Prospective autour du changement climatique : adaptation de
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1. Corr lativement avec en plus une augmentation de son rendement ceci permet de r duire la surface en ma s ensilage Le syst me s en sortirait donc plut t bien avec une augmentation de chargement de 5 et une occurrence des al as climatiques majeurs peu modifi e si ce n est un accroissement des p riodes de fortes pluies continues au d but du printemps et en automne Dans un deuxi me temps 2070 2096 sc nario A2L la production estivale des prairies devenant anecdotique avec forte baisse du rendement annuel il faudrait s adapter en apportant des fourrages stock s tous les types d animaux vaches et g nisses ce qui aurait pour incidence de faire baisser la part de p turage de 28 18 de l ensemble des besoins Le ma s en culture s che gardant un potentiel de rendement lev voire meilleur en passant des semis pr coces de vari t s ultra tardives le chargement de la SFP ne baisserait que de 10 La pratique du p turage hivernal pour certains lots d animaux serait dans ces syst mes une innovation int ressante avec une possible r duction de la SFP de 5 diminution des surfaces en prairie fauch es en premier cycle Au total dans ces conditions les performances et les quilibres de ce syst me seraient peu modifi s mais avec peut tre une plus grande variabilit du rendement du ma s en culture s che L autre hypoth que serait les possibilit s de reprise de la v g tation des pr2. F LEO o ex s de type p turage Aopen 08 ai D or passage des RE aH x tous les 2 500 C jour Ditt rence de rendement par rapport la s rie c serv e Carte 11 volution du rendement d une coupe ensilage _ pr coce pour un sol faible r serve utile D 47 08 en 06 E acenso EL 08 en C6 En sol faible r serve utile carte 10 le rendement annuel est augment de fa on assez importante partout dans le futur proche Dans le futur lointain il est diminu sauf en Languedoc Roussillon et Provence Alpes C te d Azur En sol profond il serait moins nettement augment dans le futur proche mais dans le futur lointain il ne progresserait qu en bordure nord atlantique et ailleurs serait stable ou diminuerait Sud Ouest Les prairies pourraient donc valoriser des sols plus profonds interaction s rie climatique sol significative tableau 3 mais ce ne sont pas les sols sur lesquels elles sont d habitude Pour une premi re coupe de type ensilage le rendement est presque toujours augment quelle que soit la p riode et le type de sol carte 11 Ces r sultats vont dans le m me sens que ceux recens s par Soussana et L scher 2007 mais il ne faut pas oublier comme le soulignent ces auteurs que la production est en partie li e l azote organique du sol dont nous avons n glig l volution ici ainsi qu de possibles volutions des quilibres gram
3. 0 4 2 0 5 6 7 2 8 Classe 6 12 8 12 6 15 5 3 3 13 0 4 4 15 2 14 1 5 2 2 3 2 2 2 7 NB ces calculs sont effectu s pour chacun des 235 points ARPEGE ce qui permet une cartographie plus fine Ainsi par rapport au d but de printemps les calculs pr sent s tableau 5 permettent d estimer que pour la zone Pi monts des Alpes et des Pyr n es et une grande partie du Massif Central classe 1 les conditions de mise l herbe seront plus difficiles dans le cadre du sc nario B1 du fait des pr cipitations saturantes Du point de vue de ce m me indicateur ce serait plut t une am lioration en Pays de Loire Poitou Charentes Sud Ouest classe 8 ce qui laisse penser que la mise l herbe pourrait tre r ellement plus pr coce ind pendamment de la biomasse disponible qui date gale serait en hausse dans les deux zones Cette partie du travail est en cours de valorisation mais l ensemble des indicateurs pour les sites de Pau Nancy et Rennes a pu tre discut 5 INCIDENCE A L ECHELLE DE SYSTEMES LAITIERS DE TROIS ZONES CONTRASTEES VOIES D ADAPTATIONS ENVISAGEABLES 5 1 TROIS ZONES TROIS SYSTEMES FOURRAGERS DIFFERENTS POUR PRODUIRE DU LAIT A titre d exemple nous avons retenu trois syst mes de production bovine laiti re l un situ en Lorraine syst me Lo donn es climatiques de Nancy est peu intensif et son syst me fourrager
4. 8 Moyenne de la temp rature maximale gt B 12 3 B 115 21 110 151 O 15 101 Classes de l AFM 1 classe 1 2 classe 2 3 casse 3 Moyenne 4 classe 4 de la 5 classe 5 temp rature 6 classe 6 maximale E 7 classe 7 a 8 classe 8 Classes de l AFM classe 1 2 classe 2 3 classe 3 4 classe 4 temp rature maximale quotidienne sur la p riode de r f rence 1980 2006 et classes climatiques d finissables sur cette p riode Carte 2 moyenne de la temp rature maximale quotidienne sur la p riode future 2070 2099 sc nario B1 et r partition future des classes climatiques telles que d finies initialement sur p riode 1980 2006 Carte 3 moyenne de la temp rature maximale quotidienne sur 2070 2099 A2 et Pe aii Sas r partition future tat 5c 5 des classes maximale 7 classe 7 Bs 8cessss climatiques telles 20 25 que MOT que d finies sur ER 1980 2006 Renc Rech Ruminants 2008 15 195 Tableau 1 caract risation du climat dans le futur lointain pour A2 Nord Sud par rapport la situation de r f rence Etp Tmax Tmin Rr Rg Vent mm CO CC mm MJ m m s Nord Futur 935 18 02 9 57 799 1326 2 68 cl 8 Pass 600 16 40 7 66 973 13 64 247 Sud Futur 1020 19 47 10 3 802 14 67 1 76 cl 6 Pass 693 17 34 8 75 993 1539 1 74 France Futur 937 18 17 9 37 858 1394 2 09 enti
5. de l ordre de 900 kg ha permettrait de r duire la SFP de pr s de 7 Compte tenu de la bonne r ponse de la luzerne au changement climatique 18 de rendement en quatre coupes son introduction dans un tel syst me en substitution d une partie des prairies temporaires pourrait permettre de limiter la baisse du chargement mais au prix d une nouvelle baisse de la contribution du p turage Les conseillers locaux croient galement au renforcement de la capacit productive de fin d hiver et d but de printemps que pourraient permettre des esp ces pr coces et productives telles que le ray grass d Italie 5 2 5 Traits communs et divergences L ensemble de cette prospective repose sur l hypoth se d un mat riel v g tal et animal constant Ce ne sera pas le cas car des progr s g n tiques seront peut tre propos s pour les esp ces cultiv es en prairie temporaire les flores des prairies permanentes vont naturellement voluer et les vaches vont sans doute encore voir progresser leur potentiel de production et donc leurs exigences alimentaires En ma s le progr s g n tique va se poursuivre avec une adaptation au changement climatique Renc Rech Ruminants 2008 15 199 A ce stade de l tude nous pouvons donc seulement estimer que les trois syst mes se verraient plut t favoris s dans le futur proche du sc nario A2 au moins en termes de productivit de la SFP Dans le futur plus lointain ce serait pr
6. pr cocit toujours plus dans le futur lointain sc nario A2 carte 13 En l absence d adaptation les rendements sont augment s dans le futur proche et diminu s dans le futur lointain Avec adaptation carte 14 c est dire avec semis plus pr coce un mois et utilisation d un g notype plus tardif deux groupes de pr cocit le rendement moyen serait augment dans tous les sites avec un sol 208 mm de RU Notons enfin sans les d tailler que les r sultats des simulations sont rarement positifs long terme si on n glige l effet r ducteur du CO sur la transpiration Bethenod et al 2001 encore peu confirm A Carte 14 ie aa volution du L Te rendement ensilage Y du ma s dans le cadre d itin raires techniques adapt s par rapport la s rie observ e ITK actuels sol de 208 mm de r serve utile gt non irrigu Din rence ce rendement par rapon ta s re observ e 4 L ACCES A LA RESSOURCE LES ALEAS CLIMATIQUES Dans le cas de la prairie vue comme l un des l ments d un syst me fourrager il est int ressant d avoir une estimation de l volution des rendements et dates de coupe STICS mais il est galement n cessaire de rep rer dans quelles conditions l leveur pourra par exemple r ussir la mise l herbe maintenir le p turage en t ou le faire durer en fin de saison Pour l agronome et le zootechnicien cela revient d finir
7. provoqu par le manque de mat riel v g tal qui pourrait provenir de la s cheresse les coupes ne sont repouss es pour cette raison qu partir de la troisi me coupe Pour la m me raison il n y a pas d effet significatif du sol sur la premi re coupe Les coupes sont avanc es de cinq jours en moyenne pour l ensemble des ann es et les trente quatre stations tudi es pour le climat A2 proche AP de 11 jours pour le B1 lointain BL et de vingt et un jours pour le A2 lointain AL Carte 6 diff rence de date de premi re coupe 7 soit 500 C jour en culture de luzerne dans chacun des sc narios futurs par rapport la p riode de r f rence OB pour sol faible r serve utile Les valeurs n gatives repr sentent un avancement de date 3 2 DATES DE COUPE DE LA PRAIRIE La date pour une premi re exploitation tr s pr coce soit 300 C jour est avanc e partout moyenne g n rale d avancement 2 5 jours en A2 proche 5 jours en B1 lointain et 12 jours en A2 lointain mais moins que celle de la luzerne qui est plus tardive L avancement est plus marqu dans la moiti sud est c est dire semble t il dans les zones de moyenne montagne Q Carte 7 RANI Carte 7 diff rence de date pour une mise l herbe pr coce en prairie de gramin e dans chacun des sc narios futurs par rapport la p riode de r f rence pour sol faible r serve utile Les valeurs n ga
8. re Pass 624 14 17 5 74 1046 13 17 2 07 Tableau 2 caract risation du climat de la fa ade atlantique dans le futur lointain A2L par rapport la situation de r f rence Etp Tmax Tmin Rr Rg Vent mm CO CC mm MJ m m s Sud Ouest Futur 1188 21 54 11 98 642 1488 2 08 9 Pass 779 17 10 808 848 14 02 2 02 Nord Ouest Futur 1144 19 71 10 94 695 14 07 3 01 10 Pass 715 15 63 7 29 865 13 22 2 94 Moyenne Futur 937 18 17 9 37 858 13 94 2 09 g n rale Pass 624 14 17 5 74 1046 13 17 2 07 Carte 4 classes climatiques d finissables sur la p riode 2070 2099 Classes A2 de l AFM 1 classe 1 2 dasse 2 3 classe 3 4 classe 4 5 dasse 5 6 ciesse 6 7 classe 7 8 classe 8 9 classe 9 O dasse 10 Carte 5 localisation dans le pass des classes climatiques telles que d finissables sur A2 2070 2099 Classes de l AFM 1 classe 1 2 classe 2 3 classe 3 4 classo 4 5 classe 5 6 classo 8 7 casse 7 2 3 SPECIFICITES CLIMATIQUES DES TROIS SITES RETENUS PAU NANCY RENNES POUR PETUDE A PECHELLE DU SYSTEME Pau se caract rise aujourd hui par les temp ratures les plus lev es Rennes est juste en dessous et Nancy se situe comme Rennes au printemps et en t mais avec un automne et un hiver beaucoup plus rigoureux L
9. t d finis l un de p turage l autre de fauche ensilage suivi de foin et p turage avec pour chacun des variantes fertilisation pr cocit des fauches Seuls seront pr sent s les r sultats du mode p turage coupes fr quentes peu de fertilisation Pour le ma s nous avons combin des groupes de pr cocit et des dates de semis adapt s au climat actuel et d autres adapt s au climat futur semis plus pr coce et groupe vari tal plus tardif qui sont adapt s aux stations trait es On a simul pour la plupart des stations le ma s en non irrigu et en irrigu dans le climat actuel et les climats futurs en utilisant le dispositif d irrigation automatique de STICS La fertilisation azot e est fix e deux cents unit s pour toutes les situations On ne d taillera pas ici les r sultats de l irrigation ni l effet de la fertilisation azot e 194 Renc Rech Ruminants 2008 15 Syst matiquement les simulations ont t r alis es en tenant compte d abord du changement climatique seulement puis en cumulant changement climatique et effet du CO ce qui permet de bien identifier la part de chacun des processus et de relativiser les r sultats en fonction des connaissances et des incertitudes sur chacun des effets 1 4 INDICATEURS AGRO CLIMATIQUES Contrairement aux simulations STICS les calculs d indicateurs agro climatiques et d occurrence des al as climatiques ont t r alis s sur les s ries de
10. the ACTA project about the sensitivity of cash crop and livestock systems to climate change which is implemented by four partners ARVALIS INRA the Institut de l Elevage and Meteo France According to two scenarios for socio demographic development A2 and B1 from the 4th report of the Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC 4 simulated climatic data were calculated by Meteo France for the near 2020 2049 and distant 2070 2099 future We describe the geographical variety of the evolution of climate during this century using multidimensional spatialised analysis Growth simulations were made using the STICS crop model to estimate the consequences of climate change on level and dates of production of alfalfa silage maize and forage grass These simulations take into account the effect of atmospheric CO enrichment on photosynthesis and transpiration Many agro climatic indicators on the availability and accessibility to these forage resources supplement the study of the consequences of climate change We explain using STICS simulation results for farming systems in three very different areas how the balance of these systems that is the extent and impact of climate change Lorraine Brittany South of Aquitaine will be disrupted We sketch proposals that will make it possible to reach a new steady state using support from the experts of the network of reference farms INTRODUCTION Le nouveau rapport du GIEC GIEC 2007 indique un
11. 5 Statistique Exploratoire Multidimensionnelle DUNOD Meauce 439 p Levet T 2006 Impacts des changements climatiques sur la production des prairies en France m moire de fin d tudes ENITA 35 p annexes Leger F Bellon S Guerin G 2000 Outils et m thodes pour analyser les ressources au p turage Options M diterran ennes 39 205 215 Moreau J C Lorgeou J 2007 Premiers l ments de prospective sur les cons quences des changements climatiques Fourrages 191 285 296 R seaux d levage pour le Conseil et la Prospective du Sud Ouest collectif anim par J C Moreau 2005 Cas Type N 1 En Sud Aquitain un syst me associant lait et ma s grain avec un syst me fourrager mixte 10p R seaux d levage de Bretagne collectif anim par B Le Lan 2007 Cas concret N 1 du lait par vache avec du p turage 8p R seaux d levage de Lorraine Champagne Ardenne Alsace collectif anim par D Caillaud 2005 Cas Type N 5 Syst me laitier en zone herbag re avec du ma s et des b ufs 4p Ruget F Abdessemed A Moreau J C 2008 Impact of global climate change scenarios on alfalfa production in France Congr s EGF Uppsala 3p Ruget F Novak S Granger S 2006 Du mod le STICS au syst me ISOP pour estimer la production fourrag re Adaptation la prairie application spatialis e Fourrages 186 pp 241 256 Soussana J F L scher A 2007 Temperate grasslands
12. Prospective autour du changement climatique adaptation de syst mes fourragers MOREAU J C 1 RUGET F 2 FERRAND M 1 SOUVERAIN F 3 POISSON S 1 LANNUZEL F 1 LACROIX B 4 1 Institut de l levage BPIS 31321 Castanet Tolosan Cedex jean christophe moreau inst elevage asso fr 2 UMR 1114 EMMAH INRA domaine Saint Paul 84914 AVIGNON Cedex 9 francoise ruget avignon inra fr 3 M t o France division d agrom t orologie 42 Avenue G Coriolis 31057 Toulouse Cedex franck souverain meteo fr 4 ARVALIS Institut du v g tal 6 chemin de la c te vieille 31450 Bazi ge b lacroix arvalisinstitutduvegetal fr RESUME Cette tude s inscrit dans le cadre du projet ACTA tude de la sensibilit des syst mes de grandes cultures et d levages herbivores aux changements climatiques associant quatre partenaires ARVALIS l INRA l Institut de l levage et M t o France A partir des donn es climatiques simul es par M t o France moyen 2020 2049 et long terme 2070 2099 selon deux sc narios sociod mographiques A2 et B1 issus du quatri me rapport du groupe d experts intergouvernemental GIEC 4 des typologies de climat se basant sur des analyses multidimensionnelles spatialis es permettent de montrer la diversit g ographique de l volution du climat au cours de ce si cle En parall le ces travaux ont t men es des simulations utilisant le mod le de culture STICS pour
13. TURE DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES ATTENDUS ET VARIABILITE REGIONALE 2 1 DESCRIPTION DE L EVOLUTION DU CLIMAT La temp rature minimale a tendance augmenter pour les deux p riodes et plus l t que l hiver Pour le sc nario A2 l augmentation est plus importante sur la p riode 2070 2099 alors que pour le sc nario B1 la diff rence entre les deux p riodes n est pas tr s lev e La temp rature maximale se comporte de la m me fa on que la temp rature minimale pour le sc nario A2 avec en moyenne une augmentation plus importante Pour le sc nario B1 dans le futur proche la temp rature maximale augmente plus en t qu en hiver et cet accroissement est plus grand que pour la temp rature minimale De mani re g n rale les temp ratures croissent plus en A2 qu en B1 cartes 2 et 3 Les pr cipitations diminuent sur la p riode 2020 2049 pour le sc nario B1 alors que c est plut t sur la p riode 2070 2099 pour le sc nario A2 L vapotranspiration augmente pour tous les sc narios et toutes les p riodes mais surtout en t Cette l vation est plus importante dans le futur lointain pour A2 pour la majorit des points 2 2 CARACTERISATION REGIONALE Les classes issues de l AFM r alis e sur les donn es climatiques pass es 1980 2006 montrent que les r gions d finies actuellement carte 1 par le climat voluent peu dans leur contours pour le futur proche mais ceci change radicalement p
14. a hausse des temp ratures sur ces sites sera conforme la tendance g n rale davantage au sud Pau qu au nord Nancy Rennes et plus l t que l hiver Le r gime de pr cipitations de Nancy se d marque des deux autres par une belle r gularit tandis que Rennes la station la moins arros e des trois conna t un net recul des pr cipitations en t Pau conna t des cumuls de pr cipitations sup rieurs aux autres 2 L vapotranspiration etp et les pr cipitations rr sont en cumuls sur l ann e et non en moyenne journali re comme les autres variables sites en toutes saisons avec cependant un net recul estival Alors que les pr cipitations hivernales seraient peu modifi es celles de l t seraient dans les trois sites en forte baisse surtout dans le sc nario A2 lointain et surtout Rennes jusqu 60 Au printemps c est surtout Pau et Rennes qui seraient affect s 15 30 selon les sc narios et l automne les niveaux de pr cipitation pourraient rejoindre ceux du pass voire m me les d passer B11 Nancy L augmentation de l ETP aggrave et rend plus pr coces les phases de d ficit hydrique 3 SPATIALISATION DE L INCIDENCE DU CHANGEMENT CLIMATIQUE A L AIDE DE STICS 3 1 DATES DE RECOLTE DE LA LUZERNE Toutes les dates sont avanc es ind pendamment de l effet CO c est un effet de l augmentation de temp rature A la premi re coupe il n y a pas de retard
15. airies l automne sachant qu Pau les pisodes caniculaires du type de celui v cu en 2003 pourraient survenir six ann es sur dix la fin du si cle il faudra sans doute rendre les esp ces prairiales plus r sistantes des s cheresses estivales s v res 5 2 3 Lorraine donn es climatiques de Nancy Dans un premier temps sc nario A2p le rapport production de printemps production totale de la prairie tant beaucoup augment le r quilibrage de ce syst me dans lequel on cherche distribuer le moins possible de fourrages de compl ment en t et automne passe la fois par un accroissement des surfaces fauch es en premier cycle et une augmentation de la distribution d ensilage de ma s aux vaches en automne Ces modifications peu favorables au niveau de l organisation du travail pourraient permettre n anmoins au syst me de perdurer dans ses grands quilibres avec m me comme cons quence une possible augmentation de chargement de 10 les rendements du ma s pouvant augmenter Cinquante ans plus tard sc nario A2L 2070 2096 alors que la production des prairies en t et automne pourrait tre divis e par plus de trois tableau 7 l objectif de passer ces p riodes en p turage exclusif ne sera plus tenable et le r quilibrage du syst me devra passer par des surfaces d laboration de stocks redistribuer pendant l t et l automne Ces surfaces pourraient tre en ma s le rendeme
16. and global atmospheric change a review Grass and Forage Science 62 2 127 134 200 Renc Rech Ruminants 2008 15
17. ans le m me sc nario A2 mais sur la p riode 2070 2096 avec les coefficients de redressement de la production des surfaces affect es au p turage y compris le fait qu il n y ait plus rien en t la cons quence au niveau du syst me serait la n cessit d affourager tous les animaux en t ce qui ferait augmenter le besoin de surface en ma s de 15 par rapport au cas initial une petite partie de cet accroissement tant li e la baisse du rendement de cette culture Dans cette conjonction de baisse des rendements la fois en ma s et avec les prairies la baisse du chargement est in vitable et serait la plus forte des trois syst mes tudi s de l ordre de 23 Dans le m me temps la contribution du p turage diminuerait de 12 bien qu il puisse commencer dix jours plus t t et se terminer plus tard et le taux de fauche des prairies en premier cycle augmenterait de 18 tout en restant inf rieur ce qui se ferait en Lorraine Enfin le rendement du ma s non irrigu deviendrait plus al atoire et les conditions de p turage et de r colte au printemps pourraient ne pas tre toujours favorables davantage d pisodes fortes pr cipitations continues Sous r serve que puissent tre g r s les probl mes de portance une adaptation pourrait consister l aussi jouer la carte du p turage hivernal pour certains lots d animaux ainsi le pr l vement de 50 de la biomasse produite en hiver
18. caract ristiques de plante ont t d finies dans le cadre de ce projet Ruget Abdessemed Moreau 2008 Pour les gramin es productives dactyle f tuque et le ma s ces caract ristiques ont t test es et am lior es en vue d obtenir des jeux de param tres satisfaisants dans une grande gamme de conditions de milieu Pour les sols les fourrages sont simul s sur deux sols de profondeurs diff rentes l un faible l autre forte r serve utile respectivement 66 et 208 mm et le ma s est simul sur trois sols 105 208 et 271 mm de r serve Les conditions initiales sont un couvert tabli et une r serve hydrique pleine en d but de simulation chaque ann e pour les fourrages une r serve hydrique au tiers pleine le 1 ao t pr c dent le semis pour le ma s de fa on tenir compte de la possibilit d un remplissage incomplet de la r serve hydrique au cours de l hiver Les techniques de culture constituent dans ce projet la partie la plus labor e des donn es d entr e Pour la luzerne et la prairie nous avons simul des coupes d finies par des sommes de temp ratures mais quelques simulations dates fixes ont t r alis es pour des sites particuliers dont nous connaissions les pratiques locales Pour la luzerne il n y a ni fertilisation ni irrigation et les sommes de temp ratures permettent de provoquer 3 4 ou 5 coupes Pour les gramin es deux itin raires techniques principaux ont
19. ces effets positifs qui contrebalancent les effets n gatifs du climat d pendent de coefficients sur lesquels il y a forte discussion aussi bien le pourcentage d augmentation de production primaire rarement tudi e long terme sur des plantes enti res que celui de modification de transpiration Il faut donc rester prudent et penser que des travaux compl mentaires incluant des incertitudes sur ces param tres donneraient une id e de la fiabilit ou de l intervalle de confiance de ces r sultats Par ailleurs nous n avons pas pris en compte l effet de tr s fortes temp ratures ou s cheresses sur la densit de talles et de plantes alors que nous savons que l occurrence des v nements caniculaires va augmenter il faut donc rester prudent sur les calculs de biomasse permise apr s de tels pisodes Du c t des l ments positifs il appara t que des opportunit s de pratique du p turage hivernal pourront s ouvrir dans certaines zones d s le futur proche largissant la gamme des outils la disposition des leveurs pour r duire le co t alimentaire mais aussi pour s curiser les syst mes fourragers Par contre il faudra dans de nombreuses zones rentrer les animaux l t dans des b timents pas toujours con us pour cet usage ou du moins les affourager l ext rieur Par rapport ces nouvelles pratiques des modes d emploi devront tre pr cis s et les capacit s adaptatives des animaux mob
20. ction de la luzerne du ma s et d une prairie base de gramin es C est un mod le g n rique de fonctionnement des cultures d velopp depuis 1996 l unit de bioclimatologie de l INRA d Avignon Il est possible de simuler l effet de l augmentation du taux de CO atmosph rique sur la production et la consommation d eau modification de la conductance stomatique prise en compte dans une option de calcul sp cifique dite mod le r sistif qui g re tous les changes gazeux gaz carbonique et eau de la plante avec l atmosph re selon des r sistances STICS estime chaque jour l volution des productions ainsi que des stress en eau et en azote et des consommations et pertes drainage lessivage associ es Les dates auxquelles sont obtenues les productions sont aussi des variables de sortie Pour les prairies STICS tient compte des techniques sp cifiques li es l existence de coupes multiples et la p rennit du couvert Ruget et al 2006 Les dates de r colte peuvent tre command es par l atteinte de sommes de temp ratures pr d finies mais peuvent aussi tre fix es Ces dates peuvent tre repouss es si la mati re s che ou l indice foliaire pr sents sont inf rieurs ceux qui doivent tre pr sents pour assurer son red marrage apr s la coupe STICS n cessite en entr es le climat quotidien les caract ristiques physiologiques de la plante choisie des caract ristiques de s
21. donn es brutes simul es ou observ es de fa on pouvoir comparer les fr quences d v nements accidentels inchang s avec la m thode des anomalies Les calculs d indicateurs agro climatiques s appuient sur un d coupage de la saison de pousse des fourrages en sept saisons pratiques born es dire d expert et de mani re diff rente selon chaque s rie et les diff rentes classes de climat issues de l AFM 1 5 VOIES D ADAPTATION A L ECHELLE DU SYSTEME Pour l tude des cons quences du changement climatique et des voies d adaptation possible l chelle du syst me nous nous sommes appuy s sur des cas types labor s par les R seaux d levage pour le conseil et la prospective Le syst me fourrager de chacun des cas a t mod lis pour calculer de mani re interactive outil Simulait l incidence de changements de rations de dates de p riodes d affouragement de niveaux de rendements ou de pressions de p turage sur les quilibres entre cultures fourrag res et entre fourrages stock s et p tur s Nourries des r sultats des autres volets de l tude des r unions ont t men es avec des experts de chaque zone pour imaginer les adaptations pr voir Des simulations syst me constant ont galement t r alis es pour mesurer hors adaptations l incidence directe du changement climatique ou la faisabilit du maintien du syst me dans ses r gles fondamentales 2 NA
22. e augmentation des temp ratures terrestres de 0 74 C depuis la fin du XIX si cle et de la concentration en CO2 de 280 ppm 360 ppm depuis la fin de l re pr industrielle Toutes les projections climatiques concluent que les volutions amorc es s amplifieront dans lavenir et conduiront en l absence de mesure de ma trise des augmentations de gaz effet de serre des l vations des temp ratures et des modifications des r gimes des pr cipitations L impact de ce changement sur la production agricole peut facilement s imaginer sur la dur e des cycles des cultures et les dates de r colte mais aussi sur la pression en adventices maladies et ravageurs ainsi que sur les besoins et la disponibilit en eau Les impacts directs li s l enrichissement en CO de l atmosph re sont aussi prendre en compte L ampleur de ces changements justifie des travaux de prospective par la recherche agronomique et les instituts techniques sur les voies d adaptation des syst mes de culture et d levage au travers des volutions des assolements et des itin raires techniques C est pour prendre en charge cette probl matique que ARVALIS Institut du v g tal et l Institut de l levage ont propos avec la collaboration de l INRA et de M t o France de travailler ce sujet lors d un appel d offres du minist re de l agriculture via le conseil d orientation scientifique et technique de l ACTA associat
23. en t Rennes Pour le m me sc nario mais en fin de si cle les rendements pourraient tre mieux que maintenus au printemps mais s effondreraient l t voire aussi en automne Nancy dans le type de sol pris en exemple Rennes et Pau un potentiel non n gligeable appara trait l hiver jusqu 15 de la biomasse produite annuellement Au del des volutions de rendement annuel cette diff renciation saisonni re va peser lourd sur les quilibres de syst me 198 Renc Rech Ruminants 2008 15 Tableau 7 rapport entre production attendue dans le sc nario de changement climatique et production sur donn es climatiques 1980 2006 pour un sol faible RU dans un itin raire coupes rapproch es par saison sc nario A2 2020 2040 B1 2070 2090 A2 2070 2009 saison Hiv Pr _ t Aut Hiv Pr t Aut Hiv Pr t Aut Nancy 1 19 1 20 0 97 1 19 0 35 0 45 1 2910 35 0 23 Pau 1 2711 0911 00 1 23 1 5011 05 0 8911 8510 96 10 97 Rennes 1 1711 1110 6110 97 1 3011 10 10 9711 6611 09 0 79 production insignifiante les dates de saisons sont adapt es chaque site 5 2 2 Sud aquitain donn es climatiques de Pau Le climat des ann es 2020 2046 sc nario A2p permettrait d augmenter la part de p turage dans l alimentation au printemps et en automne au prix d une augmentation de la surface mobilis e en t
24. ensemble des saisons pratiques et pour chacune d entre elles des v nements climatiques impactants comme les pisodes sans pluies les pr cipitations saturantes les d ficits hydriques ou les gel es Tableau 4 exemple d indicateurs d finis pour l une des sept saisons pratiques le d but de printemps Intitul de l indicateur Int r t A pisode sans pluie 15 jours facilite la mise l herbe mais cons cutifs sans pr cipitations souvent avec une pousse ralentie B Pr cipitations saturantes 5 j provoque des probl mes de portance cons cutifs avec plus de 60 mm ne facilite pas la mise l herbe C Gel es nombre de jours de si trop de gel es blanches certains gel es gt 20 de la p riode leveurs pr f rent attendre Tableau 5 occurrence de l v nement en nombre d ann es sur dix des trois indicateurs de d but de printemps du tableau 4 dans les zones de l AFM r alis e sur la p riode de r f rence 1970 2006 classes 1 8 sc nario Ref A2 B1 A2 1970 2006 2020 2049 2070 2099 2070 2099 indicateur A B C A B C A B C A B JC Classe 3 0 3 9 1 8 2 0 1 8 9 6 8 10 4 7 8 6 2 0 8 8 1 16 2 Classe 1 0 4 7 5 7 9 0 6 17 5 6 5 10 7 9 1 6 5 0 7 5 1 50 Classe 2 0 0 92 190 0 2 18 4 7 8 0 1 8 3 7 5 0 1 74 166 Classe 5 10 4 8 3 17 5 1 3 8 1 7 5 11 0 7 1 5 8 0 2 7 5 44 Classe 8 0 8 7 8 15 6 1 7 7 9 4 6 11 0 6
25. ilis es Nous remercions pour leur collaboration les quipes des r seaux d levage pour le conseil et la prospective de L Est animation D Caillaud du Sud Ouest animation J Fagon le p le herbivore des chambres d agriculture de Bretagne animation B Le Lan et F Launay Institut de l levage qui a mod lis les syst mes fourragers des cas types pour cette tude Bethenod O Ruget F Katerji N Combe L and Renard D 2001 Impact of atmospheric CO concentration on water use efficiency of maize MAYDICA 46 2 75 80 Brisson N D qu M Diaz R Ducharne A Juin S Lebonvallet S 2005 Utilisation des sc narios de changement climatique dans un mod le de culture Actes S minaire STICS 17 18 mars 2005 Carry le Rouet France 6 p Brisson N Mary B Ripoche D Jeuffroy M H Ruget F Nicoullaud B Gate P Devienne Barret F Antonioletti R D rr C Richard G Beaudoin N Recous S Tayot X Pl net D Cellier P Machet J M Meynard J M Del colle R 1998 STICS a generic model for the simulation of crops and their water and nitrogen balances I Theory and parametrization applied to wheat and corn Agronomie 18 311 346 Escoffier B Pages J 1998 Analyses factorielles simples et multiples DUNOD Paris 284 p GIEC 2007 Bilan 2007 des changements climatiques R sum Pintention des d cideurs Paris 29 Janv 1 F vr 2007 25 p Lebart L Morineau A Piron M 199
26. in es l gumineuses 3 4 PRODUCTION NETTE EFFET CO INCLUS DE LA LUZERNE Les rendements annuels en luzerne pour un objectif de 4 coupes sont syst matiquement augment s quel que soit le sc nario et pour presque tous les lieux en sol superficiel Carte 12 i volution du rendement annuel cumul des coupes d une luzerne pour un sol forte r serve utile APO en 3 O AL 08 en 08 BOB en 3 0 L augmentation est encore un peu plus marqu e en sol profond carte 12 dans la moiti nord ouest Il y a l aussi interaction du sol avec l effet du sc nario Tableau 3 r sum des r sultats de 1 ANOVA facteurs significatifs S ns non significatifs Luzerne ITK 4 coupes Prairie ITK1 facteur Date de Rdt Date de Rdt 1 coupe cumul 1 coupe cumul s rie sc nario S 1 S 1l S l S l Effet CO S l S l sol ns S l ns S l station S l S l S l S l S rie effet CO S l S l S rie sol ns S l ns S l 3 5 MA S ENSILAGE CULTURE SECHE ESEN y Carte 13 PA diff rence de date de r colte ensilage du ma s itin raires techniques actuels par rapport la s rie observ e pour les trois sc narios futurs sur un sol de 208 mm de r serve utile Renc Rech Ruminants 2008 15 197 Les dates de r colte d ensilage sont elles aussi sensiblement avanc es si on ne change pas de groupe de
27. ion de coordination des instituts techniques agricoles Les conclusions de cette tude seront remises en mai 2009 1 MATERIEL ET METHODES Parmi ceux d velopp s par le GIEC deux sc narios de d veloppement conomique technique et d mographique de la plan te ont t retenus le sc nario A2 dans lequel les missions de GES sont insuffisamment ma tris es et aboutissent un taux de CO dans l atmosph re de pr s de 800 ppm la fin de ce si cle et le sc nario B1 dans lequel un important effort de ma trise aboutirait un taux un important effort de ma trise aboutirait un taux d environ 550 ppm seulement 360 actuellement Ces sc narios et les missions de GES qui s y rapportent sont int gr s dans les mod les de simulation de climat de divers laboratoires du monde entier En France coexistent deux mod les celui de l IPSL institut Pierre Simon Laplace et celui du CNRM M t o France Nous utilisons les r sultats du mod le ARPEGE de ce dernier Renc Rech Ruminants 2008 15 193 M t o France a fourni les donn es climatiques simul es avec ces deux sc narios pour chaque jour des trois p riodes cibl es une p riode de r f rence allant de 1980 2006 le futur proche 2020 2049 et le futur lointain 2070 2099 Ces donn es concernent pour la France des mailles d environ 50 km de c t 235 points pour l ensemble du territoire dites mailles Arp ge dans la suite du texte De plu
28. maximise la contribution du p turage le ma s n tant utilis que pour l alimentation hivernale des vaches Par ailleurs ce syst me l ve l herbe l ensemble des jeunes g nisses et m les sous forme de b ufs Le syst me breton retenu Br donn es climatiques de Rennes est un syst me dans lequel l alimentation des vaches repose sur une contribution du p turage qui reste assez lev e mais avec de l ensilage de ma s distribu d s juin en quantit variable selon la pousse de l herbe et bien s r aussi l hiver Le troisi me syst me est un syst me classique du sud aquitain Aq bas principalement sur le ma s la contribution du p turage n tant jamais dominante dans l alimentation des vaches y compris au c ur du printemps Tableau 6 quelques caract ristiques des syst mes retenus ma s rendement rendement p turage Syst me eo sur MS ma s valoris sur MS totale de SFP totale j au silo des prairies valoris e valoris e TMS ha TMS ha de la SFP Lo 1 35 28 11 5 5 42 Aq 1 89 54 15 6 1 25 Br 1 91 40 12 7 7 50 5 2 INCIDENCE SUR LE SYSTEME DECRIT VOIES D ADAPTATION ENVISAGEES 5 2 1 Importance en prairie de l volution diff renti e du rendement selon les saisons Il appara t tableau 7 que dans le sc nario A2 et pour le futur proche le rendement de la prairie serait en toutes saisons plut t la hausse sauf
29. nt se maintiendrait son niveau actuel voire augmenterait en changeant de groupe de pr cocit mais la zone est d j propice la culture de la luzerne laquelle pourrait voir son rendement augment de pr s de 15 20 selon le sol En conjuguant les deux on devrait pouvoir quilibrer un syst me fourrager pour un niveau de chargement presque quivalent ce qu il tait au d part mais avec une part de p turage passant de 42 26 de l ensemble des fourrages consomm s nous ne serions alors plus tr s loin des quilibres fourragers actuels des syst mes peu conomes charges proportionnelles et charges de m canisation lev es du bassin de la Garonne A noter aussi qu en Lorraine les pisodes de pr cipitations saturantes pouvant contrarier la mise l herbe ou la prolongation du p turage en automne seront plut t la hausse dans le futur proche ce qui plaiderait pour la constitution de stocks de s curit plus importants 5 2 4 Bretagne donn es climatiques de Rennes Pour le futur proche A2p dans cette zone la premi re cons quence au niveau syst me sera l apparition d un important d ficit estival de surface p turer et d un d ficit beaucoup plus r duit en automne Accro tre encore la part du fourrage distribu aux vaches laiti res en t est donc n cessaire en m me temps qu assez facile le ma s pr sentant dans le futur proche une perspective de rendement sup rieur D
30. obablement le syst me sud aquitain qui se verrait le moins p nalis et aussi celui qui aurait le moins d effort faire pour s adapter sans doute parce qu il est d j configur pour g rer une forte diff rence de rendement entre ma s et prairie avec une faible contribution du p turage Le syst me lorrain pourrait s en sortir tr s bien en termes de productivit coup de pouce du changement climatique au ma s et la luzerne mais au prix d une tr s importante volution et d une remise en cause de ses sp cificit s p turage exclusif d avril octobre L exemple de syst me breton tudi pourra difficilement chapper une baisse du chargement mais avec dans son jeu un atout conforter et pr ciser dans son mode d emploi le p turage hivernal CONCLUSION Le territoire national sera diversement touch par le changement climatique mais les ph nom nes d crits ne sont pas lin aires dans le futur proche il y a de nombreux avantages au changement augmentation de temp rature mod r e peu de diminution de pr cipitations tandis que plus tard a se d graderait et davantage dans le sc nario A2 que dans le sc nario B1 Malgr ce contexte les r sultats des simulations STICS sur ma s permettent d tre optimiste pour le futur proche m me en culture s che Vers la fin du si cle en adaptant les itin raires techniques dates de semis et groupes de pr cocit et en consid ran
31. ol r serve en eau azote organique l tat initial de la culture et du sol et des informations sur les techniques choix de vari t dates des interventions apports d eau et d engrais azot coupe ou r colte 1 3 CONDITIONS DE SIMULATIONS SICC SPATIALISATION DE L INCIDENCE DU CHANGEMENT CLIMATIQUE En ce qui concerne le climat les s ries futures ne sont pas utilis es telles quelles des anomalies diff rences ou rapports entre les climats simul s futurs et pr sents moyenn s sur des p riodes de vingt sept ans ont t calcul es pour chaque jour de l ann e Brisson et al 2005 en moyenne glissante sur les trente jours entourant le jour calculer de mani re viter les effets de seuil qu on aurait en calculant des anomalies par mois calendaire Ces anomalies sont appliqu es au climat journalier pr sent r el pour donner des s ries futures comparables aux s ries pr sentes Elles ont l inconv nient de conserver la variabilit du climat actuel nombre de jours de pluie Pour la physiologie de la plante des formalismes ont t ajout s r cemment de fa on mieux reproduire l effet de temp ratures lev es sur le d veloppement et la croissance ou le remplissage des grains Dans la mesure du possible des valeurs logiques et coh rentes ont t attribu es aux nouveaux param tres correspondant ces fonctions mais les travaux sur ces sujets sont peu nombreux Pour la luzerne les
32. our le futur lointain notamment pour le sc nario A2 carte 3 On observe pour ce sc nario une coupure Nord Sud dans le futur lointain Le Nord sera caract ris par une vapotranspiration des temp ratures une vitesse du vent et un rayonnement lev s Dans le Sud les moyennes de ces variables seront encore plus lev es sauf pour le vent tableau 1 Une AFM r alis e cette fois sur les donn es climatiques du futur A2 p riode 2070 2099 permet de caract riser des types de climat qui ne se rencontrent pas forc ment actuellement sur le territoire national carte 4 Le climat caract risant actuellement la c te atlantique carte 5 sera en fin de si cle localis sur le pourtour de la Manche La c te atlantique sera elle m me caract ris e par de nouveaux types de climat d crits dans le tableau 2 moins humides et plus chauds qu actuellement Dans le futur il y aura autant de pr cipitations en moyenne montagne qu il y en a actuellement sur les plaines bordant ces montagnes D autre part l volution sera diff rente selon les saisons L hiver est la p riode qui reste la plus stable pour le sc nario A2 m me dans le futur lointain Dans le cas du sc nario B1 dans le futur lointain le printemps devrait tre proche de celui qu on a actuellement dans les diff rentes r gions Carte 1 moyenne de la 7 Classes de l AFM 1 classe 1 2 classe 2 3 classe 3 4 classe 4 5 classe 5 6 classe 6 7 classe 7 8 classe
33. s M t o France a mis notre disposition des donn es observ es sur la p riode 1980 2006 dans trente quatre stations m t orologiques r parties sur l ensemble de la France m tropolitaine Les variables retenues donn es journali res observ es et simul es sont les temp ratures mini et maxi l humidit relative le vent le rayonnement Rg les pr cipitations et l ETP vapotranspiration potentielle calcul e par M t o France selon une quation d riv e de celle de Penman Monteith 1 1 ANALYSES DISCRIMINANTES Le changement climatique a t caract ris l aide de m thodes d analyses multidimensionnelles Une analyse factorielle multiple permet de discriminer les unit s l mentaires ici les mailles Arp ge selon les variables pr alablement choisies pour repr senter le climat Elle permet de d finir des axes factoriels Une classification ascendante hi rarchique des mailles avec agr gation selon le crit re de WARD est ensuite r alis e sur l ensemble des axes factoriels et une typologie est propos e par coupure optimale de l arbre construit Les proximit s entre centres de mailles ont t prises en compte en int grant dans l AFM un bloc spatial constitu des coordonn es Lambert de ces points 1 2 STICS STICS Simulateur multidisciplinaire pour les cultures standard Brisson et al 1998 a t utilis pour simuler l effet du climat et du CO sur la croissance et la produ
34. t les sols les plus propices les rendements ne seraient que l g rement affect s dans le quart nord ouest et plus dans le sc nario B1 que A2 mais pourraient progresser l est Dans le futur proche 2020 2046 et ce stade de l tude se confirment la bonne tenue des rendements annuels de la prairie base de gramin e et l int r t de la luzerne notamment dans le sud de la France Dans le futur lointain 2070 2096 dans certaines zones les rendements de la prairie se d graderont tr s vite de 15 A2 futur proche par rapport leur valeur actuelle 16 A2 futur lointain dans le Lot par exemple On pourrait se r jouir des r sultats de cette projection dans le futur proche mais terme cette volution non lin aire pr sente un fort risque d endormissement de la vigilance des milieux professionnels et donc de prise de retard dans les adaptations qui pourtant devront tre de tr s forte amplitude qualitativement et quantitativement au niveau du travail comme au niveau des charges dans certaines zones comme en Lorraine dans nos exemples de syst mes laitiers Les commentaires port s dans cet article sur l volution des productions correspondent des simulations tenant compte du changement climatique et de l effet du CO Ce dernier a un effet significatif sur les rendements un peu moins pour le ma s que pour les gramin es et la luzerne mais aussi diminue sensiblement les besoins en eau
35. tives repr sentent un avancement de date Din rence en leur jutien Pa appo La s re observ e 196 Renc Rech Ruminants 2008 15 Carte 8 1 nd Par volution du 7 y 5 T nombre de coupes E possibles dans un y g itin raire de type p p turage passage des animaux tous les 500 C jour pour un sol faible s S S r serve utile Sur sol superficiel carte 8 le nombre de coupes est l g rement augment dans le futur proche il est sensiblement diminu dans le futur lointain plus nettement dans le sc nario A2 plus chaud et plus sec sauf sur le pourtour m diterran en o le nombre de coupes est d j faible de l ordre de 5 coupes sur le pourtour M diterran en contre 7 en bordure nord atlantique Sur les sols forte r serve utile carte 9 le nombre de coupes est augment sur les c tes de la Manche et dans le Massif Central et au contraire diminu dans le grand Sud Ouest zone la plus affect e par la hausse des temp ratures Carte 9 ar E ih y volution du Aort L 4 4 nombre de coupes Ne Le o possibles dans un itin raire de type p turage passage des animaux tous les 500 C jour Be pour un sol n r serve utile lev e es 3 3 PRODUCTION NETTE EFFET CO INCLUS DE LA PRAIRIE Carte 10 volution de la production annuelle d une prairie de gramin e sur sol faible r serve utile t pe iha dans un itin raire
36. valuer les cons quences du changement climatique sur la production de biomasse de la luzerne du ma s et de prairies base de gramin es Ces simulations int grent l effet de l enrichissement de l atmosph re en CO sur la photosynth se et la transpiration Par ailleurs nous nous sommes pench s au travers du calcul de nombreux indicateurs agro climatiques sur la disponibilit et l accessibilit ces ressources fourrag res et sur la fr quence de certains al as climatiques En prenant appui sur des syst mes d levage caract ristiques de trois zones bien diff rentes quant l ampleur et l impact du changement climatique tel que d crit dans le premier point Lorraine Bretagne sud de l Aquitaine nous d crivons l aide de STICS les cons quences directes du changement climatique sur les cultures fourrag res pratiqu es dans ces syst mes puis nous exposons comment les quilibres de ces syst mes sont modifi s Avec l appui des experts du dispositif r seaux d levage nous avons pass en revue des propositions permettant de revenir des quilibres satisfaisants et s curis s Forward looking around the climate change adaptation of fodder systems MOREAU J C 1 RUGET F 2 FERRAND M 1 SOUVERAIN F 3 POISSON S 1 LANNUZEL F 1 LACROIX B 4 1 Institut de l levage BP18 31321 Castanet Tolosan Cedex jean christophe moreau inst elevage asso fr SUMMARY This study is part of
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