Impacts régionalisés du changement climatique sur la nuisibilité des adventices en champs cultivés en France métropolitaine

Downscaled impacts of climate change on the harmfulness of weeds in field crops in mainland France

• Auteur / Autrice : Quentin Cournault
• Direction : Thierry Castel, Nathalie Colbach
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Inscription en doctorat le 04/09/2023
• Etablissement(s) : Institut Agro
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biogéosciences
• Partenaire(s) de recherche : École d'inscription : L'Institut Agro Dijon (2022-....)

Mots clés

Mots clés libres

Agroécologie

Changement climatique

Adventices

Production végétale durable

Régionalisation dynamique

Modélisation

Agroecology

Climate change

Weeds

Sustainable crop production

Dynamical downscaling

Modeling

Résumé

En modifiant les conditions environnementales, le changement climatique réinterroge la durabilité des systèmes de culture et les stratégies pour la transition agroécologique. L'augmentation des températures, les modifications du cycle de l'eau et le moindre recours aux produits phytopharmaceutiques imposent d'évaluer les systèmes agricoles et de préparer leur adaptation à ces évolutions majeures. Cela passe par le fait d'accompagner au mieux le développement des politiques publiques agricoles et leur déploiement dans les territoires. Cette thèse se propose d'investiguer, en grandes cultures, (I) comment le changement climatique (observé et projeté) affecte la compétition pour les ressources entre les adventices et les cultures ; (II) quelles en sont et seront les conséquences sur les rendements et les services écosystémiques fournis par les adventices dans différents systèmes (conventionnels, bas niveau d'intrants, biologiques) et (III) quelles pourraient être, sur les territoires les plus affectés par le changement climatique, les adaptations possibles des systèmes vers une transition agroécologique et climatique sans regret. Nous nous appuierons pour cela sur (1) les dernières projections climatiques CMIP6 en France métropolitaine, produites selon un protocole innovant de désagrégation dynamique (''régionalisation'') par l'UMR Biogéosciences, qui seront vérifiées et validées en début de thèse. Ces données permettront de brosser un portrait réaliste du climat (tendance, variabilité) à une échelle locale et serviront d'entrée à un modèle de dynamique des adventices au champ : FLORSYS. Développé par l'UMR Agroécologie, ce modèle sert de parcelle virtuelle pour expérimenter des systèmes de culture existants et prospectifs. Il simule l'évolution pluriannuelle de la flore adventice et ses conséquences (pertes de rendement des cultures, services écosystémiques), à partir du climat et des rotations et des itinéraires techniques culturaux. (2) L'insertion de projections climatiques à forte résolution dans FLORSYS permettra de simuler les trajectoires de flore adventice et leurs conséquences sur des milliers de systèmes de culture actuellement mis en œuvre dans différentes régions de grandes cultures, pour un futur proche (2035-2065) et lointain (2070-2100). Il sera alors possible de déterminer les caractéristiques des systèmes les plus robustes face au changement climatique (peu de pertes, bénéfices apportés par les adventices), et d'identifier certains territoires dont la gestion des adventices pourrait être fortement touchée par le changement climatique.

By altering environmental conditions, climate change questions the sustainability of cropping systems and strategies for the agroecological transition. Because of rising temperatures, shifts in the water cycle and reduced use of herbicides, cropping systems need to be assessed and prepared to adapt to these major changes. This means providing the best possible support for the development of public agricultural policies and their deployment in the regions. The aim of this thesis is to investigate, in field crops, (I) how climate change (observed and projected) affects competition for resources between weeds and crops; (II) what are the consequences on yields and ecosystem services provided by weeds in different systems (conventional, low-input, organic) and (III) what possible adaptations of systems could be considered in the areas most affected by climate change, towards a no-regrets agro-ecological and climatic transition. To do this, we will use (1) the latest CMIP6 climate projections for mainland France, produced using an innovative dynamic disaggregation protocol ('regionalisation') by the mixed research unit Biogéosciences, which will be verified and validated at the start of the thesis. These data will provide a realistic picture of the climate (trends, variability) on a local scale and will be used as input for a model of weed dynamics in the field: FLORSYS. Developed by the mixed research unit “Agroecology” (INRAE), this model serves as a virtual plot for testing existing and prospective cropping systems. It simulates multiannual changes in weed flora and their consequences (crop yield losses, ecosystem services), based on pedoclimate, crop rotations and cropping techniques. (2) Inserting high-resolution climate projections into FLORSYS will make it possible to simulate the trajectories of weed flora and their consequences on thousands of cropping systems currently implemented in various arable crop regions, for the near future (2035-2065) and the distant future (2070-2100). It will then be possible to determine the characteristics of the systems that are most robust to climate change (few losses, benefits provided by weeds), and to identify some areas where weed management could be strongly affected by climate change.