Découvrez l’importance des plantes et du sol dans le cycle de l’eau et la régulation du climat.

La destruction continue des forêts, la détérioration des sols, la perte subséquente du stockage de l‘eau dans les sols et la réduction de la rétention d‘eau dans les espaces naturels perturbent la circulation de l‘eau dans et à travers l‘atmosphère. Cette perturbation provoque des changements majeurs dans les précipitations et une aggravation du changement climatique. Ces changements affectent le climat à l‘échelle d‘une région, mais peuvent également avoir un impact sur des régions très éloignées. 

La végétation joue un rôle important – et souvent négligé – dans la régulation du climat. En effet, dans les sols, les cycles du carbone, de l‘eau et de l‘énergie sont intimement liés. Ainsi, le rétablissement des cycles d‘humidité atmosphérique et terrestre sur la végétation, dans les sols et dans l‘atmosphère est de la plus haute importance pour refroidir la planète et sécuriser les régimes de précipitation dans le monde. 

L’arrêt de la déforestation et l‘augmentation de la reforestation sont obligatoires. La mise en œuvre de l‘agroforesterie représente une autre approche importante pour alimenter les cycles de l‘eau et de l‘énergie. Toutefois, il est indispensable en parallèle d’augmenter la fertilité des sols, la rétention d‘eau et la protection des sols par les pratiques de l‘agriculture régénérative ou de conservation. Ainsi, trouver des moyens de renforcer la matière organique du sol est l‘une des clés du succès pour les grandes régions du monde actuellement cultivées. Il faut également changer de paradigme, en valorisant les effets hydrologiques et de refroidissement du climat par la végétation, parallèlement à leur potentiel de piégeage du carbone. 

Des relations primordiales entre les plantes, les sols, l’eau pour la régulation du climat

Plus de 70% du rayonnement utilisé pour la transpiration des plantes

Le rayonnement solaire qui atteint la surface d‘un champ à végétation dense n’est utilisé qu’à raison de 1 % pour la photosynthèse. Et de 5 à 10 % pour chauffer l’air (« chaleur sensible » ). Ainsi, en comptant les surfaces non végétalisées et les surfaces aquatiques, environ 50 % de l’énergie solaire qui atteint le sol est utilisée pour l‘évaporation et la transpiration de l’eau (« évapotranspiration »). Toutes ces masses d’air s’élèvent dans l’atmosphère. La vapeur d’eau va finalement se condenser. Et restituer la même quantité d’énergie que celle qui a été consommée au niveau du sol. Et une partie en sera dissipée dans l’espace. Les nuages nouvellement créés vont alors réfléchir le rayonnement solaire incident et seront la source de nouvelles précipitations.

L‘évapotranspiration des plantes, source de précipitations

À l‘échelle mondiale, 40 à 60 % de la pluie tombant sur terre provient de l‘humidité générée par l‘évapotranspiration terrestre. C’est principalement par la transpiration des arbres, et transportée par les vents. Dans certaines régions du monde, cette part s‘élève à 70 % des précipitations. Ce recyclage devient plus dominant à l‘intérieur des terres. 

Un impact fort de l’activité humaine sur les relations plantes, sols, eau et climat

Jusqu‘à récemment, l‘impact de l’homme sur la vapeur d’eau dans l‘atmosphère était considéré comme négligeable par rapport à l‘évaporation des océans. Toutefois, cet impact est dû à d‘importants changements de la couverture des sols d’origine anthropique, et pas seulement aux émissions industrielles.

L’utilisation accrue des terres par l‘homme a entraîné une réduction de la couverture végétale, une dégradation des sols et une diminution de la rétention d‘eau. Cela réduit directement l‘évapotranspiration, augmentant les températures au sol, ce qui a un impact sur l‘augmentation de la température mondiale. 

L’augmentation de la végétation sur les terres accroît la fertilité des sols et la recharge des nappes phréatiques, augmentant ainsi l‘évapotranspiration. Cela entraîne une augmentation de la couverture nuageuse et des précipitations. 

L’augmentation de la couverture nuageuse entraîne une augmentation du refroidissement de l‘atmosphère par une réflexion accrue du rayonnement solaire incident. Mais aussi une augmentation du transfert d‘énergie vers l‘espace qui, combinées, ont des effets régulateurs sur le réchauffement de la Terre. Lorsque cette rétroaction équilibrante est affaiblie, une terre plus chaude entraîne davantage de sécheresses, aggravées par la réduction des précipitations, et davantage d‘incendies de végétation. Cela réchauffe encore plus la terre. 

Des solutions nécessitant de travailler avec les plantes, le sol et l’eau à grande échelle pour réguler le climat

Protéger et planter les arbres générateurs de rivières d‘eau dans l’air

Chaque arbre de la forêt est une fontaine d‘eau. En effet, il aspire l‘eau du sol par ses racines, la pompe à travers le tronc, les branches et les feuilles. Puis la libère sous forme de vapeur d‘eau dans l’atmosphère à travers les pores de son feuillage. Par une journée ensoleillée normale, un seul arbre peut transpirer plusieurs centaines de litres d‘eau. Cela permet de rafraîchir son environnement avec une puissance de 70 kWh par 100 litres. Cela représente un effet de refroidissement équivalent à celui de deux climatiseurs domestiques fonctionnant pendant 24 heures. Par milliards, les arbres créent des rivières d‘eau géantes dans l‘air (« rivières volantes »). Ces rivières forment des nuages et créent des précipitations à des centaines, voire des milliers de kilomètres de distance.

Couvrir le sol de plantes pour limiter la température et les pertes d’eau

Entre 1950 et 2000, la température de surface a augmenté de 0,3°C à l‘échelle mondiale en raison des changements de la couverture des sols. Les perturbations du bilan énergétique à la surface générées par les changements de végétation entre 2000 et 2015 ont entraîné une augmentation moyenne de 0,23°C de la température de surface locale où ces changements de végétation ont eu lieu. Le réchauffement moyen dû aux changements de la couverture des sols peut ainsi expliquer 18 à 40 % des tendances actuelles du réchauffement climatique.

Sur les surfaces nues, par exemple les champs en jachère, les prairies sèches (en été et après la récolte du foin), et sur les surfaces en béton ou en asphalte, le sol absorbe davantage de rayonnement solaire incident. Il s‘échauffe, crée de la chaleur sensible. Et émettra ainsi, proportionnellement à la puissance quatre de sa température absolue (loi de Stefan-Boltzman), une puissance thermique dans l‘atmosphère. 

Les différences de température de surface entre ces surfaces nues et les zones boisées peuvent, d‘après un exemple en Europe centrale, atteindre 20°C les après-midi d‘été.  Cela s’explique, là encore, par un effet de refroidissement par évaporation des forêts. Ce qui l‘emporte sur l‘effet de réchauffement par albédo généré par les surfaces boisées plus sombres.

Favoriser grâce aux plantes la production d’aérosols biogènes pour la formation des nuages de pluie et le cycle de l’eau

La végétation semble également être un réacteur biogéochimique dans lesquels la biosphère et la photochimie atmosphérique produisent des noyaux pour la formation de nuages et de précipitations, entretenant ainsi le cycle hydrologique. Les plantes produisent des composés organiques volatils et «libèrent» des microorganismes – bactéries et spores fongiques, pollen et autres débris biologiques. Ces derniers vivent sur les feuilles et se retrouvent en suspension dans l‘air pendant et après la pluie dans les écosystèmes. Dans l‘atmosphère, ils génèrent une partie importante de la condensation des nuages et des noyaux de glace. Ce qui a un impact sur la formation des nuages et des précipitations. 

Les aérosols biogènes peuvent également contribuer à élever la température de congélation en créant des noyaux de glace. Sans ce phénomène, la congélation ne se produirait pas avant que les nuages n‘atteignent -15°C ou moins. Avec l‘aide de ces noyaux de glace, le processus peut être réalisé à des températures proches de 0°C. Cela permet une formation efficace des nuages et génère de la pluie plus facilement et localement. 

Si vous souhaitez en savoir plus sur la formation des nuages, consultez notre dernière publication sur le sujet.

Source :

Schwarzer S., 2021. Travailler avec les plantes, les sols et l‘eau pour refroidir le climat et réhydrater les paysages de la Terre. Prospective ONU

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Découvrez comment le changement climatique, couplé à des changements de pratiques, peut favoriser le développement des mycotoxines.

Les mycotoxines sont des métabolites secondaires des champignons qui offrent un large spectre d’effets toxiques. Elles sont produites par des moisissures appartenant notamment aux genres Aspergillus, Penicillium et Fusarium. Ces toxines sont les contaminants naturels les plus présents dans notre alimentation. Elles se retrouvent dans de nombreuses denrées d’origine végétale. En particulier dans les céréales mais aussi les fruits, les noix, les amandes, les grains, les fourrages, ainsi que dans les aliments composés et manufacturés issus de ces filières. 

Le climat et son impact sur la température, l’hygrométrie et la pluviométrie, notamment pendant les cycles de culture, représentent le facteur agroécosystémique le plus important pour expliquer le risque de colonisation de la plante et la production de toxines. Il existe en parallèle, des facteurs agronomiques susceptibles de modifier, d’atténuer ou d’amplifier l’effet d’un changement de climat. La capacité des moisissures mycotoxinogènes à répondre au changement climatique peut induire une modification de leur distribution géographique, du schéma d’apparition des mycotoxines et des mélanges présents. Ces changements peuvent avoir des conséquences significatives sur la santé humaine et animale qu’il est important de mieux comprendre. Enfin, ce changement climatique interagit avec l’évolution des pratiques culturales nécessaires pour s’adapter aux contraintes réglementaires, climatiques et sanitaires.

Changement climatique et mycotoxines : caractéristiques et risques mycotoxines

Caractéristiques des mycotoxines

Les mycotoxines sont des métabolites secondaires sécrétés par des champignons. Ces champignons appartiennent principalement aux genres Aspergillus, Penicillium et Fusarium. La présence de mycotoxines dans les aliments destinés à la consommation humaine ou animale est potentiellement dangereuse. Notamment en raison de leurs effets toxiques (cancérigène, perturbateur endocrinien et de leur bonne stabilité thermique (résistant à la cuisson).

Un même champignon peut produire différentes mycotoxines. Mais différents champignons peuvent produire la même mycotoxine. Par ailleurs, le champignon peut être présent sans produire de mycotoxine. Et le champignon peut disparaître mais la mycotoxine reste.  Par ailleurs, la production de mycotoxines ne se fait que sous certaines conditions de température et d’humidité. 

Evaluation du risque mycotoxines

Le risque est la probabilité d’être exposé au danger. Pour caractériser le danger, on établit la dose journalière tolérable (DJT). Quand la mycotoxine est considérée comme cancérigène, on parle de marge d’exposition (MOE).

Changement climatique et mycotoxines : situation actuelle et évolutions prévisibles

Un risque mycotoxine dans la majorité des cas lié aux conditions climatiques

Le climat – température, eau disponible, lumière et fluctuations des cycles humides/secs – représente le facteur agroécosystémique le plus important qui influence les étapes du cycle de vie des champignons, leur capacité à coloniser les cultures, et la production de mycotoxines. D’après des travaux d’Arvalis, les risques DON pour le blé et DON pour maïs sont liés respectivement à 55 % et à 85 % au climat. Pour les fumonisines, c’est de l’ordre de 74 % et pour les aflatoxines, de l’ordre de 68 %. A l’inverse, pour l’ergot du blé, le climat joue un rôle minoritaire (1%). En effet, le problème de l’ergot est d’abord une question d’agronomie (qualité des semences et la gestion des adventices).

Un impact du climat des 20 dernières années variable selon les mycotoxines

En France, la température moyenne rencontrée sur l’ensemble du cycle du maïs a un impact significatif sur l’augmentation du dénombrement d’Aspergillus Flavi retrouvé dans les grains. Des travaux récents conduits par ARVALIS et non publiés démontrent une augmentation du risque fumonisine sur maïs. A l’inverse, les prévisions météorologiques basées sur les scénarios du GIEC corroborent les observations enregistrées ces 20 dernières années quant à une limitation possible du risque déoxynivalénol sur maïs comme sur blé.

Des changements de répartition géographique des mycotoxines liées au changement climatique

Dans l’hypothèse de poursuite du réchauffement climatique selon le scénario RCP4.5 ou RCP8.5, l’augmentation des températures à venir, entraînera une augmentation des risques aflatoxines et fumonisines sur maïs. Et une diminution du risque déoxynivalenol sur blé et maïs avec des variabilités annuelles et territoriales. Toutefois, dans ce contexte de changement climatique, la variabilité naturelle du climat perdure. Cela peut annuellement sur certains territoires permettre une installation significative d’un ou plusieurs de ces pathogènes en culture, induisant la présence des mycotoxines associées. 

La capacité des moisissures mycotoxinogènes à répondre au changement climatique peut induire une modification de leur distribution géographique. Ainsi, l’Europe a longtemps été considérée comme indemne d’aflatoxine notamment en raison de son climat tempéré. La gestion du risque reposait sur l’application de contrôles stricts des produits importés en provenance des zones à risque. Cependant, depuis quelques années, des alertes signalent la contamination de productions par les aflatoxines en Roumanie, Italie, Espagne, Portugal, Grèce…

Changement climatique, mycotoxines et changement de pratiques

Facteurs agronomiques augmentant le risque mycotoxines

Les principaux facteurs agronomiques qui augmentent le risque mycotoxines sont : 

• La rotation des cultures. La succession maïs/ blé est un facteur de risque pour le déoxynivalenol. La succession culture d’hiver/blé et autres céréales à paille est un facteur de risque pour les alcaloïdes de l’ergot. 
• Les dates de semis et de récolte. En effet, le risque pour les fumonisines, deoxynivalenol et les aflatoxines sur maïs est amplifiée avec des dates retardées. 
• Les densités de semis. En effet, si elles sont trop élevées par rapport à l’eau disponible, le risque pour les fumonisines et les aflatoxines sur maïs est augmenté.
• Le non travail du sol et principalement l’absence de labour, facteur de risque pour le déoxynivalenol sur maïs et sur blé et les alcaloïdes de l’ergot sur blé et autres céréales à paille. 
• L’absence de gestion de certains insectes ravageurs, facteur de risque pour les fumonisines, le déoxynivalenol, les aflatoxines sur maïs et parfois les alcaloïdes de l’ergot sur blé. Sur maïs, les sésamies et les pyrales causent des dommages sur épi qui augmentent le risque mycotoxines. Du fait du climat plus chaud en été, on observe une progression de la sésamie vers le nord. On observe également une 2ème génération de pyrale plus fréquente au nord de la Loire
• Une moindre gestion suffisante des graminées adventices, facteur de risque pour les alcaloïdes de l’ergot sur blé et autres céréales à paille. Cela s’explique par une forte régression de l’efficacité des principales substances actives herbicides et par l’apparition de populations de RG et de vulpin résistantes. 
• Une fertilisation déséquilibrée et surtout le non recours à l’irrigation sous condition de stress hydrique, facteurs de risque pour les fumonisines et les aflatoxines sur maïs. Ainsi, dans les sols à faible réserve en eau et dans les régions à la pluviométrie incertaine en période estivale et sans irrigation, on observe une remise en cause de la diversification des cultures avec une tendance à implanter davantage de culture d’hiver avec un risque d’ergot du seigle majoré. 
• Le choix de génétiques les plus sensibles à ces champignons toxinogènes, facteur de risque générique. 

Des évolutions de pratiques impactant d’ors et déjà le risque mycotoxines

Ces pratiques subissent déjà des modifications permanentes. C’est notamment le cas du labour qui a fortement régressé depuis le début des années 2000 sur cultures d’hiver. Avec comme objectif de préserver les sols et économiser du carburant. Il existe aussi les variétés de blé et de maïs actuellement cultivées, sélectionnées moins sensibles aux fusarioses. 

La gestion directe de ces champignons avec un fongicide reste peu performante. Il faut donc faire appel en priorité au choix judicieux de ces pratiques pour limiter l’impact du changement climatique lorsqu’il est défavorable ou accentuer son effet dans le cas contraire. Dans tous les cas, l’objectif est bien d’assurer le respect des seuils imposés pour l’ensemble de ces contaminants. Ces seuils sont désormais tous réglementés dans l’alimentation humaine sur le territoire de l’UE.

Pour en savoir plus, n’hésitez pas à consulter nos autres publications liées au changement climatique.

Source :

AAF, 2024. Changement climatique et mycotoxines. Séance de l’Académie d’Agriculture de France du 27 mars 2024.

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Agriculture et changement climatique se situent entre nécessité et obligation. Le groupe d’Experts intergouvernementaux sur l’évolution du climat (GIEC) a élaboré six scenarii. Ces scenarri tentent d’estimer le climat futur pour 2100. Même s’il existe encore de grandes incertitudes sur l’ampleur du changement climatique. On sait que l’agriculture est et sera un des secteurs économiques les plus concernés.

En effet, non seulement, les agriculteurs devront adapter leur culture (choix et conduite des cultures), aux variation du climat. Mais en tant que contributeurs à l’émission de gaz à effet de serre (GES), ils devront également modifier leurs pratiques culturales pour les limiter. Heureusement, un certain nombre de pistes techniques sont d’ors et déjà disponibles. Et surtout, l’agriculture dispose d’un important potentiel de séquestration de carbone dans les sols.

Le changement climatique est inéluctable même si l’on ne connaît pas encore précisément son ampleur et l’agriculture est en première ligne. D’une part, parce que toute production agricole doit composer avec le climat. D’autre part, parce qu’elle contribue significativement à ce changement !

Pour s’adapter au futur climat, différentes stratégies seront possibles : esquive, sélection variétale… mais dans certains cas, il faudra changer fondamentalement le système de culture en bannissant définitivement ou au contraire en introduisant certaines cultures de son assolement. Mais l’échéance semble encore loin pour les agriculteurs. Par contre, participer à la réduction de l’émission des GES est un objectif bien plus actuel et cela passe majoritairement par deux approches en productions végétales :

• réduire ses propres émissions par une meilleure gestion de la fertilisation azotée,
• augmenter le stockage de carbone dans ses sols.

Pour cette dernière, on ne peut que déplorer la non valorisation économique de ce potentiel d’atténuation. Valorisation qui, si elle existait, pourrait pourtant favoriser l’adoption de systèmes de culture plus durables et permettre une rémunération des services environnementaux rendus par les agriculteurs.

Retrouvez toutes nos publications sur le changement climatique en ligne.

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