 Recherches | 
PROJET CIBLE CHANGEMENTS CLIMATIQUES ET AGRICULTURE "CLIMAGRI"
SOUS-PROJET 2
Agriculture italienne et changements climatiques
THÉMATIQUE 2.8
Analyse et catalogage des expérimentations agronomiques à long terme : productivité et cycle du carbone
RESPONSABLE DE LA RECHERCHE
M. Giuseppe Zerbi
Département de production végétale et technologies agraires (Université des études de Udine)
FINALITÉ DE LA RECHERCHE
Selon les hypothèses soutenues dans la présente recherche, à travers l’analyse et en utilisant de nouvelles méthodologies des données des séries agronomiques à long terme, il est possible de trouver des réactions entre les variables des agroécosystèmes agricoles et les changements climatiques. La recherche de ces variables sera exécutée à travers plusieurs méthodologies à des échelles temporelles différentes pour permettre une intégration temporelle des différentes connaissances acquises:
- Echelle temporelle à court terme (heures, jours): utile à l’étude des mécanismes physiologiques et agronomiques à intégrer dans les modèles à échelle temporelle intermédiaire et longue;
- Echelle temporelle à moyen terme (jours, mois): l’étude des connaissances déjà acquises et formalisées à l’intérieur des modèles de simulation aussi bien au niveau de simulation qu’au niveau écosystème;
- Echelle temporelle à long terme (mois, années): on effectuera des expérimentations innovatrices sur des variables telles que la substance organique du terrain qui ont une variabilité temporelle du même ordre de grandeur que les changements climatiques prévus (décennies, siècles)
BUT DE LA RECHERCHE
Le but principal de la recherche prévoit la création d’une base de données qui rassemble les informations principales et les données concernant les preuves agronomiques à long terme, sa structuration et son analyse pour des fins de modélisation et d’informatisation.
Ces données seront utilisées pour la validation de modèles. A travers les analyses successives de scénario et de sensitivité, on pourrait identifier le seuil minimal des différentes variables atmosphériques capables de produire des variations notables dans les productions agricoles. La comparaison des résultats avec les scénarios climatiques pourrait fournir des indications sur les variables et dans quels temps se manifesteront de façon significative les premiers effets des changements climatiques.
Un autre but de la recherche sera faire reconnaître au niveau international le travail développé en Italie pour valoriser la recherche italienne et lui permettre de s’intégrer à l’activité déjà commencée au niveau européen et mondial.
DESCRIPTION DE LA RECHERCHE ARTICULÉE SUR TROIS ANS
Le but principal de la recherche prévoit la création d’une base de données qui rassemble les principales informations, les données concernant les preuves agroclimatiques à long terme, sa structuration et son analyse pour des fins de modélisation et d’informatisation.
En outre, à travers une collaboration avec la composante de modélisation du projet CLIMAGRI, ces données seront utilisées pour la validation des modèles. A travers les analyses successives de scénario et de sensitivité, on pourrait identifier le seuil minimum des différentes variables atmosphériques capable de produire des variations notables dans les productions agricoles. La comparaison des résultats avec les scénarios climatiques pourrait fournir des indications sur les variables et dans quels temps se manifesteront de façon significative les premiers effets des changements climatiques.
Un autre but de la recherche sera celui de rendre visible au niveau international le travail développé en Italie pour valoriser la recherche italienne et de lui permettre de s’intégrer à l’activité déjà commencée au niveau européen et mondial.
Les résultats de ces travaux aboutiront à la production des fichiers des données concernant les preuves agronomiques à long terme et à la définition de méthodologies pour soutenir les décisions politiques et techniques lors de possibles interventions de mitigation. La forte interaction avec la composante de modélisation et d’archivage du projet et avec les projets présents internationalement ayant des thématiques analogues, souligne le rôle important de cette recherche aussi bien au niveau national qu’international. La divulgation de ce travail pourra avoir lieu, non seulement à travers les méthodes les plus traditionnelles, mais aussi à travers les réseaux télématiques et les paquets informatiques qui utilisent des bases de connaissance à critères multiples. Les résultats seront donc utilisables par les chercheurs et les techniciens du secteur, mais ils seront facilement compréhensibles même pour une large base d’utilisateurs.
RÉSULTATS ATTENDUS AU COURS DE LA PREMIÈRE ANNÉE
La recherche s’orientera vers trois domaines principaux qui concerneront respectivement: l’analyse des données chronologiques et la structuration d’une base de données, le développement de campagnes analytiques servant à combler certaines variables qui pourraient manquer et/ou ajouter certaines variables concernant le cycle du carbone et l’interprétation et l’utilisation des informations prélevées pour les applications de modélisation orientées à l’identification de scénarios agroclimatiques attendus.
- Récolte de toutes les données significatives concernant les preuves à long terme conduites en Italie, recherche d’éventuels participants à la base de données initiale et leur informatisation. La recherche des informations aura lieu grâce à un site internet réalisé pour ce but. Dans le site seront présentées les caractéristiques importantes des bases de données inscrites pour favoriser une introduction et une inscription faciles d’autres bases de données.
- Création de la base de données relationnelle, à structure flexible. L’activité prévue concerne la standardisation des formats et des unités de mesure des données obtenues, en relation aux applications de modélisation et dans les systèmes informatiques territoriaux. On mettra au point des routines pour l’extraction, le prétraitement et la conversion des informations de la base de données (par exemple, l’utilisation de pédofonctions de transfert). Dans la base de données, pour chaque caractéristique, seront également enregistrées les informations sur la typologie et sur la qualité d’une donnée (incertitude, mesurée, reconstruite, etc.)
- Analyse des données productives et agro-écologiques en relation aux données météorologiques à long terme (comparaison entre localités, pondération données météorologiques, séries chronologiques, opérations culturales, etc.).
- Identification de certains sites où effectuer des analyses approfondies concernant le cycle du carbone.
- Développement d’une méthodologie pour souligner l’effet des changements climatiques sur les productions agricoles ou sur les principales variables agro-écologiques, en isolant l’influence des facteurs en dehors du climat (progrès technique et génétique).
- Calibration et validation du modèle CSS (Cropping Systems Simulation Model) pour la simulation des systèmes culturaux avec les données chronologiques relevées. On mettra au point, en particulier, des modèles qui le rendront sensible aux variations des principaux paramètres climatiques et atmosphériques (température, précipitations, CO2 etc.). Ces modèles tiennent compte des pratiques agronomiques et des effets de rotation.
- Analyse de la sensibilité du modèle sur les principales variables simulées (productivité, stabilité de l’agroécosystème, impacts avec l’environnement, etc.) pour souligner les risques potentiels liés aux variations climatiques.
- Relation annuelle sur l’activité développée.
ASPECTS INNOVATEURS
Les aspects innovateurs de la recherche concernent la production de certains instruments techniques, le développement de méthodologies innovatrices, et la création d’une base de connaissances utiles aux prévisions des effets des changements climatiques sur l’agriculture.
On souhaite que l’instrument technique soit employé aussi par les utilisateurs non engagés dans le projet. Il s’agit des fichiers et métafichiers de données agronomiques, pédologiques et de données météorologiques des expériences agronomiques à long terme en Italie. Ces fichiers pourront être utilisés pour la calibration et la validation des différents modèles culturels dans plusieurs milieux et pour une l’analyse successive de sensibilité. Cette analyse permettra de mettre en évidence les variables des agroécosystèmes qui subissent le plus des changements climatiques.
Ces fichiers seront complétés par des études de détail concernant des variables plus sensibles et d’autres indicateurs. Ces derniers décriront l’agroécosytème au-delà de la période intéressée par les cultures et fourniront des indications sur les méthodologies propres à l’étude des changements climatiques. On comparera en effet les méthodologies à courte terme (respiromètre, eddy covaiance) avec les méthodologies à plus long terme (discrimination isotopique) par rapport à celles utilisées normalement par les modèles culturels.
Les connaissances historiques seront intégrées à celles obtenues au cours du projet pour pouvoir en donner une application effective dans le domaine de la prévision et de la planification agricole. On mettra en évidence surtout les effets des changements climatiques sur la réalité agricole italienne mais aussi sur des stratégies de mitigation et de planification possibles.
RETOMBÉES TECHNICO-SCIENTIFIQUES/ÉCONOMICO-SOCIALES
Des fichiers italiens à structure flexible contenant les données des expériences agronomiques à long terme permettent d’examiner avec des méthodes mathématiques et analytiques avancées les effets des processus à long terme sur l’écosystème agricole. Ces fichiers serviront à un vaste nombre d’utilisateurs techniques et scientifiques.
Les effets à long terme des changements climatiques pourront être simulés par l’intégration temporelle de modèles écologiques et agronomiques. Ils permettront la réalisation de scénarios, la programmation politico-économique et la formulation d’un système de support aux décisions.
Les effets possibles des changements climatiques pourront être examinés à partir des données mesurées sur tout le territoire national.
BIBLIOGRAPHIE ESSENTIELLE
- Harrison , P.A. and Butterfield R.E. (1996) effects of climate change on Europe-wide winter wheat and sunflower productivity. Climate Research, 7, 225-241.
- Harrison , P.A. and Butterfield R.E. (1999) Modelling climate change impacts on wheat, potato and grapevine in Europe. In: Climate change climate variability and agriculture in Europe: an integrated assessment. University of Oxford
- Parry, M.L., Porter, J.H. and Carter, T.R. (1990) Agriculture:climate change and its implications. Trends in Ecology and Evolution, Vol. 5, 319-322
- Reilly, J. 1996 Agriculture in a changing climate:Impacts and adaptation. In :Climate change 1995(ed. Watson, R.T., Zinyowera M. C., Moss R.H. and Dokken D.J.). Impacts, adaptations, and mitigation of climate change: Scientific and technical analyses.
ORGANIGRAMME
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