Le CO2 ne serait pas aussi fertilisant que prévu pour les cultures

[david3]

Le CO2 ne serait pas aussi fertilisant que prévu pour les cultures

Réchauffement - Quand un puits de carbone se transforme en source ? [édité le 4-11-2006 ]

Projections à la baisse pour l'effet fertilisant de concentration élevée de CO2 sur la croissance des plantes

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/39670.htm

(Ambassade de France aux USA)

La plupart des projections montraient que même si le réchauffement climatique, et les sécheresses qui l'accompagnent, diminuaient le rendement des cultures d'ici 2050, l'effet de la fertilisation directe par une concentration croissante de CO2 devait compenser ces pertes. Cependant, ces estimations venaient d'expériences menées dans des serres où le milieu est relativement contrôlé. Depuis une dizaine d'années, un nouveau programme international mené par le " Carbon Dioxide Information Analysis Center " utilise une nouvelle technologie de concentration de CO2 enrichie à l'air libre (" Free Air Concentration Enrichment ", FACE), qui permet de tester à l'air libre l'effet de fortes concentrations de CO2 sur des parcelles. Cette technologie, présente sur tous les continents, repose sur un système complexe de vaporisateurs de CO2 qui, en tenant compte du vent, assurent une concentration fixe de CO2 au dessus des parcelles expérimentales.

Le centre de recherche de l'USDA, basé dans l'Université de l'Illinois à Urbana Champaign, vient de montrer que le gain de croissance dû à l'effet CO2 est en réalité 50% moins élevé que les estimations antérieures

.

Pourcentage de croissance gagné sous l'effet de concentration élevée de CO2 :

Source Riz Blé Soja Maïs

Anciennes études 15% 26% 25% 23%

Résultats FACE 12% 13% 14% 0%

Cette découverte remet donc sérieusement en question les projections établies par des organisations comme l'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) sur les effets du réchauffement climatique.

Les projections du GIEC ne sont déjà pas réjouissantes...

Réchauffement climatique : les deux siècles à venir seront préoccupants

http://www.futura-sciences.com/news-rechau...upants_9545.php

[charles.muller]

Mêmes débats que sur FS.

FACE a déjà montré que les arbres bénéficient plus que les végétaux de culture de l'augmentation de CO2 : voir méta-analyse d'Ainsworth 2005 (plus complète que celle-là de Long et Ainsworth 2006) dont on a parlé récemment sur IC. C'est le plus important : les végétaux de culture ont pour leur part un bilan carbone à peu près nul, puisqu'ils sont consommés et réémis (par ailleurs, les sols de culture ne sont pas des puits aussi efficaces que les sols non cultivés).

Mais si l'on se penche sur cette question précise, il y a au moins deux problèmes méthodologiques avec FACE :

- FACE n'enrichit pas en CO2 la nuit (pour des raisons de coût notamment) en supposant que c'est sans effet sur la photosynthèse, alors que des travaux ont montré que ce n'est pas le cas. Certaines cultures enrichies en CO2 de jour comme de nuit montrent par exemple un gain de 50% par rapport à celles qui ne sont enrichies que de jour (Bunce 2005) ;

- FACE essaie de maintenir à taux constant le CO2, mais celui-ci connaît des fluctuations assez importantes en raison des coups de vent et autres événements impossibles à éviter. Holtum 2003 a montré que de simples variations autour de la moyenne de 600 ppm CO2 réduisent d'un tiers la photosynthèse par rapport à un environnement constant à 600 ppm CO2.

Bref, sujet compliqué, grosse littérature. On choisit une information parmi bien d'autres, comme toujours.

[Torrent]

L'absorption de CO2 ne dure que lors de la croissance de la plante, une fois arrivée à l'age adulte le bilan CO2 est nul, et le CO2 qui a servi à constituer le squelette de carbone de la plante est restitué lors de sa décomposition ou de sa combustion.

La solution est fausse au niveau bilan stockage, seule la transformation en calcaire assure une fossilisation qui demandera plus d'energie qu'elle n'en restituera si on veut séparer le carbone du calcium.

C'est donc l'Ocean qui est le veritable puits de carbone, surement pas les forêts ou les plantes.

[charles.muller]

L'absorption de CO2 ne dure que lors de la croissance de la plante, une fois arrivée à l'age adulte le bilan CO2 est nul, et le CO2 qui a servi à constituer le squelette de carbone de la plante est restitué lors de sa décomposition ou de sa combustion.

Raison pour laquelle je précisais que les meilleurs résultats FACE concernent les arbres, dont la phase de croissance est longue. Par ailleurs, n'omets pas le carbone stocké dans les sols lors des cycles végétaux (sans lui, il n'y aurait pas de charbon, ni de pétrole... ni sans doute de discussions ici).

La solution est fausse au niveau bilan stockage, seule la transformation en calcaire assure une fossilisation qui demandera plus d'energie qu'elle n'en restituera si on veut séparer le carbone du calcium.

Je ne parle pas de "solutions", juste de données expérimentales (apparemment, une sous-estimation de 30 à 50% d'un phénomène est un détail inintéressant pour certains).

En terme de flux net entrant / sortant, je n'ai pas en tête la différence exacte entre les océans et la végétation, mais je doute bcp que la végétation soit négligeable. Et dans le cas des océans, il ne faut pas oublier le rôle la "pompe biologique".

[lc30]

Sur le plan de la fixation du CO2 par les plantes, il faut dire que le rendement est maximal pour les cultures céréalières (blé, maïs, orge) et lorsque je vois la mise en jachère de certaines terres par des technocrates sans âme ni conscience alors que l'on crève de faim dans certains pays je hurle ! /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20"> ( avec les exmples extrêmes du Darfour, de la Somalie, etc....)

Lorsque je vois aussi que l'on ne fait aucun effort pour favoriser l'éducation ( d'abord agricole) de pays qui pourraient arriver à une certaine autonomie alimentaire, je hurle aussi. /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">

Lorsque je vois abusivement ( car certaines espèces ne peuvent être utilisées autrement) faire du chauffage au bois plustôt que d'utiliser intelligemment cette matière première, je hurle aussi ! /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Il y a des électrons d'origines diverses fort mal utilisés.

--

lc30

/emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20"> qui enseigne les risques en GE mais fait aussi de l'alphabétisation toutes les semaines

[Altitude600]

Un article intéressant concernant la croissance accrue des arbres depuis un demi-siècle... Effet du Co2 ou de la fertilisation ?

croissance des arbres

[david3]

Pourvu que la tendance soit démontrée au niveau mondial, à toutes les latitudes, pour toutes les essences et sur tous types de sols. Et cela sera-t-il suffisant pour inverser la tendance actuelle au niveau de la concentration atmosphérique en CO2 ? (voir document ci-dessous)

Et qu'en est-il du déséquilibre écologique que cela induit (compétition interspécifique etc.) ?

Les espèces adaptées à des climats plus chauds (Le pin Laricio et le pin d'Alep dont il question dans l'étude que tu rapportes sont des espèces méditerranéennes) ne risquent-elles pas d'écraser les autres espèces qui supportent moins des températures plus élevées ?

D'autre études sur le sujet :

- Le réchauffement climatique peut accroître le risque de maladies des arbres. Exemples de l’encre et de l’oïdium du chêne

INRA

- La forêt boréale, qui prédomine au Canada, est principalement composée de conifères : pin, épinette, mélèze et sapin. Elle occupe près de 80 p. 100 de l’ensemble des terres forestières du pays et constitue la base d’une grande partie de l’industrie forestière canadienne. Les essences de la zone boréale, établies il y a quelque 10 000 ans après le retrait des derniers glaciers, se sont adaptées à un climat caractérisé par un hiver long et très froid. Un changement climatique pourrait par conséquent avoir de profondes répercussions sur la croissance et la reproduction des conifères et modifier considérablement la composition des forêts de cette zone - http://dsp-psd.communication.gc.ca/Collect.../BP/bp254-f.htm ...> Impact sur la biodiversité

Et en zone aride ou semi-aride, il n'est pas certain que le réchauffement ait des conséquences positives sur la croissance végétale...

Merci pour l'info Altitude600.

[holon]

C'est donc l'Ocean qui est le veritable puits de carbone, surement pas les forêts ou les plantes.

Et pourtant, parmi les 4 GTeC absorbées par la Terre, on en attribue 2 à l'océan et 2 à la végétation terrestre, même si ce ratio est sujet à caution. Je pense que la vitesse de croissance des plantes n'agit qu'à la marge sur le stockage de C des écosystèmes. En effet, dans un écosystème mature et stable, le bilan de stockage est faible (uniquement sédimentation et "fossilisation"). Au mieux cela permettra de disposer d'une puissance légèrement accrue de la biomasse exploitée.

La diminution de la "pompe" océanique et surtout la transformation des écosystèmes, parmi les conséquences du RC, agiront beaucoup plus sur le flux de carbone Terre-atmosphère, et souvent pas dans le bon sens.

[charles.muller]

Et pourtant, parmi les 4 GTeC absorbées par la Terre, on en attribue 2 à l'océan et 2 à la végétation terrestre, même si ce ratio est sujet à caution.

Je pense que la vitesse de croissance des plantes n'agit qu'à la marge sur le stockage de C des écosystèmes. En effet, dans un écosystème mature et stable, le bilan de stockage est faible (uniquement sédimentation et "fossilisation"). Au mieux cela permettra de disposer d'une puissance légèrement accrue de la biomasse exploitée.

La diminution de la "pompe" océanique et surtout la transformation des écosystèmes, parmi les conséquences du RC, agiront beaucoup plus sur le flux de carbone Terre-atmosphère, et souvent pas dans le bon sens.

Qu'entends-tu au juste par un "écosystème mature et stable" ? Et une fois défini, comment projettes-tu cette "stabilité" sur le XXIe siècle (aussi bien les écosystèmes terrestres que marins, en l'occurrence la zone eutrophique d'intérêt pour le bilan carbone) ?

[charles.muller]

David, tu ne m'as pas répondu :

Penses-tu que ton sous-titre "Quand un puits de carbone se transforme en source" est exact ?

Le résultat que tu reproduis en ouverture du papier est le suivant :

Source Riz Blé Soja Maïs

Anciennes études 15% 26% 25% 23%

Résultats FACE 12% 13% 14% 0%

Donc, malgré les critiques que l'on peut faire à ce résultat (voir plus haut), les cultures ne deviennent pas spécialement des "sources", comme tu l'écris. A part pour le maïs, il y a toujours des gains de productivité

Est-ce que tu reconnais ton erreur lourde et grossière ?

As-tu honte et penses-tu t'excuser auprès des auteurs ?

Et que penses-tu sur le fond des deux objections référencées que je t'ai signalé (Bunce 2005, Hotum 2003) ?

[charles.muller]

La diminution de la "pompe" océanique et surtout la transformation des écosystèmes, parmi les conséquences du RC, agiront beaucoup plus sur le flux de carbone Terre-atmosphère, et souvent pas dans le bon sens.

Sur la "pompe océanique", des données ou des précisions pour ta suggestion : "pas dans le bon sens" ? Penses-tu aux écosystèmes marins ? Les T sont en hausse, le CO2 aussi, et cela depuis deux siècles, tu dois avoir de premiers indices ?

Merci d'avance.

PS : je t'ai posé une autre question, sur les concepts de stabilité et de maturité d'un écosystème. Merci aussi de nous expliquer, tout cela est vraiment très intéressant.

[Invité]

David, tu ne m'as pas répondu :

Penses-tu que ton sous-titre "Quand un puits de carbone se transforme en source" est exact ?

Le résultat que tu reproduis en ouverture du papier est le suivant :

Source Riz Blé Soja Maïs

Anciennes études 15% 26% 25% 23%

Résultats FACE 12% 13% 14% 0%

Donc, malgré les critiques que l'on peut faire à ce résultat (voir plus haut), les cultures ne deviennent pas spécialement des "sources", comme tu l'écris. A part pour le maïs, il y a toujours des gains de productivité

Est-ce que tu reconnais ton erreur lourde et grossière ?

As-tu honte et penses-tu t'excuser auprès des auteurs ?

Et que penses-tu sur le fond des deux objections référencées que je t'ai signalé (Bunce 2005, Hotum 2003) ?

Sinon, je me demande parfois si tu as des intérêts personnels dans la cause que tu défends avec autant d'ardeur.

Il est évident dans l'esprit de tout le monde qu'une culture ne peut, par définition, être une source.

Même avec bp d'imagination.

Ce que voulait dire David, et je crois que tout le monde avait compris, c'est que le CO2 était bien moins fertilisant, d'après cette étude, qu'il ne l'était pour d'autres.

C'est bien sûr vrai dans une certaine mesure mais, pour le moment, personne ne sait réellement ce que cela peut donner pour le futur.

Il est tout à fait envisageable que la végétation se transforme en source de carbone dans certains coins alors que dans d'autres on peut voir le contraire.

Des scenarii existent déjà qui analysent les effets régionaux sur la végétation en fonction des différentes projections de température et de précipitations.

Je n'en ai pas sous le main mais comme le pb est intéressant je vais rechercher.

[Invité]

Je n'en ai pas sous le main mais comme le pb est intéressant je vais rechercher.

On lira ce lien du CNRS

à ce sujet.

Selon cette étude il y aurait légère rétroaction positive de la biosphère à partir de 2040-2050.

Autrement dit on aurait une moindre absorption relative du CO2 à partir de 2050.

[charles.muller]

Merci du lien, c'est intéresant. Il y a deux points que je saisis mal

Souhaitant nous concentrer sur l'étude du couplage entre le climat et le cycle du carbone, le CO2 est le seul gaz à effet de serre considéré, et, pour la même raison, les effets climatiques des aérosols ne sont pas pris en compte.

Le cycle des aérosols est ignoré alors qu'il semble quand même assez important. Je ne parle pas seulement des aérosols industriels humains et de leur effet refroidissant. Par exemple, la modélisation de la production de DMS (et de son précurseur DMSP) dans les premières couches océaniques est fondamental pour comprendre comment vont évoluer les productions d'aérosols naturels au-dessus des océans, avec leur double conséquence (sur l'albedo et la nébulosité). C'est d'ailleurs un domaine qui connaît pas mal de développements (voir le dernier Science par exemple).

Dans les régions tropicales, l'effet climatique dû à l'accroissement de CO2 peut réduire très fortement les puits biosphériques et annuler, voire dépasser, l'effet de fertilisation des plantes dû à l'augmentation du CO2 atmosphérique. Ceci explique pourquoi, dans la simulation scénario couplée Climat-Carbone, le puits biosphérique soit augmente peu, soit diminue dans certaines régions d'Afrique et d'Amérique équatoriale (Figure 2, pages couleur) Cela explique également la saturation du puits biosphérique à partir des années 2040-2050 : l'effet climatique néfaste aux écosystèmes tropicaux est tellement large qu'il compense globalement l'augmentation du puits liée à l'augmentation du CO2 atmosphérique.

Là-dessus, les auteurs constatent mais n'expliquent pas les mécanismes menant à cette rétroaction positive de la zone tropicale à partir de 2050. J'imagine que ce sont les variations de précipitation qui sont à l'origine de cette chute du puits tropical. Quand on regarde IPCC 2007 (chapitre des projections régionales), on voit cependant que les comparaisons intermodèles restent assez décevantes pour l'Amazonie, avec notamment une tendance systématique à sous-estimer les précipitations par rapport aux observations. On parle de "biais négatif systématique" des modèles vers des conditions plus sèches. Le sujet reste donc pour le moins spéculatif aujourd'hui.

[charles.muller]

Pour mémoire, ce post était fondé sur la publication de Long et al. (Science 2006) affirmant que les plantes soumis à l'enrichissement artificiel de CO2 dans la cadre de programme FACE ont un rendement nettement moindre que prévu.

Dix spécialistes s'apprêtent à publier dans le European Journal of Agronomy une sévère critique de ce travail (erreurs techniques et statistiques, etc. voir abstract ci-dessous). Il est assez étonnant que cela n'ait pas donné lieu à un comment direct dans Science. Les auteurs montrent également que les résultats de FACE sont cohérents avec d'autres expérimentations du même type (et concluent bien à une hausse de productivité).

Bref, le débat est loin d'être clos. Il faut espérer que ce correctif aura autant de publicité que l'article initial qu'il corrige, histoire que le grand public mesure combien la recherche est affaire de progrès lents et de résultats provisoires.

http://pubs.giss.nasa.gov/abstracts/inpres...iello_etal.html

(L'article complet n'est pas encore dispo. sur la base Giss)

Tubiello, F.N., J.S. Amthor, K.J. Boote, M. Donatelli, W. Easterling, G. Fischer, R.M. Gifford, M. Howden, J. Reilly, and C. Rosenzeig 2006. Crop response to elevated CO2 and world food supply: A comment on "Food for Thought..." by Long et al., Science 312:1918-1921, 2006. Euro. J. Agron., doi:10.1016/j.eja.2006.10.002, in press.

Recent conclusions that new free-air carbon dioxide enrichment (FACE) data show a much lower crop yield response to elevated CO2 than thought previously — casting serious doubts on estimates of world food supply in the 21st century — are found to be incorrect, being based in part on technical inconsistencies and lacking statistical significance. First, we show that the magnitude of crop response to elevated CO2 is rather similar across FACE and non-FACE data-sets, as already indicated by several previous comprehensive experimental and modeling analyses, with some differences related to which "ambient" CO2 concentration is used for comparisons. Second, we find that results from most crop model simulations are consistent with the values from FACE experiments. Third, we argue that lower crop responses to elevated CO2 of the magnitudes in question would not significantly alter projections of world food supply. We conclude by highlighting the importance of a better understanding of crop response to elevated CO2 under a variety of experimental and modeling settings, and suggest steps necessary to avoid confusion in future meta-analyses and comparisons of experimental and model data.