Conséquences globales sur l intensification agricole des choix d occupation des sols

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1 Conséquences globales sur l intensification agricole des choix d occupation des sols Patrice Dumas (CIRAD) Thierry Brunelle (CIRAD) François Souty Bruno Dorin (CSH, Delhi) CIRED Colloque R2DS-ASTREA décembre 2014

2 Intégration des problématiques ALIMENTATION Répondre à la demande alimentaire d une population plus riche et plus nombreuse ENERGIE Pallier la raréfaction des énergies fossiles, par la production de biocarburants CLIMAT / ENVIRONNEMENT Réduire les émissions de GES et préserver la biodiversité politiques climatiques bioenergie, afforestation biodiversité / alimentation / biomasse énergie concurrence foncière prix de l énergie prix des engrais, coût du transport

3 Effets globaux des politiques locales effets indirects des politiques passant par les marchés politiques agrocarburants, changement indirect d usage des sols et émissions (Searchinger et al. 2008) préservation des forêts et transition forestière globale (Lambin et Meyfroidt 2011)

4 Le Nexus Land-Use rendre compte des liens biomasse énergie, alimentation, climat, biodiversité, etc. à l échelle globale sous contraintes économiques et biophysiques pour répondre à des questions de politiques publiques

5 Positionnement

6 Plan Description du modèle Evaluation/calibration sur le passé Régimes alimentaires Politiques énergie/environnement et intensification agricole

7 Le Nexus Land-Use (NLU)

8 Des demandes aux usages des sols

9 Rendements potentiels sur les terres cultivées

10 Rendements potentiels sur toutes les terres

11 Classes de terres

12 Production animale Bouwman et al 2006, fourrages Monfreda et al 2008, résidus LPJmL.

13 Intensification sur les cultures

14 Frontière ricardienne entre système extensif et système intensif

15 Commerce Imports et exports : Imp fc k = α imp k p cal k pcal w Exp fc k = α exp k p γfc cal k k αexp k p γfc cal k Prix mondial de la calorie : D fc k (1) k Imp fc k = ShareExp k k Imp fc k (2) p w cal = k ShareExp k p calk (3)

16 Plan Description du modèle Evaluation/calibration sur le passé Régimes alimentaires Politiques énergie/environnement et intensification agricole

17 Evolution des surfaces

18 Conclusion de l évaluation rien de grossièrement faux jusqu en 1980 robuste sur les sources de données difficultés pour prix avant 1985 et pour les surfaces avant 1980 pas facile à interpréter sur le passé pas si pertinent pour le futur

19 Plan Description du modèle Evaluation/calibration sur le passé Régimes alimentaires Politiques énergie/environnement et intensification agricole

20 Hypothèses de référence population : scénario médian ONU déforestation : continuation des tendances rendement potentiel : constant biomasse énergie : scénario FAO (Alexandratos et al. 2012) 4 scénarios de régimes alimentaires AG1, convergence niveau (Agrimonde) scénario FAO (Alexandratos et al. 2012) AGO Millenium Ecosystem Assessment Global Orchestration convergence sur le régime US (USConv)

21 Facteurs de production surface cultivée intrants Mha kg/mha/yr AG1 FAO MEA_AGO USConv résultats plutôt pessimistes (forme structurelle, contraintes biophysiques et fourrages).

22 Intensification yield gap part des ruminants intensifs % % AG1 FAO MEA_AGO USConv Yield gap = Potential yield Actual yield Potential yield Minimum yield (4)

23 Yield gap régional 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% AG1 FAO MEA_AGO USConv 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% USA Canada Europe OECD Pacific FSU China India Brazil Middle-East Africa Rest of Asia Rest of LAM

24 Part du système ruminant intensif USA AG1 FAO MEA_AGO USConv Canada Europe OECD Pacific FSU China India Brazil Middle-East Africa Rest of Asia Rest of LAM

25 Plan Description du modèle Evaluation/calibration sur le passé Régimes alimentaires Politiques énergie/environnement et intensification agricole

26 Biodiversité / forêt : scénarios continuation des tendances (Historical) RCP4.5, marqueur avec séquestration biologique maintien au niveau de 2001 (BauReforest) RCP2.5, marqueur avec biomasse énergie BauReforest Historical RCP25 RCP Mha

27 Biodiversité / forêt : résultats yield gap part des ruminants intensifs BauReforest Historical RCP25 RCP45 94 BauReforest Historical RCP25 RCP % %

28 Biomasse énergie : scénarios pas de biomasse énergie (NoScenario) scénario FAO (Alexandratos et al. 2012) double des objectifs de 2008 (HighAgrofuel) FAO HighAgrofuel NoScenario Tkcal

29 Biomasse énergie : résultats yield gap part des ruminants intensifs FAO HighAgrofuel NoScenario FAO HighAgrofuel NoScenario % 48 %

30 Biomasse énergie et forêts : effets croisés Scénario de demande alimentaire FAO. surface cultivée part des ruminants intensifs BauReforest + FAO BauReforest + HighAgrofuel RCP45 + FAO RCP45 + HighAgrofuel BauReforest + FAO BauReforest + HighAgrofuel RCP45 + FAO RCP45 + HighAgrofuel Mha 1500 %

31 Biomasse énergie et forêts : effets croisés yield gap intrants BauReforest + FAO BauReforest + HighAgrofuel RCP45 + FAO RCP45 + HighAgrofuel BauReforest + FAO BauReforest + HighAgrofuel RCP45 + FAO RCP45 + HighAgrofuel % kg/mha/yr

32 Biomasse énergie et forêts : avec le scénario alimentaire AGO surface cultivée intrants BauReforest + FAO BauReforest + HighAgrofuel RCP45 + FAO RCP45 + HighAgrofuel BauReforest + FAO BauReforest + HighAgrofuel RCP45 + FAO RCP45 + HighAgrofuel 1700 Mha kg/mha/yr

33 Conclusions effets cumulatifs linéaires tant qu on est relativement peu contraint (commerce extérieur, pâtures inaccessibles) des effets non-linéaires forts pour une trajectoire donnée dans un scénario contraint, en particulier sur les intrants des effets non-linéaires entre politiques dans des mondes contraints

34 Références des trois études Souty, F., Brunelle, T., Dumas, P., Dorin, B., Ciais, P., Crassous, R., Müller, C., and Bondeau, A. : The Nexus Land-Use model version 1.0, an approach articulating biophysical potentials and economic dynamics to model competition for land-use, Geosci. Model Dev., 5, , doi : /gmd , 2012 F. Souty, B. Dorin, T. Brunelle, P. Dumas, and P. Ciais : Modelling economic and biophysical drivers of agricultural land-use change. Calibration and evaluation of the Nexus Land-Use model over , Geosci. Model Dev. Discussion, 2013 T. Brunelle, P. Dumas, F. Souty : The Impact of Globalisation on Food and Agriculture : the Case of the Diet Convergence Journal of Environment and Development