• Energy Research
• 15. Life on land close
• FR close

L'agriculture subsaharienne a été identifiée comme vulnérable au changement climatique en cours. L'adaptation de l'agriculture a été suggérée comme un moyen de maintenir la productivité. Une meilleure connaissance de la diversité intra-spécifique des variétés est une condition préalable à la bonne gestion de cette adaptation. Parmi les cultures, les racines et les tubercules jouent un rôle important dans la sécurité alimentaire et la croissance économique des populations les plus vulnérables d'Afrique. Ici, nous nous concentrons sur la patate douce. La patate douce (Ipomoea batatas) a été domestiquée en Amérique centrale et en Amérique du Sud et a ensuite été introduite en Afrique et est maintenant cultivée dans toute l'Afrique tropicale. Nous avons évalué sa diversité en Afrique de l'Ouest en échantillonnant une région s'étendant de la zone côtière du Togo à la région septentrionale sahélienne du Sénégal qui représente une gamme de conditions climatiques. À l'aide de 12 marqueurs microsatellites, nous avons évalué 132 variétés le long de ce gradient. Des données phénotypiques issues d'essais sur le terrain menés en trois saisons ont également été obtenues. La diversité génétique en Afrique de l'Ouest s'est avérée inférieure de 18 % à celle des États-Unis. La diversité génétique en Afrique de l'Ouest est structurée en cinq groupes, certains groupes se trouvant dans des zones climatiques très spécifiques, par exemple sous un climat tropical humide ou sous un climat sahélien. Nous avons également observé des groupes génétiques qui se produisent dans un plus large éventail de climats. Les groupes génétiques ont également été associés à la différenciation morphologique, principalement la forme des feuilles et la couleur de la tige ou de la racine. Cette structure particulière de la diversité le long d'un gradient climatique avec association à la variabilité phénotypique peut être utilisée pour des stratégies de conservation. S'il s'avère qu'une telle structure est associée à une adaptation climatique spécifique, elle permettra également de développer des stratégies pour adapter l'agriculture aux variations climatiques en cours en Afrique de l'Ouest. La agricultura subsahariana ha sido identificada como vulnerable al cambio climático en curso. Se ha sugerido la adaptación de la agricultura como una forma de mantener la productividad. Un mejor conocimiento de la diversidad intraespecífica de variedades es un requisito previo para el manejo exitoso de dicha adaptación. Entre los cultivos, la raíz y los tubérculos desempeñan un papel importante en la seguridad alimentaria y el crecimiento económico de las poblaciones más vulnerables de África. Aquí, nos centramos en la batata. La batata (Ipomoea batatas) se domesticó en América Central y del Sur y más tarde se introdujo en África y ahora se cultiva en toda el África tropical. Evaluamos su diversidad en África Occidental mediante el muestreo de una región que se extiende desde la zona costera de Togo hasta la región septentrional del Sahel en Senegal y que representa una variedad de condiciones climáticas. Utilizando 12 marcadores de microsatélites, evaluamos 132 variedades a lo largo de este gradiente. También se obtuvieron datos fenotípicos de ensayos de campo realizados en tres temporadas. Se encontró que la diversidad genética en África Occidental era un 18% menor que en América. La diversidad genética en África Occidental se estructura en cinco grupos, y algunos grupos se encuentran en áreas climáticas muy específicas, por ejemplo, en un clima tropical húmedo o en un clima saheliano. También observamos grupos genéticos que se producen en una gama más amplia de climas. Los grupos genéticos también se asociaron con la diferenciación morfológica, principalmente la forma de las hojas y el color del tallo o raíz. Esta estructura particular de diversidad a lo largo de un gradiente climático con asociación a la variabilidad fenotípica se puede utilizar para estrategias de conservación. Si se demuestra que dicha estructura está asociada con una adaptación climática específica, también permitirá desarrollar estrategias para adaptar la agricultura a la variación climática en curso en África Occidental. Sub-Saharan agriculture has been identified as vulnerable to ongoing climate change. Adaptation of agriculture has been suggested as a way to maintain productivity. Better knowledge of intra-specific diversity of varieties is prerequisites for the successful management of such adaptation. Among crops, root and tubers play important roles in food security and economic growth for the most vulnerable populations in Africa. Here, we focus on the sweet potato. The Sweet potato (Ipomoea batatas) was domesticated in Central and South America and was later introduced into Africa and is now cultivated throughout tropical Africa. We evaluated its diversity in West Africa by sampling a region extending from the coastal area of Togo to the northern Sahelian region of Senegal that represents a range of climatic conditions. Using 12 microsatellite markers, we evaluated 132 varieties along this gradient. Phenotypic data from field trials conducted in three seasons was also obtained. Genetic diversity in West Africa was found to be 18% lower than in America. Genetic diversity in West Africa is structured into five groups, with some groups found in very specific climatic areas, e.g. under a tropical humid climate, or under a Sahelian climate. We also observed genetic groups that occur in a wider range of climates. The genetic groups were also associated with morphological differentiation, mainly the shape of the leaves and the color of the stem or root. This particular structure of diversity along a climatic gradient with association to phenotypic variability can be used for conservation strategies. If such structure is proved to be associated with specific climatic adaptation, it will also allow developing strategies to adapt agriculture to ongoing climate variation in West Africa. تم تحديد الزراعة في جنوب الصحراء على أنها عرضة لتغير المناخ المستمر. تم اقتراح تكييف الزراعة كوسيلة للحفاظ على الإنتاجية. إن المعرفة الأفضل بتنوع الأصناف داخل الأنواع هو شرط أساسي للإدارة الناجحة لهذا التكيف. من بين المحاصيل، تلعب الجذور والدرنات أدوارًا مهمة في الأمن الغذائي والنمو الاقتصادي للفئات السكانية الأكثر ضعفًا في أفريقيا. هنا، نركز على البطاطا الحلوة. تم تدجين البطاطا الحلوة (إيبومويا باتاتاس) في أمريكا الوسطى والجنوبية وتم إدخالها لاحقًا إلى إفريقيا ويتم زراعتها الآن في جميع أنحاء إفريقيا الاستوائية. قمنا بتقييم تنوعها في غرب إفريقيا من خلال أخذ عينات من منطقة تمتد من المنطقة الساحلية لتوغو إلى منطقة الساحل الشمالي للسنغال التي تمثل مجموعة من الظروف المناخية. باستخدام 12 علامة للأقمار الصناعية الصغيرة، قمنا بتقييم 132 نوعًا على طول هذا التدرج. كما تم الحصول على بيانات النمط الظاهري من التجارب الميدانية التي أجريت في ثلاثة مواسم. وجد أن التنوع الوراثي في غرب إفريقيا أقل بنسبة 18 ٪ منه في أمريكا. ينقسم التنوع الوراثي في غرب أفريقيا إلى خمس مجموعات، حيث توجد بعض المجموعات في مناطق مناخية محددة للغاية، على سبيل المثال في ظل مناخ استوائي رطب، أو في ظل مناخ الساحل. لاحظنا أيضًا المجموعات الوراثية التي تحدث في مجموعة واسعة من المناخات. ارتبطت المجموعات الوراثية أيضًا بالتمايز المورفولوجي، بشكل أساسي شكل الأوراق ولون الجذع أو الجذر. يمكن استخدام هذا الهيكل الخاص للتنوع على طول التدرج المناخي مع الارتباط بالتغير الظاهري لاستراتيجيات الحفظ. إذا ثبت أن هذا الهيكل مرتبط بتكيف مناخي محدد، فسيسمح أيضًا بتطوير استراتيجيات لتكييف الزراعة مع التقلبات المناخية المستمرة في غرب إفريقيا.

Abstract The introduction of nitrogen fixing species (NFS) in fast-growing tree plantations is an alternative option to reduce fertilizer inputs. However, the success of mixed-species plantations depends on the balance between positive interactions among species (resulting from facilitation and/or complementarity) and the negative effects of interspecific competition. Using a carbon budget approach and coupling measurements of standing biomass, aboveground litterfall and soil CO2 efflux, we assessed the influence of replacing half of eucalypt trees by Acacia mangium on total belowground carbon flux (TBCF), net primary production (NPP) and its partitioning between above- and belowground growth at two tropical sites in Brazil (Itatinga) and in Congo (Kissoko) exhibiting contrasting climates, edaphic conditions and wood productions. Annual soil CO2 efflux (FS) was significantly lower in the acacia monocultures than in eucalypt monocultures and mixed-species stands at both sites. Annual FS was significantly lower at Itatinga compared to Kissoko for all stands while TBCF was significantly lower in the eucalypt stands only. In the eucalypt monocultures we found a significantly lower aboveground NPP (ANPP) and wood production (wood NPP) at Kissoko compared to Itatinga that was almost fully balanced by a significantly higher belowground NPP (BNPP), leading to similar NPP. Similarly, acacia monocultures exhibited significantly higher ANPP and wood NPP at Itatinga than at Kissoko. The mixed-species stands exhibited a significantly lower wood NPP and ANPP than the eucalypt monocultures at the Brazilian site while NPP of the mixture was not significantly different than the average NPP of the two monocultures. At the Congolese site, NPP of the mixture was significantly higher than the average NPP of the two monocultures. NPP was similar in the mixed-species stand and the eucalypt monoculture with a significantly lower partitioning of NPP to belowground production, leading to a one third higher wood biomass at harvest in the mixed-species stand. A positive effect of growing eucalypts with the nitrogen fixing acacia trees on stand wood production occurred at Kissoko but not at Itatinga. Mixed-species plantations with NFS can be advocated at sites where the productive gains resulting from nitrogen fixation are not compromised by other resource limitations.

La combinaison de différents systèmes de culture et de travail du sol avec différents génotypes au cours de plusieurs saisons de culture peut révéler des opportunités d'intensification durable (IS). L'objectif de cette étude était d'évaluer la performance de six génotypes de maïs en culture intercalaire avec labour de conservation (sans labour) - deux options prometteuses pour le SI. L'expérience a été menée sur trois ans (ou six saisons de culture) à la station de recherche de Kiboko, au Kenya, avec la culture de la sole et le labour des plaques de moulage comme systèmes de production de base. Les résultats ont montré que les génotypes et les systèmes de culture du maïs avaient un effet significatif sur le rendement, mais que l'effet du travail du sol n'était pas significatif. De plus, il n'y avait pas d'effets interactifs significatifs des facteurs testés sur le rendement du maïs. Le génotype de maïs CKH10085 avait le rendement le plus élevé de 7,7 t ha-1 en culture en solitaire, mais il a également enregistré la plus grande pénalité de rendement en raison de la culture intercalaire de 1,1 t ha-1. D'autre part, le génotype CKH10717 a maintenu le même rendement moyen de 7,1 t ha-1 dans les systèmes de travail du sol conventionnels et de conservation. Les génotypes commerciaux CKH10080 et CKH08051 étaient plus stables que les autres génotypes expérimentaux dans les conditions variables de croissance et de gestion. Ces deux génotypes sont de maturité intermédiaire et de tolérance à la sécheresse, deux attributs essentiels à l'amélioration de la production de maïs. Les cultures intercalaires ont réduit les rendements de maïs en raison de la concurrence accrue, par exemple, le rendement global de la culture de la sole était de 7,1 t ha-1 par rapport à 6,4 t ha-1 en cultures intercalaires ; ce qui représente une pénalité de rendement global de 0,7 t ha-1. Les différences de performance des génotypes de maïs ont révélé des possibilités de déploiement de génotypes pour réduire les risques ou maximiser le rendement, en fonction des circonstances biophysiques et de l'objectif de production de l'agriculteur. La combinación de diferentes sistemas de cultivo y labranza con diferentes genotipos a lo largo de varias temporadas de cultivo puede revelar oportunidades para la intensificación sostenible (IS). El objetivo de este estudio fue evaluar el rendimiento de seis genotipos de maíz en cultivos intercalados con labranza conservadora (sin labranza), dos opciones prometedoras para SI. El experimento se llevó a cabo durante tres años (o seis temporadas de cultivo) en la Estación de Investigación de Kiboko, Kenia, con el cultivo de lenguado y el arado de vertederos como sistemas de producción de referencia. Los resultados mostraron que los genotipos de maíz y los sistemas de cultivo tuvieron un efecto significativo en el rendimiento, pero el efecto de la labranza no fue significativo. Además, no hubo efectos interactivos significativos de los factores probados en el rendimiento del maíz. El genotipo de maíz CKH10085 tuvo el mayor rendimiento de 7,7 t ha-1 en el cultivo de lenguado, pero también registró la mayor penalización de rendimiento debido al cultivo intercalado de 1,1 t ha-1. Por otro lado, el genotipo CKH10717 mantuvo el mismo rendimiento medio de 7,1 t ha-1 tanto en sistemas de labranza convencional como conservadora. Los genotipos comerciales CKH10080 y CKH08051 fueron más estables que los otros genotipos experimentales en las condiciones variables de crecimiento y manejo. Estos dos genotipos son de madurez intermedia y tolerancia a la sequía, dos atributos críticos para mejorar la producción de maíz. Los cultivos intercalados redujeron los rendimientos de maíz debido a una mayor competencia, por ejemplo, el rendimiento general del cultivo de lenguado fue de 7,1 t ha-1 en comparación con 6,4 t ha-1 en cultivos intercalados; lo que representa una penalización de rendimiento general de 0,7 t ha-1. Las diferencias en el rendimiento de los genotipos de maíz revelaron oportunidades para desplegar genotipos para reducir el riesgo o maximizar el rendimiento, dependiendo de las circunstancias biofísicas y el objetivo de producción del agricultor. Combining different cropping and tillage systems with different genotypes across several cropping seasons can reveal opportunities for sustainable intensification (SI). The objective of this study was to assess the performance of six maize genotypes under intercropping with conservation tillage (no-till) - two promising options for SI. The experiment was carried out over three years (or six cropping seasons) at Kiboko Research Station, Kenya with sole cropping and mouldboard ploughing as baseline production systems. Results showed that maize genotypes and cropping systems had a significant effect on yield, but the effect of tillage was not significant. Moreover, there was no significant interactive effects of the tested factors on maize yield. The maize genotype CKH10085 had the highest yield of 7.7 t ha-1 under sole cropping yet it also recorded the largest yield penalty due to intercropping of 1.1 t ha-1. On the other hand, genotype CKH10717 maintained the same average yield of 7.1 t ha-1 in both conventional and conservation tillage systems. The commercial genotype genotype CKH10080 and CKH08051 were more stable than the other experimental genotypes under the variable growing and management conditions. These two genotypes are of intermediate maturity and drought tolerance, two critical attributes to improved maize production. Intercropping reduced maize yields due to increased competition, for example the overall yield of sole cropping was 7.1 t ha-1 compared with 6.4 t ha-1 under intercropping; representing an overall yield penalty of 0.7 t ha-1. The differences in performance of maize genotypes revealed opportunities to deploy genotypes to reduce risk or maximize yield, depending on the biophysical circumstances and the production objective of the farmer. يمكن أن يكشف الجمع بين أنظمة المحاصيل والحراثة المختلفة والأنماط الجينية المختلفة عبر العديد من مواسم المحاصيل عن فرص للتكثيف المستدام (SI). كان الهدف من هذه الدراسة هو تقييم أداء ستة أنماط جينية للذرة تحت الزراعة البينية مع حراثة الحفظ (بدون حراثة) - وهما خياران واعدان لـ SI. تم إجراء التجربة على مدى ثلاث سنوات (أو ستة مواسم زراعة) في محطة أبحاث كيبوكو، كينيا باستخدام الزراعة الوحيدة وحرث ألواح القوالب كنظم إنتاج أساسية. أظهرت النتائج أن الأنماط الجينية للذرة وأنظمة المحاصيل كان لها تأثير كبير على المحصول، لكن تأثير الحراثة لم يكن كبيرًا. علاوة على ذلك، لم تكن هناك آثار تفاعلية كبيرة للعوامل التي تم اختبارها على محصول الذرة. كان للنمط الجيني للذرة CKH10085 أعلى إنتاجية تبلغ 7.7 طن هكتار -1 تحت المحصول الوحيد، ومع ذلك فقد سجل أيضًا أكبر عقوبة على المحصول بسبب المحصول البيني البالغ 1.1 طن هكتار -1. من ناحية أخرى، حافظ النمط الجيني CKH10717 على نفس متوسط العائد البالغ 7.1 طن هكتار -1 في كل من أنظمة الحراثة التقليدية وأنظمة الحفظ. كان النمط الجيني التجاري CKH10080 و CKH08051 أكثر استقرارًا من الأنماط الجينية التجريبية الأخرى في ظل ظروف النمو والإدارة المتغيرة. هذان النمطان الوراثيان لهما نضج متوسط وتحمل للجفاف، وهما سمتان حاسمتان لتحسين إنتاج الذرة. قللت الزراعة البينية من غلة الذرة بسبب زيادة المنافسة، على سبيل المثال، كان العائد الإجمالي للمحصول الوحيد 7.1 طن هكتار -1 مقارنة بـ 6.4 طن هكتار -1 تحت الزراعة البينية ؛ مما يمثل عقوبة إنتاجية إجمالية قدرها 0.7 طن هكتار -1. كشفت الاختلافات في أداء الأنماط الجينية للذرة عن فرص لنشر الأنماط الجينية لتقليل المخاطر أو زيادة الغلة، اعتمادًا على الظروف الفيزيائية الحيوية وهدف الإنتاج للمزارع.

Understanding the impacts of climate on food systems is vital to identifying the most effective food system interventions to support climate-smart agriculture. The study examines how climate change is affecting food systems and what can be done to mitigate its effects. Two methodological approaches were combined in the study. The first was an Asia-wide regional consultation and forum to explore a range of initiatives that transform food systems among stakeholders working in Myanmar. The second method was an in-depth food systems study employing qualitative methods in Htee Pu Village in the Myanmar Central Dry Zone, a research site of IIRR since 2017. Key informant interviews (KII) and focus group discussions (FGD) were conducted to capture insights and data. Food systems consist of components, drivers, actors, and elements that interact with one another and other systems such as social, health, and transportation. The Myanmar food system is complex. Making it sustainable and transformative requires a mix of different approaches implemented at various scales from local to national. It also requires actions that engage various actors in the system from producers to consumers. The study of the local food system of Htee Pu Village indicates that the village has a rural and traditional food system and that climate change is one of its key food system drivers. Climate change negatively impacted farming and agricultural practices and disrupted the input supply of the local food systems. The role of intermediaries such as traders and consolidators is critical in the supply and distribution of food in the Central Dry Zone. Improved and more connected roads are essential for the supply and distribution of food for the village. The informal market outlets serve as the primary food source or sale points for households. Household diets are inadequate in quantity as the population remains highly dependent on their crops for their diets due to relatively low income. Climate adaptation must be embedded in the local level management to mitigate the effect of climate change in food production in the longer term.

Abstract The white‐clawed crayfish (Austropotamobius pallipes) is globally endangered due to the impacts of habitat modification and fragmentation, water pollution, climate change, and invasive species, particularly the signal crayfish (Pacifastacus leniusculus). These pressures have caused the decline of A. pallipes populations in Europe, demonstrating the importance of predicting the species' potential distribution under current and future conditions. Focusing on the watercourses of mainland France, we aimed to identify suitable areas for A. pallipes to guide the conservation of current populations and future introduction actions or protection measures. We applied ecological niche modelling to model the potential distribution of both A. pallipes and P. leniusculus and identified locations suitable for A. pallipes only. We also assessed the potential distribution of the species under two representative concentration pathway (RCP) scenarios: RCP 2.6 and RCP 8.5, respectively describing low‐warming and high‐warming conditions. We found that A. pallipes and P. leniusculus exploit equivalent niches in France. Despite this, under current conditions, about 5% of the study area simultaneously records a high suitability for A. pallipes and a low suitability for P. leniusculus and is therefore of significant conservation interest. This percentage remains relatively stable under RCP 2.6 for 2050 and 2100, but decreases to 2% under RCP 8.5 for 2100. Ecological niche modelling can supply crucial guidance for conservation actions aimed at protecting endangered species at a national scale by identifying sites most suitable for protection and sites where climate change and invasive species constitute a threat.

AbstractProcess‐based models are useful for assessing the impact of changing management practices and climate on yields and greenhouse gas (GHG) emissions from agricultural systems such as grasslands. They can be used to construct national GHG inventories using a Tier 3 approach. However, accurate simulations of nitrous oxide (N2O) fluxes remain challenging. Models are limited by our understanding of soil‐plant‐microbe interactions and the impact of uncertainty in measured input parameters on simulated outputs. To improve model performance, thorough evaluations against in situ measurements are needed. Experimental data of N2O emissions under two management practices (control with typical fertilization versus increased clover and no fertilization) were acquired in a Swiss field experiment. We conducted a multimodel evaluation with three commonly used biogeochemical models (DayCent in two variants, PaSim, APSIM in two variants) comparing four years of data. DayCent was the most accurate model for simulating N2O fluxes on annual timescales, while APSIM was most accurate for daily N2O fluxes. The multimodel ensemble average reduced the error in estimated annual fluxes by 41% compared to an estimate using the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)‐derived method for the Swiss agricultural GHG inventory (IPCC‐Swiss), but individual models were not systematically more accurate than IPCC‐Swiss. The model ensemble overestimated the N2O mitigation effect of the clover‐based treatment (measured: 39–45%; ensemble: 52–57%) but was more accurate than IPCC‐Swiss (IPCC‐Swiss: 72–81%). These results suggest that multimodel ensembles are valuable for estimating the impact of climate and management on N2O emissions.