MS20
J. Beer 1, C.A. Harvey, M. Ibrahim, J.M. Harmand, E. Somarriba et F. Jiménez
Cet article se propose d'exposer brièvement les principales fonctions de services environnementaux que remplissent les systèmes agroforestiers (SAF):
Ces fonctions de service viennent s'ajouter aux produits déjà fournis par les SAF (pour usage commercial et domestique; ex. bois de feu, bois d'œuvre, fruits) mais pour lesquels les agriculteurs sont rarement rémunérés. Il faut des recherches plus approfondies sur les avantages et inconvénients possibles des différentes fonctions de service et les effets négatifs sur les produits/utilisations traditionnels des SAF lorsqu'on accroît la composante arborée des systèmes agricoles; ex. l'optimisation du piégeage du carbone avec des monocultures arborées de haute densité aura des effets négatifs sur la conservation de la biodiversité et pourrait éliminer la source d'aliments d'appoint, de fibres, de médicaments, etc., précieuse pour les familles rurales. Afin d'encourager une meilleure utilisation des terres, il faut également mettre au point et tester, dans différents cadres socio-économiques, des méthodes de gestion des incitations financières, comme récompense aux agriculteurs qui offrent ces services en adoptant/améliorant les SAF. Une entrave majeure à la promotion des SAF est le coût des analyses économiques qui englobent l'évaluation de ces fonctions de service.
L'étude formelle et la promotion des systèmes d'agroforesterie (SAF), méthode d'aménagement des terres utilisée de temps immémorial à la fois dans l"ancien" et le "nouveau" mondes (voir références aux Grecs anciens et autres auteurs dans Robinson, 1985), a débuté à la fin des années 70 (De las Salas, 1979; Steppler et Nair, 1987). Au départ, l'accent était mis sur la description, les éventuels avantages et inconvénients biologiques et socio-économiques, et l'inventaire des SAF traditionnels, pour la plupart sous les tropiques (Budowski, 1982; Nair, 1989). Ces études ont été suivies d'évaluations de la productivité des SAF tant existants que nouveaux, et plus récemment, d'études sur les interactions entre les espèces composantes dans le but d'améliorer la gestion et la rentabilité (ou la réduction du risque) (Schroth et Sinclair, 2003). A la fin des années 90, la préoccupation accrue suscitée par les questions d'environnement à l'échelle internationale a abouti à de nouveaux traités (comme le Protocole de Kyoto) et à un accent sur les fonctions environnementales des autres utilisations des terres. On a vite reconnu que les SAF présentent de multiples avantages par rapport aux monocultures, compte tenu de la demande accrue pour une agriculture multifonctionnelle, et que les SAF fournissent d'importants services écologiques. Parmi les autres atouts reconnus des SAF figurent les valeurs esthétiques (ex parcs citadins et savanes arborées), les zones tampon des aires protégées et l'agroécotourisme (ex. visites guidées des SAF de cacao au Costa Rica et au Belize).
Le paiement de primes aux agriculteurs qui, avec leur utilisation des terres, protègent les ressources naturelles et dispensent ainsi un service à la communauté locale, nationale et mondiale, est une nouvelle solution qui pourrait contribuer à la viabilité financière des fermes. Le titre de ce congrès "Forêts, source de vie" offre l'occasion de souligner et d'examiner cette nouvelle orientation importante dans les programmes SAF; à savoir, la quantification et l'évaluation des fonctions de service des systèmes de production arboriculture-agriculture et /ou arboriculture-élevage. Les principales fonctions de service des SAF prises en considération dans cet article sont la conservation des sols, la conservation de la qualité de l'eau, la fixation du carbone (changement climatique) et la conservation de la biodiversité.
Les concepts d'amélioration des sols par les arbres dans les systèmes agroforestiers ont été examinés, entre autres, par Young (1989) et Buresh et Tian (1998). L'amélioration des sols dans les SAF est liée à la croissance d'arbres piégeant l'azote, ou d'arbres et d'arbustes aux racines profondes qui accroissent la disponibilité d'azote grâce à la fixation biologique, restituent les éléments nutritifs des plantes en profondeur (en particulier en zones arides) et renforcent les matières organiques du sol (Beer, 1988; Rao et al., 1998).
La recherche officielle sur les SAF (en particulier en Afrique) se concentrait au départ sur des moyens de conserver la fertilité des sols dans les systèmes culturaux annuels en utilisant des légumineuses arbustives; par ex., dans les parcs agroforestiers (Charreau et Vidal, 1965), dans les cultures en bandes (Kang et Reynolds, 1989) et les jachères améliorées par la plantation d'arbres (voir ci-dessous). La recherche a été moins approfondie sur les SAF "barrières" (cultures en couloirs suivant les courbes de niveau), bien que les ONG en Amérique centrale et en Asie aient largement encouragé l'utilisation de couloirs herbacés et autres essences annuelles pour piéger les sédiments et les nutriments, ralentir le ruissellement et accroître l'infiltration. Si nombre de ces études sur les SAF ont donné des résultats prometteurs dans les essais en station ou à la ferme, pour les paramètres de productivité et de fertilité des sols, l'adoption de systèmes de cultures en couloirs a été décevante pour plusieurs raisons: besoins de main d'oeuvre et de terre élevés; dans certains cas, manque de produits de la composante arborée /arbustive à usage commercial ou domestique; et les longs délais requis pour obtenir des changements positifs (Carter, 1995).
Les jachères d'arbres plantés peuvent être une solution à la baisse de la fertilité des sols due au raccourcissement des périodes de jachère dans les zones où l'agriculture sur brûlis est encore pratiquée (Anderson et Sinclair, 1993; Harmand et Njiti, 1998; Ganry et al., 2001). La disponibilité d'azote, déterminée par l'azote inorganique du sol ou la minéralisation de l'azote en milieu aérobie à une profondeur de 0 à 20 cm, et les rendements des cultures peuvent être sensiblement supérieurs après une rotation d'arbres fixant l'azote que d'autres essences forestières ou jachères herbeuses (Harmand et Balle, 2001). En ce qui concerne les jachères herbacées (légumineuses ou non), une plus grande accumulation de matières organiques et stockage de nutriments dans la biomasse, une densité racinaire accrue ainsi qu'une plus grande extension verticale des racines des arbres aident à maintenir les stocks de nutriments en réduisant les pertes dues au lessivage ou en récupérant les nutriments dans les couches profondes. Szott et Palm (1996) ont signalé que, par rapport aux jachères de légumineuses fourragères, les jachères de légumineuses arborescentes ont fortement accru le total de stocks de phosphore, potassium, calcium et magnésium dans la biomasse, la litière et les cations échangeables /phosphore disponible (sol; 0-45cm). Ces auteurs ont suggéré que les légumineuses arborescentes à croissance rapide peuvent accélérer la restitution des stocks d'azote, de phosphore et de potassium dans la couche arable mais ne peuvent complètement rétablir les stocks de calcium et de magnésium.
Parmi les avantages des arbres d'ombrage pérennes (ex. café et cacao) figurent une moindre érosion du sol grâce à la litière naturelle et aux résidus d'élagage qui couvrent le sol et atténuent l'impact des gouttes de pluie, améliorent la structure du sol, accroissent la teneur en azote et améliorent la rétention des nutriments (Beer et al., 1998; Fassbender et al., 1991).
Même si l'on dispose d'analyses économiques sur tous les systèmes susmentionnés (ex. Sullivan et al., 1992), celles-ci ne prennent pas en compte tous les avantages à court et à long terme d'incorporation des arbres, comme l'amélioration ou la conservation de la fertilité des sols, ni l'impact éventuel sur la rentabilité des primes aux fonctions de service.
La fonction de service la moins étudiée est l'impact des SAF sur la quantité et la qualité de l'approvisionnement hydrique. Les arbres influencent le cycle de l'eau en accroissant les précipitations et l'interception des nuages (avec les effets négatifs et positifs que cela comporte), la transpiration et la rétention d'eau dans le sol, la réduction du ruissellement et l'accroissement de l`infiltration. Par exemple, Bharati et al. (2002) ont signalé que l'infiltration dans les zones cultivées en maïs ou en soja, ou les pâturages, était cinq fois moindre que dans les allées ripicoles cultivées avec diverses essences de plantes et d'arbres, ce qui laisse entendre que ces dernières avaient de bien meilleures possibilités d'empêcher que le ruissellement de surface (contenant des substances polluantes) atteigne les cours d'eau. Par ailleurs, les arbres dans les SAF peuvent restituer les nutriments en empêchant leur dispersion par lessivage (Imbach et al., 1989). Les SAF peuvent donc réduire la contamination des eaux souterraines par les nitrates et autres substances nocives pour l'environnement et la santé de l'homme. Grâce à une diminution du ruissellement et du lessivage, les micro-bassins versants au couvert forestier ou les SAF qui couvrent un pourcentage important de la surface émergée produisent de l'eau de meilleure qualité (Stadtmüller, 1994).
Une série d'études au Costa Rica a illustré certaines de ces interactions. Par exemple, l'interception des pluies a été de 16% dans les plantations de café (Coffea arabica) associées à des Erythrina poeppigiana (555 arbres /ha) régulièrement taillés et de 7,5% en présence de Cordia alliodora (135 arbres/ha) non taillés, (Jiménez, 1986). Les pertes de nitrates par lessivage ont été plus élevées dans les plantations de café sans ombre que dans celles contenant des arbres d'ombrage dans les zones où de hauts rendements en café avaient été obtenus grâce à un fort ajout d'azote provenant d'engrais chimiques (Babbar et Zak, 1995), probablement à cause de taux plus élevés de transpiration dans les SAF (Avila, 2003). Dans ce pays, la législation reconnaît les services rendus par les SAF à l'environnement ainsi que ceux des terres forestières, mais une fois encore, il faut des analyses économiques des avantages à moyen et à long terme pour déterminer la vraie valeur des SAF.
Les SAF très productifs, y compris les systèmes sylvo-pastoraux, ont un rôle important à jouer dans la fixation du carbone dans le sol et dans la biomasse ligneuse (aérienne et souterraine). Par exemple, en Amérique latine, l'élevage traditionnel implique des monocultures herbagères qui se dégradent environ cinq ans après leur mise en place, libérant des quantités importantes de carbone dans l'atmosphère. Veldkamp (1994) a estimé que l'émission nette cumulée de CO2 des pâturages à faible productivité (Axonopus compressus) variait de 31,5 (sol Humitropept) à 60,5 Mg C/ha (Hapludand) au cours des 20 premières années suivant le défrichage. Des systèmes sylvo-pastoraux bien gérés peuvent améliorer la productivité globale (Bustamanate et al., 1998; Bolivar et al., 1999) tout en piégeant le carbone (López et al., 1999; Andrade, 1999), ce qui constitue un nouvel atout économique en puissance pour les éleveurs. Le carbone total dans les systèmes sylvo-pastoraux variait entre 68 et 204 t/ha, l'essentiel du carbone étant stocké dans le sol, tandis que les accroissements annuels de carbone oscillaient entre 1, 8 et 5,2 t/ha.
La quantité de carbone fixé dans les systèmes sylvo-pastoraux dépend de l'essence arborée/arbustive, de la densité et de la répartition des arbres dans l'espace, et de la tolérance des essences herbacées à l'ombre (Nyberg et Hogberg, 1995; Jackson et Ash, 1998). Sur les pentes des Andes équatoriennes, le carbone total dans le sol s'est accru, passant de 7,9% dans les parcours herbeux de Setaria sphacelata à 11,4% sous la couverture végétale de Inga sp., mais aucune différence n'a été observée avec Psidium guajava. Les sols plantés en Inga contenaient 20 Mg C/ha supplémentaires dans les 15 cm supérieurs par rapport aux parcours herbeux (Rhoades et al., 1998).
Rares sont les études qui ont été menées pour déterminer la manière dont les paiements pour le piégeage du carbone influeront sur les revenus agricoles et les changements d'utilisation des terres sur les fermes d'élevage (Ruiz, 2002). Une analyse ex ante a montré que les agriculteurs peuvent accroître leurs revenus de plus de 10% lorsque 20% des parcours herbeux en monoculture sont transformés en systèmes sylvo-pastoraux (ex. fourrages et arbres disséminés dans les parcours) et forêts secondaires. Cette analyse économique, conduite dans les fermes bovines à double usage, suggérait que le revenu brut potentiel engendré par le carbone stocké dans les troncs des arbres était de 253 dollars E.U. par an pour une exploitation de 70 ha (prix du carbone 7dollars E.U./t) (Pomareda, 1999). Des mesures d'incitation visant à faire adopter aux agriculteurs des systèmes sylvo-pastoraux qui mettent en réserve davantage de carbone et empêchent la dégradation des pâturages sont en train d'être mises au point et testées en Colombie, au Costa Rica et au Nicaragua (projet du Fonds pour l'environnement mondial [FEM] coordonné par le Centre de recherche et de formation en matière d'agriculture tropicale [CATIE]), mais il reste encore beaucoup à faire pour réaliser le plein potentiel de cette approche.
Les SAF peuvent également jouer un rôle important dans la conservation de la biodiversité dans les paysages déboisés et fragmentés en servant d'habitats et de ressources aux espèces végétales et animales, en maintenant la connectivité des paysages (et par conséquent, en facilitant les mouvements des animaux, des semences et du pollen), en adoucissant le paysage pour les espèces habitant la forêt par la réduction de la fréquence et de l'intensité des incendies, en ayant la possibilité d'atténuer les effets secondaires sur les fragments de forêts restantes et en servant de zones tampon aux aires protégées (Schroth et al., sous presse). Les SAF ne peuvent offrir les mêmes niches et habitats que les forêts originales et ne devraient en aucun cas être présentées comme instrument de conservation au détriment de la conservation des forêts naturelles. Elles offrent, toutefois, un outil complémentaire important pour la conservation et devraient être prises en considération dans le cadre des efforts de conservation des paysages, qui visent à la fois à protéger les fragments restants de forêts et à promouvoir le maintien d'un couvert arboré à la ferme dans les zones aux alentours des aires protégées, comme le Couloir biologique d'Amérique centrale.
Dans quelle mesure les SAF peuvent contribuer aux efforts de conservation? Cela dépend de plusieurs facteurs, notamment de la conception et de l'origine du SAF (notamment de sa diversité floristique et structurelle), de sa permanence dans le paysage, de son emplacement par rapport au reste de l'habitat naturel et du degré de connectivité au sein de l'habitat, ainsi que de sa gestion et de son utilisation, en particulier écimage, utilisation d'herbicides ou de pesticides, récolte de bois d'œuvre et de produits non ligneux et incorporation des bovins, caprins, etc. En général, plus le SAF est varié, plus son intensité de gestion est faible et plus il est proche d'un habitat intact, plus il a de chances de pouvoir conserver les espèces végétales et animales indigènes. Certains SAF, qui reproduisent de près les écosystèmes naturels (ex. jardins familiaux, agroforêts ainsi que certains SAF rustiques de café et cacao), offrent une variété de niches et de ressources en faveur de nombreux plantes et animaux, même si généralement moins que la forêt intacte (Perfecto et al., 1996; Rice et Greenberg, 2000). Cependant, même les SAF avec de faibles densités d'arbres et une faible diversité d'essences peuvent aider à conserver la connectivité biotique (Harvey et al., sous presse).
L'attitude des communautés locales envers la conservation de la biodiversité et les avantages (produits, services) et les pertes perçus (ex. dégâts aux cultures ou pillage, perte d'animaux), est tout aussi importante, et conduit les populations à encourager ou à décourager les plantes et les animaux indigènes. Dans le cas d'une zone à forte intensité de chasse, les populations de gibier dans les SAF ont peu de chances d'être viables, qu'un habitat approprié soit disponible ou non.
Il existe une documentation fournie sur la biodiversité dans les SAF, mais des questions importantes continuent à affleurer sur la viabilité à long terme des populations animales et végétales dans les SAF et ce qui adviendra d'elles si le paysage alentour subit des coupes de plus en plus importantes. A ce jour, la plupart des études ont effectué le suivi ou l'inventaire de la biodiversité dans les paysages qui ont encore une forme ou une autre de couvert forestier, se sont concentrées sur quelques taxons et ont été menées à des échelles spatiales et temporelles réduites. Il faut des études portant sur de multiples groupes taxonomiques, à diverses échelles et à long terme pour pouvoir connaître la vraie valeur des SAF pour la conservation.
En dépit de ces limites à nos connaissances actuelles, on a déjà rassemblé des témoignages suffisants qui nous permettent d'affirmer que les systèmes agroforestiers ont un meilleur potentiel de conservation des espèces végétales et animales que les monocultures qu'ils remplacent généralement. Cette découverte a débouché sur de nouvelles initiatives passionnantes visant à utiliser les SAF comme outils de conservation dans des paysages déjà déboisés et fragmentés. Nombre de ces initiatives prévoient soit un paiement direct aux agriculteurs pour la conservation de la biodiversité (ex. le projet du FEM exécuté par le CATIE; le paiement pour les services environnementaux au Costa Rica) ou la certification des produits tirés de ces SAF comme ménageant la biodiversité ou l'environnement (ex. café respectueux des oiseaux [Smithsonian Migratory Bird Center, 1999]).
Les fonctions de service dont s'acquittent les systèmes agroforestiers, telles que la conservation des sols, la fixation du carbone, la qualité de l'eau et la conservation de la biodiversité, suscitent l'attention des chercheurs, des planificateurs et des responsables politiques. Cependant, les avantages que les agriculteurs en retirent ne sont pas tangibles car ils se comptent à moyen ou long terme, et/ou ils vont au profit de bénéficiaires externes à la ferme, et ceci pourrait fortement entraver la conservation/l'adaptation des SAF. L'introduction/la promotion d'arbres dans les exploitations agricoles présente également de nombreux inconvénients pour l'agriculteur, non des moindres la compétition avec les cultures et les pâturages existants. Des mécanismes de dédommagement des agriculteurs pour tous les produits et services qu'ils offrent sont indispensables pour encourager l'utilisation des systèmes agroforestiers.
Certains résultats sont déjà disponibles sur les services environnementaux de certains SAF dans des sites donnés, mais il faut clairement développer la recherche sur les avantages et inconvénients potentiels des différents services concernés et sur l'évaluation et les mécanismes financiers nécessaires pour récompenser les agriculteurs qui fournissent ces services. Les femmes et les enfants étant souvent les principaux bénéficiaires des produits issus des SAF traditionnels (aliments d'appoint, fibres, médicaments), il faut également faire le point des éventuels effets négatifs de l'utilisation accrue d'une essence forestière donnée (ex. pour la production de bois d'œuvre). Pour atteindre une utilisation optimale des terres, il va falloir des études intégratives complexes, axées sur l'évolution possible de toutes les fonctions de produits et de services lorsqu'on accroît la composante arboriculture des systèmes agricoles, ainsi que sur la productivité et la rentabilité des SAF. Sans aucun doute, des modèles conceptuels, de processus et autres devront être utilisés pour atteindre ce but. Il faudra aussi de solides études de base, un suivi et une évaluation, pour valider et démontrer à différents échelons de nos sociétés, les impacts positifs des SAF sur la viabilité écologique et financière à long terme de ces systèmes de production agricole multifonctionnels.
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1 Apartado 44, CATIE, Turrialba, Costa Rica. [email protected]. Department of Agriculture and Agroforestry, Tropical Agricultural Research and Higher Education Center (CATIE), Turrialba, Costa Rica.