Arthur Fendrich Doctorant, équipe Concepts Adresse : INRAE – CAMPUS AGRO PARIS SACLAY, UMR SADAPT 22 Place de l’Agronomie, CS 80022, 91120 Palaiseau Cedex, FRANCE Courriel : arthur.fendrich@inrae.fr Téléphone : +33 (0)

Titre : L'influence de l'érosion des sols sur les cycles du carbone et des nutriments

• Ecole doctorale : ABIES
• Co-encadrement : Philippe Martin (Sadapt) et de Panagos Panos
• Financement :
• Début de la thèse : 01-03-2021

Résumé : Assurer la sécurité alimentaire est un défi majeur pour l'avenir. D'une part, les projections des Nations Unies indiquent que la population mondiale pourrait passer de 7,8 à 10 milliards de personnes en 2050. Cela augmentera la demande de nourriture et conduira à une pression accrue en faveur de l'adoption de pratiques agricoles intensives. D'autre part, la mise en œuvre de politiques climatiques dans le monde devrait également influencer le secteur agricole, exigeant des pratiques plus durables et moins de conversion des forêts en terres agricoles. Aussi d'ici 2050, par exemple, l'Union européenne espère devenir le premier continent neutre à atteindre la neutralité climatique grâce au "Green Deal" proposé en 2019. Dans ce contexte, les sols jouent un rôle central. Les sols sont un réservoir de carbone important du monde qui stocke plus de carbone que l'atmosphère et la biomasse vivante ensemble, et les influences des pratiques humaines peuvent avoir un impact sur leur rôle dans l'atténuation du changement climatique. Par conséquent, il est nécessaire de promouvoir des pratiques de sols durables, mais des incertitudes existent encore. Le processus d'érosion du sol et des nutriments en est un bon exemple: il est connu que les alternatives de gestion affectent les taux d'érosion, mais comme la dynamique des sédiments comprend des flux latéraux qui nécessitent beaucoup de calculs à simuler, une évaluation complète des impacts futurs des scénarios reste inconnue. Dans ce projet, j'évaluerai comment l'érosion, les dépôts et le transport des sédiments affectent les stocks de carbone, d'azote et de phosphore dans les sols agricoles pour l'Europe. À cette fin, j'utiliserai les modèles les plus avancés relatifs à la surface terrestre et aux écosystème qui incluent les processus d'érosion et les données européennes d'érosion, de couverture terrestre et de gestion à haute résolution fournies par le Centre commun de recherche. Enfin, je vais estimer les pertes de nutriments sur les terres agricoles pour différents scénarios futurs de changement climatique et de changement d'affectation des terres. Avec mon travail, je contribuerai au développement de nouveaux modèles sur l'érosion et le cycle des nutriments à grande échelle spatiale, et aiderai à guider la prise de décision en termes d'agriculture intelligente et d'atténuation du changement climatique.

Title: Carbon and nutrient balances as affected by soil erosion

abstract: Ensuring food security is a huge challenge for the future. On the one hand, projections from the United Nations indicate that the world's population may grow from 7.8 up to 10 billion people by 2050. Such a significant growth will increase the demand for food and lead to more pressure towards the adoption of intensive agricultural practices. On the other hand, the implementation of climate policies worldwide is also expected to influence the agricultural sector, demanding more sustainable practices and less conversion of forests into agricultural lands. Also by 2050, for example, the European Union expects to become the world's first continent to zero its greenhouse gas emissions due to the implementation of the European Green Deal proposed in 2019. In this context, soils play a central role. Soils are an important carbon pool of the world that stores more carbon than the atmosphere and living biomass together, and influences by human practices can impact their role in climate mitigation. Therefore, promoting healthy soil practices is necessary, but uncertainties still exist. The soil and nutrient erosion process is a proper example: it is known that management alternatives affect erosion rates, but because the dynamics of sediments include lateral fluxes that are computationally intensive to simulate, a full assessment of the future impacts of scenarios remains unknown. In this project, I will evaluate how erosion, deposition, and sediment transport affect the stocks of carbon, nitrogen, and phosphorus in agricultural soils for Europe. For this purpose, I will use the latest state-of-the-art land surface and ecosystem models that include erosion processes and the European high-resolution erosion, land cover, and management data provided by the Joint Research Centre. Finally, I will estimate the losses of nutrients on agricultural land for different future climate change and land-use change scenarios. With my work, I will contribute to the development of new models on erosion and nutrient cycling at a large spatial scale, and help guide decision-making in terms of smart agriculture and climate mitigation.