Impacts des changements climatiques sur la végétation agricole et forestière en Pays de Loire àl horizon 2030 et 2080. Scénarios prospectifs et incertitudes Herve LE BOULER Directeur CNBF GUEMENE PENFAO DRAAF PAYS DE LOIRE MARS 2012
La végétation et le climat. Chaque espèce végétale naturelle ou cultivée ne peut se développer et se reproduire que dans des limites climatiques précises qui lui sont propres: Tolérance au gel : température minimale hivernale. Satisfaction des besoins en chaleur: température moyenne annuelle. Satisfaction des besoins en eau : bilan précipitations/besoins. (nb via ETP PENMAN indispensable, toutes les autres estimations des besoins en eau se sont révélées biaisées dans le contexte régional)
Notion de niche climatique La combinaison des valeurs minimales et maximales de chaque variable climatique limitante pour l espèce constitue sa niche. En dehors de ses limites, l espèce ne peut ni s installer, ni se naturaliser, puis ni se maintenir si le climat change.
Complément sur la niche climatique «Hors de la niche climatique pas salut» Des contraintes supplémentaires au sein de la niche climatique : Sol, concurrence et parasitisme des autres espèces, intervention de l homme. Impossibilitéphysique de recolonisation post glaciaire (mers, montagnes).
Différences Agriculture Forêt Forêts : systèmes semi naturels, très dépendant du climat. Effet intégrateur sur des périodes longues, peu de possibilités humaines de modifier l impact climatique. Agriculture végétale : système àbase biologique et climatique très anthropisé: intrants, modifications locale du climat ( serres, irrigation), sélection variétale, cycles courts dont cycles annuels incomplets (ex maïs, pomme de terre )
Forêts Impacts du changement climatique 1. Quand le climat change et tant que le climat est compatible avec les exigences de la niche climatique: Maintien de l espèce, pb éventuels en situations limites (microclimat, sols) Modification possible des équilibres de concurrence interspécifiques. Adaptation aux conditions nouvelles essentiellement par la voie génétique lors des phases de reproduction.
Forêts Impacts du changement climatique 2 Si l évolution du climat place l espèce hors de sa niche : Dépérissement commençant par les individus et les sites les plus fragiles. Perte du potentiel de reproduction. Extinction locale de l espèce. Maintien possible àl état résiduel en «fossile climatique» vivant. Durée et modalitéde l extinction mal connues.( 10 ans?; 100 ans et +??)
Forêts Impacts du changement climatique 3. Migration naturelle : déplacement de l espèce par ses semences et son pollen, suivant le déplacement géographique de la niche climatique. Phénomène ordinaire pour les arbres lors des cycles glaciaires : migration sud-nord. Très problématique dans le contexte actuel car changements trop intenses et trop rapides les espèces ne peuvent pas «suivre».
Agriculture Impacts des Changements climatiques actuels. Positifs augmentation énergie thermique disponible augmentation potentiel de croissance, durée de végétation. Nouvelles culture possibles, espèces thermophiles. NEGATIFS : -Sècheresse, sensibilitécultures fourragères d été. (effet cascade sur élevage) -Canicules : pb sanitaires élevage.
Evaluation des impacts Entrée par bioclimat. Stabilité globale du climat depuis 6000 ans. Partition de la France en zones climatiques homogènes = bioclimats: 12 en France <600 m ; 3 dans le grand ouest. Au sein d un bioclimat une espèce se trouve dans l une et une seule des trois situations: Dans sa niche commune, abondante sauf si pb sol Limite de niche =vulnérable peu abondante, seulement dans situation favorables Hors niche= très vulnérable absente ou présente très localement.
Application Utilisation données projet scampei Méteo France Deux dates futur : 2030 et 2080 Deux hypothèses économiques d émissions CO2 ( consensus Giec) : A poursuite tendance actuelle, B : réduction significative des émissions à terme. Trois instituts de modélisation climatique. Soit par date 6 scénarios de climat.
AVERTISSEMENTS SUR LES DONNEES UTILISEES POUR LA MODELISATION SCANPEI :Appel d'offres : ANR VMCS 2008 http://www.cnrm.meteo.fr/scampei/ Projet : ANR-08-VULN-0009-01 Durée : janvier 2009 décembre 2011. Tâche 1 consiste àréaliser des simulations sur la France àhaute résolution avec trois modèles pour trois périodes de 30 ans et plusieurs scénarios. Tâche 2 adapte les résultats de la tâche 1 et les scénarios du GIEC sur la grille de données à8 km. La tâche 3 met en place une base de donnée des résultats de la tâche 2. Ces résultats sont disponibles depuis fin 2011. Ils ont étéintégrés début 2012 dans un projet encours d'étude des impacts climatiques sur les essences forestières. Ils apportent des informations nouvelles. Les résultats régionalisés àla Bretagne sont présentés sous réserves d erreurs résultant de la fraicheur des résultats et de leur intégration. La notion d incertitude étant essentielle àprendre en compte, il est indispensable de les confronter àdes résultats antérieurs utilisant d autres modèles : http://www.inra.fr/presse/foret_et_changement_climatique http://www.foretpriveefrancaise.com/colloque-vulnerabilite-313849.html http://www.rennes.inra.fr/climaster/actualites/actualites
Sources de données. Projet scampei Méteo France. 6 scénarios étudiés ALD1: Aladin, scénario des gaz àeffet de serre GIEC-A1B ALD2: Aladin, scénario des gaz àeffet de serre GIEC-A2 ALD3: Aladin, scénario des gaz àeffet de serre GIEC-B1 LMD1: LMDZ, scénario des gaz àeffet de serre GIEC-A1B, scénario d'océan GIEC-IPSL LMD2: LMDZ, scénario des gaz àeffet de serre GIEC-A1B, scénario d'océan GIEC-CNRM MAR: MAR, scénario des gaz àeffet de serre GIEC-A1B, scénario d'océan GIEC-CNRM http://www.cnrm.meteo.fr/scampei/ Données journalières température, précipitation, rayonnement vent, humiditéair. 30 ans de simulation par hypothèse. Pas de distance de 8 km Compilation par hypothèse en moyennes mensuelles. Calcul des bioclimats via la méthode IKS ( àparaitre projet RMT NOMADE) http://www.foretpriveefrancaise.com/accueil-161899.html Calcul des niches et bioclimats mondiaux àpartir des données CRU àpas de 10 minutes ( 16 km ) http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data/hrg/tmc/ Abondance des espèces et composition des forêts : Données inventaires IFN par point de sondage : http://www.ifn.fr/spip/?rubrique153
Application 2 Pour chaque hypothèse : Edition de la carte régionale des bioclimats futur. Evaluation de la vulnérabilitédes espèces en fonction du couple bioclimat actuel (constaté) - bioclimat futur (selon l hypothèse)
Grand ouest bioclimats actuels
Références bioclimats futurs pour le Grand Ouest
LMD2 LMD1 ALD2 bioclimats issus des six scénarios scampei pour 2030 ALD1 MAR ALD3 Ref actuel GO Ref actuel SO
LMD2 LMD1 MAR bioclimats issus des six scénarios scampei pour 2080 ALD1 ALD2 ALD3 Ref actuel GO Ref actuel SO
Synthèse Réchauffement de 2 à4 degrés pour toutes les hypothèses conduisant àun contexte climatique de moitié sud de la France actuelle. Deux familles d hypothèses conduisant àdeux situations très contrastées sur le plan sècheresse: aquitain ou méditerranéen.
Synthèse 2. 1 )Famille 1: Famille 1: Régimes futurs des pluies et de l insolation de type aquitain. Climat compatible avec la majoritéespèces forestières actuelles. Situation forestièrement gérable moyennant des mesures adaptatives simples. 11 scénarios sur 12 possibles en 2030, 5 sur 12 en 2080. Situation agricole «sans rupture» 2) Famille 2 : Régimes futurs des pluies et de l insolation de type méditerranéen. Climat incompatible avec les espèces forestières autochtones actuelles et les exotiques américains introduits, compatible avec le pin maritime le châtaignier. Et le chêne vert, plus nouveaux exotiques àdéfinir Mise en cause des modèles agricoles fondés sur une disponibilité élevées en fourrages, particulièrement les fourrages été( modèle maïsprairies) contexte connu en années sèches devant la situation ordinaire. Situation de crise grave nécessitant des mesures adaptatives lourdes. 1 situation sur 12 possibles en 2030, 7 sur 12 en 2080.