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Les apports de la recherche : conclusions du projet ANR « Autrement » Nicolas Vuichard (LSCE) Thierry Brunelle (CIRED)

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Les apports de la recherche : conclusions du projet ANR « Autrement »

Nicolas Vuichard (LSCE)Thierry Brunelle (CIRED)

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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) ?

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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.

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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

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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

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Impact du CC sur les cultures

Evolution du rendement du blé

Evolution du rendement du maïs

Evolution du rendement du mil

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Impact du CO2

Climat+ effet de fertilisation

Climat seul

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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

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Un modèle mondial …

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… tenant compte des interactions entre les différentes demandes de biomasse

ForçageSorties

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Une représentation physique des relations de production

Animal Végétal

Source : Bouwman et al. 2006

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Une représentation économique de la dynamique sur les sols

Intensification animale

Intensification végétale

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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

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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

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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

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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

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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

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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 »