitesRMQSdesdifférents systèmes de production ou modalités de travaildu sol corresponde aux données de la matrice. Cinquanterépétitions des simulations sont réalisées. Il est à noter quenousnefaisonspasl’hypothèsed’undéveloppementdusemisdirectenl’absencedestatistiquesfiablessurcettepratique.

Estimation des stocks de CoS de référence sur chaque site

Le stock de COS de référence peut être déterminé, surchaque site i,delamanièresuivante,d’aprèsl’équation(2) :

(3)Avec t0l’annéedeprélèvement.FiMG (t0) et FiI (t0) sont dé-

terminésgrâceauxenquêtesagronomiquesréaliséessur lessitesRMQS,etCOSi (t0)estlestockmesurésur30 cmàcettedate.

préserver,voired’augmenterlafertilitéetl’activitébiologiquedusol.Lesmoyensàdispositionsont lesrotationspluriannuellesdes cultures et l’épandage dematières organiques. L’agricul-turebiologiqueinterditl’emploid’engraisazotés,contrairementàlaproductionintégrée.Ceciestcompenséparl’utilisationdematièreorganique,quiapportedesnutrimentsauxculturesetduCOS,alorsque les fertilisantsminéraux (employésenpro-ductionintégrée)n’apportentpasdematièreorganiqueausol.Nousconsidéronsdoncqueleniveaud’intrantsenagriculturebiologiqueestplusélevéqu’enproductionintégrée.

Danslapratique, l’hypothèsed’untravaildusolréduitenagriculturebiologiqueestcontestable.Mêmesiletravailréduitpermetl’améliorationdelafertilitédusol(Teasdaleet al., 2007), lelabourresteleprincipalmoyendeluttercontreledéveloppe-mentdesadventices,l’emploidephytosanitairesétantinterdit(Peignéet al., 2007). Il reste donc fréquent en agriculture bio-logique (information obtenue à dire d’experts). Il n’a pas étépossibled’obtenirdeschiffresprécissurlapartdessurfacesen labour en agriculture biologique.

Pourrespecter lecahierdeschargesdel’agriculturebio-logique (et notamment l’objectif d’augmentation du taux dematièreorganiquedessols),leniveaud’intrantsdecesystèmedeproductionsedoitd’êtreleplusélevépossible.

Pourlapériode2010-2030,lesrésultatsprésentéss’appuientsurl’hypothèsed’unlabourréduitenagriculturebiologique,sauflorsque cela est précisé. Dans ce dernier cas, nous proposons une comparaisondes simulations de l’évolution des stocksdeCOSmoyensentre 2010et 2030sous l’hypothèsed’un labourcompletetd’unlabourréduitenagriculturebiologique.

La dernière étape consiste à appliquer aux sites RMQSlesscénariosd’évolutiondessystèmesdeproduction(etdoncde pratiques culturales). Chaque scénario se traduit par des répartitionsentrecesmodesdeproductiondifférentesàl’hori-zon2050 (tableau 4).Nous avons estimé l’évolution annuelledesproportionscorrespondantauxdifférentstypesd’agricul-turesurlapériode2010-2030parinterpolationlinéaireentrelesproportionsdonnéesparl’étude« Agriculture et Facteur 4 » en 2010 et en 2050.

Tableau 4 - Proportionsdessystèmesdeproductiondanslesscénariosdel'étude"AgricultureetFacteur4"(actuel :2010,scénarios :2050).table 4 - Proportions of production systems in « Agriculture et Facteur 4 » study scenarios (actual : 2010, scenarios : 2050).

Agriculture conventionnelle Agriculture biologique Production intégrée

Actuel 97 % 2 % 1 %

Tendanciel 60 % 20 % 20 %

Alpha 25 % 20 % 55 %

Beta 20 % 35 % 45 %

Gamma 25 % 30 % 45 %



(4)

Itotale :pourcentaged’incertitudeduproduitdesquantitésIi :pourcentaged’incertitudeassociéàchaquequantité

Pourcombinerdes incertitudesparadditionetsoustrac-tion,c’estl’équationsuivantquiestutilisée :

(5)

Itotale :pourcentaged’incertitudedelasommedesquantitésxi et Ii :quantitésincertainesetleurpourcentaged’incertituderespectif

Pournotreétude, l’équation (4)devient,pourchaquesiteRMQS,chaqueannée,etpourchaquescénario :

Le facteur FiLU,dépendantdelazoneclimatiqueetdel’oc-cupationdesterres,estdéterminégrâceauxdonnéesmétéo-rologiques,pourchaquesite,suivantlaclassificationenzonesclimatiquesduGIEC.Ceparamètreestsupposéconstanttoutaulongdessimulations,puisquenousconsidéronsuneseulecatégoried’occupation :lesterrescultivées.

LadéterminationdeFiLUestbaséesurlesdonnéesmétéo-rologiques de Météo France (maille SAFRAN). Les donnéesutiliséessont :lesprécipitations(enmm/mois),latempérature(°C),l’évapotranspiration(enmm/mois).Cesinformationssontdesmoyennesmensuellessurlapériode1993-2004.

Deux zones climatiques, telles que définies par leGIEC,sontretrouvéesenFrance :lazonetempéréesèche,etlazonetempéréehumide,quiserépartissentsuivantlafigure 2.

Application aux sites RMQS de séries temporelles d’évolution des pratiques culturales

Lessériestemporellesd’évolutiondespratiquesculturales,déterminéespourlesdeuxpériodesd’étudepourchaquesiteRMQS,permettentdefairevarier,chaqueannée,lesfacteursd’ajustementFiMG (t) et FiI (t). Ainsi, il est possible, avec les FiLU et COSiST déterminés et constants au cours du temps, decalculer chaque année un nouveau COSi(t)selonl’équation(1).

Pour les deux périodes d’étude, nous considérons quelorsque les pratiques culturales sont modifiées, le stockde COS met 20 ans à retrouver son équilibre. Cette duréeest préconisée dans les lignes directrices du GIEC, commel’indiquel’équation(2).

Calcul de l’incertitude associée aux résultatsLes lignes directrices du GIEC proposent également

uneméthode de calcul pour déterminer l’incertitude qui estassociéeauxévolutionsdestocksdeCOS.Laméthodeutiliséeici en est dérivée.

Pour pouvoir réaliser les calculs, il est normalementnécessaire de connaître l’incertitude qui pèse sur tous lesparamètres rentrant en compte dans la détermination desstocks de COS. Nos calculs n’incluent pas les incertitudespesant sur le calcul du stock de référence, ni sur les données des enquêtes Pratiques Culturales, ni sur les scénariosde l’étude « Agriculture et Facteur 4 », car ces dernièresinformationsnesontpasconnues.

Les informations connues, qu’il faut combiner pour lescalculs, sont donc les incertitudes sur les facteurs d’ajuste-mentsliésàlagestionetauxintrants,donnéesdansleslignesdirectrices du GIEC (tableau 5)

LaméthodeGIECpourlacombinaisondequantitésincer-tainesparmultiplicationutilisel’équationsuivante :

Figure 2 - Sites RMQS selon la classification en zonesclimatiquesduGIEC.Figure 2 - RMQS sites according the IPCC climatic zones classification.



RéSulTATS

le stock de CoS moyen en terres cultivéesLestockdeCOSmoyendesterrescultivéeséchantillonnées

dans le cadre du RMQS est, pour la première campagne, de52,8 tC/ha.CerésultatestplusélevéqueceluideArrouayset al. (2002,43tC/haenmoyenneenFrance)etcorrespondàceluideSmithet al.(2011,53tC/haenmoyenneenEurope).Ladifférenceavec Arrouays et al.(2002)s’expliquenotammentparlefaitquelesanalysesneportentpassurlesmêmesjeuxdedonnées.

les stocks de CoS et pratiques culturales sur les sites RMQS

La figure 3 présente les stocks de COS de référence et les stocks de COS calculés lors de la première campagne

(6)

I : incertitudesur l’évolutiondesstocksdeCOS,enpour-centage

Iflu : incertitudesurlefacteurutilisationdesterres,enpour-centage

Ifmg : incertitudesurlefacteurgestion,enpourcentageIfi : incertitudesurlefacteurintrants,enpourcentageIcos: incertitudesurlestockdeCOSenpourcentage,faisant

intervenir l'estimation d'erreur de mesure de 11,2 %(Aldana-Jague,2011)

L’équation (6) est ensuiteutiliséepour combiner l’incerti-tude sur tous les sites.

Tableau 5-IncertitudesdelaméthodologiedeTier1(sansobjetsignifiequelesincertitudessereflètentdanslesstocksdeCOSderéférenceetlesfacteursdevariationdesstockspourl’affectationdesterres).table 5-Tier 1 methodology uncertainties (NA means that uncertainties are reflected in the reference SOC stocks and stock change factors for land use).

Facteur Modalité Zone climatique Incertitude

Flu Tempérée/boréale,sècheTempérée/boréale,humide

±9 %

±12 %

FMG

Total Toutes NA

RéduitTempérée/boréale,sèche ±6 %Tempérée/boréale,humide ±5 %

AucunTempérée/boréale,sèche ±5 %Tempérée/boréale,humide ±4 %

FI

FaiblesTempérée/boréale,sèche ±13 %Tempérée/boréale,humide ±14 %

Moyennes Toutes NA

ElevéessansfumierTempérée/boréale,sèche ±13 %Tempérée/boréale,humide ±10 %

ElevéesavecfumierTempérée/boréale,sèche ±12 %Tempérée/boréale,humide ±13 %

(7)

Itotale(t) : incertitudeassociéeàl’évolutiondustockdeCOSmoyensurlessitesRMQS,pourl’annéetIi(t) : incertitudesurl’évolutiondustockdeCOSdusitei,idans1…m,pourl’annéetCOSi(t) :stockdeCOSdusitei,pourl’annéet



audétrimentde l’agricultureconventionnelle.Ceci s’expliquepar la répartition initialedessitesRMQSselon lesdifférentsmodes de production qui diffère de celle proposée dansl’étudefacteur4.

Evolution du stock de CoS moyen entre 1990 et 2030

Pourlapériode1990-2010, l’étudemontrequel’évolutiondes pratiques en France a conduit à une augmentation dustockdeCOSmoyensur lessitesRMQSen terrescultivéesde52,02à52,95tC/ha,soit+ 1,8 %,soitunstockagede0,046tC/ha/an.L’incertitudeassociéeàcesrésultatsestlimitée,dufaitdunombrederépétitions :ellepassede0,12 %en1990à0,115 %en2010.

Entre 2010 et 2030, quelque soit le scénario considéré,il est dans tous les cas constaté un stockage de carbone (fi-gure 5 et tableau 6),comprisentre2,95et3,85 tC/hasuivantles scénarios. Ici encore, l’incertitude associée aux résultatsest faible (figure 5).

La figure 6montre le stock deCOS simulé sur les sitesRMQSen1990.OnnoteunestructuresimilaireauxstocksdeCOSen2010,àsavoirdesstocksélevésenBretagne,Norman-die et Bourgogne.

La figure 7présentelarépartitiondessystèmesdeproduc-tionsurleRMQSen2010.Cettecartenemontrepasdestruc-turespatialeparticulièrement.Cecivientprincipalementdufaitqu’une largemajoritéde sites sont enagricultureconvention-nelle (la répartition des sites en agriculture biologique et produc-tionintégréenesuitpasdeschémaparticulier).

La figure 8montrelestockagemoyensimulésurlessitesRMQS entre 2010 et 2030 pour le scénario le plus stockant(scénariobeta)etlescénariolemoinsstockant(scénarioten-danciel).

Deuxremarquespeuventêtrefaites :- alorsquenousnousattendionsàunstockagedeCOSsurtouslessitesRMQS,dufaitdeshypothèsesprisessurl’évolu-

duRMQS.Lesdeuxcartesprésententunestructurespatialecommune :- lestockdeCOSmoyenestplusélevéenBretagne,Norman-dieetBourgogne ;- lestockmoyenestplusfaibledansleSudouestetdansunterritoirequis’étenddelaPicardieauxPaysdelaLoire.

Nous pouvons en conclure que le stock de COS observé sur lessitesRMQSestdépendantdustockdeCOSderéférence.

La figure 4montrelarépartitionspatialedesmodalitésdefacteursd’ajustement sur lagestionet les intrants lorsde lapremière campagne du RMQS. Si aucune structure spatialenesedégagede la répartitionde l’intensitédu travaildusolsur le RMQS, ce n’est pas le cas pour le niveau d’intrants.En effet, les sites recevant une quantité modérée d’intrantssontretrouvésenBretagne,Normandie,PicardieetNordpasde Calais, alors que les niveaux faibles (cohabitant avec des niveauxélevéssansfumier)seretrouventdansleSudOuest,enrégionparisienneetenChampagne-Ardenne.

En conclusion, si le stock de COS observé sur les sites RMQSnedépendvisiblementpasdutravaildusol,ilpourraitêtrereliéavecleniveaud’intrants.

Validation des évolutions de pratiques culturales et de systèmes de production simulées

Dessériestemporellesd’évolutiondespratiquesculturalesontétéreconstituéesàpartirdesenquêtesPratiquesCulturalespour lapériodepassée.Ceciapermisd’établirdesmatricesdeprobabilitédepassaged’unepratiqueversuneautre,quiont ensuite été appliquéesaux sitesRMQS.Pour la période 1990-2010, les surfaces simulées sont conformes à la sérietemporelle d’évolution du travail du sol, issue des enquêtesPratiquesCulturales.

Pourlesquatrescénarios,lessimulationssurestimentlessurfacesenproductionintégréed’environ5 %,chaqueannée,

Tableau 6 - EvolutiondustockdeCOSmoyendesscénariosdel’étude« AgricultureetFacteur4 ».table 6 - Evolution of mean SOC stock of “Agriculture et Facteur 4” study scenarios.

Scénario Stock CoS 2010 (tC/ha)

Stock CoS 2030 (tC/ha) - labour réduit en agriculture

biologique

Stockage (tC/ha/an sur 20 ans) - labour réduit en agriculture

biologique

Stock CoS 2030 (tC/ha) -

labour complet en agriculture

biologique

Stockage (tC/ha/an sur 20 ans) - labour complet en agriculture

biologique

Tendanciel

52,02

55,90 0,15 55,70 0,14

Alpha 56,00 0,15 55,80 0,14

Beta 56,80 0,19 56,40 0,17

Gamma 56,60 0,18 56,30 0,17



Figure 3 -CartedesstocksdeCOSderéférence(gauche)etdesstocksdeCOScalculésen2010(droite)surlesterrescultivéesRMQS.Figure 3-Maps of the reference C stocks (left) and calculated SOC stocks in 2010 (right) on the cropland of the French soil monitoring network.

Figure 4-Niveaudetravaildusol(gauche)etd’intrants(droite)surleRMQS(1recampagneduréseau).Figure 4 - Maps of tillage (left) and carbon inputs (right) levels on the French soil monitoring network (first sample campaign).



Figure 6-StockdeCOSsurleRMQSen1990.Figure 6-SOC stocks on the French soil monitoring network in 1990.

Figure 7 - Répartition des systèmes de production sur leRMQSen2010.Figure 7 - Distribution of production systems on the French soil monitoring network in 2010.

Figure 5 - EvolutiondustockagedeCOSenFranceentre 1990et 2030.Figure 5 - SOC storage change in France between 1990 and 2030.



Potentiel de stockage des systèmes de production

En 2010, le stock de COS moyen des sites RMQS enagriculture conventionnelle est de 52,9 tC/ha. Une conver-siondel’ensembledessitesRMQSenagriculturebiologiqueentre 2010et 2030,sousl’hypothèsedespratiquesculturalesconsidéréespourcesystèmedeproduction (labourréduitetintrants élevés avec fumier), résulterait en un stock deCOSmoyenen2030de66,6tC/ha.Cecicorrespondàunpotentieldestockagede+ 0,68tC/ha/anentre 2010et 2030,parrapportàl’agricultureconventionnelle.

Une conversion de l’ensemble des sites RMQS en pro-ductionintégréeentre 2010et 2030,toujourssousl’hypothèsedes pratiques culturales considérées (labour réduit et intrants modérés)résulteraitenunstockdeCOSmoyende55,2tC/ha,soitunpotentieldestockagede0,11 tC/ha/anpar rapportàl’agricultureconventionnelle,entre 2010et 2030.

tiondel’agriculture,nousnotonsquelquessitesquidestockentdu COS. Ces sites sont ceux qui étaient en 2010 en agriculture conventionnelle, avec des pratiques plus stockantes que celles considérées en agriculture biologique ou production intégrée, etquisontconvertisenundecesdeuxmodesdeproductionentre 2010et 2030.Parexemple,unsitepouvaitrecevoirunequantitéd’intrantsélevéeavec fumierenagricultureconven-tionnelleetneplusrecevoirqu’unequantitémodéréeenpro-ductionintégrée ;- les structures spatiales de ces stocks de COS sont iden-tiquesàcellesobservéesen 1990et 2010.Nousenconcluonsque lorsqu’unsiteavaità labaseunstockdeCOSélevé, lestockagedeCOSentre 2010et 2030estégalementélevé.

Comparaison des deux hypothèses de travail du sol en agriculture biologique

LestockdeCOSmoyenen2030estentre0,2et0,4tC/haplusfaiblesiunlabourcompletestconsidéréenagriculturebiologique au lieud’un labour réduit. Les conclusionsgéné-rales restent cependant identiques, sur l’augmentation desstocksetl’importancedel’incertitude.

Figure 8-StockagedeCOSmoyensurlessitesRMQSentre 2010et 2030pourlescénariotendanciel(gauche)etlescénariobeta(droite).Figure 8 -Mean SOC storage on the French soil monitoring network between 2010 and 2030 for the underlying (left) and beta (right) scenarios.



Lepotentieldestockagedesquatrescénariosestfinale-ment comparable aux chiffresdonnéspour chaquepratiquepar Arrouays et al. (2002).

L’incertitudeassociéeauxstocksmoyensestnégligeable :elleestde0,12 %en1990etde0,115 %en2010.Cechiffrepeut être comparé à l’incertitude liée aux estimations deschangementstotauxdestockdecarbonepourlesterresculti-vées(croplands)auxEtats-Unis.Cetteincertitudeestde59 %pour le Tier 1 (Del Grosso et al.,2011).L’incertitudesurlestockmoyenestdonc ici nettement inférieure,mais lemanquededétail dans la publication de Del Grosso et al., 2011n’apaspermisd’expliciter lemoded’estimationdecette incertitude.Notons néanmoins que selon les formules du calcul de l’in-certitude (somme et multiplication), celle-ci diminue avec lenombre de répétitions réalisées. Nous avons réalisé ici unnombre Nr = 50 de répétitions afin demoyenner l’effet destirages aléatoires de changement de pratiques. Ce nombreNr intervientdanslecalculdel’incertitude,eten l’étatactuelducodedecalcul,ildiminueainsiartificiellementl’incertitudequi,elle,porteprincipalementsur lesobservationsdestocksdecarboneet lesvaleursassociéesauxfacteursd’émission.Les valeurs d’incertitude produites ici sont donc artificiel-lementbasses,etdans le futur, il conviendraientde rempla-cercecalculanalytique,délicat lorsqu’ils’agitdeprendreencomptelescorrélationsentrelesdifférentstermesdescalculsd’incertitude,paruntraitementdetypeMonte-Carlo,luiaussipréconisédansleslignesdirectrices :pourchacunedesrépé-titions,lesvaleursdesfacteursd’émissionscorrespondantauxpratiquessurunsitedonnéseraientfixéespartiragealéatoireendébutdesimulation,etconstantesdansletemps,afindereprésenter l’incertitudequant à la valeur du facteur d’émis-sionpourlesiteenquestion.Lesvaleursd’incertitudeglobalesseraient calculées par analyse a posteriori des distributions de stocksdecarbonesimuléspouruneannéedonnée.

le potentiel de stockage des systèmes de production

Sous leshypothèses formuléesconcernant lespratiquesculturalesassociéesauxtroissystèmesdeproduction,notreétudedémontreunpotentieldestockagede+0,684tC/ha/ansur20ansdel’agriculturebiologiqueparrapportàl’agricultureconventionnelle(laplupartdessites,en2010,ontunsystèmedeproduction de type conventionnel), lorsque les pratiques liées àl’agriculturesonttraduitesentermesdefacteursd’émissions.Le potentiel de stockage de la production intégrée est de 0,11 tC/ha/ansur20ans.

Ce chiffre est cohérent avec ceux rencontrés dans la litté-rature. Freibauer et al. (2004) proposent une revue européenne despratiquespermettantdestockerducarbonedanslessols,où le potentiel de stockage de carbone de l’agriculture bio-logique est estimé entre 0 et 0,5 tC/ha/an, à partir de deux

dISCuSSIon

l’évolution du stock de CoS entre 1990 et 2010

NotreétudeconclutàuneaugmentationdustockdeCOSmoyen de 0,92 tC/ha (passant de 52,02 à 52,95 tC/ha, soit+ 1,8 %)sur les terrescultivéesdessitesRMQSentre 1990et 2010. Ces chiffres sont cohérents avec ceux de Ciais et al. (2010)qui,entre 1990 et 2000,estimentuneaugmentationdesstocksentre0et5,2 %dans lessols françaisen terrescultivées. Leur étude considère différentes reconstitutions d’évolutionsdepratiquesculturalescorrespondantàdifférentsniveauxd’intrantsetdetravaildusol.

Notons que ces évolutions simulées ne sont pas confir-méespar lesdonnéesde laBasedeDonnéesdesAnalysesdeTerre(BDAT).Lamédianedesteneursencarbone,pourlesquatrepériodesoùontétéréaliséeslesanalysesdeterre,est :- 1990-1994 :15,11 g/kg,- 1995-1999 :14,53 g/kg,- 2000-2004 :13,92 g/kg,- 2005-2009 :15,12 g/kg.

Lamédianedelateneurencarbonediminueicientrelespériodes 1990-1994 et 2000-2004 (- 1,19 g/kg, soit -7,9 %),puisaugmenteentre2000-2004et2005-2009(+ 1,20 g/kgsoit+8,6 %).

l’évolution du stock de CoS entre 2010 et 2030L’étude« AgricultureetFacteur4 »proposequatrescéna-

riosd’évolutiondel’agriculture,dontlesrupturesaveclasitua-tion actuelles sont plus ou moins marquées. Ces scénariossont composés d’unmélange de trois systèmes de produc-tion :l’agricultureconventionnelle,l’agriculturebiologiqueetlaproduction intégrée.

Lesscénarioslesplusstockantssont,dansl’ordre :lescé-nario tendanciel, le scénario alpha, le scénario gamma et lescénariobeta(avecunstockagecomprisentre2,9et3,6tC/ha en 20 ans), le scénario alpha étant très proche du scénario tendanciel,etlescénariobetatrèsprocheduscénariogamma.Onnoteainsiquemêmelescénariotendanciel,lepluspessi-miste,aboutitàunstockagedeCOS.

Ceci est cohérent avec les hypothèses prises sur les pratiquesculturalesdessystèmesdeproduction.

Le stockage annuel correspondant pour les quatre scéna-rios,sur20ans,estdonccomprisentre0,14et0,19tC/ha/an.Atitredecomparaison,Arrouayset al. (2002) donnent les poten-tiels de stockage sur 20 ans de quelques pratiques culturales quenousavonsconsidérées :- réductiondutravaildusol :+ 0,24tC/ha/an- présenced’engraisverts :+ 0,16tC/ha/an- exportationdesrésidusdeculture :-0,16tC/ha/an(parrap-portàunenfouissement)



inférieure),ouencoredesinstitutstechniquesoud’autresuni-tés de l’INRA travaillant sur ce sujet. Il serait aussi possibledeprendreencomptedescontraintesrégionalesrationnelles,telles que le type de sol, le type de production, les ressources organiquesdisponibles…pourdéfinirdesscénariosd’évolu-tion des pratiques culturales.

De plus, nous avons dû poser des hypothèses sur les pratiques culturales des trois systèmes de production pourconstruire les scénarios d’évolution dans le futur. Les hypo-thèsesprises (labour réduitet intrantsélevésavec fumierenagriculture biologique, labour réduit et intrants modérés enproduction intégrée) sont contestables, puisqu’elles ne sontpasforcémentjustesd’unpointdevueagronomique.Deplus,certaines parcelles en agriculture conventionnelle ont, en 2010, des pratiques culturales plus stockantes que celles considé-rées pour l’agriculture biologique et la production intégrée.Lorsque ces sites en agriculture conventionnelle sont conver-tisenagriculturebiologiqueouproductionintégréeentre 2010et 2030,celaaboutitàundéstockagedeCOS.

Extrapolation des résultats à la FranceL’étude est basée sur l’application de séries temporelles

d’évolution des pratiques culturales aux sites du RMQS.L’extrapolationdes résultats aux terres cultivéesdu territoireimpliquerait lavérificationde lareprésentativitéduréseauentermesagronomiques (systèmesdeproductionetmodesdegestion),pédologiquesetclimatiques.

Uncertainnombred’étudestendentàconfirmercettehy-pothèse,aumoinspourlesaspectsoccupationdusol,pédolo-gieetclimat.Parexemple,Arrouayset al.(2001)ontdémontréque lagrillede16 km²offrait lemeilleurcompromisentre lareprésentationgéographiqueet lecoûtengendrépar lamiseenplaceduréseau.Lesélémentssuivantsontétédémontrés :- Occurrence sol xoccupation : plusde97,5 %desoccur-rences couvertes- Situationslocales :absencedepriseencomptedelatotalitédessituationslocales,sansremettreencauselareprésenta-tivité du réseau- Type de sol sur le point d’échantillonnage par rapport ausoldominantdelacellule :quelquescelluleshétérogènes,quinécessiteraientunediversificationduréseau- Petites régionsagricoles :nécessitédedensifier le réseaupour caractériser la totalité des petites régions agricoles.

Voisin et al. (2012) ont montré que le RMQS étaitreprésentatif de l’occupation des sols en France.Ceci a étéprouvéencomparantlesdonnéesdel’occupationdessolsduRMQSetcellesdeCorineLandCover.

Pourcomplétercesconclusions,ilfaudraitdoncétudierlareprésentativitéduRMQSen termesdesystèmedeproduc-tionetdepratiquesculturales.Pourcela,unecomparaisondesdonnées des enquêtes réalisées auprès des exploitants des

études basées sur de la modélisation (Smith 2000a, Smith2000b in Freibauer et al., 2004). Gattinger et al. (2012) ont ex-ploitédesjeuxdedonnéesissusde74étudespourdéterminerunpotentieldestockagedel’agriculturebiologiquede0,45tC/ha/an,parrapportàl’agricultureconventionnelle.

les données nécessaires pour préciser les séries temporelles d’évolution des pratiques culturales sur les périodes passées

Les enquêtes Pratiques Culturales ont été réalisées en1994, 2001 et 2006. L’évolution du travail du sol entre 1990et 2010aétéreconstituéeàpartirdecesdonnées.Pourcela,plusieurs hypothèses ont été posées, pour construire une variation entredeux annéesd’enquêtes,mais aussi pour lesextrapolerentre 1990et 1994etentre 2006et 2010 :- 1990-1994 :Stabilitédespratiquesauniveaude1994,- 1994-2001 :Evolutionlinéaire,- 2001-2006 :Evolutionlinéaire,- 2006-2010 :Stabilitédespratiquesauniveaude2006.

Unecollectededonnées,enpassantparexemplepar ledired’experts,permettraitdecomplétercesinformations,pourpréciser les hypothèses qui ont été formulées. Il serait pos-sibledecontacter(parlebiaisd’unquestionnaireoud’entre-tienstéléphoniques)lesconseillersdesChambresRégionalesouDépartementalesd’Agriculture,dontlesconseillersontuneexcellenteconnaissancedel’évolutiondel’agricultureduterri-toire sur lequel ils travaillent.

Larécolted’informationscroiséessurlessurfacesconcer-néesparlacombinaisondesmodalitésdetravaildusoletdequantitéd’intrantspermettraitdeprendreencomptecedernierfacteur,cequin’apasétépossiblejusqu’àmaintenant.

l’utilisation des scénarios de l’étude « Agriculture et Facteur 4 »

L’objectifdecetteétuden’étantpasd’établirdesscénariosd’évolutiondespratiquesculturales, lechoixaété faitdesereporter sur un travail existant le proposant. A ce jour, nous n’avonspastrouvédescénariosquireprésententexplicitementles pratiques,mais avons dérivé nos séries temporelles desscénariosdel’étude« AgricultureetFacteur4 ».

Les scénarios de l’étude sont volontairement optimistes,puisquel’objectifdecetravailestdedéfinircommentdiviserparquatrelesémissionsdeGESenagricultureetensylvicul-tureetunedéfinitiondescénariosplusréalistespermettraitdemieuxjugerdel’évolutionfuturedesstocksdeCOS.

Une piste pour la définition de tels scénarios est la ré-colted’informationsàdired’experts,notammentauprèsdesChambres Régionales d’Agriculture (un travail à une échellerégionaleseraitunebonneavancéepournotreétude. Iln’estpascertainquel’onpuisseobtenirdesdonnéesàuneéchelle



lapériodehistorique,enl’étatactueldeschoses.Cecivientprin-cipalementdufaitqu’ilexisteseulementdesinformationsponc-tuelles(troisannées)surl’évolutiondesmodesdegestion(travailxintrants).Ilconvientdepoursuivreletravailpourcomplétercesdonnées,àdeuxfins :lereporting,quiserapporteàl’évolutiondes pratiques culturales dans le passé, et la prospective qui concernel’évolutiondesmodesdegestiondanslefutur.

LesméthodesdeTier2ou3devraientpermettredemieuxintégrer le contexte local dans l’estimation des flux liés auxchangementsdepratiquesculturales.Cependant,pourappli-quer ces méthodes, des données complémentaires issuesd’expérimentationsseraient indispensables,pourdériverdesfacteursd’ajustementnationauxpourleTier2,etpouralimenterlesmodèlesenTier3.Denombreuxessaisdelonguesduréessontencoursouterminésdans lazoneclimatiquetempérée(Smith,2012).Destravauxcomplémentairessontnécessairespourenvisager l’applicationdecesdonnéesaucas français.LesinformationsquiserontissuesdeladeuxièmecampagneduRMQSpermettront,parexemple,devérifierl’évolutiondesstocks de COS en France.

ConCluSIonL’applicationd’uneméthodologiedeTier1des lignesdi-

rectricesduGIECamontréque l’évolutiondespratiquesenFranceauraitpermisungaindanslessolsdesterrescultivéesde0,92tC/ha,entre 1990et 2010,soitunstockaged’environ3 095kteqCO2paransurcettepériode,sousl’hypothèsedereprésentativitédessitesRMQS.

Entre 2010 et 2030, les quatre scénarios d’évolution del’agriculturedel’étude« AgricultureetFacteur4 »conduisentàunehaussedesstocksdeCOS,compriseentre2,95et3,85tC/ha.Ceciprovientde labaissedessurfacesenagricultureconventionnelle, au profit de l’agriculture biologique et de laproductionintégrée(cesdeuxmodesdeproductionsefondantsur des pratiques culturales permettant un stockage decarboneplusimportant).Quelquesoitlescénarioconsidéré,la hausse de COS est plus marquée en région climatiquetempéréehumidequ’enrégiontempéréesèche,lesstocksdeCOSmoyens initiauxétantégalementplusélevésdanscettepremièrezoneclimatique.

Lesperspectivesdenostravauxreposentsur l’établisse-mentdescénariosd’évolutiondemodesdegestionplusréa-listes,ceuxdel’étude« AgricultureetFacteur4 »étantvolon-tairementoptimistes,etlarévisiondeshypothèsesprisessurles pratiques culturales en agriculture biologique et production intégrée, et sur l’amélioration du traitement de l’incertitude.Enfin, une application possible du travail présenté ici seraitlamiseen relationde l’impactdespratiquessur lestockagedecarboneavecl’impactdecesmêmeschangementssurlesquantitésd’alimentsproduites.

parcelles sur lesquelles sont situés les sites de prélèvementaveclesdonnéesdesenquêtesPratiquesCulturalesdoitêtreentreprise (Gourrat, 2012).

Sousl’hypothèsequeleRMQSsoitreprésentatifdessolsfrançais, l’équation (7) permet de convertir l’évolution desstocksdeCOSenfluxdeCO2.

équation(8)

-ΔCO2 :fluxdeCO2annuelsurlapérioded’étude(teqCO2/an)- COSfin :stockdeCOSenfindepériode(tC/ha)- COSini :stockdeCOSendébutdepériode(tC/ha)- S :surfaceenterresarablescultivées(ha).NousconsidéronsquelessitesRMQSsontreprésentatifsdesculturesenterresarablesetfixonsdoncceparamètreà lavaleurdessurfacesen terresarablescultivéesenFranceen2010,soit18,3 Mha(source http://agriculture.gouv.fr/alim-agri-Chiffres-cles-2012).Nous faisons l’hypothèse que la surface en terres cultivéesn’évoluedoncpassurtouteladuréedel’étude.- t :duréedelapérioded’étude(années)- 44/12 :facteurdeconversionentrelecarboneetleCO2- Période1990-2010

LefluxdeCO2surlapériodeestdéterminé,enconsidérantlesvaleurssuivantes :COSfin= 52,9tC/ha,COSini= 52,0tC/ha,S= 18,3Mha,t= 20ans.LavariationdesstocksdeCOSentre 1990et 2010correspondàunstockagede3 095kteqCO2 par an.

A titre de comparaison, le secteur agricole a émis enFrance(CITEPA,2012) :- 104 562kteqCO2 en 1990,- 94 355kteqCO2 en 2010.Lesecteurdel’UTCFa,quantalui,permisdestocker(CITEPA,2012) :- 22 372kteqCO2 en 1990,- 35 494kteqCO2 en 2010,- Période2010-2030.

L’évolutiondustockdeCOSmoyenpourlesquatrescéna-riosentre 2010et 2030conduitauxfluxsuivants :Tendanciel= 9 918kteqCO2/ansur20ans,Alpha= 10 102kteqCO2/ansur20ans,Beta= 12 852kteqCO2/ansur20ans,Gamma= 12 398kteqCO2/ansur20ans.

Bilan : l’application de la méthode de Tier 1 aux terres cultivées françaises

CetteétudeapermisdemontrerquelaméthodologiedeTier1deslignesdirectricesduGIECpourlaquantificationdel’impactdes pratiques culturales sur la variation des stocks de COS des terrescultivéesfrançaisesn’estapplicablequepartiellementsur



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REMERCIEMEnTSNos remerciements vont à l’ADEME, qui a financé cette

étude, ainsi qu’aux organismes impliqués dans le comité depilotage :APCA,Ministèreenchargedel’agriculture,Ministèreenchargedel’environnement,leCITEPA,Arvalis,l’INRA,Agro-transfert(Conventionn°0975C00746).

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évaluation des stocks de carbone organique des … V. Tosser, T. Eglin, M. Bardy, A. Besson et M. Martin Etude et gestion des Sols 21 2014 Summary Evaluation of Soil organic carbon