Le service de la régulation du climat est surtout traité au travers de la dynamique et de la biogéochimie des majeurs dans le cadre du bouclage des bilans du carbone et de l’azote, avec une explicitation du compartiment plante et une prise en compte affinée des échanges gazeux et de leurs déterminants.

Un des défis est d’intégrer les processus qui régissent la dynamique du C et N dans les sols dans les modèles d’écosystème spatialisés, qui sont utilisés pour les prédictions liées aux changements climatiques, en particulier à des échelles globales. Cela suppose à la fois un investissement en recherche sur l’étude des processus, afin d’en proposer une conceptualisation et des descripteurs, et sur des démarches de modélisation articulée (modélisation mécaniste à très fine résolution du fonctionnement microbien et du couvert végétal, articulée avec une modélisation des flux à des niveaux spatiaux et temporels supérieurs). L’utilisation de la biogéochimie isotopique permet l’identification des sources, la quantification des cinétiques et la caractérisation des processus, notamment en ce qui concerne les processus microbiens.

Les travaux autour de ce service passent par le renforcement des études sur les fonctions des matières organiques (contribution à la rétention de l’eau, à la structure du sol et à l’agrégation, aux propriétés de surface des sols), tant celles des sols que celles des résidus de récolte ou des produits résiduaires. Cela est nécessaire pour effectuer des bilans de carbone à long terme qui ne soient pas restreints au seul stockage de carbone. Il y a là une voie de gestion des agroécosystèmes, relevant d’une intensification écologique, jusqu’ici empirique et non conceptualisée, à développer.

Dans ce cadre, deux volets seront plus particulièrement abordés dans ÉcoSys :

• la régulation des émissions de gaz effet de serre CO2, N2O, CH4, O3, ainsi que les aérosols et leurs précurseurs NH3, COV, NO, O3, le stockage de carbone dans les sols et l’évaluation du pouvoir de réchauffement global ;
• la régulation du climat local (micro et mésoclimat) : îlots de chaleur, climat au niveau du paysage, impact des aménagements, interactions avec la dynamique de l’eau, rétroactions occupation des sols-climat...

Pour chaque volet, il s’agit d’identifier, quantifier, et hiérarchiser les processus impliqués, pour aboutir à une formalisation dans le cadre des approches de modélisation.