La nécessaire modélisation des cultures
Alors que la planète s’adapte au changement climatique, les chercheurs de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign suggèrent que la modélisation des cultures est essentielle pour comprendre comment assurer l’approvisionnement alimentaire. Le problème actuel est que de nombreux modèles de culture actuels se concentrent uniquement sur la simulation de la croissance et du rendement des cultures à l’échelle du champ, mais manquent de données génétiques et physiologiques, ce qui peut entraver la production précise et l’évaluation de l’impact environnemental à plus grande échelle.
D’autres modèles de culture, plus à jour, travaillent sur la compréhension de la manière dont les caractéristiques des plantes, telles que la taille des feuilles par exemple, impactent le rendement des cultures à l’échelle du champ. C’est en tout cas ce que pensent les responsables de cette étude. « La modélisation à cette échelle est essentielle, mais nous aimerions intégrer des informations provenant de données de gène à cellule et d’échelle régionale à mondiale dans notre cadre de modélisation », a déclaré Bin Peng, chercheur postdoctoral et co-auteur principal.
L’étude a identifié des éléments qui pourraient aider à générer un cadre de modélisation plus informatif. « La modélisation multi-échelle est la clé pour relier la conception des stratégies d’adaptation au changement climatique pour la gestion des cultures et des champs avec une évaluation à grande échelle de l’impact de l’adaptation sur la production végétale, l’environnement, le climat et l’économie », a déclaré M. Peng.
Les facteurs qui influencent la culture
L’étude a appelé à une meilleure représentation des réponses physiologiques des cultures aux facteurs de stress climatiques et environnementaux, comme la sécheresse, les pluies extrêmes et les dommages causés à la couche d’ozone. « De nombreux processus physiologiques seraient importants pour simuler avec précision la croissance des cultures dans des conditions de stress », a déclaré M. Peng. Par exemple, l’eau qui se déplace du sol à la plante et à l’atmosphère est déterminée par le bilan énergétique du couvert végétal, a-t-il ajouté.
Les chercheurs ont déclaré qu’il existe également des possibilités de combler diverses lacunes dans les données. « L’intégration des données de télédétection, comme le travail effectué dans notre laboratoire, sera extrêmement précieuse pour réduire les lacunes et les incertitudes des données », a déclaré Kaiyu Guan, professeur de ressources naturelles et de sciences environnementales et chercheur du projet. « L’un des avantages de la télédétection est sa vaste couverture spatiale. Nous pouvons utiliser la télédétection pour contraindre les modèles de culture sur tous les champs de la planète ».
Les auteurs ont également proposé une voie d’intégration modèle-données pour l’avenir. « Il est essentiel de faire une simulation correcte des réponses des cultures aux facteurs de changement climatique », a déclaré M. Guan. « Le plus difficile est de savoir si les modèles de culture peuvent capturer ces relations émergentes, qui peuvent être dérivées d’observations empiriques ». « Aucun scientifique ou laboratoire de recherche ne peut à lui seul produire ces modèles », a ajouté Amy Marshall-Colón, co-auteur de l’étude et professeur de biologie végétale. « Ce type d’effort nécessitera de la patience et une collaboration entre de nombreuses disciplines ».