Un inventaire des émissions de gaz à effet de serre liées aux usages des terres

Le dernier numéro de la revue Nature présente un recensement des émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES), liées à l'usage des sols, entre 1961 et 2017. Si les émissions issues de combustibles fossiles sont déjà largement analysées, la compilation de celles liées à l'utilisation des terres, à leur changement d'usage et à l'exploitation de la forêt (rassemblés comme « usage des sols »), est inédite par son ampleur et la période considérée. Sur un pas de temps annuel, à partir des statistiques de la FAO, les émissions et le stockage de GES sont ainsi modélisés par pays, production, type de gaz et processus impliqué (ex. fermentation entérique, récolte de bois). Les émissions de GES sont attribuées aux pays producteurs, et non aux consommateurs des produits finaux puisque l'approche est centrée sur l'usage des sols. De même, dans la base de données constituée, les émissions liées aux cultures ne sont réallouées aux élevages, via l'alimentation animale, que dans un traitement complémentaire.

Il apparaît en particulier (figure ci-dessous), après 40 ans de relative stabilité, que les émissions nettes ont fortement augmenté à partir de 2001, en raison des changements d'usage de sols mis en culture pour la production de céréales et d'oléagineux.

Émissions et stockage mondial de GES liés à l'usage des sols, selon le processus impliqué (à gauche) et le groupe de produits (à droite)

 
Source : Nature

Lecture : pour les processus représentés à gauche, de bas en haut, abandon de terres agricoles, mise en culture de sols pour la production de céréales et d'oléagineux (Land Use Change to croplands, LUC_Crops), fermentation entérique, récolte de bois, conversions de terres en pâturage, rizières, tourbières, différentes formes de fertilisation.

Les émissions de GES sont décomposées en fonction de facteurs techniques et socio-économiques, faisant ressortir différents leviers d'amélioration selon les zones. Ainsi, en Afrique et en Asie centrale, l'amélioration des rendements, pour réduire les surfaces nécessaires aux productions, est prioritaire. Le principal levier d'action concerne néanmoins les pays où les émissions ont le plus progressé à cause du changement d'usage des terres, notamment en Amérique latine et en Asie du Sud. Le défrichement de forêts denses pour la production de soja, riz, maïs et huile de palme est en effet responsable de la forte augmentation des émissions.

Si l'approche par pays producteurs permet de bien identifier les problèmes majeurs, à ce stade, une approche complémentaire rapportant les émissions de GES aux consommateurs ferait ressortir d'autres leviers d'action, notamment pour les pays européens. Enfin, le bilan des GES rappelle les enjeux de stockage du carbone dans les sols agricoles : si, sur la période analysée, l'essentiel des « émissions négatives » est dû à l'abandon de terres agricoles, la prise en compte du potentiel de stockage de carbone dans des terres productives est primordiale (voir à ce sujet un autre billet).

Jean-Noël Depeyrot, Centre d'études et de prospective

Source : Nature

Mesurer plus précisément la déforestation par le biais des images satellitaires

Une équipe de chercheurs a récemment développé un modèle d'analyse des images satellitaires permettant d'identifier plus précisément les causes de la régression du couvert forestier. Ces travaux ont été publiés dans Science en septembre.

Il est aujourd'hui possible de visualiser les changements d'usage des sols et la « disparition » des forêts. Le site Global Forest Watch proposé par le World Resource Institute, permet de voir les variations du couvert forestier entre différentes périodes, avec une couverture géographique détaillée. En revanche, il était difficile jusqu'alors de déterminer les raisons de cette disparition par le seul examen des images. En combinant l'analyse spatiale avec des éléments statistiques (démographie, incendies de forêt, développement économique, etc.), il est désormais possible d'en connaître la typologie : déforestation pour l'agriculture ou l'urbanisation, incendie, exploitation forestière, défrichement temporaire.

Principaux moteurs de la perte de couvert forestier entre 2001 et 2015

Source : Science

Ces développements permettent de mieux comprendre les écarts entre la réduction des surfaces observée par les satellites et les changements d'usage des sols déclarés par les pays. Ils devraient aussi faciliter le ciblage des actions menées pour limiter la déforestation.

Source : Science

Biocarburants et changement d’usage des sols : la notion de « greenhouse gas payback time »

Publié avant l’été dans Nature Climate Change, un article, corédigé entre autres par des chercheurs de Radboud University aux Pays-Bas et de l'IIASA, s’intéresse à l’importance de la localisation géographique des productions de biocarburants. L’idée est d’étudier en particulier l’impact de changements d’usage des sols sur les émissions, en prenant en compte la dimension temporelle. Ainsi, les auteurs introduisent le concept de « greenhouse gas payback time » (GPBT) : il s’agit du temps nécessaire aux cultures destinées à la production de biocarburants pour compenser les gaz à effet de serre émis lors du changement d’usage des sols.

Ce travail de modélisation permet aux chercheurs de conclure que le GPBT varie en fonction du type de culture (5 étudiées ici : maïs, colza, soja, canne à sucre et blé d’hiver), des pratiques culturales (avec ou sans intrants) et de l’usage actuel de la surface convertie. La localisation a été identifiée comme le facteur le plus important (expliquant 90 % des variations). Pour l’ensemble de l’exercice, le GPBT varie entre 1 et 162 années (médiane à 19 années), avec la plus longue durée dans les tropiques. Les auteurs déterminent également un GPBT allant de 20 ans pour le colza à 60 ans pour la canne à sucre (en moyenne) en l’absence d’intrants. Cette valeur diminue avec l’application d’intrants pour toutes les cultures, comme l’illustrent par exemple les cartes ci-dessous sur le maïs. Les céréales (maïs et blé d’hiver) ont alors le GPBT le plus faible (moins de 10 années).

Variation du « Greenhouse gas payback time » pour le maïs destiné à la production d’éthanol, en fonction des intrants (irrigation et fertilisants) : avec (en haut) et sans (en bas)

Source : IIASA

À partir de ces travaux, les auteurs appellent donc à intégrer la dimension spatiale dans les analyses de cycle de vie. Des travaux complémentaires sur le changement d’usage des sols indirects sont actuellement en cours à l'IIASA, pour lesquels une publication est attendue prochainement.

Elise Delgoulet, Centre d’études et de prospective

Sources : IIASA, Nature Climate Change