SAFY-CO2: un nouveau modèle agro-météorologique pour simuler le développement du blé et des couverts intermédiaires

Une étude du Cesbio publiée dans la revue Geoderma (Pique et al., 2020) présente un nouveau modèle agro-météorologique (SAFY-CO2) permettant de simuler le développement du blé et des couverts intermédiaires. SAFY-CO2 permet d’estimer les composantes du bilan C, dont la biomasse, le rendement et les flux de CO2 (photosynthèse, respiration du sol et des plantes, flux net). La particularité de cette approche est qu’elle utilise des données satellites (issus de SPOT, FORMOSAT-2 ou Sentinel-2) pour calibrer la phénologie et l’efficacité de photosynthèse de la végétation  dans le modèle, ce qui permet à ce dernier de reproduire de manière objective le développement des cultures et couverts « vus » par le satellite. Aussi, l’assimilation de données satellite dans le modèle permet de prendre en compte implicitement l’effet des stress (N, eau…) sur le développement de la végétation et de s’affranchir de la collecte de la plupart des données concernant les pratiques culturales (fertilisation, dates de semis…), ce qui rend le modèle plus facilement généralisable à grande échelle.

Comparaison entre les variables simulées et observées (GAI, biomasse et rendement)

En s’appuyant sur un jeu de données de validation exhaustif (sites ICOS d’Auradé et de Lamasquère, données de l’OSR), Pique et al., (2020) ont montré que SAFY-CO2 est capable de reproduire la production de blé avec une bonne précision (erreur quadratique moyenne relative de 27% et 21% pour la biomasse et le rendement respectivement). Le modèle est aussi capable de reproduire les flux de CO2 avec très peu d’erreur (erreur quadratique moyenne de 1.74, 1.13 et 1.29 gC.m-2.j-1 pour la photosynthèse, la respiration de l’écosystème et le flux net, respectivement). De plus, les bilans carbone estimés par cette approche sont conformes aux observations pour cinq années sur huit, ce qui démontre le potentiel de cette approche pour l’estimation à la parcelle des bilans de carbone sur de grands territoire. L’utilisation des produits à haute résolution temporelle issus des données Sentinel-2, et le couplage avec un module d’évolution de la matière organique du sol devrait permettre de gagner encore en précision. La mise en œuvre de SAFY-CO2 sur d’autres grandes cultures (maïs, tournesol, colza) nous permettra prochainement de simuler des rotations de cultures.

Référence

Gaétan Pique, Rémy Fieuzal, Ahmad Al Bitar, Amanda Veloso, Tiphaine Tallec, Aurore Brut, Morgan Ferlicoq, Bartosz Zawilski, Jean-François Dejoux, Hervé Gibrin, Eric Ceschia (2020) Estimation of daily CO2 fluxes and of the components of the carbon budget for winter wheat by the assimilation of Sentinel 2-like remote sensing data into a crop model, Geoderma, 376, https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114428

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