Vers l'impact climatique de l'agroforesterie tropicale: des données locales au modèle global
Résumé
Une multitude d’expérimentations locales et diverses synthèses ont identifié les systèmes agroforestiers (AFS) comme l'une des solutions prometteuses basées sur la nature pour aider à mitiger la crise climatique. Pourtant, on sait peu de choses sur le potentiel à grande échelle des AFS pour lutter contre le changement climatique. La principale raison en est l'absence de modèles de surface terrestre (LSM) prenant en compte les écosystèmes AFS. La complexité et la variabilité des systèmes AFS rend difficile leur prise en compte dans les LSM qui reposent sur de fortes hypothèses d'homogénéité structurelle. Par exemple, la plupart des LSM représentent la végétation comme une couche unique de biomasse interagissant avec la lumière, l'eau et les nutriments. La modélisation à grande échelle des AFS nécessite une description de l'hétérogénéité structurelle des types d'écosystèmes mixtes et des interactions biophysiques et biogéochimiques qui affectent l'interception des rayonnements, le partage de l'énergie et les flux d'eau et de nutriments.
Dans le projet DM-TropAFS financé par la Fondation Agropolis, nous nous concentrons sur les parcs tropicaux AFS Faidherbia comme preuve de concept pour inclure l'hétérogénéité structurelle dans le LSM ORCHIDEE. Tout d'abord, nous améliorons l'observation des flux dans les systèmes Faidherbia avec l’implémentation d’équipements adaptés pour mesurer le bilan énergétique de surface sous la canopée et en plein air afin de fournir des données de validation pour le modèle. Nous développons le concept de Types Fonctionnels Agroforestiers (AFT) pour décrire les AFS à l'échelle mondiale conciliables avec la stratégie multi-couches en cours de développement dans ORCHIDEE qui permet un partage flexible des colonnes d'eau et d'énergie. Le concept d’AFT est analogue et compatible avec le concept de Types Fonctionnels de Plantes (PFT) généralement utilisé dans les LSM pour décrire la végétation. Ensuite, nous paramétrons le modèle ORCHIDEE pour représenter l'AFT Faidherbia en définissant les paramètres écophysiologiques du genre Faidherbia et de ses cultures associées, le millet perlé et l'arachide. Enfin, nous simulons l'écosystème Faidherbia avec la version améliorée d'ORCHIDEE incluant un bilan énergétique multi-couches pour calculer la distribution verticale des flux de chaleur et évaluer l'impact de l'inclusion de ce processus pour la modélisation de l'AFS. Les résultats des simulations sont comparés au niveau du site sur la base des données relatives au carbone, à l'eau et à l'énergie collectées sur la plateforme expérimentale Faidherbia-flux avant de porter les simulations à l'échelle régionale.
L'application de ces développements à un écosystème semi-aride bien décrit conduira à la première validation d'un modèle global de surface terrestre appliqué à l'AFS et ouvrira la voie à l'évaluation du potentiel climatique à grande échelle de l'AFS, pertinent pour informer les politiques climatiques et les SDG.
Journée séminaire scientifique
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Implication pour Eco&Sols
Coordinateur du projet
Attendus
- Une base de données mondiale des types d'agroforestier (AFT) à un niveau de détail utilisable par le modèle global de surface terrestre ORCHIDEE, c'est-à-dire incluant les principaux paramètres écophysiologiques, les localisations et les ensembles de données d'évaluation disponibles.
- Une nouvelle version du modèle ORCHIDEE intégrant l'hétérogénéité structurelle des AFT et leurs effets sur le bilan énergétique de la canopée végétale.
- Des cartes des flux de carbone, d'eau et d'énergie dans les parcs de Faidherbia sous le climat actuel et les scénarios climatiques futurs.
- Construire un groupe de travail interdisciplinaire capable de répondre en tant que consortium aux appels liés à l'AFS.
Durée
2022– 2024
Financement
Agropolis Foundation
Partenaires
UR Hortsys, CIRAD, France - https://ur-hortsys.cirad.fr/
UMR LSCE, CNRS, France - https://www.lsce.ipsl.fr/
LMI IESOL, IRD, Senegal - https://sites.google.com/site/iesolafrica/home
Contacts
Aude Valade, UMR Eco&Sols, CIRAD, Montpellier
Emeline Chaste, UMR Eco&Sols, CIRAD, Montpellier
Damien Beillouin, UR Hortsys, CIRAD/CAEC, Le Lamentin, Martinique