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Le présent rapport fait état des connaissances acquises à ce jour par la communauté scientifique sur les stocks de COS du territoire. Il présente ensuite les principaux déterminants à leur variabilité spatiale et temporelle. Il expose pour finir l’effet du changement d’usage des sols, des pratiques agricoles et de gestion forestière.

Avec 95 % de sa surface recouverte de forêt et une démographie croissante entraînant uneaugmentation des besoins en surfaces exploitables, la Guyane présente également de fortsenjeux liés au carbone contenu dans la biomasse forestière. A la demande de l’Ademe, lecarbone aérien (CA) a également été étudié et est présenté dans le présent rapport.

L’objectif de cette synthèse est de fournir un état des lieux des travaux réalisés sur le stockage decarbone organique des sols (COS) en Martinique. Compte tenu des données disponibles, lesthématiques suivantes sont développées dans ce document, après avoir une présentation du contextebiophysique du territoire :- Déterminants des stocks de COS et spatialisation des stocks de COS ;- Effet des changements d’usage des sols sur les stocks de COS ;- Effet des changements de pratiques de gestion des sols sur les stocks de COS.

Coordonnée par le Cirad en partenariat avec INRAE et l'IRD, l'étude ≪ 4 pour 1000 ≫ Outre-mer dresse un bilan inédit des stocks de carbone du sol des territoires ultramarins. Les auteurs formulent des recommandations opérationnelles et de recherche pour preserver ces stocks élevés et répondre aux grands enjeux actuels de l'agriculture face au changement climatique au niveau national et territorial. Si le potentiel des sols métropolitains a fait l'objet d'une evaluation en 2019, celui des territoires ultramarins était jusqu'ici méconnu. Dans le cadre de la présente étude, les auteurs dressent pour la premiere fois un état des lieux des connaissances pour la Guadeloupe, la Martinique, la Guyane, La Reunion, Mayotte, Saint-Martin et Saint-Barthélemy.

L'objectif général de l'étude est de contribuer à la mise en oeuvre, par les acteurs agricoles et forestiers des territoires ultra-marins, de pratiques agricoles et forestières contribuant à l'atténuation et à l'adaptation aux effets du changement climatique et aux objectifs de la Trajectoire 5.0 à travers le stockage de carbone dans les sols. Cette étude s'inscrit dans la mise en oeuvre de l'accord-cadre relatif à une coopération scientifique et technique sur l'Initiative 4 pour 1 000 : les sols pour la sécurité alimentaire et le climat, signé le 24 février 2020, entre le Ministère des Outre-Mer, le Cirad, INRAE et l'IRD, en présence de l'Initiative internationale " 4 pour 1 000 : les sols pour la sécurité alimentaire et le climat ". L'étude actuelle, co-financée par l'ADEME, se focalise sur l'objectif spécifique " Partager entre territoires ultra-marins les connaissances scientifiques sur la séquestration du carbone dans les sols ". L'étude se focalise sur La Guadeloupe, La Martinique, la Guyane, La Réunion, Mayotte, Saint-Martin et Saint-Barthélemy. L'étude a comme ambitions de : • Dresser un état des lieux des connaissances biophysiques et socio-économiques sur les stocks de carbone dans les sols de ces territoires ultramarins • Identifier les besoins de connaissances complémentaires • Partager entre territoires les connaissances Ce rapport d'avancement intervient 15 mois après le début de l'étude. Il fait le point sur les activités réalisées, présentent les 1ers résultats sur la dimension biophysique du stockage de carbone dans les sols ultramarins et présentent les perspectives de travail pour les 14 mois à venir. En termes de résultats sur la dimension biophysique du stockage de carbone dans les sols ultramarins, deux enseignements principaux sont à retenir : 1. S'il existe une somme conséquente d'informations sur les stocks de carbone dans les sols de La Guadeloupe, de La Martinique, de la Guyane et de La Réunion, ces informations restent parcellaires. A contrario, aucune information relative aux stocks de carbone dans les sols de Mayotte, Saint Barthélémy et Saint Martin n'a pu être identifiée. Il est donc nécessaire de renforcer les réseaux de mesures, de mettre en place des dispositifs expérimentaux dédiés et de documenter les pratiques agricoles et forestières. 2. Au vu des tendances d'évolution d'occupations des territoires et de la diversification des cultures, les stocks de carbone dans les sols ultramarins de ces territoires sont sur une tendance à la baisse. L'enjeu vis-à-vis des stocks de carbone dans les sols des territoires ultramarins est au maintien de ces stocks élevés davantage qu'à leur augmentation.

Les stocks de carbone organique dans le sol diminuent depuis plus d’un siècle, principalement dans les régions tropicales. Or, le maintien de la matière organique dans le sol est essentiel pour lutter contre le changement climatique et préserver la santé des sols. Une façon de résoudre ce problème est d’encourager les agriculteurs à séquestrer le carbone sur leur exploitation, mais les instruments de soutien disponibles aujourd’hui sont encore trop peu efficaces et doivent donc être améliorés. Nous avons évalué ex ante le rapport coût-efficacité d’une série de mesures agro-environnementales innovantes qui subventionnent l’utilisation de compost sous forme d’amendements organiques des sols, en réalisant une expérience de choix auprès de 300 agriculteurs de Guadeloupe et en simulant les gains environnementaux associés à chacune d’elles. Nous avons estimé que la mesure la plus efficace séquestrerait jusqu’à 25 000 teqCO2 par an à l’échelle du territoire et que la mesure la plus rentable atteindrait cet objectif pour un coût d’environ 500 euros par teqCO2.

Les stocks de carbone organique dans le sol diminuent depuis plus d’un siècle, principalement dans les régions tropicales. Or, le maintien de la matière organique dans le sol est essentiel pour lutter contre le changement climatique et réserver la santé des sols. Une façon de résoudre ce problème est d’encourager les agriculteurs à séquestrer le carbone sur leur exploitation, mais les instruments de soutien disponibles aujourd’hui sont encore trop peu efficaces et doivent donc être améliorés. Nous avons évalué ex ante le rapport coût-efficacité d’une série de mesures agro-environnementales innovantes qui subventionnent l’utilisation de compost sous forme d’amendements organiques des sols, en réalisant une expérience de choix auprès de 300 agriculteurs de Guadeloupe et en simulant les gains environnementaux associés à chacune d’elles. Nous avons estimé que la mesure la plus efficace séquestrerait jusqu’à 25 000 teqCO2 par an à l’échelle du territoire et que la mesure la plus rentable atteindrait cet objectif pour un coût d’environ 500 euros par teqCO2.

International audience

Contexte[br/] ● Le Plan de Prévention et de Gestion des Déchets Non Dangereux élaboré en Guadeloupe a souligné la nécessité de promouvoir le compostage d’une partie des déchets organiques, afin d’en faire des intrants agricoles sûrs et efficaces au niveau du territoire.[br/] ● La dose moyenne de compost utilisée en Guadeloupe est actuellement de seulement 1 tonne/an par ha agricole (en dehors du pâturage), et il apparaît donc que la pratique n'est pas suffisamment répandue et intensive pour assurer un développement adéquat de la filière de compostage, et un effet significatif sur les sols et les cultures, à l'échelle du territoire.[br/] Objectif[br/] ● L'objectif de cette étude a été d'effectuer un diagnostic sur les perceptions, les motivations et les contraintes des agriculteurs vis-à-vis de l'utilisation des composts dans leurs exploitations.[br/] Méthodologie[br/] ● Nous avons enquêté 520 agriculteurs, 279 en Grande-Terre et 241 en Basse-Terre, couvrant presque toute la gamme des spéculations agricoles (cultures d'exportation et de diversification, élevage).[br/] ● Nous avons caractérisé le profil socio-économique (8 variables) et agronomique (6 variables) des agriculteurs.[br/] ● Un modèle d'adoption du compost a été élaboré à partir de l'information obtenue dans les enquêtes, et utilisé pour évaluer l'impact des 14 variables analysées sur l'adoption des différents types d'agriculteurs.[br/] Résultats[br/] ● Le taux d'adoption global est de 18%, 27% en Basse-Terre et 11% en Grande-Terre. Les taux les plus forts correspondent aux planteurs de banane (54%) et aux maraîchers (33%) ; le taux le plus faible a été observé chez les canniers (5%).[br/] ● Les contraintes principales exprimées de l'utilisation du compost sont : pénibilité à cause de la faible disponibilité des épandeurs (43% des agriculteurs), coût élevé de la pratique (32%) et manque d'information sur les composts (24%). 64% des adoptants appliquent le compost manuellement ; 22% fabriquent leur propre compost à la ferme.[br/] ● La perception des contraintes est similaire pour les adoptants et les non adoptants du compost. Cela implique que la décision d'adopter/non adopter n'est pas uniquement liée aux contraintes.[br/] ● Les calculs réalisés avec le modèle indiquent que les variables socio-économiques représentent 51% de l'impact sur le taux d'adoption, notamment le niveau d'éducation et d'expérience agricole, l'accès à l'information sur les composts et l'appartenance à une organisation professionnelle.[br/] ● Alors que la banane, le maraîchage et les cultures à tubercule ont un impact positif sur l'adoption, la canne à sucre et l'élevage l'affectent négativement.[br/] ● L'optimisation des variables socio-économiques amènerait le taux d'adoption à 37%. Ce taux d'adoption ne suffirait pas à couvrir les besoins en matière organique des sols guadeloupéens soumis au réchauffement climatique.[br/] Conclusions[br/] ● Afin de promouvoir et pérenniser la pratique de la fertilisation organique, le niveau d'information sur la valeur agronomique des composts doit être amélioré, notamment sur la valeur fertilisante dans le cas des canniers. Cela devrait permettre d'élargir le profil actuel des adoptants.[br/] ● La logistique du transport et de l'épandage du compost devrait être plus efficace pour réduire à la fois le coût de la pratique et sa pénibilité.[br/] ● Les MAEC destinées à promouvoir l'utilisation du compost devraient être déclinées par filière agricole afin de tenir compte de la diversité socio-économique, d'organisation et d'objectifs agronomiques des agriculteurs.

Farm modelling has been widely used over the past ten years for the assessment of agricultural systems in face of policy changes, technological innovation, economic and climate changes. Beyond the various modelling methods (optimisation, rule-based, agent-based...), these models are framed by their objectives -defining input data and users- which can be: policy assessment, technological innovation assessment, farming systems resilience studies, optimisation of water management at regional level, agricultural landscape design, a " boundary object " for strategic thinking in a stakeholder arena. Indeed these farm modelling tools are still poorly used for the design of innovative cropping systems which remains mostly based on field level experiments and modelling. Nevertheless driving forces and assessment criteria for the design of sustainable cropping systems are increasingly expressed at larger scales than field or even farm. For exemple most environmental services are provisionned at landscape (e.g. biodiversity) or whatershed levels (e.g. water quality), at regional level (e.g. climate mitigation) and in more global socio-systems (e.g. food security, rural development). On the other hand, a large part of the functions supporting these services are operating at field level where the interactions between farmer's decisions (crop selection, combination and management) and biophysical processes (soil, plants, pests, weeds and diseases) are occuring. A large part of these biophysical processes also occur at landscape level (biodiversity, water flows…) but they require information at field level to be upscaled in a landscape mosaïc. In-between these two levels (field and region) the farm level plays a key role in agricultural systems simulation: (i) it is the decision level of farm activities (crops, livestock, trees…) further applied to field level ; (ii) it is the first level of expression of socio-economical services (labour, income, food production…) and (iii) farm diversity is a major driver of assessment indicators value and evolution at regional scale. In order to combine these up and downscalling processes between farm, field and regional levels for a multi-criteria design of agricultural systems, we propose a "farm-centered" integrated modelling of agricultural systems framework. In this approach farm models and typologies are the central node of scenario based analysis of technological innovation in a biophysical and socio-economic context. We will illustrate how it has been used in a wide range of assessment studies and how we plan to further develop it for the design of a " plant-diversity based " agroecological transition of agricultural systems.

[u]Problématique[/u] A cause du biais introduit par certaines informations provenant de la France hexagonale (p.ex. teneurs élevées en éléments traces métalliques, ETM), les boues de STEP ont parfois une image négative auprès des agriculteurs guadeloupéens. [u]Objectif[/u] L'objectif de cette étude visait à évaluer la perception des agriculteurs vis-à-vis des composts à base de boues de STEP, et de proposer des leviers d'action afin de promouvoir leur utilisation. [u]Méthodologie[/u] Nous avons réalisé des enquêtes en face à face auprès de 305 agriculteurs (99 producteurs de banane, 105 canniers et 101 maraîchers). Nous avons traité une dizaine de questions (fermées et ouvertes) concernant la connaissance des boues, les sources d'information, la disposition à l'adoption de ces composts, et les motivations/contraintes de l'adoption/non adoption. [u]Résultats[/u] 1) 65% des agriculteurs connaissent l'existence des boues et les sources d'information principales sont les connaissances personnelles et celles des autres agriculteurs. Les sources officielles d'information sont très peu citées. 2) 44% des agriculteurs (49% pour les connaisseurs des boues) sont disposés à utiliser ces composts, mais 27% des adoptants potentiels conditionnent l'utilisation à la certification des produits. Les canniers sont les plus disposés (62%) et les maraîchers les plus réticents (43%). 3) 43% des non adoptants potentiels déclarent que ces composts contiennent des éléments nuisibles pour la plante, le sol ou l'environnement (p.ex. ETM). 4) Seulement 49% des agriculteurs feraient confiance à une démarche de certification. Les producteurs de banane sont les plus confiants (60%) et les maraîchers les plus sceptiques (38%). [u]Conclusions[/u] - Fort potentiel d'utilisation des composts de boues aussi bien chez les adoptants actuels d'autres types de compost que chez les non adoptants. - Nécessité de mieux informer les agriculteurs afin d'éviter les confusions entre les "boues de STEP" et les "composts à base de boues de STEP", et pour bien préciser les caractéristiques agronomiques de ces derniers (teneurs en ETM, valeurs amendante et fertilisante). - Besoin d'expérimentation agronomique afin de mieux évaluer les effets agro-environnementaux de ces composts.

L’agriculture mondiale aborde le 3ème millénaire en étant confrontée à de nombreux enjeux en termes de production, de revenus et d’impacts environnementaux, qui remettent fortement en question les modes de productions actuels (Millenium EcosystemAssessment, 2005). Pour répondre à ces enjeux, de nombreux instituts de recherche ont porté une attention accrue aux recherches génériques sur les méthodes de conception et d’évaluation de systèmes agricoles innovants (Hatfield et al., 2007 ; Meynard et al., 2006). Il s’agit de dépasser une approche purement technologique de l’innovation pour développer de nouvelles approches systémiques dans lesquelles on s’efforce d’acquérir une vision d’ensemble et organisée des interactions entre les innovations technologiques et les systèmes agricoles dans lesquels elles doivent s’insérer, et de leurs conséquences agronomiques, économiques, écologiques, sociales et territoriales (Meynard et al., 2006). C’est dans ce champ de préoccupations scientifiques que j’ai développé à l’INRA un programme de recherche sur la« modélisation ex ante de l’adoption de systèmes de cultures innovants ». J’ai pour ce faire proposé une méthode d’évaluation ex ante d’innovations agronomiques basée sur l’articulation de modèles biophysiques avec des outils d’évaluation économétriques. La méthode, basée sur la confrontation de simulations d’innovations avec les attentes, préférences et contraintes des agriculteurs, permet d’anticiper les freins biotechniques et socio-économiques à l’adoption. La finalité est que les innovations développées par la recherche soient plus en conformité avec les objectifs et marge de manœuvre des agriculteurs et que les politiques publiques agricoles soient adaptées pour lever les verrous à l’adoption. Une des limites de cette approche reposant dans l’absence d’évaluation des innovations au regard des verrous de filière, j’ai ensuite monté et co-encadré une thèse visant à traiter cette question. La thèse de Carla Barlagne se proposait ainsi d’aborder, à travers la filière Igname en Guadeloupe, une filière vivrière d’importance au niveau local, une évaluation des cohérences et ruptures entre les innovations agronomiques et les attentes des consommateurs. Un des apports de cette thèse réside dans la mise au point d’un protocole d’économie expérimentale permettant d’évaluer le consentement à payer des consommateurs pour des produits issus de systèmes de culture innovants labellisés. Mon projet de recherche a ensuite évolué vers l’échelle du territoire, vu comme une mosaïque hétérogène d’exploitations agricoles et de systèmes de cultures. Cette réorientation s’est notamment opérée via la co-direction de la thèse de Pierre Chopin qui visait à proposer une méthode de prototypage de mosaïques de systèmes de culture répondant à des enjeux de développement durable des territoires. Appliqué à la Guadeloupe, nous avons proposé une modélisation explicite des processus biophysiques et socio-économiques permettant de simuler des scénarios de réorganisation des assolements des exploitations agricoles dans le but d’atteindre un ou des objectifs de développement durable à l’échelle du territoire. Cette thèse s’est articulée autour du développement d’un modèle de programmation mathématique, multi-objectif et multi-échelle: MOSAICA. Ce modèle d'optimisation permet de tester l'impact de changements techniques, agronomiques, environnementaux, économiques et politiques à différentes échelles spatiales (champ, exploitation, territoire), sur les choix des systèmes de production à l'échelle des parcelles, et mécaniquement sur l'assolement des exploitations et la sole agricole du territoire. Le modèle comporte un module d'évaluation multicritère permettant d’évaluer la contribution des mosaïques générées aux enjeux de développement durable du territoire (Chopin et al., 2015). Avec l’appui de l’équipe de recherche que j’anime, nous avons ensuite utilisé MOSAICA dans un projet de recherche conduit avec un partenaire industriel afin d’étudier les conditions d’émergence d’une filière biomasse-énergie en Guadeloupe.Le modèle a permis de définir des scénarios viables a priori, satisfaisant à la fois les contraintes et objectifs des agriculteurs et de l’industriel. Ce projet d’envergure a débouché sur un programme industriel visant au développement d’une usine électrique à biomasse de 12MW en Guadeloupe. Initialement centrées sur l’exploitation agricole et l’évaluation ex ante d’innovations agronomiques, mes thématiques de recherche ont évolué progressivement vers la modélisation de scénarios régionalisés combinant innovations agronomiques et politiques de soutien. J’ai ainsi développé des recherches sur le diagnostic et la modélisation des systèmes de culture et des processus décisionnels des agriculteurs, l’évaluation économique des freins à l’adoption d’innovations agro-écologiques, l’analyse spatiale des systèmes de culture et l’évaluation multicritère de scénarios régionalisés d’évolution de l’agriculture. Mes recherches ont été déclinées sur plusieurs supports (banane, plantain, igname, canne à sucre) et appliquées à différents enjeux (réduction de l’usage de pesticides, amélioration de la performance économique des exploitations, transition agro-écologique et énergétique). Mon projet de recherche pour le futur vise àla conception de scénarios territorialisés de transition agro-écologique face au changement climatique.Dans le contexte actuel de changements globaux, l’agriculture doit relever le défi majeur de la sécurité alimentaire mondiale face au réchauffement climatique et à la croissance démographique. Il faudra nourrir 9 milliards de personnes à l’horizon 2050, s’adapter au changement climatique, atténuer son ampleur autant que possible, et ce, tout en intégrant les principes du développement durable (Campbell, 2014 ; Tubiello, 2015). L’agro-écologie est proposée pour répondre à ces enjeux, particulièrement prégnants dans les zones tropicales et les territoires insulaires (GIEC, 2007 ; Dewi, 2009 ; CGIAR, 2012). Ainsi, l’agriculture doit relever le triple défi de 1) mieux conjuguer performances économiques, sociales et environnementales, 2) adapter les systèmes au changement climatique et atténuer son ampleur, 3) assurer l’autonomie alimentaire des territoires.Le concept émergent d’agriculture climato-intelligente (climate smart agriculture, FAO2010), vise à proposer une telle approche intégrée de l’agriculture face à la problématique du changement climatique et de la sécurité alimentaire. Ses objectifs sont de répondre au triple enjeu de sécurité alimentaire, d’adaptation et d’atténuation du changement climatique (Lipper et al., 2014), en augmentant la productivité des systèmes tout en les adaptant pour renforcer leur résilience, de la ferme au territoire, jusqu’aux politiques publiques. L’objectif de mon programme de recherche futur est de développer des approches de modélisation intégrée des agrosystèmes, pour identifier des cohérences systémiques aboutissant à une intégration des performances sociales, économiques et environnementales de l’agriculture face à la problématique du changement climatique. La démarche de changement d’échelle et la prise en compte de l’hétérogénéité spatiale dans la modélisation sera au cœur de ces recherches, tout comme le couplage de modèles biotechniques et économiques. Une composante originale de mon projet sera de travailler particulièrement sur la question de la transition, incluant à la fois la question de la conversion, de l’adoption ou encore de la diffusion des pratiques agricoles appropriées. Le programme de recherche sera basé sur une approche intégrée associant les apports de l’agronomie et des sciences sociales pour construire des scénarios de transition multi-échelle et se déclinera sur 3 axes :1) la conception de systèmes de production climato-intelligents, 2) l'analyse des verrouillages socio-techniques aux différentes échelles et 3) la modélisation d’accompagnement pour co-construire des scénarios opérationnels de transition. Une attention particulière sera portée à la question des arbitrages entre les usages des biomasses agricoles et des compromis à réaliser entre objectifs d’adaptation, d’atténuation et d’autosuffisance alimentaire.

National audience; Loss of agrodiversity mediated by varietal legacy is an important concern, translating as crop species being at risk for genetic erosion, while loss of genetic resources may deplete material available for future breeding strategies. We explored varietal dynamics in the Guadeloupean agricultural yam system. Interviewing farmers about the varieties cultivated in the past compared to their current varieties demonstrated that no dramatic loss of varieties occurred in the two to three latest decades, and changes in variety frequency mostly affected former widespread varieties while frequency of uncommon varieties demonstrated some stability in cultivation frequency. Varietal dynamics nevertheless reflected strong sub-regional trends, and socio-economic impacts such as age of producers or farm levels of crop diversity.

National audience

International audience

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