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How reducing synthetic nitrogen in Europe affects ecosystem carbon and biodiversity: two perspectives of the same policy

Comment la réduction de l'azote synthétique en Europe affecte le carbone et la biodiversité des écosystèmes : deux perspectives d'une même politique

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Raja R. Chakir
  • Function : Author
  • PersonId : 735195
  • IdHAL : raja-chakir

Abstract

In this study, we investigate the impacts of a public policy scenario that aims to halve nitrogen (N) fertilizer application across European Union (EU) agriculture on both carbon (C) sequestration and biodiversity changes. We quantify the impacts on ecosystem C and biodiversity by integrating economic models (supply-side model AROPAj and partial equilibrium model NLU) with an agricultural land surface model (ORCHIDEE-CROP) and a biodiversity model (PREDICTS). The two economic models simulate contrasting ways of implementing a 50% nitrogen reduction policy: a massive land abandonment with a large reduction in agricultural production (AROPAj); an extensification of crop production with a smaller reduction in agricultural production (NLU). Here, we show that the two economic scenarios lead to different outcomes in terms of C sequestration potential and biodiversity. Land abandonment associated with increased fertilizer price in the supply-side model facilitates higher C sequestration in soils (+1,014 MtC) and similar species richness levels (+1.9%) at the EU scale. On the other hand, more extensive crop production is associated with lower C sequestration potential in soils (-97 MtC) and similar species richness levels (-0.4%) because of a lower area of grazing land. Our results therefore highlight the complexity of the environmental consequences of a nitrogen reduction policy, which will depend fundamentally on how it is implemented.
Dans cette étude, nous examinons les impacts d'un scénario de politique publique visant à réduire de moitié l'application d'engrais azotés (N) dans l'agriculture de l'Union européenne (UE) sur la séquestration du carbone (C) et les changements de biodiversité. Nous quantifions les impacts sur le C et la biodiversité des écosystèmes en intégrant des modèles économiques (modèle de l'offre AROPAj et modèle d'équilibre partiel NLU) avec un modèle de surface des terres agricoles (ORCHIDEE-CROP) et un modèle de biodiversité (PREDICTS). Les deux modèles économiques simulent des manières contrastées de mettre en œuvre une politique de réduction de 50% de l'azote : un abandon massif des terres avec une forte réduction de la production agricole (AROPAj) ; une extensification de la production végétale avec une plus faible réduction de la production agricole (NLU). Nous montrons ici que les deux scénarios économiques conduisent à des résultats différents en termes de potentiel de séquestration du carbone et de biodiversité. L'abandon des terres associé à une augmentation du prix des engrais dans le modèle de l'offre facilite une plus grande séquestration de C dans les sols (+1,014 MtC) et des niveaux de richesse des espèces similaires (+1,9%) à l'échelle de l'UE. En revanche, une production végétale plus extensive est associée à un potentiel de séquestration de carbone plus faible dans les sols (-97 MtC) et à des niveaux de richesse des espèces similaires (-0,4 %) en raison d'une surface de pâturage plus faible. Nos résultats soulignent donc la complexité des conséquences environnementales d'une politique de réduction de l'azote, qui dépendra fondamentalement de la manière dont elle sera mise en œuvre.
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DevarajuN_PrudhommeRemi_LungarskaAnna_WangXuhui_YinZun_deNobletDucoudréNathalie_ChakirRaja_JayetPierre-Alain_BrunelleThierry_ViovyNicolas_DePalmaAdriana_GonzalezRicardo_CiaisPhilippe_2022.pdf (2.55 Mo) Télécharger le fichier
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Dates and versions

hal-03763653 , version 1 (30-08-2022)

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Attribution - CC BY 4.0

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  • HAL Id : hal-03763653 , version 1

Cite

N. Devaraju, Rémi Prudhomme, Anna Lungarska, Xuhui Wang, Zun Yin, et al.. How reducing synthetic nitrogen in Europe affects ecosystem carbon and biodiversity: two perspectives of the same policy. 2022. ⟨hal-03763653⟩
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