Thèmes et projets de recherche
Les écosystèmes tropicaux plantés fournissent des produits (bois, café, huile, caoutchouc, ...) dont la demande est croissante. Pour la satisfaire, l'augmentation de la productivité de ces écosystèmes sur le long terme est une priorité, mais les attentes de la communauté internationale au regard du développement durable impliquent que les pratiques culturales n'aient pas d'impacts dommageables sur l'environnement. L'hypothèse générale de travail de l’unité est que cette double exigence peut être satisfaite grâce au pilotage biologique qui repose sur l'utilisation explicite des processus de fonctionnement de l'écosystème et un recours à minima aux intrants.
Enjeux des recherches
- Satisfaire la demande des populations locales et des marchés.
L'expansion des surfaces des plantations gérées, dans un contexte où les réserves foncières ont diminué, est source de conflit pour l'usage des terres. L'augmentation durable de la productivité de ces plantations doit permettre de satisfaire les besoins des populations locales et des marchés et limiter les prélèvements dans les formations naturelles.
- Permettre un développement
durable.
La nécessité d’un développement durable implique que l’augmentation de la production des écosystèmes de plantation tropicaux ne se fasse pas aux dépens de l’environnement. La fertilité des sols doit ainsi être maintenue au cours du temps et les éventuelles carences nutritives corrigées. Il faut également pouvoir quantifier l’impact de la gestion de ces écosystèmes sur la séquestration/émission de gaz à effet de serre et prévoir l’effet des changements climatiques sur leur fonctionnement.
- Comprendre et utiliser les processus de fonctionnement de l’écosystème
. L’obtention d’une production soutenue et durable passe par l’utilisation explicite des processus de fonctionnement. Un premier enjeu est de comprendre les lois qui assurent la pérennité de l’écosystème et de ses fonctionnalités. Un autre est de comparer les processus de fonctionnement en milieu tropical et tempéré, pour faire la part de ce qui est générique des écosystèmes pérennes, de ce qui est spécifique aux systèmes tropicaux.
Plantations et écosystèmes étudiés
- Les Hévéas en Thaïlande
: Etude des déterminants de la production de latex et de l'allocation des assimilats carbonés au niveau du tronc ; établissement de bilans de carbone au niveau de l’écosystème.
- Les Palmiers à huile en Indonésie
: Etude des déterminants de la phénologie et de l’allocation des assimilats dans la plante.
- Les Eucalyptus au Brésil et au Congo
: Etude des cycles biogéochimiques, spatialisation des bilans minéraux ; modélisation écophysiologique, spatialisation des bilans de carbone au niveau de l’écosystème.
- Les Systèmes agroforestiers à base de caféiers
: Etude des cycles biogéochimiques, spatialisation des bilans minéraux ; modélisation écophysiologique, établissement de bilans de carbone au niveau de la plante et de l’écosystème.
- Les Systèmes agroforestiers à base de gommiers en Afrique sèche
: Etude de la fertilité biologique des sols et mise au point d'indicateurs agro-environnementaux.
Objectifs des recherches
- L'étude des principaux processus du fonctionnement hydrique (évapotranspiration, transferts hydriques dans les sols...), carboné (photosynthèse, allocation des assimilas dans la plante, dynamique de la matière organique du sol, respiration autotrophe et hétorotrophe,...) et minéral (apports au sol par les litières, prélèvements racinaires, transferts internes dans la plante, libération des nutriments par minéralisation de la matière organique du sol, altération des minéraux du sol, fixation symbiotique de N2,...).
- L'étude des interactions entre ces processus.
- Le développement de modèles de fonctionnement. Ces modèles permettent de synthétiser les données obtenues, de comprendre et quantifier les effets respectifs du climat, des pratiques culturales et de la génétique et de leur interaction sur les processus de fonctionnement des écosystèmes.
Focus sur quelques projets
Résultats attendus
Les recherches vont conduire à trois types de résultats :
- La quantification et la modélisation de la production : bois, fruits, latex, gomme, dans le temps et dans l'espace, en fonction des pratiques culturales.
- La quantification et la modélisation des impacts environnementaux de la gestion de ces écosystèmes, avec un accent particulier sur l'évolution de la fertilité des sols (stocks d'éléments minéraux bio-disponibles, dynamique de la matière organique), la quantité et la qualité des ressources hydriques (impact sur le débit des rivières et la recharge des nappes phréatiques, pertes d'éléments minéraux par drainage profond et risques de pollution, impact de la volatilisation de NH3 sur la composition chimique des précipitations), la séquestration du CO2 atmosphérique dans la biomasse des peuplements et le sol et l'émission d'autres gaz à effets de serre (CH4, N2O,...).
- La quantification et la modélisation des effets des changements micro et/ou macro-climatiques et de leur interaction sur la production. Par exemple, la réaction des arbres aux perturbations du régime hydrique, excès ou déficit (El Nino...).
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