Rapport annuel : Le Cirad en 2007

Les écosystèmes terrestres échangent en permanence de la matière (carbone, eau) et de l’énergie avec leur environnement. Ces flux sont influencés par le type de couvert et son microclimat et, en retour, ils influencent le climat global. La mesure et la modélisation de ces flux trouvent de multiples applications en agronomie, en écologie et en climatologie. Depuis plus de 10 ans et grâce à ses 250 sites, le réseau mondial Fluxnet permet d’enregistrer et de modéliser les flux — absorption de la lumière, photosynthèse, évapotranspiration — d’une grande variété de couverts terrestres et de réaliser des extrapolations dans l’espace ou dans le temps, par exemple pour évaluer les effets des scénarios climatiques. Après standardisation, les résultats sont partagés au sein de bases de données. Ils débouchent sur des méta-analyses, qui confèrent à l’ensemble du réseau une dimension planétaire, indispensable pour affronter les enjeux environnementaux actuels.

Le Cirad contribue activement au réseau Fluxnet dans le domaine des plantations pérennes tropicales (cocotier, eucalyptus, hévéa, caféier, palmier à huile) et de certains écosystèmes naturels associés (savane). Durant trois ans, en particulier, le Cirad a mesuré les flux de carbone, d’eau et d’énergie entre une parcelle de 25 hectares de cocotiers et l’atmosphère, dans les conditions de croissance quasi optimales du Vanuatu — climat tropical humide toute l’année, sol fertile. Les mesures ont été effectuées de façon continue à raison de dix fois par seconde, puis intégrées au pas de temps de la demi-heure. Ensuite toutes les variations des flux ont pu être étudiées, qu’elles soient instantanées, comme le passage d’un nuage, saisonnières, comme des périodes sèches ou pluvieuses, ou interannuelles.

Ces analyses de flux de carbone ont été comparées aux relevés effectués par des partenaires du Cirad dans les forêts tropicales humides. Les résultats sont surprenants : la productivité d’une plantation de cocotiers placée dans des conditions de croissance quasi optimales est proche de celle d’une forêt naturelle tropicale humide sempervirente. Ce concept de « productivité » regroupe trois grandes notions : la productivité primaire brute des plantes (photosynthèse du couvert), la productivité primaire nette (somme de la croissance annuelle visible et de la production de litière) et la productivité nette de l’écosystème (différence entre la rentrée de carbone dans l’écosystème par photosynthèse et sa perte par respiration), qui n’est autre que le bilan carbone de l’écosystème, terme clé de la séquestration du carbone. La plantation de cocotiers fixe de grandes quantités de carbone ― 39 tonnes par hectare et par an, une valeur proche de celle des forêts tropicales humides (35 tonnes). Elle se révèle aussi une excellente productrice de biomasse et de litière, de l’ordre de 16 tonnes de carbone par hectare et par an. Son bilan carbone est élevé : 7 tonnes de carbone fixé par hectare et par an déduction faite des récoltes de coprah, valeur supérieure mais comparable à la moyenne des forêts tropicales humides sempervirentes (4 tonnes).

Ces méta-analyses ont aussi précisé de quelle manière la productivité en carbone d’un écosystème, qu’il soit naturel ou artificiel, variait avec la surface foliaire des plantes en place, la durée de la période de croissance végétative, le climat et la fertilité du sol. Les forêts les plus productives sont les forêts tropicales humides sempervirentes, dont la situation est comparable à celle de la plantation de cocotiers étudiée.

Le secteur des plantations pérennes tropicales reste encore bien peu documenté, si l’on considère son importance économique et écologique : ces plantations offrent en effet des solutions de gestion multiples, depuis des modes industriels à hauts niveaux d’intrants jusqu’à des modes de gestion agroforestière ou d’agriculture biologique. C’est pourquoi, à l’avenir, il sera essentiel de décrire et de modéliser ces systèmes nouveaux, en incluant leur durabilité et leur plasticité face aux changements climatiques, puis de confronter ces informations à deux critères fondamentaux, le développement humain et le maintien de la biodiversité.

Contact

Olivier Roupsard, olivier.roupsard@cirad.fr ; Christophe Jourdan

Upr Fonctionnement et pilotage des écosystèmes de plantation

Partenaires

• Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive (Cefe, France)
• Institut national de la recherche agronomique (Inra, France)
• Région Languedoc-Roussillon (France)
• Université Henri Poincaré (France)
• Vanuatu Agricultural Research and Training Center (VARTC, Vanuatu)

En savoir plus

Luyssaert S. et al., 2007. The CO2-balance of boreal, temperate and tropical forests derived from a global database. Global Change Biology, 13 : 2509-2537.

Roupsard O. et al., 2006. Partitioning energy and evapo-transpiration above and below a tropical palm canopy. Agricultural and Forest Meteorology, 139 : 252-268.

Roupsard O. et al., 2008. Cross-validating Sun-shade and 3D models of light absorption by a tree-crop canopy. Agricultural and Forest Meteorology (sous presse) .

Roupsard O., Bonnefond J.M., Luyssaert S., 2007. Productivity of a tropical plantation of coconut tree (Cocos nucifera L.), compared with tropical evergreen humid forests. Asiaflux Newsletter, 23 : 4-9.