conférence - mardi 20 avril

Changements du cycle du carbone au cours du XXe siècle en Europe de l'ouest en lien avec l'intensification de l'agriculture

Sébastien Gervois

mardi 20 avril 2010 à 13 heures, amphi d'Orbigny

Résumé

Dans la deuxième partie du XXe siècle, l’agriculture s’est considérablement intensifiée. Par exemple, les quantités de fertilisants ont été multipliées par 4 ou 5, les variétés plus productives ont remplacé les variétés plus robustes, et les fertilisants organiques ont été remplacés par des fertilisants minéraux. En conséquence, les rendements du blé ont triplé ou quadruplé suivant les régions. Comment ces changements impactent le cycle du carbone ?

Ce travail étudie les changements de bilan de carbone agricole (stocks de carbone dans le sol, biomasse, flux échangés entre la surface et l’atmosphère) au cours du XXe siècle à l’échelle de l’Europe de l’ouest. Pour cela, nous avons eu recours à la modélisation. Plus précisément, le modèle biogéochimique ORCHIDEE développé à l’Institut Pierre Simon Laplace a été couplé avec le modèle agronomique STICS développé à l’INRA d’Avignon. Ce couplage combine les avantages des deux modèles. ORCHIDEE est un modèle spatialisé et possède une représentation complète des processus du cycle du carbone (photosynthèse, allocation des assimilats, respiration, humification, minéralisation). Le modèle STICS a une représentation détaillée du cycle de croissance de chaque culture et prend en compte les changements de pratiques agricoles.

Les simulations ont ensuite été réalisées sur la période 1900-2000. Les simulations reproduisent bien l'inflexion générale des rendements à partir du début des années 1960, et donc la tendance vers une agriculture plus productiviste, à forts intrants. Pour le blé tendre, cette augmentation simulée est remarquablement en accord avec les statistiques de l’IIA et de la FAO.


Les stocks de carbone agricole simulés diminuent d’environ 5% au cours du XXe siècle, ce qui est confirmé par les mesures sur de longues périodes de temps. En fait, les différents changements de pratiques se compensent. D’une part, l’augmentation de la biomasse totale de la culture favorise les stocks de carbone du sol mais d’autre part, trois changements de pratiques tendent à réduire les quantités de carbone du sol: l’accroissement de l’indice de récolte, le remplacement de fertilisants organiques par des fertilisants minéraux et l’enrichissement du sol en azote qui accélère la minéralisation.