CHANGEMENT CLIMATIQUE et IMPACT SUR l�AGRICULTURE

ET LES FORÊTS

Bernard SEGUIN INRA Avignon

Quelle réaction des plantes au Climat?

Pluies Rayonnement (nuages)

Augmentation de la concentration en CO2

Augmentation de la température de l�air

?

?

Le climat change

?

Impacts sur la végétation

* Raccourcissement du cycle * Allongement de la période végétative * Augmentation de la Demande climatique

Augmentation de la photosynthèse et de la surface foliaire

CO2 et photosynthèse

maïs

blé

La phénologie des arbres fruitiers

problème des hivers doux (levée de dormance), avance en phénologie (floraison ! risque de gel/faible mise à fruit)

Evaluation du pourcentage de dégâts de gel sur les productions fruitières pour différents scénarios climatiques (Avignon)

0,7 1,23,4

2,6

26,5

2,7 1,9

20,5

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

Golden1

Golden2

Golden3

Goldrich1

Goldrich2

Goldrich3

Richlady1

Richlady2

Richlady3

scénario 1: températures de 1965 à 1989scénario 2: températures de 1990 à 2000scénario 3: scénario prévu par le LMD pour un doublement du CO2 atmosphérique

POMMIER ABRICOTIER PECHER

Élévation de la température

(°C)

référence 1971-1991

Cas de la vigne : avance de la phénologie et effet sur la qualité

2 fev 2 mai 4 juillet

10 fev 24 mai 23 juillet

28 fev 12 juin 13 août 0.0

2.0

4.0

Jan Fev Mar Avr Juin Juilll Août Sept Mai

+

+

Mois

véraison floraison débourrement

Lebon (2002)

C.#Gracia,#MFRA#201012020!

Teneur!en!eau!du!sol! Durée!de!la!saison!de!végéta2on!

Prédictions de l�évolution de variables climatiques affectant le fonctionnement des plantes

LES MODELES DE CULTURE

•  Intégration des connaissances: microclimat lumineux, bilan hydrique, bilan d�énergie

•  Prise en compte des interactions « climat x sol x technique culturales »

•  À terme: intégration de critères de qualité

Production

Quantité Qualité

Climat local

Sol

MicroClimat

Techniques culturales

IPCC 2014 (WG II, ch 7)

Pour les zones tempérées, si réchauffement limité à 2-3°, conséquences positives, avec un avantage si adaptation. Au-delà?

-80

-20 0

20 40

% change in yield from

baseline

-60 -40

-100 3

Temperature °C 4 5 2 1

-80

-60

-40

-20

0

20

40 b) Maize, Tropical regions

3 4 2 5 1 Temperature °C

% change in yield from

baseline

f) Wheat, Tropical regions

mais pour les basses latitudes ….

Parry (2005)

Le contraste Nord-Sud accentué

Cline 2007

Le climat du 21 eme Siecle(A1B, Arpège,): P-ET0

Rendement

Résultats d�Impacts du Changement Climatique Résultats

-15 à – 35% STRESS Thermique,

hydrique et

raccourcissement

du cycle

+ 85%

=

Intensité dépend du type du sol

Thèse I.Garcia de

Cortazar 2006

La productivité forestière

Rapport FAST 2013

La productivité forestière

Evolution du confort hydrique des plantes pour le blé et le tournesol

Adaptation des systèmes de culture

. matériel génétique et choix variétal: précocité, durée du cycle, optimum thermique, besoins en froid, sensibilité au gel . . ajustement des techniques culturales: dates de semis et jours disponibles pour implantation, fertilisation/irrigation, jours disponibles pour la récolte . prise en compte des effets sur la santé des plantes

Evolu2on!de!l�irriga2on!moyenne!par!période!d�une!monoculture!de!maïs!pour!le!sol!!à!RU!confortable!(226!mm)!!en!fonc2on!de!la!pluviométrie!

annuelle!

!

100

150

200

250

300

350

400

400 500 600 700 800 900 1000

Irrigation en mm

(80% des besoins)

RR

Monoculture de maïs irriguéeclimat : TT

Avignon

Bordeaux

Colmar

Dijon

Lusignan

Mons

Rennes

StEtienne

Toulouse

Versailles!= PR "= FPΔ= FL100

150

200

250

300

350

400

400 500 600 700 800 900 1000

Irrigation en mm

(80% des besoins)

RR

Monoculture de maïs irriguéeclimat : QQ

Avignon

Bordeaux

Colmar

Dijon

Lusignan

Mons

Rennes

StEtienne

Toulouse

Versailles!= PR "= FPΔ= FL

"  + 40 mm d’irrigation en moyenne dans le FP "  + incertain en FL

Pluie Pluie

Evolution des besoins d’irrigation

Adaptation par déplacement géographique ?

#  +1° ~ 200km vers le nord ou 150m en altitude #  encore peu d�évidences d�évolution récente.. #  mais pour le futur nécessité d�envisager le déplacement des zones de production (révision des potentialités , introduction de nouvelles cultures).. quid du contexte économique ? et les terroirs….

Parry 2005

Parry 2005

Zones climatiques et distribution du vignoble mondial

Source : Revue des œnologues, n°96, juillet 2000

CLIMAT ET PRODUCTION VITICOLE

Limites de culture

(Branas 1946)

L�avenir de la vigne?

Hannah et al (2013)

Les limites de l�approche

Hannah et al (2013)

Quelle mobilité pour la vigne?

B2

A2

Cépage Syrah Récolte 219.1 gr sucre/l avant la fin Septembre

Thèse I.Garcia de Cortazar 2007

•  Aire potentielle des espèces, des biomes

La forêt :impacts prédits

Badeau et al, 2007

aire potentielle de 8 groupes biogéographiques

Présence modélisée climat 2100 (ARPEGE Météo France)

Présence actuelle observée Données

Inventaire Forestier National

Présence modélisée climat actuel (AURELHY Météo France)

Source Badeau, rapport Carbofor (2004)

Badeau V., Dupouey J.L, Cluzeau C., Drapier J., 2005. Aires potentielles de répartition des essences forestières d�ici 2100. Forêt-Entreprise n°162 - Avril 2005, pp 25-29.

INRA Nancy + IFN

Présence du hêtre commun en France

Fagus sylvatica

Impact CC → Déplacement des aires de distribution des arbres –

IPCC 2013

Le climat stationnaire…c�est fini !!!

échelle globale

Evolution de la température moyenne annuelle - ORANGE - 1951 - 2006

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

15,5

1619

51

1956

1961

1966

1971

1976

1981

1986

1991

1996

2001

2006

température annuelle Orange normale 1951-1980 normale 1961-1990normale 1971-2000 normale 1977 - 2006

+0,3°

+0,4°

+0,3°

+1°C

°C

En comparant l�évolution des normales (30 ans) à la fin de chaque décennie, donc avec un un recouvrement de 20 ans entre deux normales successives, on obtient une élévation de 1°C sur la période 1951 -2006.

D�après JP Ramel CIRAME Carpentras

Données Agroclim ( réseau INRA) traitement B.Baculat

La durée de l�été augmente

Source: B.Baculat (Agroclim Avignon)

Avignon - températures maximales >= 32.0°C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009 Années

Nombre de jours

tx>=32

La floraison des arbres fruitiers

Evolution de la période de floraison (F2) de la poire Williams depuis 1962

11-mars

21-mars

31-mars

10-avr

20-avr

30-avr

1962

1964

1966

1968

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

Bergerac

Angers

St Epain (Tours)

sources: JM.Bore, INRA AngersC.Lavoisier, La MorinièreM.Peschescot, Domaine de Castang

Les pratiques culturales

Evolution des dates de début de semis du Maïs dans quatre UE

30-mars

9-avr

19-avr

29-avr

9-mai

19-mai

29-mai

8-juin

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Année

Dat

e

Mirecourt Colmar Le Pin Auzeville

EVOLUTION DE LA DATE DU DEBUT DES VENDANGES A TAVEL DEPUIS 1951Source : Service technique Inter Rhône

22-août

1-sept

11-sept

21-sept

1-oct

11-oct

1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

DATE DE DEBUT DES VENDANGES A CHATEAUNEUF DU PAPE depuis 1945Source : Service technique Inter Rhône

27-août

6-sept

16-sept

26-sept

6-oct

1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Evolution dans les Côtes-du-Rhône

PACA (RU = 120 mm)

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1955 1965 1975 1985 1995 2005

rendement (indice)

1990 - 2006 1956-1990 Année de récolte

Le climat ?

Nîmes

Le climat ?

Explication de la variabilité par 2 conditions climatiques : sécheresse et Fortes T°C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

rendement (q/ha)

PACA Bourgogne Centre Haute-Normandie Picardie

2003

1968-1986 1987-2005

Les changements récents

Avignon

Bordeaux

Colmar

Dijon

Effets sur l’indice de Huglin (1970 à 2003)

Températures de maturation pour les différentes cépages

Source: Jones, 2002, 2004, 2005

Côtes du Rhône

1967-1989 1990-2005

La canicule à l�échelle européenne

Juillet 2003/ Juillet 2002

Données MODIS

Température estivale en France

(M. Déqué ; Météo France)

Et en France ? Un phénomène irrégulier, qui va s�accentuer

46

Ecarts au 01 Août du NDVI / moyenne 2002-2004

Les sécheresses (2003, 2005,2006)

VEGETATION/Spot5

2005 2006 2003

Des années sèches dans le sud

0

100

200

300

400

500

600

700

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

0

200

400

600

800

1000

1200

Avignon

B.Baculat Agroclim

Narbonne

Impact CC → Croissance des forêts - Accroissement!de!l'indice!de!croissance!des!hêtraies!au!NordGEst!et!NordGOuest!de!la!France!

Dhôte#et#al,#RDVtechn#ONF#2007!

Phénomènes multifactoriels, pas seulement le climat

Varia2on!de!produc2vité!des!pineraies!au!Sud!de!la!France!

Venne=er#et#al,#2007!

Impact CC → Croissance des forêts -

Le dépérissement des sapins

Photos Ph. Dreyfus M.Bariteau INRA Avignon

Ventoux

Cime d�Alberas

Haut-Verdon

Variabilité climatique vs changement climatique

Années

Variable du climat

Variabilité

Changement

Augmentation de la variabilité climatique et de la fréquence des évènements extrêmes