Quantification of the direct and indirect effects of agroforestry on greenhouse gas emissions in Sub-Saharan Africa

Wu Linxian. 2021. Quantification of the direct and indirect effects of agroforestry on greenhouse gas emissions in Sub-Saharan Africa. Paris : AgroParisTech, 57 p. Mémoire d'ingénieur : Information à la décision pour l'analyse de l'apprentissage (IODAA) : AgroParisTech

Encadrement : Beillouin, Damien ; Prudhomme, Rémi

Résumé : Agroforestry, i.e., including trees in agricultural land, is recognized as a greenhouse gas (GHG) mitigation strategy under the Kyoto Protocol. Yet the precise impact of developing areas in agroforestry is still uncertain. The CIRAD project "Toward a framework to upscale local results to global scale: an application to agroforestry systems in sub-Saharan Africa (SSA) with the GlobAgri model" aims at quantifying precisely the effect of agroforestry on GHG. I built a data table presenting the results of 257 primary studies, covering 22 countries in SSA. Through meta- analytical framework, I estimated the effect of agroforestry on carbon sequestration in soil. I also estimated the effect of agroforestry on yield in order to consider possible indirect effects, i.e., increase/decrease of area that need to be cultivated to reach the same amount of agricultural production. I took into account the heterogeneity of the performance between different agroforestry systems (eight types) and different pedo- climatic conditions (five agro-ecological zones, AEZ). I also explored determinant pedoclimatic characteristics through MetaForest. Finally, we estimate the suitable areas for each agroforestry system with species distribution models (SDM) based on actual observation of the presence of agroforestry system and crops that can be easily cultivated with trees. We found that i) overall, agroforestry had a positive effect on both yield and SOC, with an average increase of about 70% for yield and about 20% for carbon sequestration in soil. Agroforestry effects on yield and carbon sequestration in soil depend on the agroforestry systems and the AEZ. ii) Among pedo-climatic conditions, yield seems to be impacted mostly by isothermality and, soil moisture, etc. iii) Alley cropping could be cultivated on 27.0 Mha in SSA (4.5Mha for cowpea, 12.6 Mha for maize and 9.9 Mha for sorghum).

Résumé (autre langue) : L'agroforesterie, c'est-à-dire l'inclusion d'arbres dans les terres agricoles, est reconnue comme une stratégie d'atténuation des gaz à effet de serre (GES) dans le cadre du protocole de Kyoto. Pourtant, l'impact précis du développement des zones en agroforesterie est encore incertain. Ici, le projet "Vers un cadre permettant de transposer les résultats locaux à l'échelle mondiale : une application aux systèmes agroforestiers en Afrique subsaharienne (ASS) avec le modèle GlobAgri" vise à quantifier précisément l'effet de l'agroforesterie sur les GES. J'ai construit un tableau de données présentant les résultats de 257 études originales, couvrant 22 pays d'Afrique subsaharienne. A travers un cadre méta-analytique, j'ai estimé l'effet de l'agroforesterie sur la séquestration du carbone dans le sol. J'ai également estimé l'effet de l'agroforesterie sur le rendement afin de prendre en compte les effets indirects possibles, c'est-à-dire l'augmentation/diminution de la surface à cultiver pour atteindre la même quantité de production agricole. J'ai pris en compte l'hétérogénéité des performances entre différents systèmes agroforestiers (huit types) et différentes conditions pédoclimatiques (cinq zones agro- écologiques, AEZ). J'ai exploré également les caractéristiques pédoclimatiques déterminantes grâce à MetaForest. Enfin, nous estimons les zones appropriées pour chaque système agroforestier avec des modèles de distribution des espèces (SDM) basés sur l'observation réelle de la présence du système agroforestier et des cultures qui peuvent être facilement cultivées avec des arbres. Nous avons constaté que i) dans l'ensemble, l'agroforesterie avait un effet positif sur le rendement et le SOC, avec une augmentation moyenne d'environ 70 % pour le rendement et d'environ 20 % pour la séquestration du carbone dans le sol. Les effets de l'agroforesterie sur le rendement et la séquestration du carbone dans le sol dépendent des systèmes agroforestiers et de la ZEA. ii) Parmi les conditions pédoclimatiques, le rendement semble être influencé principalement par l'isothermie, l'humidité du sol, etc. iii) La culture en allée pourrait être cultivée sur 27,0 Mha en ASS (4,5 Mha pour le niébé, 12,6 Mha pour le maïs et 9,9 Mha pour le sorgho).

Mots-clés libres : Agroforestry, Sub-Saharan Africa, Meta-analysis, MetaForest, Species distribution model (SDM), Yield, Carbon sequestration

Auteurs et affiliations

• Wu Linxian, AgroParisTech (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/600999/)

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