Adapter la gestion des sols à un climat qui change : ce qui doit évoluer, et où

Nous avons passé des décennies à optimiser la gestion des sols pour un climat que nous comprenions. Régimes de travail du sol, calendriers de cultures de couverture, bilans de matière organique, ouvrages de lutte contre l’érosion : tout a été conçu autour d’hypothèses de pluies prévisibles, de saisons de croissance familières et de taux de décomposition stables. Ce climat est en train de changer. La question, pour quiconque gère des sols aujourd’hui, que ce soit dans une filière cacao d’Afrique de l’Ouest, une exploitation de grandes cultures en Espagne, un champ de maïs de l’Iowa ou un système rizicole d’Asie du Sud-Est, n’est pas seulement ce qu’il advient des sols sous l’effet du réchauffement. C’est ce qui doit changer dans la manière dont nous les gérons.

La question stratégique

La plupart des discussions sur le sol et le climat portent sur l’atténuation : quelle quantité de carbone les sols peuvent-ils séquestrer, et comment la mesurer ? Ce travail est essentiel, et il oriente une grande part de ce que fait Ekodama. Mais l’adaptation est la question complémentaire, et pour de nombreux praticiens elle devient la plus urgente. Même dans les scénarios d’atténuation optimistes, le climat de 2040 ne ressemblera pas à celui de 2000. Une gestion des sols conçue pour les conditions d’hier sera moins performante, et dans certains contextes elle échouera.

S’adapter, c’est repenser la gestion des sols pour des conditions qui ne correspondent plus aux recettes établies. Trois dimensions définissent le défi.

Les contraintes changent. La disponibilité en eau se modifie. Les saisons de croissance s’allongent dans certaines régions et se raccourcissent dans d’autres. Les taux de décomposition s’accélèrent, ce qui complique le maintien des stocks de matière organique. La fenêtre d’intervention au champ se rétrécit à mesure que les événements météorologiques extrêmes se multiplient.

Les compromis se déplacent. Des pratiques qui fonctionnaient sous un climat stable peuvent devenir moins performantes ou se retourner contre l’objectif visé. Des cultures de couverture qui améliorent la structure du sol lors d’un hiver tempéré peuvent entrer en concurrence pour une eau rare lors d’un été plus sec. Des arbres d’ombrage qui protègent le cacaoyer du stress thermique peuvent amplifier la concurrence pour l’eau lors d’une sécheresse prolongée16. Un travail du sol réduit qui favorise l’infiltration dans un sol peut accroître le risque de compaction dans un autre18.

Les indicateurs évoluent. Le rendement et le stock de carbone sont importants, mais ils sont insuffisants comme seuls indicateurs de la santé des sols sous pression climatique. La capacité de rétention en eau, la stabilité des agrégats, le taux d’infiltration et le risque d’érosion doivent être suivis aux côtés du carbone organique du sol pour comprendre si un système de sol devient plus résilient ou plus vulnérable618.

La science sous-jacente

Avant d’examiner ce qui change dans la pratique, il est utile de comprendre les trois mécanismes par lesquels un climat qui se modifie altère directement le comportement du sol. Ce ne sont pas des projections abstraites. Ce sont des processus déjà en cours.

Le réchauffement accélère la perte de matière organique

La décomposition microbienne du carbone organique du sol (COS) est sensible à la température. Le Q10 de la décomposition du COS (le facteur par lequel le taux augmente par tranche de 10 °C de réchauffement) varie généralement de 1,4 à 2,0 selon le type de sol et la profondeur2. Sous 2 °C de réchauffement planétaire, les modèles projettent une perte d’environ 55 pétagrammes de carbone dans les 30 premiers centimètres des sols à l’échelle mondiale, soit à peu près l’équivalent de six années d’émissions actuelles de combustibles fossiles2. Pour les gestionnaires de sols, cela signifie que maintenir les niveaux de matière organique exige des apports plus importants, et plus fréquents, qu’il y a une génération.

Les pluies extrêmes intensifient l’érosion

L’érosion hydrique des sols à l’échelle mondiale devrait augmenter de 30 à 66 pour cent d’ici 2070 dans les scénarios à fortes émissions3. Les hausses sont les plus marquées en Afrique subsaharienne, en Asie du Sud-Est et en Amérique latine, des régions où l’agriculture tropicale dépend de sols déjà minces et vulnérables. L’érosion emporte sélectivement l’horizon de surface riche en matière organique et biologiquement actif, celui qui stocke le carbone, retient l’eau et recycle les nutriments.

La sécheresse dégrade la structure et la biologie

Un dessèchement prolongé contracte et fissure les agrégats du sol, réduit la connectivité des pores et affaiblit les réseaux mycorhiziens qui prolongent la portée des racines. Quand la pluie revient, une structure dégradée se traduit par une moindre infiltration et un ruissellement accru, aggravant les dommages à chaque nouvel épisode.

Adapter la gestion des sols : quatre contextes

La réponse de gestion à un climat qui change dépend entièrement de l’endroit où l’on se trouve, de ce que l’on cultive et de l’aspect de ses sols. Les recommandations génériques n’ont qu’une valeur limitée. Les quatre contextes qui suivent illustrent comment une même science sous-jacente se traduit par des décisions de gestion différentes.

Agroforesterie tropicale : cacao et café

Les projections climatiques pour l’Afrique de l’Ouest, l’Amérique latine et l’Asie du Sud-Est indiquent des pluies plus variables, avec des périodes sèches plus longues ponctuées d’orages plus intenses, aux côtés de températures en hausse qui rapprochent le cacaoyer et le caféier de leurs limites thermiques1.

Pour la gestion des sols, la tension centrale se situe entre l’atténuation des températures et la concurrence pour l’eau. Les systèmes agroforestiers réduisent les températures de surface du sol de 5 à 10 °C par rapport aux monocultures en plein soleil, et une méta-analyse de 52 études a montré que les systèmes de cacao agroforestier atténuaient les extrêmes de température tout en offrant un stockage de carbone 2,5 fois supérieur et des rendements totaux du système environ dix fois plus élevés13. À Sulawesi, les systèmes de cacao agroforestier plus anciens ont progressivement retrouvé leur capacité de tampon hydrique du sol, la capacité en eau disponible gagnant 5,7 mm pour chaque unité supplémentaire de carbone organique du sol15.

La gestion de la litière est l’autre levier critique. Dans les sols tropicaux à haute température, la décomposition microbienne est déjà rapide. Sous un réchauffement accru, maintenir le COS exige de maximiser les apports de matière organique. Conserver la litière de feuilles et les résidus de taille plutôt que de les brûler ou de les exporter est souvent l’intervention au plus fort impact et au plus faible coût dont on dispose dans les systèmes cacao et café.

Systèmes de grandes cultures européens

L’Europe fait face à une trajectoire climatique scindée. Les régions méditerranéennes connaissent une intensification de la sécheresse, tandis que l’Europe du Nord voit ses saisons de croissance se déplacer et l’intensité des pluies hivernales augmenter. Les deux trajectoires ont des implications directes sur la manière de gérer les sols de grandes cultures.

Une synthèse de 34 méta-analyses sur l’agriculture européenne a établi que les amendements organiques et les pratiques qui maintiennent une « couverture vivante continue » amélioraient de façon constante la régulation de l’eau du sol par une meilleure agrégation et une meilleure bio-porosité18. En revanche, les bénéfices du travail du sol réduit étaient « bien moins tranchés », avec des compromis comme une densité apparente accrue par la compaction due au passage des engins, des pertes de rendement et, dans certains cas, des émissions de gaz à effet de serre plus élevées18. Cette nuance a son importance : le travail du sol réduit n’est pas une solution universelle, et son efficacité varie selon le type de sol, la zone climatique et la gestion du matériel.

Les cultures de couverture comptent parmi les pratiques d’adaptation les plus recommandées en Europe, mais leur mise en œuvre se heurte à une contrainte biophysique. Seuls 54 % des terres cultivées européennes sont climatiquement propices aux cultures de couverture19, et dans les régions méditerranéennes limitées en eau, les cultures de couverture peuvent entrer en concurrence avec les cultures de rente pour une humidité du sol rare. Dans les vignobles en forte pente du sud de l’Europe, le choix entre une couverture permanente (qui réduit l’érosion) et une gestion du sol nu (qui conserve l’eau) illustre le compromis que le changement climatique aiguise5.

L’adaptation européenne exige aussi de repenser les bilans de matière organique. Sous l’effet du réchauffement, la décomposition du COS s’accélère. Une revue de 20 études de cas d’adaptation européennes a constaté que la plupart des options d’adaptation amélioraient le stockage du carbone organique du sol et réduisaient l’érosion, mais que l’efficacité de pratiques précises dépendait fortement du contexte, et variait selon le type de sol, la zone climatique et le système de culture20. Le message pour les gestionnaires de grandes cultures européens est clair : il n’existe pas de prescription unique. Les stratégies d’adaptation doivent être ajustées aux conditions pédoclimatiques locales5.

Agriculture des États-Unis et d’Amérique du Nord

La Corn Belt des États-Unis fait face à une combinaison de régimes de précipitations en évolution (pluies printanières plus intenses, sécheresses estivales plus fréquentes) et de températures en hausse qui accélèrent le renouvellement de la matière organique. L’agriculture de conservation y a une longue histoire, et les preuves de sa valeur d’adaptation sont solides, quoique nuancées.

Le jeu de données le plus probant vient de Kane et al. (2021), qui ont analysé plus de 12 000 années-comtés de données de culture des États-Unis et ont constaté que, sous sécheresse sévère, chaque hausse de 1 % de la matière organique du sol était associée à un gain de rendement de 2,2 Mg par hectare et à une réduction de 36 pour cent des indemnités d’assurance récolte12. Voilà de l’adaptation mesurée en termes économiques : la matière organique du sol réduit directement le risque de sécheresse.

La diversification des rotations culturales ajoute une couche de résilience complémentaire. Renwick et al. (2021) ont montré que diversifier les rotations maïs-soja avec des céréales à paille et des cultures de couverture réduisait de 17 % les pertes de rendement du maïs dues à la sécheresse, par l’intermédiaire de la matière organique du sol plutôt que du mécanisme de rétention d’eau souvent supposé14. Le mécanisme peut prêter à débat, mais la protection du rendement, elle, est mesurée.

Sur le travail du sol, le tableau est, comme souvent, nuancé. Powlson et al. (2014) ont soutenu que le semis direct a un potentiel limité d’atténuation climatique nette, car les gains de carbone dans les couches de surface sont souvent compensés en profondeur10. Les bénéfices d’adaptation (meilleure infiltration, érosion réduite, structure du sol préservée) sont en revanche plus systématiquement étayés. Une pratique à valeur d’atténuation modeste peut avoir une forte valeur d’adaptation. Les deux dimensions devraient éclairer la décision.

Systèmes d’Asie du Sud-Est

L’Asie du Sud-Est fait face à des déplacements de la mousson, à une intensité accrue des inondations et à une dégradation des sols tropicaux dans les rizières, les plantations d’hévéas, les domaines de palmier à huile et les paysages caféiers. La région devrait connaître certaines des hausses les plus marquées des taux d’érosion des sols au monde3.

Les systèmes rizicoles inondés font face à un défi particulier : le changement des régimes hydriques. Là où les moussons apportaient des schémas d’inondation et de drainage prévisibles, une variabilité croissante perturbe les cycles anaérobie-aérobie qui gouvernent la chimie du sol des rizières, les émissions de méthane et la disponibilité des nutriments. Adapter la gestion des sols rizicoles suppose de repenser la gestion de l’eau, celle des résidus et, éventuellement, de passer à des régimes d’alternance d’humectation et de dessèchement (AWD) qui réduisent le méthane tout en maintenant les rendements sous un approvisionnement en eau moins prévisible.

Sur les paysages en pente, où le café, l’hévéa et le palmier à huile sont cultivés dans une grande partie de l’Indonésie, du Vietnam et de la Malaisie, la lutte contre l’érosion est la priorité. Associer la plantation en courbes de niveau à une couverture du sol d’origine agroforestière figure parmi les approches les plus efficaces, à condition que le choix des arbres d’ombrage tienne compte des risques de concurrence pour l’eau documentés dans des systèmes tropicaux similaires1617. Dans le cacao agroforestier indonésien, les données montrent que des systèmes multistrates bien conçus peuvent reconstituer la capacité de tampon hydrique du sol au fil du temps, mais la récupération prend des années, voire des décennies, et exige une gestion constante des apports de matière organique15.

Fils communs

Malgré la diversité de ces quatre contextes, plusieurs évolutions de gestion s’appliquent quels que soient la région, la culture ou le type de sol.

D’une gestion statique à une gestion adaptative. L’idée que les recommandations de gestion des sols peuvent être fixées une fois pour toutes et suivies indéfiniment est en train de s’effondrer. Sous un climat qui change, la gestion doit être itérative : surveiller les conditions du sol, ajuster les apports et les pratiques, mesurer la réponse, puis ajuster de nouveau. Cela renforce l’importance d’un suivi continu des sols et d’une prise de décision fondée sur les données.

La matière organique du sol devient à la fois plus importante et plus difficile à maintenir. Le COS sous-tend presque toutes les fonctions du sol utiles au tampon climatique : rétention de l’eau, stabilité des agrégats, infiltration, cycle des nutriments, activité biologique56. Sous l’effet du réchauffement, la décomposition s’accélère, ce qui signifie que maintenir le même niveau de COS exige des apports plus importants qu’avant. C’est le paradoxe central de l’adaptation des sols : la ressource la plus importante pour la résilience est celle que le changement climatique menace le plus directement.

La lutte contre l’érosion passe de la bonne pratique à l’infrastructure essentielle. Avec une érosion qui devrait augmenter de 30 à 66 % d’ici 20703, et qui retire sélectivement la couche de sol la plus importante sur le plan fonctionnel, la prévention de l’érosion mérite le même niveau d’investissement, à l’échelle d’une infrastructure, que l’irrigation ou le drainage. C’est particulièrement urgent sur les paysages en pente des tropiques.

D’une évaluation à indicateur unique à une évaluation multidimensionnelle. Mesurer uniquement le rendement, ou uniquement le carbone, ne suffit pas à suivre si un système de sol s’adapte avec succès. La capacité de rétention en eau, la stabilité des agrégats, les taux d’infiltration et les indicateurs d’érosion doivent figurer aux côtés du COS et des indicateurs de productivité. Le GIEC qualifie la gestion du carbone du sol à la fois de mesure d’atténuation et d’adaptation, avec un haut niveau de confiance1, et Smith et al. (2020) ont montré que les pratiques qui apportent conjointement sécurité alimentaire, atténuation et adaptation se recoupent largement7. Saisir cet apport conjoint exige une mesure plus large.

L’angle de la durabilité

Pour les organisations qui investissent déjà dans des programmes de carbone du sol, l’adaptation redéfinit la proposition de valeur de cet investissement.

La séquestration du carbone sous l’effet du réchauffement affronte un vent contraire. Une décomposition accélérée signifie qu’atteindre le même gain net de carbone exige une intensité de gestion et des apports plus grands. Ce n’est pas une raison de cesser d’investir dans le carbone du sol, mais c’est une raison de rester réaliste sur ce que les programmes de séquestration peuvent réellement produire selon les différents scénarios de réchauffement, et de communiquer ces limites honnêtement.

L’adaptation fournit un argument complémentaire en faveur des mêmes investissements. Les pratiques qui séquestrent le carbone (apports de matière organique, cultures de couverture, agroforesterie, travail du sol réduit) renforcent aussi la résilience du sol qui amortit les extrêmes climatiques. Une organisation qui présente son programme de sols sous l’angle à la fois de l’atténuation et de l’adaptation défend un argumentaire de valeur plus complet, plus honnête et, au bout du compte, plus convaincant.

L’implication pour la mesure est concrète. Les mêmes campagnes d’échantillonnage qui quantifient les stocks de COS peuvent, moyennant de modestes extensions, caractériser aussi les propriétés du sol qui déterminent la résilience climatique : capacité de rétention en eau, densité apparente, stabilité des agrégats, taux d’infiltration. Le coût marginal d’ajouter des indicateurs d’adaptation à un programme MRV existant est faible. L’apport de connaissance, lui, est significatif. Le cadrage passe de « combien de carbone avons-nous stocké ? » à « quelle est la résilience de ce système de sol, et de quoi a-t-il besoin ensuite ? »

Points clés

• Une gestion des sols conçue pour le climat d’hier sera moins performante sous celui de demain. Les praticiens de tous les systèmes agricoles doivent réévaluer leurs pratiques de gestion au regard des évolutions climatiques précises projetées pour leur région, leur type de sol et leur culture.
• La réponse d’adaptation est spécifique au contexte. Ce qui fonctionne dans les systèmes de grandes cultures européens peut échouer en agroforesterie tropicale, et au sein de chaque contexte, le type de sol et le climat local comptent plus que les recommandations génériques. Une analyse propre au site est essentielle.
• La matière organique du sol est le levier le plus important pour l’adaptation, et le plus difficile à maintenir sous l’effet du réchauffement. Une décomposition accélérée signifie que maintenir le COS exige des apports plus importants et plus continus que par le passé.
• Les compromis s’aiguisent sous l’effet du changement climatique. Les cultures de couverture peuvent entrer en concurrence pour l’eau dans les climats secs. Les arbres d’ombrage peuvent amplifier le stress hydrique en conditions extrêmes. Un travail du sol réduit peut accroître la compaction. Ces compromis exigent des décisions de gestion éclairées et propres au site.
• Les données de sol existantes recèlent des enseignements sur l’adaptation. Les organisations qui mesurent déjà le COS, la densité apparente et la structure du sol pour des programmes de carbone collectent des données qui, lues à travers le prisme de l’adaptation, révèlent vulnérabilité et résilience.
• Atténuation et adaptation convergent. Les mêmes pratiques servent les deux objectifs. Mesurer et exprimer les deux dimensions offre aux parties prenantes un argumentaire de valeur plus complet.

La place d’Ekodama

Les services d’Ekodama ont été bâtis autour de la science du carbone du sol, de la conception agroforestière et d’une prise de décision fondée sur les preuves. Ce sont les mêmes compétences que requiert la planification de l’adaptation, appliquées à un ensemble de questions plus large.

Diagnostics sol et carbone caractérisent non seulement les stocks de carbone mais aussi les propriétés du sol qui déterminent la résilience climatique : capacité de rétention en eau, structure, infiltration, risque d’érosion. Une évaluation diagnostique conçue pour le carbone peut, moyennant une modeste extension, faire aussi office d’évaluation de vulnérabilité.

Modélisation de données et simulations traduisent les projections climatiques en recommandations de gestion propres au site. Qu’advient-il des stocks de COS, du risque d’érosion ou des bilans hydriques sous 1,5, 2 ou 3 degrés de réchauffement ? La modélisation de scénarios transforme des futurs climatiques abstraits en décisions de gestion concrètes.

Conception expérimentale pour les systèmes agroforestiers et de culture intègre les objectifs d’adaptation aux côtés des objectifs de carbone et de productivité. Concevoir les dispositifs d’ombrage, les mélanges d’espèces, les rotations de cultures de couverture et la lutte contre l’érosion qui renforcent la résilience du sol exige la même approche fondée sur les preuves et propre au site qui sous-tend une conception de système crédible sur le plan carbone.

Références