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Agroforesterie : adapter l'agriculture face aux changements climatiques
Les changements climatiques auront des effets marquants sur le secteur agricole au Québec dans les prochaines décennies. Les
producteurs et productrices ont tout intérêt à implanter des mesures pour adapter leurs entreprises dès maintenant aux changements
à venir et profiter ainsi des opportunités qui s’offrent à eux, tout en atténuant les impacts négatifs qui devraient survenir. Plusieurs
mesures peuvent être mises en œuvre sur les fermes du Québec pour augmenter leur résilience face aux changements climatiques.
L’agroforesterie constitue une avenue des plus intéressantes à cet égard. Parmi les nombreux avantages qu’elle présente, la
modulation du microclimat fait partie des bénéfices qui peuvent être valorisés sur la ferme pour accroître la capacité adaptative des
entreprises vis-à-vis des changements climatiques.
Résilience
Capacité d’un système à retrouver son état initial suite à une perturbation.
Microclimat
Ensemble des conditions atmosphériques qui prévalent dans une zone géographique très restreinte, comme une parcelle agricole.
Le site Agriclimat vous donne accès à des informations plus précises sur l'impact des changements climatiques sur le secteur agricole dans votre région.
Aménager des systèmes agroforestiers : une contribution à la résilience face aux changements climatiques
Pour les producteurs et productrices du Québec, faire face à ces perturbations constitue un défi majeur. Arriver à maintenir des entreprises stables et florissantes au milieu de tous ces changements ne sera certainement pas une tâche facile et cela peut générer des incertitudes importantes. Ces transformations substantielles de notre système climatique constituent néanmoins une opportunité pour faire le point sur les pratiques actuelles et ouvrir la porte à l’innovation, en adoptant de nouvelles façons de faire mieux adaptées aux réalités des prochaines décennies. En étant proactifs face aux changements à venir, les producteurs et productrices éviteront de simplement subir les contrecoups du climat et chercheront à évoluer avec lui pour développer des entreprises durables et résilientes.
De nombreux exemples démontrent que la gestion des risques liés au climat est plus ardue dans des systèmes de cultures peu diversifiés, comme les monocultures ou les cultures en rotations courtes, alors que les systèmes complexes et diversifiés seraient plus résilients face aux perturbations, conférant ainsi plus de stabilité aux productions agricoles40. Or, l’introduction d’arbres dans les systèmes agricoles est une avenue efficace pour augmenter le niveau de complexité et de diversité des agroécosystèmes. Dès lors, l’agroforesterie offre une voie avantageuse pour favoriser l’adaptation du milieu agricole face aux changements climatiques.
Présentation des différents systèmes agroforestiers en contexte québécois
Les haies brise-vent servent plus particulièrement à protéger les terres agricoles, les cultures, les animaux d’élevage et les infrastructures de l’action du vent et de ses conséquences.
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Les bandes riveraines agroforestières sont des aménagements implantés en bordure de plans d’eau ou cours d’eau qui fournissent divers services écologiques (protection de la qualité de l’eau et de l’habitat aquatique, diminution de l’érosion hydrique).
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Comme son nom l’indique, les arbres du système agroforestier intraparcellaire se trouvent à l'intérieur de la parcelle agricole. Il implique des interactions accrues entre les composantes qui sont mises à profit dans une perspective de diversification des productions ou de multiplication des bénéfices environnementaux ou sociétaux2.
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Les systèmes sylvopastoraux ont pour particularité d’intégrer des arbres et des animaux au sein des parcelles. Le pâturage des bêtes peut se pratiquer à proximité d’une haie agroforestière ou au sein d’un système agroforestier intraparcellaire dont la densité de plantation d’arbres est plus ou moins élevée, selon les besoins ciblés.
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Haies brise-vent
Bandes riveraines agroforestières
Systèmes agroforestiers intraparcellaires
Systèmes sylvopastoraux
L’agroforesterie génère des bénéfices multiples qui peuvent se manifester depuis l’échelle de la parcelle jusqu’à celle du territoire. Elle permet notamment d’améliorer la santé des sols et la qualité de l’eau, d’accroître la biodiversité et d’augmenter l’attractivité des territoires ruraux2.
L’agroforesterie aide à l’adaptation face aux changements climatiques par ses effets multiples.
Les pratiques agroforestières présentent aussi de nombreux avantages face
au phénomène des changements climatiques. Par divers mécanismes
(stockage du carbone dans les parties ligneuses de l’arbre, augmentation du
taux de matière organique dans les sols, etc.), l’agroforesterie augmente
notamment la capacité de séquestration du carbone des agroécosystèmes et
contribue de ce fait à l’atténuation des changements climatiques. Le Groupe
d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) considère
d’ailleurs que, de toutes les pratiques agricoles alternatives, c’est
l’agroforesterie qui présenterait le meilleur potentiel d’atténuation des
changements climatiques28.
Dans de nombreux cas, le recours à l’agroforesterie permet également
d’augmenter la capacité d’adaptation des entreprises agricoles face aux
changements climatiques. Les systèmes agroforestiers peuvent notamment
minimiser les effets négatifs des événements climatiques extrêmes et apporter
une plus grande stabilité sur la ferme au travers de la diversification des
produits et des sources de revenus30. La modification du microclimat entraînée
par la mise en place de systèmes agroforestiers est un élément majeur qui
pourrait être mis à profit pour favoriser une meilleure adaptation face aux
changements climatiques.
Microclimat
Ensemble des conditions atmosphériques qui prévalent dans une zone géographique très restreinte, comme une parcelle agricole.
Haies brise-vent implantées avec succès sur une ferme laitière biologique dans la région de La Pocatière. Ce système améliore la qualité de vie et le paysage.
Crédit : CRAAQ
Le microclimat d’une petite région est donc l’ensemble des conditions de vent, d’ensoleillement, de température et d’humidité qui influencent la santé et le rendement des productions agricoles. Il résulte du relief, de l’orientation des parcelles, de la présence des cours d’eau et plans d’eau, ainsi que des arbres isolés, en haies ou en boisés, qui caractérisent une zone géographique restreinte.
Qu’est-ce qu'un microclimat?
1.3 L’agroforesterie génère plusieurs effets bénéfiques pour
le microclimat des régions agricoles
1.4 Des aménagements agroforestiers bien conçus interagissent avec le
microclimat de façon favorable à l’agriculture
Les systèmes agroforestiers ont des effets complexes sur les différentes variables du microclimat. Selon les arbres choisis (essences,
hauteur à maturité, forme de la canopée, porosité de leur cime) et la façon dont ils sont plantés (denses ou dispersés, en ligne simple
ou en rangée multiple…), les modifications microclimatiques vont être différentes. On peut donc planifier et implanter des
aménagements agroforestiers permettant d’altérer favorablement le microclimat en fonction des résultats recherchés.
Porosité
Rapport entre la surface occupée par les vides et la surface totale du plan exposé au vent (dans le cas d’une haie).
Microclimat
Ensemble des conditions atmosphériques qui prévalent dans une zone géographique très restreinte, comme une parcelle agricole.
Les animations suivantes permettent de mettre en évidence les principales modifications microclimatiques générées par une haie brise-vent (HBV) et par un système agroforestier intraparcellaire (SAI).
i. Lorsqu’on implante une haie brise-vent perpendiculaire aux vents dominants, une proportion significative du flux de vent est détournée à l’approche de la haie, ce qui occasionne une réduction significative de la vitesse du vent en aval de celle-ci. ii. Le vent est également freiné lorsqu’il passe au travers des arbres, les branches et les feuilles de ces derniers constituant des obstacles partiels. iii. Cela entraîne l’apparition d’une zone protégée des vents. L’étendue de cette zone varie en fonction de la porosité de la haie, mais serait manifeste sur une distance de 10 à 20 fois la hauteur de la haie, avec une réduction de vitesse maximale autour de 4 fois sa hauteur. iv. En s’élevant au-dessus de la haie, le vent crée également une zone protégée en amont de la haie, sur une distance équivalente à 2 à 5 fois la hauteur de celle-ci. v. Le vent n’est cependant pas complètement freiné dans ces deux zones et une proportion du vent continue de s’infiltrer entre les arbres, assurant ainsi une certaine circulation de l’air.
i. La présence d’arbres affecte la luminosité au sein de la parcelle. À proximité de la haie, les arbres interceptent une partie du rayonnement solaire et créent de l’ombrage pour les cultures adjacentes. La zone d’ombre est variable selon la hauteur, la porosité et l’orientation de la haie. Elle varie aussi en fonction de l’heure du jour et de la saison. ii. Par ailleurs, les arbres réfléchissent également une partie du rayonnement solaire qu’ils reçoivent, augmentant ainsi ponctuellement le rayonnement total transmis aux cultures situées à proximité.
i. Dans la zone d’ombre située près de la haie, les températures de l’air et du sol sont généralement plus faibles que dans les zones exposées au soleil. ii. Dans le reste de la zone protégée des vents, les températures sont au contraire un peu plus élevées que celles observées dans un champ non protégé. Durant le jour, le vent tend effectivement à emporter avec lui la chaleur absorbée par le sol et les cultures. Dans la zone protégée du vent, un tel échange thermique est réduit, ce qui engendre une légère hausse des températures (environ entre 0,5 et 2 °C environ).
i. Durant la nuit, le sol et les cultures perdent une partie de leur chaleur vers le ciel. ii. La chaleur apportée par le vent peut minimiser de telles pertes, mais les zones protégées des vents en bénéficieraient moins. iii. L’impact des haies brise-vent sur les températures nocturnes est variable, mais plusieurs études font état d’une légère baisse des températures dans les zones protégées. iv. Sous la cime des arbres, les températures nocturnes sont pour leur part plus élevées que dans les zones exposées au plein ciel. Par un phénomène similaire à l’effet de serre, les arbres limitent les pertes de chaleur nocturnes provenant du sol et des cultures.
i. Lorsque le vent passe dans une zone non protégée, il emporte avec lui une partie de l’humidité de l’air, ce qui contribue à assécher le sol et les cultures, surtout lorsque le vent est plus sec. ii. Dans la zone protégée des vents, cet assèchement est limité et l’humidité tend à être légèrement plus élevée que dans un champ non protégé. iii. Lorsque l’air ambiant est plus humide, les pertes d’eau par évaporation du sol sont généralement moindres, ce qui pourrait contribuer à conserver une meilleure humidité du sol et diminuer le stress hydrique subi par les cultures. Les effets d’une haie brise-vent sur l’évaporation de l’eau (de même que sur la transpiration des plantes) dans la zone protégée des vents sont néanmoins complexes et peuvent varier selon les situations (type de cultures, contenu en eau du sol, conditions atmosphériques, etc.).
Vent
Lumière
Températures de jour
Températures de nuit
Humidité
L’impact des systèmes agroforestiers intraparcellaires sur le microclimat est très variable, en fonction notamment de la densité de plantation, de l’arrangement spatial du système et de sa maturité, ainsi que de l’entretien qui y est effectué. Par exemple, dans un champ où la densité d’arbres est peu élevée, le vent est quelque peu freiné par les arbres, mais sans qu’on observe une réduction de la vitesse aussi marquée qu’à proximité des haies brise-vent.
i. La répartition du rayonnement solaire dans un système intraparcellaire diffère de celle dans une haie brise-vent, avec des zones d’ombre moins intense réparties de façon plus régulière au sein des parcelles. Là encore, l’extension de ces zones d’ombres est variable en fonction de la hauteur et de la maturité des arbres, de la porosité de leur cime et de l’orientation des rangées d’arbres. L’ombre projetée par les arbres est aussi changeante selon l’heure du jour et la période de l’année. Dans un système où les rangées d’arbres sont orientées selon un axe nord-sud, l’ombre des arbres se porte vers les rangées au milieu de la journée, ce qui permet de maximiser le niveau de lumière reçu par les cultures à cette période de la journée où l’intensité lumineuse est à son apogée. ii. Parallèlement à cela, les arbres réfléchissent aussi une partie des rayons solaires qui les atteignent vers les cultures. Celles-ci bénéficient ponctuellement d’une quantité de lumière accrue dans différentes zones de la parcelle.
Durant le jour, les températures sont plus basses dans les zones d’ombre, ce qui tend à entraîner une légère baisse des températures au sein de la parcelle33. Les effets sur la température varient cependant en fonction des caractéristiques du système intraparcellaire.
Durant la nuit, les températures sont plus élevées sous les arbres, qui limitent en effet les pertes de chaleur qui s’échappent sous leur cime.
i. Sous un vent faible, l’humidité absolue de l’air augmente légèrement dans ce type de système. ii. Cela peut alors limiter les pertes d’eau par évapotranspiration dans la parcelle, et particulièrement dans les zones d’ombre22. Les effets sur l’humidité de l’air varient cependant en fonction de l’orientation, de la porosité, des espèces d’arbres, etc.
Vent
Lumière
Températures de jour
Températures de nuit
Humidité
HBV
SAI
1.1 Changements climatiques et agriculture
Différents modèles climatiques convergent pour prédire que le climat québécois devrait se réchauffer au cours des prochaines décennies. Dans le sud du Québec (au sud du 48e parallèle), on devrait ainsi observer une hausse des températures estivales de 1,9 à 3,0 °C en 2050, alors qu’on prédit que les températures en hiver devraient croître de 2,5 à 3,8 °C49. Les vagues de chaleur devraient également devenir plus fréquentes au cours des prochaines décennies : le nombre de jours où les températures dépassent les 30 °C est amené à augmenter, surtout dans le sud du Québec51.
Le contexte des changements climatiques contribuera à un réchauffement des températures au Québec.
L'impact des changements climatiques sur les vents est encore mal connu
L’impact des changements climatiques sur les vents a été relativement peu étudié à ce jour au Québec51 et plus de recherches doivent être conduites pour établir des prédictions fiables. Une des rares études publiées à ce sujet indique néanmoins qu’une hausse dans la fréquence des vents violents devrait survenir au Canada vers la fin du siècle18.
Des prédictions climatiques spécifiques à votre région sont disponibles sur le site d'Ouranos.
Un tel mode d’utilisation du territoire peut présenter différentes formes en fonction
notamment des composantes impliquées (association avec des cultures et/ou des
animaux) et des arrangements spatiaux des arbres au sein des systèmes de production.
En milieu tempéré, on retrouve ainsi deux grandes familles de systèmes agroforestiers :
les haies agroforestières et les systèmes agroforestiers intraparcellaires2.
Le lecteur qui voudra observer, voire étudier des systèmes agroforestiers implantés au Québec, pourra le faire en visitant le Réseau de sites de démonstration en agroforesterie. On retrouve une section dans la fiche dynamique où la structure et la composition de quelques exemples de sites bien implantés sont mentionnés (Annexe).
1.2 Agroforesterie : les arbres au service de l’agriculture
Prédictions climatiques générales pour le Québec
Comparaison entre la moyenne de température annuelle typique des dernières années et celle anticipée pour la période 2041-2070
Scénarios d'émissions
Bas-Saint-Laurent
Capitale-Nationale
Centre-du-Québec
Montérégie
Québec
Crédit : © Ouranos 2018, Tous droits réservés
© contributeurs OpenStreetMap https://www.openstreetmap.org/copyright
Comparaison entre la moyenne de température annuelle typique des dernières années et celle anticipée pour la période 2041-2070
Scénarios d'émissions
Scénarios d'émissions
Scénarios d'émissions
Scénarios d'émissions
Scénarios d'émissions
Bas-Saint-Laurent
Capitale-Nationale
Centre-du-Québec
Montérégie
Québec
Crédit : © Ouranos 2018, Tous droit réservés
© Contributeurs OpenStreetMap https://www.openstreetmap.org/copyright
Élevées
Modérées
Les précipitations annuelles seront globalement en hausse, mais avec des épisodes de sécheresse et de pluie intense en été, et moins de neige en hiver.
Les précipitations seront également affectées par les changements climatiques. Dans le sud du Québec, on prévoit une hausse des précipitations d’ici à 2050. Si la quantité de précipitations en été devait demeurer relativement inchangée49, la distribution de celles-ci pourrait devenir plus erratique, ce qui pourrait occasionner des épisodes de sécheresse. La saison propice aux orages devrait pour sa part être prolongée et on devrait noter une augmentation des événements de pluies intenses39. Les précipitations annuelles seront globalement en hausse, mais avec davantage d'épisodes de sécheresse et de pluie intense en été, et moins de neige en hiver.
Précipitations
Température
Changements saisonniers de la température et des précipitations projetés pour le sud du Québec (sud du 48e parallèle), évalués à partir de simulations climatiques RCP 4.5
Crédit : Adaptation de Ouranos, 2015
Qu’est-ce que l’agroforesterie?
Les changements climatiques auront des impacts importants sur le secteur agricole québécois.
L’agroforesterie crée des systèmes agricoles plus diversifiés et donc plus résilients : en clair, nous avons besoin des arbres pour préparer dès maintenant les entreprises et les paysages aux changements climatiques.
« L’agroforesterie est un système intégré qui repose sur l’association intentionnelle d’arbres ou d’arbustes à des cultures ou à des élevages, et dont l’interaction permet de générer des bénéfices économiques, environnementaux et sociaux. »2
Systèmes agroforestiers intraparcellaires
Les systèmes agroforestiers intraparcellaires sont des aménagements où les arbres sont situés à l’intérieur même des parcelles, selon des arrangements spatiaux divers.
Le microclimat désigne un ensemble de conditions atmosphériques qui prévalent dans une zone géographique très restreinte et qui sont significativement distinctes du climat général dans lequel se situe cette zone.
▼ Certaines cultures pourront être favorisées par la hausse des températures
Il importe d’abord de mentionner que la modification de certains facteurs climatiques pourrait entraîner des impacts positifs pour les producteurs et productrices de la province. Ainsi, on prévoit que certaines cultures comme le maïs et le soya devraient être favorisées par la hausse des températures et l’allongement de la saison de culture et qu’il sera possible de cultiver ces cultures dans de nouvelles régions5, 9.
▼ Toutefois, on anticipe plusieurs retombées négatives sur les cultures en général
L’évolution d’autres facteurs climatiques devrait malheureusement entraîner des impacts négatifs sur les agroécosystèmes et porter ainsi atteinte à la durabilité et la rentabilité des entreprises agricoles québécoises. En ce qui concerne les productions végétales, la hausse des températures combinée aux précipitations estivales plus erratiques devrait augmenter la probabilité de stress hydrique en été, ce qui pourrait affecter la productivité des cultures43, 49. Les variations de température et d’humidité annoncées devraient également entraîner des modifications vis-à-vis de l’abondance, de la diversité et de la répartition des populations d’insectes ravageurs et d’agents pathogènes, entraînant possiblement des diminutions de rendement des cultures49.
▼ L’augmentation des températures laisse aussi prévoir certains impacts pour les élevages
Les vagues de chaleur pourraient accroître les taux de mortalité dans certains types d’élevage. À l’opposé, il se peut que la hausse des températures entraîne dans certains cas une augmentation du taux de survie des animaux élevés en plein air en hiver (en particulier les jeunes) et une diminution des coûts de chauffage. Les stress thermiques vécus par le bétail pourraient par ailleurs causer une perte de productivité (par exemple, une diminution de la production de lait et une réduction des gains de poids). Les rendements des plantes fourragères devraient pour leur part être affectés négativement par la diminution du couvert neigeux7 et il est possible que les céréales d’hiver soient également affectées par ce phénomène. La qualité nutritive de certaines graminées pourrait aussi décroître5. Finalement, dans certaines régions, une récolte de fourrages supplémentaire deviendrait possible, mais les plantes fourragères pourraient néanmoins être mises à mal suite à des épisodes de sécheresse ou d’inondations.
▼ Enfin, les sols devraient subir les contrecoups des changements climatiques, qui augmenteraient
entre autres les phénomènes d’érosion
L’augmentation des épisodes de pluies intenses pourrait notamment entraîner un accroissement du ruissellement et une conséquente hausse du phénomène d’érosion hydrique. Sous des températures rehaussées, et avec des précipitations estivales erratiques, on peut s’attendre à une baisse du contenu en eau des sols durant l’été, ce qui pourrait conduire à une augmentation de l’érosion éolienne. Les pertes de sol générées par ces deux phénomènes auront évidemment des répercussions sur la productivité des cultures. L’augmentation de la température de l’air et des sols peut aussi contribuer à augmenter l’activité microbienne, la décomposition de la matière organique du sol et la minéralisation de l’azote. Or, si cette hausse attendue de la minéralisation de l’azote peut apporter de l’azote à court terme, elle pourrait aussi se traduire par une augmentation du lessivage de l’azote, en particulier sous forme de nitrates. Ces nitrates échappés peuvent à leur tour être transformés et émis dans l’atmosphère sous forme de protoxyde d’azote N2O (un puissant gaz à effet de serre). Ainsi, non seulement les pertes en azote pourraient affecter la rentabilité des entreprises agricoles, mais les émissions de N2O exacerberaient le phénomène de réchauffement climatique.
Haies agroforestières
Les haies agroforestières sont formées d’un alignement d’arbres et/ou d’arbustes localisés en bordure d’une parcelle cultivée ou pâturée.
