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Cet article étudie les potentialités des écotaxes forestières dans l’atténuation des effets du changement climatique en Côte d’ivoire, l’objectif étant de contribuer à la gestion durable de la forêt ivoirienne. La démarche méthodologique a principalement consisté à faire une analyse SWOT des écotaxes. L’inventaire des écotaxes a identifié une majorité d’écotaxes d’exploitation en amont de la filière forestière. Les résultats de l’analyse SWOT montre que la politique forestière a des avantages qui sont des écotaxes placées en amont et une taxation différenciée. Cependant, le faible taux des écotaxes ne peut être incitatif pour un changement de comportement des acteurs économiques et sociaux. Par ailleurs, le retrait des bailleurs de fonds représente une menace pour la restauration forestière. Toutefois, les opportunités de financement extérieur et l’existence d’autres instruments économiques pourraient compenser les défaillances des écotaxes. Une réforme de la fiscalité environnementale forestière doit être prise avec une valorisation des écotaxes et une affectation conséquente des ressources financières collectées au service de la restauration du couvert forestier afin de réduire l’émission des gaz à effets de serre liée au secteur forestier et contribuer au développement économique du pays.

Cours : Changement climatique et cycle du carbone continental. Le cours a été consacré à la séquestration partielle du CO2 anthropique par la biosphère terrestre. Nous avons abordé la complexité de la réponse du cycle du carbone conduisant à de multiples rétroactions géochimiques et climatiques. CO2 atmosphérique et cycle du carbone continental global Aujourd’hui, la concentration atmosphérique en gaz carbonique est d’environ 400 parties par million (ppm) alors qu’elle était de 280 ppm avant le début ...

Nitrous oxide (N2O) is a powerful greenhouse gas which contributes to stratospheric ozone depletion. The increase of anthropogenic pressure on ecosystems, with the intensification of the use of synthetic nitrogen fertilizers in agriculture, disrupts the natural nitrogen cycle and leads to additional N2O emissions from soils. Many factors influence the production and emission processes of N2O from soils such as climate and its variability, soil type and land use, livestock or agricultural activities and their intensity. In order to mitigate climate change by reducing N2O emissions, it is necessary to understand, assess and quantify the effect of these different factors at different scales (plot/land/region). From that context, my thesis project aims to analyse and model N2O emissions under contrasted degrees of anthropogenic and climatic pressure. I pursued this dual objective through the study of several sites with contrasted functioning in terms of climate and level of human activity: two sites in the South-West of France, a site in the Senegalese savanna and an agricultural site near Lake Victoria in Kenya. Using data from the two South-West of France sites, I developed a new methodology to gap-fill missing N2O daily emission time series from these sites that combines both the traditional method of linear interpolation with the neuronal networks' method. The very good results obtained show that this methodology could serve as a reference in the future since general gap-filling methodology is still lacking for N2O emissions time series. Analysis of the complete datasets shows that irrigated maize crops have a high N2O emission potential. Tillage, spring mineralization and nitrogen fertilization, combined with rain and irrigation have a strong N2O emissions potential which intensity varies with vegetation cover. The quantification of the impact of these different factors has led to develop a new empirical model to estimate N2O emissions more efficiently than the traditional IPCC's Tier 1 method. In the African region, I studied N2O emissions from the Senegalese savanna site and agricultural sites in Kenya using measurements and results of the STEP-GENDEC-N2O model for the savanna site. Soil water content was found to be the most important influencing factor of N2O emissions at these two sites at the seasonal scale. Extrapolating these results across Africa has shown that emissions from agriculture are potentially larger than those from savannas. At the regional scale, I set up a simulation with the RegCM-CLM model on a domain including all the studied sites. This work showed the complexity of modelling soil biogeochemical processes and the difficulty of using a universal parameterization for temperate and tropical climates. This thesis work highlighted the existence of complex interactions between the main factors influencing N2O emissions on the regions studied. However, these interactions vary in function of the pedoclimatic context and the level of human pressure. Given the range of N2O budgets observed in this study, with the highest budget calculated on the site with the largest anthropogenic pressure in the South-West of France, the most explanatory factors are in order of priority the soil water content (modulated by rainfall and irrigation), the anthropogenic pressure gradient associated with livestock and agricultural activities (pastoralism, tillage depth, fertilizations, etc.) and soil texture. [...]; Le protoxyde d'azote (N2O) est un gaz à effet de serre très puissant qui participe à la destruction de l'ozone stratosphérique et dont la concentration atmosphérique augmente avec l'utilisation d'engrais azotés en agriculture. De nombreux facteurs influencent les processus de production et d'émission de N2O par les sols comme le climat et sa variabilité, le type de sol et son occupation, les activités d'élevage ou agricole et leur intensité. Dans le but d'atténuer l'emballement climatique en réduisant les émissions de N2O, il est nécessaire d'évaluer et de quantifier les effets de ces facteurs à différentes échelles (parcelle/territoire/région). Dans cette optique, mon projet de thèse a pour but d'analyser et de modéliser les émissions de N2O sous différents degrés de pression anthropique et climatique. J'ai poursuivi ce double objectif à travers l'étude de plusieurs sites aux fonctionnements contrastés en termes de climat et de niveau d'anthropisation : deux sites dans le Sud-Ouest de la France, un site en savane Sénégalaise et un site agricole proche du Lac Victoria au Kenya. En m'appuyant sur les données issues des deux sites Sud-Ouest, j'ai mis en place une nouvelle méthodologie pour reconstruire les données manquantes de séries temporelles d'émission journalières de N2O issues de ces sites. Celle-ci combine à la fois la traditionnelle méthode de l'interpolation linéaire avec la méthode des réseaux de neurones. Le niveau des résultats obtenus montre que cette méthodologie pourrait servir de référence à l'avenir. L'analyse des séries complètes montre que les cultures de maïs irrigué possèdent un potentiel élevé d'émissions de N2O et que le travail du sol, la minéralisation de printemps et la fertilisation azotée, lorsqu'ils sont combinés à de la pluie et à de l'irrigation ont un fort potentiel d'émission de N2O dont l'intensité varie en fonction de la couverture végétale. La quantification de l'impact de ces différents facteurs a permis de proposer une méthode d'estimation d'émissions de N2O plus performante que la méthode Tier 1 du GIEC. En région africaine, j'ai étudié les émissions de N2O du site de savane sénégalaise et des sites agricoles au Kenya en m'appuyant sur des mesures et sur le modèle STEP-GENDEC-N2O pour le site de savane. Le contenu en eau du sol s'est révélé être le facteur d'influence le plus important des émissions de N2O à l'échelle de la saison. J'ai mis en place une simulation régionale avec le modèle RegCM-CLM sur un domaine comprenant l'ensemble des sites. Ce travail a mis en avant la complexité de la modélisation des processus biogéochimiques du sol et la difficulté d'utiliser une paramétrisation universelle pour des climats tempérés et tropicaux. Ce travail de thèse a montré l'existence d'interactions complexes entre les principaux facteurs d'influence des émissions de N2O sur les régions étudiées.[...]

Paysage rural du sud du Maroc. © IRD/G. Michon

Introduction Est-il nécessaire d’argumenter une fois de plus le besoin de connaître les stocks de carbone organique des sols ? Au stade actuel d’acquisition des connaissances, ces données manquent pour les sols du Tchad, un pays très étendu au sein de trois grands biomes bioclimatiques. Dans l’Atlas des sols d’Afrique (Jones et al., 2013) les évaluations des stocks de carbone au Tchad se situent dans une fourchette entre moins de 10 Mg C.ha-1 et 90 Mg C.ha-1 pour la couche 0-1 m. Les sols aya...

Introduction Les écosystèmes de savane ouest-africaine couvrent de vastes superficies (5.106 km2), en grande majorité exploitées par l’agriculture et le pastoralisme (Mayaux et al., 2004). Ils associent des systèmes herbacés et arborés, les faciès de végétation étant fortement pilotés par la pluviosité annuelle selon un gradient latitudinal. Dans ces écosystèmes, pour des raisons principalement démographiques et techniques – et, demain, sans doute climatiques – les ressources carbonées se rar...

Introduction Le livre de Christian Pieri (1989), Fertilité des terres de savanes. Bilan de trente ans de recherche et de développement agricoles au sud du Sahara, a marqué une étape importante dans les exposés de l’état et des causes de la dégradation des terres en Afrique subsaharienne et des solutions à y apporter. Son succès repose sur la qualité des synthèses réalisées sur ce thème, établissant ainsi un état des lieux et des connaissances en 1989. Il nous est apparu intéressant de voir (1...

Introduction La quantification du carbone organique des sols (COS) des différents agrosystèmes et écosystèmes naturels est essentielle afin de mieux orienter les stratégies d’adaptation et d’atténuation du changement climatique à différentes échelles : locale, nationale et internationale. Pour un écosystème donné, le COS peut être contenu dans différents compartiments : la biomasse aérienne, la litière, les bois morts, les racines et les sols. Les sols jusqu’à 1 m de profondeur sont reconnus ...

Construction d’un cordon pierreux renforcé par du vétiver dans un village du nord du Togo. © IRD/T. Chevallier

Introduction Au Sénégal, la dynamique de stockage du carbone dans les sols est souvent estimée par des approches de modélisation (Tschakert et al., 2004 ; Parton et al., 2004 ; Woomer et al., 2004 ; Lufafa et al., 2008 ; Stoorvogel et al., 2009 ; Dièye et al., 2012 ; Touré et al., 2013 ; Loum et al., 2014). Quelques études expérimentales ont également été réalisées (Elberling et al., 2003 ; Manlay et al., 2002 ; Masse et al., 2004). La teneur des sols en carbone est généralement faible, de mo...

Introduction Dans les laboratoires d’analyse des sols à Madagascar, la mesure du carbone organique du sol (COS) sert à calculer la teneur en matière organique (MO), une information utile pour la gestion de la fertilité des sols. Outre son évaluation quantitative, diverses études sur le COS ont été menées sur (1) sa dynamique, en interaction avec les autres constituants du sol selon les pratiques et modes d’usage des terres ou (2) sur sa variabilité spatio-temporelle. Ces études ont été effect...

Le carbone est, avec l’eau, l’une des clés du maintien de la fertilité des sols africains. Il est le principal composant de la matière organique. Ainsi, gérer le carbone des sols revient à gérer les taux de matière organique des sols. La vulnérabilité des activités agricoles au changement climatique, les impératifs de sécurité alimentaire et le rôle central de la matière organique dans le maintien de la fertilité des sols font que le secteur « agriculture, foresterie et autres utilisations de...

Amender le sol avec du bois raméal : état des connaissances L’application de branches d’arbres (bois de rameaux ou raméal, BR) aux sols pour leur conservation ou leur restauration fait l’objet d’un intérêt régulier dans les cercles francophones liés aux pratiques alternatives en agriculture (Asselineau et Domenech, 2007 ; Dodelin et al., 2007 ; Piškur et al., 2013). Cet usage a été substantiellement évalué scientifiquement pour la première fois au Québec dans les années 1980 et 1990, entre au...

Les sols sont une ressource essentielle à préserver pour la production d’aliments, de fibres, de biomasse, pour la filtration de l’eau, la préservation de la biodiversité et le stockage du carbone. En tant que réservoirs de carbone, les sols sont par ailleurs appelés à jouer un rôle primordial dans la lutte contre l’augmentation de la concentration de gaz à effet de serre. Ils sont ainsi au centre des objectifs de développement durable (ODD) des Nations unies, notamment les ODD 2 « Faim zéro », 13 « Lutte contre le changement climatique », 15 « Vie terrestre », 12 « Consommation et production responsables » ou encore 1 « Pas de pauvreté ». Cet ouvrage présente un état des lieux des sols africains dans toute leur diversité, mais au-delà, il documente les capacités de stockage de carbone selon les types de sols et leurs usages en Afrique. Il propose également des recommandations autour de l’acquisition et de l’interprétation des données, ainsi que des options pour préserver, voire augmenter les stocks de carbone dans les sols. Tous les chercheurs et acteurs du développement impliqués dans les recherches sur le rôle du carbone des sols sont concernés par cette synthèse collective. Fruit d’une collaboration entre chercheurs africains et européens, ce livre insiste sur la nécessité de prendre en compte la grande variété des contextes agricoles et forestiers africains pour améliorer nos connaissances sur les capacités de stockage de carbone des sols et lutter contre le changement climatique.

Introduction Les zones sèches du globe représentent environ 40 % des surfaces émergées de la planète et hébergent près de 35 % de la population mondiale (fig. 1). La majorité de cette population a un mode de vie dépendant des activités agricoles et pastorales et est composée de nombreux agriculteurs pauvres. Pour ces derniers, le maintien et l’amélioration des capacités productives du milieu, dont les sols, sont une obligation de survie. Si le milieu est trop dégradé, divers phénomènes survie...

Introduction Situé en Afrique de l’Ouest, le Bénin s’allonge perpendiculairement au littoral du Golfe du Bénin entre les méridiens 1° et 4° et les parallèles 6° et 12° Nord. Les climats y sont chauds et humides. Les conditions pédologiques et la végétation du Bénin sont caractéristiques de la zone intertropicale. La surface totale cultivable représente 62,5 % de la superficie du pays et 20 % seulement des surfaces cultivables sont effectivement exploitées, soit 12,2 % du territoire national (...

Avec une surface de 30,4 millions de km2, le continent africain est le troisième continent le plus vaste de la planète. Il possède 13 % des terres arables du monde, pour une population d’1,3 milliard d’habitants, soit 12 % de la population mondiale. L’évolution de cette population ne cesse d’interroger les démographes, ne serait-ce que pour l’enjeu de sécurité alimentaire. Les sols sont une ressource vitale pour répondre à cette nécessité d’intensifier la production agricole. Ils sont aussi e...

Introduction La communauté scientifique semble arriver à un consensus sur le changement climatique à l’échelle planétaire. Elle s’accorde à attribuer ce changement à une augmentation des gaz dits « à effet de serre » (GES) dans l’atmosphère. En effet, depuis 150 ans, une concentration de plus en plus élevée des GES est observée dans l’atmosphère, notamment le CO2 qui serait responsable d’environ 65 % de l’effet de serre (Petit, 2003). Ces augmentations seraient principalement dues à l’utilisa...

Introduction Les sols de l’Afrique centrale sont caractérisés par une grande diversité, allant de sols minces, pierreux ou sableux, peu productifs à des sols profonds fertiles et capables de recycler de grandes quantités de biomasse (Bationo et al., 2006). Dans cette région essentiellement rurale, du fait de facteurs socio-économiques difficiles, la gestion des terres, souvent inadaptée, menace la qualité des sols, engendre une plus faible productivité agricole et augmente l’insécurité alimen...

Préparation du sol avant culture au Sénégal. © Rasca Productions/E. Ramousse et mise à disposition par le Cari

Village dans une agroforêt à bananier et café à Yrga Chéfé en Éthiopie. © IRD/G. Michon

Introduction Malgré l’augmentation de la production agricole mondiale ces dernières décennies, près d’un milliard de personnes souffrent de la faim, principalement en Asie du Sud et en Afrique subsaharienne. En effet, les systèmes de production agricole dans ces régions, déjà sujets à un stress climatique élevé, sont très peu productifs (Aggarwal et al., 2013). En outre, les productions non alimentaires occupent une part croissante des terres arables (Ruf, 2012). L’alternative la plus évident...

The agricultural sector is being called upon to reduce its greenhouse gas emissions (GHG). A scenario approach was developed to explore the plausible futures of the French bovine sector and their impact on climate change. These scenarios encompass a Business As Usual scenario (S1-BAU) and alternative contrasting scenarios: (S2) cattle production increase to meet a high global demand under a liberal policy, (S3) refocus on internal demand within France, with an upmarket move to ‘green’ products, (S4) committed public policy to reduce GHG emissions. This paper analyses how key drivers of these scenarios (e.g. subsidies on investment, reduction of market risks, carbon tax, limitation of concentrate feed in animal diets) affect the evolution of production, economics, and environmental impact on climate change of typical French suckler cow and dairy farms, by means of simulations performed with a bio-economic model. To adapt their farming systems to the scenarios, farms can opt for variably intensive/integrated practices per animal and per unit land area. Some technological progress in animal production, crop production, and farm equipment is also modeled. Results show that in S1-BAU, milk production, net income and impact on climate change of dairy farms rise. Beef production and impact on climate change decrease slightly in suckler cow farms. Impact on climate change per unit of product decreases owing to higher productivity per animal and to a more integrated management of crop production. Alternative scenarios underline that reorienting public support toward farm investment would further intensify dairy farms and increase their income, but would reduce production and income of suckler cow farms and favor crop production (S2). Climate change impact per unit of product is more strongly reduced in S3 (organic farming with low feed concentrate) than in S2, but with a reduced production, particularly for milk. A carbon tax decreases emissions, but to the detriment of cattle production, especially suckler cow farms.

Purpose: Soil organic carbon (SOC) plays a key role in soil functioning and in greenhouse gas exchange with the atmosphere. Land use and land use changes can critically affect SOC. However, despite various methodological developments, there is still no scientific consensus on the best method to assess the holistic impact of land use and land use change within LCA. The SOCLE project aimed to review how SOC contribution to climate change is accounted for in LCA and to test the feasibility and sensitivity of best methodological options. Methods: In total, five crop products (annual/perennial, temperate/tropical) and two livestock products were investigated through 22 scenarios of land use changes (LUC) and agricultural land management changes (LMC). Three methods were applied: IPCC Tier 1-2 (2006), Müller-Wenk and Brandaõ (2010) and Levasseur et al. (2012). We also carried out a sensitivity analysis on key variables, notably carbon stocks, reference states, and regeneration times. Results and discussion: The accounting for LUC and LMC influenced greatly the results on the climate change impact. Compared to the impact of other GHG emissions, (i) LUC impacts ranged from − 23 to + 1702% with the IPCC method and from − 5 to + 336% with the Müller-Wenk and Brandaõ method, and (ii) LMC impacts from − 130 to + 54% and from − 31 to + 11%, respectively. The sensitivity analyses stressed the critical influence of all methodological and data choices on final results. Conclusions: Based on the project results, we recommend accounting systematically for the impact of LULUC on climate change by applying, a minima, the comprehensive IPCC Tier 1 approach (2006), which provides default factors for SOC accounting. Where available, case-specific data should be used (e.g., Tier 2) for SOC stocks but also C:N ratio in order to model the degressive impact over 90% of the time period needed to reach equilibrium.

International audience; Au Sahel, l’élevage pastoral valorise un milieu extrême. Alors qu’il est accusé d’émettre trop de gaz à effet de serre par kilogramme de lait ou de viande produit, une recherche menée au Sénégal montre que les territoires pastoraux peuvent en réalité avoir un bilan carbone neutre : les émissions d’origine animale sont compensées par la séquestration de carbone dans les sols et la végétation. Ces résultats ont été obtenus par une méthode d’évaluation originale, dite écosystémique : elle intègre l’utilisation du territoire pastoral dans son ensemble, en fonction des saisons et des lieux investis par les troupeaux. Ces résultats incitent à revoir à la baisse les normes actuelles de calcul du comportement alimentaire et des émissions de méthane issu de la digestion des ruminants. D’autres implications sont envisageables, comme améliorer le bilan carbone par des pratiques locales spécifiques et valoriser ces espaces sur le marché du carbone. Préserver ce mode d’élevage est aussi une des voies pour générer du développement et contribuer à sécuriser ces régions.

Le changement climatique, lié à l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre, a des conséquences drastiques sur les écosystèmes et sur les sociétés humaines. Si ces émissions sont essentiellement causées par les pays développés, ce sont les populations des pays en développement qui en subissent le plus fortement les conséquences. Le développement durable, qui concerne tous les pays de façon différentiée, exige de "décarboner" les économies et de trouver des voies nouvelles permettant le développement humain, tout en atténuant le changement climatique.

International audience; La vérité maintenant indiscutable du changement climatique dérange l'espèce humaine, contrainte de modifier le sens de son développement. L'ampleur du bouleversement paraît telle qu'il faille, de toute urgence, penser la transition vers une économie fondée sur d'autres paradigmes que les énergies fossiles et la consommation illimitée des ressources naturelles. Le rôle du droit de propriété dans ce nouveau scénario est une interrogation majeure. Prérogative fondamentale des démocraties occidentales, la propriété traverse partout une crise existentielle tenant au fait qu'elle est au coeur du système, politique, juridique et économique, dont le procès est aujourd'hui ouvert. Corollaire de la liberté d'entreprendre, le droit d'exploiter et de détruire la nature est en effet perçu comme l'un des facteurs de la dégradation de l'environnement, et par suite du dérèglement du climat. Se demander si la propriété privée est bien soluble dans le futur droit climatique est donc parfaitement légitime. Quelle place peut-elle occuper dans une économie « décarbonée », architecturée sur les limites et le partage ?

As countries advance in greenhouse gas (GHG) accounting for climate change mitigation, consistent estimates of above ground biomass (AGB) net change are needed for the tropics and subtropics. Countries with limited forest monitoring capabilities rely on 2006 IPCC default AGB net change values, which are averages per ecological zone, per continent. These previous defaults come from single studies, provide no uncertainty indications, and aggregate old secondary forests and old-growth forests. In this study, we update these default values using forest plot data. In comparison with previous estimates, new values include data published from 2006 onwards, are derived from multiple sites per global ecological zone, provide measures of variation, and divide forests >20 years old into older secondary forests and old-growth forests. We compiled 176 AGB chronosequences in secondary forests and AGB net change rates from 536 permanent plots in old-growth and managed or logged forests. In this dataset, across all continents and ecozones, AGB net change rates in younger secondary forests (go years) are higher than rates in older secondary (>20 years and ≤100 years) forests and managed or logged forests, which in turn are higher than rates in old-growth forests (> 100 years). Data availability is highest for North and South America, followed by Asia then Africa. We provide a rigorous and traceable refinement of the IPCC 2006 AGB net change default rates, identify which areas in the tropics and subtropics require more research on AGB change, and reflect on possibilities for improvement as more data becomes available.

Food systems are responsible for up to one-third of anthropogenic greenhouse gas (GHG) emissions. These emissions include carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) and are therefore a major driver of climate change. The environmental pressures on food systems are likely to intensify, as humanity is arguably already operating beyond planetary boundaries. The projection for changes between 2010 and 2050 shows that these pressures will result in an increase of between 80 and 92 percent in GHG emissions in the absence of technological change and other mitigation measures. Apart from being a significant source of GHG emissions, food systems are significantly impacted by climate change. Uneven climate change effects, in combination with differences in adaptation capacity, could exacerbate existing inequalities between High-Income (HI), Low-Income (LI) and Lower Middle-Income (LMI) countries.

Effects of liming on greenhouse gas emissions in grasslands with contrasting soil types. EGU 2018, European Geophysical Union General Assembly 2018

International audience; Introduction Agriculture is the main source of terrestrial N2O emissions, a potent greenhouse gas and the main cause of ozone depletion ((Hu et al., 2015). The reduction of N2O into N2 by microorganisms carrying the nitrous oxide reductase gene (nosZ) is the only known biological process eliminating this greenhouse gas. Recent studies showed that a previously unknown clade of N2O-reducers (nosZII) was related to the potential capacity of the soil to act as a N2O sink (see Hallin et al., 2017 and references therein). However little is known about how this group responds to different agricultural practices. Here, we investigated how N2O-producers and N2O-reducers were affected by agricultural practices across a range of cropping systems in order to evaluate the consequences for N2O emissions Materials and Methods Soil samples were collected in spring 2014 from 4 experimental sites in France, which undergo a large range of agricultural practices. The abundance of both ammonia oxidizers and denitrifiers was quantified by real-time qPCR, and the diversity of both nosZ clades was determined by 454 pyrosequencing. Denitrification and nitrification potential activities as well as in situ N2O emissions were also assessed. The physical and chemical soil characteristics were measured for all samples (INRA Laboratory of Soil Analysis, Arras, France) Results and Discussion Overall, greatest differences in microbial activity, diversity and abundance were observed between sites rather than between agricultural practices at each site. To better understand the contribution of abiotic and biotic factors to the in situ N2O emissions, we subdivided more than 59.000 field measurements into fractions from low to high rates. We found that the low N2O emission rates were mainly explained by variation in soil properties (up to 59%), while the high rates were explained by variation in abundance and diversity of microbial communities (up to 68%). Notably, the diversity of the nosZII clade but not of the nosZI clade was important to explain the variation of in situ N2O emissions fractions (Figure 1). I. Landscape Functioning – Microbes in the Landscape 61 Figure 1. Variation partitioning of in situ N2O emissions. (a) Variance of in situ N2O emissions was partitioned into soil physicochemical properties (S), abundance of N2O-producers and abundance of N2O-reducers (A), diversity of N2O-reducers (D), and by combinations of predictors. Geometric areas are proportional to the respective percentages of explained variation. The edges of the triangles depict the variation explained by each factor alone, while percentages of variation explained by interactions of two or all factors are indicated on the sides and in the middle of the triangles, respectively. (b) Variance partitioning of basal in situ N2O emissions (25% fraction), (c) variance partitioning of median in situ N2O emissions (50% fraction), (d), (e), (f) and (g) correspond to the variation partitioning of high N2O emissions of 75%, 90%, 95% and 99%, respectively. All numbers represent percentages. Only variance fractions ≥ 0.05% are shown. Conclusions Our results highlight the higher sensitivity of the nosZII- than nosZI-community to environmental factors. However, despite significant variations in the nosZII community across the sites examined, only a few of the studied agricultural practices resulted in shifts on the diversity of this community. Nevertheless, comparison of all plots across the different sites showed for the first time that a higher diversity of the nosZII community was concomitant with lower in situ fluxes. Moreover, our work also indicates that microbial communities were more important for explaining variations in high than in low N2O emissions. This work emphasizes the consideration that the N2O-reducing community should have when addressing process-related N2O fluxes, particularly in studies aiming at mitigating emissions.

National audience; Dans les années 1970, des réglementations émergent pour contraindre les entreprises à prévenir la pollution industrielle. On peut citer le Clean Air Act (1970) aux États-Unis ou la législation sur les installations classées pour la protection de l’environnement en France (1976).Depuis, la prise de conscience des impacts environnementaux générés par l’industrie, mais aussi de l’intérêt stratégique, pour les entreprises, de les réduire, progresse. Certaines compagnies ont mis en place, dès le milieu des années 1990, des démarches pour maîtriser ces impacts. La première norme ISO 14001, sur les systèmes de management environnemental, est ainsi publiée en 1996.À la même époque, des enjeux écologiques « planétaires » (changement climatique, érosion de la couche d’ozone et de la biodiversité) suscitent une attention grandissante.

There are many factors that influence ecosystem scale carbon, nitrogen and greenhouse gas dynamics, including the inherent heterogeneity of soils and vegetation, anthropogenic management interventions, and biotic and abiotic disturbance events. It is important therefore, to document the characteristics of the soils and vegetation and to accurately report all management activities, and disturbance events to aid the interpretation of collected data, and to determine whether the ecosystem either amplifies or mitigates climate change. This paper outlines the importance of assessing both the spatial and temporal variability of soils and vegetation and to report all management events, the import or export of C or N from the ecosystem, and the occurrence of biotic/abiotic disturbances at ecosystem stations of the Integrated Carbon Observation System, a pan-European research infrastructure.

National audience; La région Nouvelle-Aquitaine est l’une des plus grandes régions agricoles en Europe. Elle abrite une agriculture très diversifiée avec de nombreuses productions emblématiques comme le vin et le cognac, le maïs et le blé ou encore les fruits, et un élevage de haute qualité. Le secteur agricole sera d’autant plus affecté par le changement climatique que la hausse des températures pourrait être plus importante dans le quart Sud Ouest de la France. Les ressources de base, à savoir le sol et l’eau, tout comme l’élevage et les cultures sont sensibles aux changements climatiques et sociétaux ; la recrudescence des risques sanitaires en est un contrecoup. En fonction des cultures et des productions animales considérées, les répercussions seront variées, quelquefois positives mais le plus souvent négatives, avec des constantes sur la précocité, le rendement, et la qualité des produits récoltés. Pour chacune de ces productions, il existe des adaptations possibles qui doivent être combinées pour maintenir le potentiel productif et qualitatif, tout en minimisant l’impact environnemental. Les mesures contribuant à la fois à réduire l’émission de gaz à effet de serre par le secteur agricole et à s’adapter aux changements irrémédiables du climat devront être favorisées. L’irrigation devra être questionnée et gérée en adéquation avec l’ensemble des usages de l’eau. Pour répondre aux enjeux auxquels doit faire face l’agriculture en Nouvelle-Aquitaine, il sera important de mobiliser tous les acteurs du monde agricole, des filières et des territoires, et de la recherche.

National audience

La région Nouvelle-Aquitaine est l’une des plus grandes régions agricoles en Europe. Elle abrite une agriculture très diversifiée avec de nombreuses productions emblématiques comme le vin et le cognac, le maïs et le blé ou encore les fruits, et un élevage de haute qualité. Le secteur agricole sera d’autant plus affecté par le changement climatique que la hausse des températures pourrait être plus importante dans le quart Sud Ouest de la France. Les ressources de base, à savoir le sol et l’eau, tout comme l’élevage et les cultures sont sensibles aux changements climatiques et sociétaux ; la recrudescence des risques sanitaires en est un contrecoup. En fonction des cultures et des productions animales considérées, les répercussions seront variées, quelquefois positives mais le plus souvent négatives, avec des constantes sur la précocité, le rendement, et la qualité des produits récoltés. Pour chacune de ces productions, il existe des adaptations possibles qui doivent être combinées pour maintenir le potentiel productif et qualitatif, tout en minimisant l’impact environnemental. Les mesures contribuant à la fois à réduire l’émission de gaz à effet de serre par le secteur agricole et à s’adapter aux changements irrémédiables du climat devront être favorisées. L’irrigation devra être questionnée et gérée en adéquation avec l’ensemble des usages de l’eau. Pour répondre aux enjeux auxquels doit faire face l’agriculture en Nouvelle-Aquitaine, il sera important de mobiliser tous les acteurs du monde agricole, des filières et des territoires, et de la recherche.

International audience; Cover crops provide ecosystem services such as storing atmospheric carbon in soils after incorporation of their residues. Cover crops also influence soil water balance, which can be an issue in temperate climates with dry summers as for example in southern France and Europe. As a consequence, it is necessary to understand cover crops’ long-term influence on greenhouse gases (GHG) and water balances to assess their potential to mitigate climate change in arable cropping systems. We used the previously calibrated and validated soil-crop model STICS to simulate scenarios of cover crop introduction to assess their influence on rainfed and irrigated cropping systems and crop rotations distributed among five contrasted sites in southern France from 2007-2052. Our results showed that cover crops can improve mean direct GHG balance by 315 kg CO2e ha-1 yr-1 in the long term compared to that of bare soil. This was due mainly to an increase in carbon storage in the soil despite a slight increase in N2O emissions which can be compensate by adapting fertilization. Cover crops also influence the water balance by reducing mean annual drainage by 20 mm yr-1 but increasing mean annual evapotranspiration by 20 mm yr-1 compared to those of bare soil. Using cover crops to improve the GHG balance may help to mitigate climate change by decreasing CO2e emitted in cropping systems which can represent a decrease from 4.5 to 9% of annual GHG emissions of the French agriculture and forestry sector. However, if not well managed, they also could create water management issues in watersheds with shallow groundwater. Relationships between cover crop biomass and its influence on several variables such as drainage, carbon sequestration and GHG emissions could be used to extend our results to other conditions to assess the cover crops influence in a wider range of areas.

Non-food biomass production is developing rapidly to fuel the bioenergy sector and substitute dwindling fossil resources, which is likely to impact land-use patterns worldwide. Recent publications attempting to factor this effect into the climate mitigation potential of bioenergy chains have come to widely variable conclusions depending on their scope, data sources or methodology. Here, we conducted a first of its kind, systematic review of scientific literature on this topic and derived quantitative trends through a meta-analysis. We showed that second-generation biofuels and bioelectricity have a larger greenhouse gas (GHG) abatement potential than first generation biofuels, and stand the best chances (with a 80 to 90% probability range) of achieving a 50% reduction compared to fossil fuels. Conversely, directly converting forest ecosystems to produce bioenergy feedstock appeared as the worst-case scenario, systematically leading to negative GHG savings. On the other hand, converting grassland appeared to be a better option and entailed a 60% chance of halving GHG emissions compared to fossil energy sources. Since most climate mitigation scenarios assume still larger savings, it is critical to gain better insight into land-use change effects to provide a more realistic estimate of the mitigation potential associated with bioenergy.

Budiman Minasny, Alex. B. McBratney, Brendan P. Malone, Denis A. Angers, Dominique Arrouays, Adam Chambers, Vincent Chaplot, Zueng-Sang Chen, Kun Cheng, Bhabani S. Das, Damien J. Field, Alessandro Gimona, Carolyn Hedley, Suk Young Hong, Biswapati Mandal, Ben P. Marchant, Manuel Martin, Brian G. McConkey, Vera Leatitia Mulder, Sharon O’Rourke, Anne C. Richer-de-Forges, Inakwu Odeh, José Padarian, Keith Paustian,Genxing Pan, Laura Poggio, Igor Savin, Vladimir Stolbovoy, Uta Stockmann, Yiyi Sulaeman, Chun-Chih Tsui, Tor-Gunnar Vågen, Bas van Wesemael, Leigh Winowiecki 2017. 4 per 1000 soil carbon sequestration. Proceedings of the Global Symposium on Soil Organic Carbon 2017. 21-23 March 2017. Rome, Italy. FAO.; International audience

Assessing forest changes is the baseline requirement for successful forest management. Measurement, Reporting, and Verification (MRV) are three essential components for achieving such assessments. Community participation in resource monitoring and management is increasingly seen as a scientifically efficient, cost-effective, and equitable way to employ such practices, particularly in the context of REDD+. We developed a multidisciplinary approach to study the feasibility of Participatory MRV (PMRV) across three sites along a forest degradation gradient in Indonesia. We looked at both the local and national level needs of MRV. Our approach combines: (1) social research focusing on the enabling conditions for local participation in MRV; (2) governance analyses of existing MRV systems in forestry and health; and (3) remote sensing work comparing overlaps and gaps between satellite imagery and local assessments of forest changes. We considered in our approach the possible multiple benefits of PMRV (carbon mitigation, biodiversity conservation, livelihood security). Our study helped to identify the multiple stakeholders (communities, NGOs and governments) and what the levels of governance should be to make PMRV design and implementation feasible and sustainable.

European grassland-based livestock production systems face the challenge of producing more meat and milk to meet increasing world demands and to achieve this using fewer resources. Legumes offer great potential for achieving these objectives. They have numerous features that can act together at different stages in the soil–plant–animal–atmosphere system, and these are most effective in mixed swards with a legume proportion of 30–50%. The resulting benefits include reduced dependence on fossil energy and industrial N-fertilizer, lower quantities of harmful emissions to the environment (greenhouse gases and nitrate), lower production costs, higher productivity and increased protein self-sufficiency. Some legume species offer opportunities for improving animal health with less medication, due to the presence of bioactive secondary metabolites. In addition, legumes may offer an adaptation option to rising atmospheric CO2 concentrations and climate change. Legumes generate these benefits at the level of the managed land-area unit and also at the level of the final product unit. However, legumes suffer from some limitations, and suggestions are made for future research to exploit more fully the opportunities that legumes can offer. In conclusion, the development of legume-based grassland–livestock systems undoubtedly constitutes one of the pillars for more sustainable and competitive ruminant production systems, and it can be expected that forage legumes will become more important in the future.

High resolution and low uncertainty deforestation maps covering large spatial areas in tropical countries are needed to plan efficient forest conservation and management programs such as REDD + (Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation). Using an open-source free software (R, GRASS and QGis) and an original statistical approach combining multi-date land cover observations based on Landsat satellite images and the random forests classifier, we obtained up-to-date deforestation maps for the periods 2000–2005 and 2005–2010 with a minimum mapping unit of 0.36 ha for 7.7 M hectares, i.e. 40.3% of the tropical humid forest and 20.6% of the tropical dry forest in Madagascar. Uncertainty in deforestation on the maps was calculated by comparing the results of the classification to more than 30,000 visual interpretation points on a regular grid. We assessed accuracy on a per-pixel basis (confusion matrix) and by measuring the relative surface difference between wall-to-wall approach and point sampling. At the pixel level, user accuracy was 84.7% for stable land cover and 60.7% for land cover change. On average for the whole study area, we obtained a relative difference of 2% for stable land cover categories and 21.1% land cover change categories respectively between the wall-to-wall and the point sampling approach. Depending on the study area, our conservative assessment of annual deforestation rates ranged from 0.93 to 2.33%·yr− 1 for the humid forest and from 0.46 to 1.17%·yr− 1 for the dry forest. Here we describe an approach to obtain deforestation maps with reliable uncertainty estimates that can be transposed to other regions in the tropical world.

Anthropogenic deforestation in tropical countries is responsible for a significant part of global carbon dioxide emissions in the atmosphere. To plan efficient climate change mitigation programs (such as REDD+, Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation), reliable forecasts of deforestation and carbon dioxide emissions are necessary. Although population density has been recognized as a key factor in tropical deforestation, current methods of prediction do not allow the population explosion that is occurring in many tropical developing countries to be taken into account. Here, we propose an innovative approach using novel computational and statistical tools, including R/GRASS scripts and the new phcfM R package, to model the intensity and location of deforestation including the effect of population density. We used the model to forecast anthropogenic deforestation and carbon dioxide emissions in five large study areas in the humid and spiny-dry forests of Madagascar. Using our approach, we were able to demonstrate that the current rapid population growth in Madagascar (+3.39% per year) will significantly increase the intensity of deforestation by 2030 (up to +1.17% per year in densely populated areas). We estimated the carbon dioxide emissions associated with the loss of aboveground biomass to be of 2.24 and 0.26 tons per hectare and per year in the humid and spiny-dry forest, respectively. Our models showed better predictive ability than previous deforestation models (the figure of merit ranged from 10 to 23). We recommend this approach to reduce the uncertainty associated with deforestation forecasts. We also underline the risk of an increase in the speed of deforestation in the short term in tropical developing countries undergoing rapid population expansion.

Soil is a key compartment for climate regulation as a source of greenhouse gases (GHGs) emissions and as a sink of carbon. Thus, soil carbon sequestration strategies should be considered alongside reduction strategies for other greenhouse gas emissions. Taking this into account, several international and European policies on climate change are now acknowledging the importance of soils, which means that proper, comparable and reliable information is needed to report on carbon stocks and GHGs emissions from soil. It also implies a need for consensus on the adoption and verification of mitigation options that soil can provide. Where consensus is a key aspect, formal standards and guidelines come into play. This paper describes the existing ISO soil quality standards that can be used in this context, and calls for new ones to be developed through (international) collaboration. Available standards cover the relevant basic soil parameters including carbon and nitrogen content but do not yet consider the dynamics of those elements. Such methods have to be developed together with guidelines consistent with the scale to be investigated and the specific use of the collected data. We argue that this standardization strategy will improve the reliability of the reporting procedures and results of the different climate models that rely on soil quality data.

Climate-smart cropping systems should be designed with three objectives: reducing greenhouse gas (GHG) emissions, adapting to changing and fluctuating climate and environment, and securing food production sustainably. Agriculture can improve the net GHG emissions balance via three levers: less N2O, CH4 and CO2 emissions, more carbon storage, and green energy production (agrifuels, biogas). Reducing the application of mineral N fertilizer is the main option for reducing N2O emissions either directly or by increasing the proportion of legumes in the rotation. The most promising options for mitigating CH4 emissions in paddy fields are based on mid-season drainage or intermittent irrigation. The second option is storing more carbon in soil and biomass by promoting no-tillage (less fuel, crop residues), sowing cover crops, introducing or maintaining grasslands and promoting agroforestry. Breeding for varieties better adapted to thermal shocks and drought is mainly suggested as long-term adaptation to climate change. Short-term strategies have been identified from current practices to take advantage of more favorable growing conditions or to offset negative impacts: shifting sowing dates, changing species, cultivars and crop rotations, modifying soil management and fertilization, introducing or expanding irrigation. Some crops could also move to more suitable locations. Model-based tools and site-specific technologies should be developed to optimize, support and secure farmer's decisions in a context of uncertainty and hazards. Most of the adaptation and mitigation options are going in the same way but tradeoffs will have to be addressed (e. g. increasing the part of legumes will be possible only with significant breeding efforts). This will be a challenge for designing cropping systems in a multifunctional perspective., Des systèmes de culture climato-intelligents doivent combiner (i) réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), (ii) adaptation au changement et à la variabilité climatique et (iii) sécurisation de la production alimentaire. L’agriculture peut améliorer le bilan des émissions de GES via trois leviers : (i) moins d’émissions de N2O, CH4 et CO2, (ii) plus de stockage du carbone, (iii) de la production d’énergie verte (biocarburants, biogaz). Réduire l’application d’engrais minéral ou augmenter la proportion de légumineuses dans la rotation permet de réduire les émissions de N2O. La réduction des émissions de CH4 en riziculture inondée impose de revoir la gestion de l’eau (drainage, irrigation). Stocker plus de carbone dans le sol et la biomasse passe par la culture sans labour (moins d’énergie, paillage avec les résidus de récolte), l’utilisation de plantes de couverture, l’introduction ou le maintien de prairies et la pratique de l’agroforesterie. La sélection de variétés mieux adaptées aux chocs thermiques et à la sécheresse est la principale adaptation à long terme au changement climatique. Des stratégies à court terme ont été identifiées à partir des pratiques actuelles, tirant profit de conditions de croissance plus favorables ou compensant les impacts négatifs par le décalage des dates de semis, l’introduction de nouvelles espèces et cultivars, la diversification des rotations, de nouvelles pratiques de gestion du sol et de la fertilisation, l’introduction ou l’expansion de l’irrigation. Certaines cultures pourraient également migrer vers des zones de culture plus appropriées. Des outils basés sur les modèles et l’agriculture de précision devraient être développés afin d’aider les agriculteurs face à un contexte plus incertain et plus risqué. La plupart des options d’adaptation et d’atténuation sont compatibles, mais des arbitrages devront être faits : ainsi augmenter la part des légumineuses ne sera possible que si des efforts de sélection importants sont conduits.

Le changement climatique est universel, il concerne tout le monde y compris les acteurs du transport aérien. De nombreux outils ont été mis en place en vue de réduire les émissions de CO2. Quels sont les outils les plus efficaces pour les acteurs du transport aérien, et plus précisément pour l’acteur aéroportuaire ? Nous développons ici une méthodologie pour analyser et démontrer que plus l’outil est flexible, plus il est efficace car il s’adapte aux circonstances locales et aux caractéristiques de l’acteur.

Etude du degré d'attention de 3 quotidiens de Suisse, Le Temps, La Tribune de Genève et Le Courrier au changement climatique, au réchauffement climatique et aux gaz à effet de serre durant la période janvier 2006-décembre 2015. Analyse quantitative des variations d'attention au problème social récurrent avec des périodes de forte attention et de déclin. Regain d'attention surtout durant les conférences de la Convention-cadre des Nations-Unies sur le changement climatique et les réunions internationales de groupes de pays. Analyse qualitative de contenu par ordinateur des thèmes dominants, mots-clés, sources, pays mentionnés, points d'ancrage et cadres médiatiques thématiques ou rhétoriques. L'explication de la causalité et du rôle humain dans les changements climatiques occupe une importance moindre par rapport aux conséquences, enjeux géostratégiques et solutions proposées.

Climate-smart approaches have gained momentum in tropical, agricultural development. However, to date, few studies have examined whole-farm greenhouse gas (GHG) balances in smallholder crop-livestock systems. This study aimed to quantify GHG balances at farm-scale, identify GHG hotspots and assess mitigation options in coffee-dairy farms undergoing agricultural intensification in Central Kenya. In recent decades, decreasing farm size has forced the shift from extensive practices to zero-grazing systems and higher nitrogen (N) inputs. We hypothesised that different farm strategies and intensification levels determine the farm’s GHG balance. A farm typology was constructed through principal component analysis (PCA) and hierarchical clustering from 125 farms surveyed. Four farm types were identified ranging relatively from small to large farms, low to high livestock intensities, and low to high N input rates. Whole-farm GHG balances were estimated using an adapted version of the Cool Farm Tool (CFT). Farms were found to be net sources of GHG, averaging from 4.5 t CO 2 eq ha −1 yr −1 in less intensive farms to 12.5 t CO 2 eq ha −1 yr −1 in high intensive farms. Within the farm GHG hotspots identified, methane (CH 4 ) from enteric fermentation processes accounted for 26–39% of total farm GHG emissions; nitrous oxide (N 2 O) and CH 4 from manure management systems (MMS) for 26–38%; soil background and fertilizer induced N 2 O emissions for 24–29%; off-farm production of feeds and agrochemicals for 10–22%; and crop residue management (CRM) for the remaining 1–3%. Within the mitigation practices assessed, zero-grazing stalls already lowered the livestock maintenance energy requirements, reducing enteric fermentation emissions. Stall-feeding, however, brings the necessity-opportunity to manage the manure and our results showed that MMS can be a determining factor in the GHG balance. Increasing the frequency of manure collection from stalls in favour of solid storage systems can reduce N 2 O emissions by up to 75%. Furthermore, dry manure storage reduced the CH 4 emissions of liquid slurry systems by more than 70%. Further benefits in terms of carbon (C) sequestration were identified along farm types from manure and crop residues applications in soils (with averages of −1.3 to −2.3 t CO 2 eq ha −1 yr −1 ) and biomass growth in agroforestry systems (−1.2 to −2 t CO 2 eq ha −1 yr −1 ). Together, soils and woody biomass offset 25–36% of farm emissions. We conclude that reduced farm size and increased livestock density lead to higher emissions per unit area, though this increase is smoothed by larger negative fluxes in soils (by higher C inputs) and woody biomass (by higher tree densities) until a steady state is reached. Average yield-scaled emissions, or product carbon footprints (CFs), resulted in 1.08 kg CO 2 eq kg coffee berry −1 , 0.64 kg CO 2 eq kg maize −1 and 1.05 kg CO 2 eq kg milk −1 on average. CFs did not always differ between farm types and intensification levels, meaning that increases in productivity were not higher than increases in GHG fluxes from intensification. This may be due to: 1) increases in productivity are the result of more processes other than N inputs; and/or 2) emissions from N inputs are overestimated by EFs and GHG calculators. Smallholders may benefit in the near future from climate initiatives and further field characterisation, models calibration and monitoring are required to overcome critical levels of uncertainty and provide more accurate estimations of GHG balances at farm-scale.

L'agriculture, l'activité humaine probablement la plus dépendante du climat, est à la fois victime et responsable du changement climatique mais elle peut aussi être une solution à la crise du changement climatique. C'est dans les pays en développement, particulièrement vulnérables, que les effets du changement climatique seront les plus violents. L'agriculture émet des gaz à effet de serre, mais il est possible de diminuer ces émissions par des pratiques agro écologiques favorisant l'augmentation de la matière organique du sol. Il est également possible, grâce à ces pratiques, d'augmenter la capture de carbone atmosphérique en fixant du carbone dans le sol et ainsi contribuer à l'atténuation du changement climatique, tout en améliorant les propriétés du sol, ce qui permet simultanément d'améliorer l'adaptation de l'agriculture au changement climatique. Une augmentation de la teneur en carbone de tous les sols du monde de 4 ‰ par an permettrait de compenser toutes les émissions de gaz à effet de serre d'origine anthropique. L'initiative internationale d'origine française " 4 ‰, Les Sols pour la Sécurité Alimentaire et le Climat " se donne pour objectif de mettre en oeuvre des projets permettant de montrer qu'il est possible d'augmenter la teneur en carbone du sol dans ces proportions et de répondre aux questions de recherche que cela pose, notamment en matière de mesure du taux de carbone dans le sol, de pratiques agronomiques pertinentes, du contexte socio-économique favorable à cette démarche et enfin du suivi dans le temps des changements induits.

A paraître; We study how the adaptation strategy (private good), in addition to mitigation (public good), affects the outcomes of negotiations to reduce greenhouse gas (GHG) emissions in a climate agreement. We show that adaptation can induce a strategic complementarity between the levels of mitigation of the different countries instead of the usual strategic substitutability that characterizes the free-riding behavior. We analyze the conditions under which this can contribute to the success of an international environmental agreement to reduce GHG emissions.; Dans ce travail, les auteurs se demandent si l'adaptation au changement climatique (bien privé), comme stratégie additionnelle à l'atténuation (bien public), est un frein ou contribue à la formation de coalitions de pays signataires d'un accord de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES). Ils montrent que l'adaptation peut induire une complémentarité stratégique entre les niveaux de dépollution des différents pays au lieu de l'habituelle substituabilité stratégique qui caractérise le comportement de passager clandestin. Ils analysent les conditions sous lesquelles cela peut contribuer au succès d'un accord environnemental de réduction des émissions de GES.