Le projet en deux mots
Le projet RECAPS a évalué les effets croisés sur la pollution atmosphérique du changement climatique et des pratiques agricoles favorables au stockage de carbone dans les sols. Dans un premier temps, il a dressé la synthèse des émissions de trois principaux composés d’origine agricole (ammoniac (NH3), composés organiques volatils biogéniques (COVB), et protoxyde d’azote (N2O)). Puis, dans un deuxième temps, il a modélisé l’impact du changement climatique sur les émissions atmosphériques et la qualité de l’air en Europe, en lien avec les pratiques agricoles : fertilisation organique, gestion des résidus de culture et des couverts végétaux. L’objectif était de modéliser les interactions entre pratiques favorisant le stockage du carbone dans les sols et qualité de l’air en France, en tenant compte du changement climatique.
Contexte
À l’échelle mondiale, l’agriculture est responsable de 10 à 12 % des émissions de gaz à effet de serre. Les terres arables jouent également un rôle central dans la pollution atmosphérique : elles sont responsables, à l’échelle mondiale, de 90% des émissions d’ammoniac (NH3) et génèrent également des oxydes d’azote, des composés organiques volatils et des particules fines.
Le déploiement de pratiques agricoles visant à augmenter le stockage du carbone dans le sol (épandage de produits résiduaires organiques (PRO), modalités de traitement de résidus de cultures, implantation de cultures de couverture, etc.) va-t-il entrainer une augmentation de rejets de gaz dans l’atmosphère ? Comment s’assurer que de telles pratiques agricoles alternatives n’aient pas de conséquences environnementales néfastes pour la qualité de l’air ?
Objectifs
Le projet RECAPS a amélioré la modélisation des impacts des pratiques agricoles sur les émissions vers l’atmosphère de composés réactifs. Il a aussi quantifié les effets du changement climatique et des pratiques agricoles destinées à favoriser le stockage du carbone dans le sol sur la qualité de l’air.
Inversement, l’impact de la pollution atmosphérique à l’ozone (O3) sur les agroécosystèmes et le stockage de carbone a également été étudié et fait l’objet d’une thèse actuellement en cours. L’objectif était de repérer les synergies et les antagonismes afin d’identifier les pratiques agricoles à la fois favorables à la séquestration de carbone et à la qualité de l’air, dans une approche “système” de couplage
Synthèse des résultats
La synthèse des résultats d’observation collectés dans le projet RECAPS révèle une large variabilité interannuelle et spatiale des émissions de NH3, N2O et COVB liée à la grande diversité des pratiques agricoles étudiées (fertilisation organique, gestion des résidus de culture et des couverts végétaux) et à la nature des produits résiduaires organiques épandus (PRO). Cette variabilité rend difficile la généralisation des facteurs d’émission.
La modélisation a mis en évidence une augmentation des émissions d’ammoniac et d’oxydes d’azote liées à l’utilisation d’engrais, du fait de l’élévation des températures. Une forte diminution des concentrations d’ aérosols inorganiques secondaires (comme le nitrate d’ammonium formé par réactions chimiques entre l’ammoniac d’origine agricole et l’acide nitrique issu du trafic routier) a cependant été observée.
Les résultats obtenus concernant l’impact des scénarios climatiques, et plus précisément les changements des régimes de pluies et l’augmentation des températures, montrent que les émissions de polluants vont augmenter, tandis que l’impact sur les concentrations en polluants, notamment en PM2.5, n’est pas avéré.
Concernant l’impact de l’ozone sur le stockage de carbone dans les sols, les résultats d’une recherche bibliographique systémique nous ont permis de synthétiser les différents mécanismes par lesquels l’ozone troposphérique agirait sur le stockage du carbone dans les sols à savoir :
- la diminution de la quantité et de la qualité de la litière,
- l’ozonation de la matière organique labile du sol,
- les changements dans les communautés microbiennes du sol,
- la diminution de l’exsudation racinaire.
Nous constatons cependant que les changements de stock de carbone sont contrôlés par de nombreux facteurs supplémentaires et ceux-ci peuvent être corrélés avec les dépôts d’O3 tels que : les concentrations de CO2 atmosphériques, l’occupation du sol et son changement, la gestion de l’utilisation des terres (y compris l’épandage d’engrais et de fumier), le climat (différences régionales, variabilité climatique, …), les dépôts d’azote, etc. Une approche de modélisation mécaniste serait donc nécessaire afin de compléter l’analyse bibliographique.
La synthèse des résultats d’observations collectés dans le projet RECAPS révèle une large variabilité interannuelle et spatiale des émissions de NH3, N2O et COV liées à la nature des produits résiduaires organiques (PRO) et aux diverses pratiques agricoles. Cette variabilité rend difficile la généralisation des facteurs d’émissions.
Coordinateurs
- Raia SILVIA MASSAD et Pauline BUYSSE, INRAE
Partenaires
- INRAE
- INERIS
