Rédigé par Meagan E. Schipanski a, c, *, Mary Barbercheck b, Margaret R. Douglas b, Denise M. Finney c, e, Kristin Haider a, Jason P. Kaye c, Armen R. Kemanian a, David A. Mortensen a, c, Matthew R.Ryan d, John Toocker b, Charlie Blanc c
Abstract
Les systèmes de culture qui fournissent des services écosystémiques au-delà de la production végétale suscitent l'intérêt des agriculteurs, des décideurs et de la société en général, mais nous manquons de cadres pour évaluer et gérer de multiples services écosystémiques. En utilisant l'exemple de l'intégration des cultures de couverture dans les rotations annuelles des cultures, nous présentons un cadre d'évaluation qui: (1) estime la dynamique temporelle d'une suite de services écosystémiques; (2) illustre la multifonctionnalité de l'écosystème à l'aide de parcelles d'araignée; et (3) identifie les moments clés pour optimiser les avantages des services écosystémiques et minimiser les compromis. À l'aide de modèles quantitatifs et d'estimations semi-quantitatives, nous avons appliqué le cadre pour analyser la dynamique temporelle de 11 services écosystémiques et de deux mesures économiques lorsque des cultures de couverture sont introduites dans un soja de 3 ans (Glycinemax)-blé (Triticum aestivum)-blé (Zea mays) rotation dans un climat moyen-atlantique typique. Nous avons estimé que les cultures de couverture pourraient augmenter 8 des 11 services écosystémiques sans influencer négativement les rendements des cultures. Nous démontrons que lorsque nous mesurons les services écosystémiques, les questions et les évaluations cumulatives peuvent être trompeuses en raison de la nature épisodique de certains services et de la sensibilité temporelle des fenêtres de gestion. Par exemple, les avantages de la rétention des éléments nutritifs se sont produits principalement pendant la croissance des cultures de couverture, les avantages de la suppression des mauvaises herbes pendant la croissance des cultures de rapport grâce à un effet hérité des cultures de couverture, et les avantages du carbone du sol se sont accrus lentement au cours des décennies. Des incertitudes existent dans l'estimation des effets des cultures de couverture sur plusieurs services, comme la dynamique des ravageurs. Des compromis sont intervenus entre les avantages de l'écosystème des cultures de couverture, les coûts de production et les risques de gestion. Les différences de coûts de production avec et sans cultures de couverture ont été multipliées par 3 sur 10 ans, en grande partie en raison des variations des prix des engrais, et donc l'utilisation des cultures de couverture deviendra plus économique avec l'augmentation des prix des engrais ou si de modestes programmes de partage des coûts sont mis en place. Des cadres comme celui présenté ici fournissent les moyens de quantifier les services écosystémiques et de faciliter la transition vers des systèmes agricoles plus multifonctionnels.