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(en français ci-dessous, in French below)

February 18, 2018

Again and again, nature demonstrates it thrives on principals, the result of 3.4 billion years of evolution. Principals largely unknown to humanity until now. 3.4 billion years: that is 1700 times humanity’s experience. Lots of evolution, lots of fine-tuning. In agriculture, humanity’s lack of understanding, our lack of science, brought farmers to plow for thousands of years. Plowing which, by exposing soils triggers the combination of carbon with oxygen, producing CO_2, ending-up destroying soils by the oxydation of carbon. To the point of transforming nature-made soils into dirt, and with time, into deserts. We have to stop that process. Even more, we have to reverse it. If we don’t, humanity has no future. Opening the big book of nature, biomimicry can help us in this huge endeavor. 

Desertification is a humane invention. In his spectacular book, Dirt: the Erosion of Civilisations, geomorphologist David R Montgomery explains how soils became dirt, around the world. First starting around the so-called fertile crescent, and, moving westward plowing, a kilometer a year, all the way to western Europe, to England, all the way to Virginia, moving west again, to California, 10’000 years later. Soils are fragile, some more than others. But their oxydation by farmers shares a pattern. A pattern we now know how to avoid. Better yet, we now know how to reverse soils’ degradation, how to build new soils, how to ‘grow fertility’. We need to reverse what Edward H. Faulkner called in a book, Plowman’s Folly. A book published in 1943 containing this amazing declaration, ahead of its time, before Permaculture: « The truth is that no one has ever advanced a scientific reason for plowing. ». Today the regenerative revolution introduces science in agriculture. Not by plant selection as our ancestors did, but by recognizing carbon is at the heart of living soils. Carbon is also at the center of sustainability, and profitability, in agriculture. 

Uniform tillage has been presented as a way to ease sowing, to get rid of weeds, to have soils breathing even. But in nature tilling does not exist, and, soils are never bare. In nature, someone never sees living soils exposed to the sun, to the wind, to the rain. In a forest, the sun and the rain are absorbed, slowed down, integrated. Wood residues feed the soil, hold moisture. The soil organic matter, including its carbon, generate living soils. Anything braking/turning over soils is destroying a carbon-based ecosystem we shall protect and feed. In prairies, savanna, and drylands, soils used to be fed by animals’ poop. Animals themselves feed on grass. They also pound soils with their hooves, which creates small holes that retain and infiltrate water. Grass fed herds transform grass proteins into flesh, and, into manure, a natural fertiliser that builds up soils, increasing their carbon content. Grass fed animals are generating their own food, thanks to soils’ biology they activate. It other words, prairie/savanna/drylands soils, and herds of animals, some by the millions, co-evolved. Before humanity’s intervention, carbon-based ecosystems were closed loops made of elements and principals we now better understand.

In most of the world dung beetles carry manure deep into the soils. Worms and other insects play the same role in the North. Insects transport biomass, and biochar, deep down into soils which gives them life and fertility. Being fed by animals and biomass, insects feed soils, their bacterias and mycorrhizal fungi. They feed the microbial life underground. That life is complex, yet we now understand its basic principals. Plants’ roots will exchange (exudate) carbon taken by photosynthesis from the atmosphere, for minerals and nutriments. Sugar or carbohydrates for nutrients and minerals, exchanged around the root system, the rhizosphere. The process creates glomalin, a black carbon-rich substance feeding microbes around roots. A closed loop system created with no waste left behind, reaping the energy of the sun, and carbon from the atmosphere. Those interactions produce what Russian scientist, Vladimir Vernadsky, called the biosphere, elements and fluxes transformed into life. Elements and fluxes in an equilibrium until man became a force of disruption, creating a poorer anthropogenic biosphere. 

In fact, desertification is a human invention. Most deserts we know did not appear on their own. At the time of the mega-fauna herds, animals, by the millions—and by the billions for prairie dogs in North America—were feeding soils. They were transforming grass into feces to feed soils, the way wood residues build soils into forests helping to create a breathing well tilth couscous-like humus. The only countries today with significant mega-fauna left are in Africa. North America is losing its last grizzly bears, and other mega-fauna, due to habitats’ lost. The disappearance of those huge herds that had co-evolved with soils, as bisons in North-America, might be the first stage of the carbon cycle imbalance, and thus global warming. That is the thesis defended by William F. Ruddiman in « Anthropogenic Greenhouse Era Begun Thousands of Years Ago », an article published in Climatic Change. It might take time to confirm this hypothesis, and explain in details how our biosphere evolved. Yet researches give us precious hints on how carbon-rich soils started to disintegrate. 

Mimicking nature is becoming a science of its own. According to the Biomimicry Institute, « biomimicry is an approach to innovation that seeks sustainable solutions to human challenges, by emulating nature’s time-tested patterns and strategies. » People working in this cutting-edge field ask questions like: « how does nature retain or repel water? » or « how were soils built? ». Answers are mind-blowing. The discoveries regarding soils are transforming the way farming will be done in the future, and, hopefully soon, agriculture policies. Superstar carbon farmer Gabe Brown, explains how his 5000 acres land can now retain as much water as Hubbard reservoir nearby. In thirty years he has multiplied carbon content in his soils by more than twenty. Any effort to make better use of rain has to take care of carbon’s levels. Janine Benyus, a biomimicry expert says, « it is not learning about the natural world, it is about learning from the natural world. » That new state of mind has immense consequences: intellectual ones, but also for the survival of our species. In farming we now know how to do what Gabe Brown has achieved by bringing the level of carbon in his soils from below 1% to above 10%. Except, much faster.

In the field of agriculture, biomimicry means growing fertility. The opposite of what we have done for thousands of years. Life creates conditions conducive to life, so living soils will create more life above ground. What we learned in recent years is sometimes counter intuitive, as is holistic grazing management. Inspired by André Voisin’s writings, and by his own experience, Allan Savory teaches that overgrazing is a function of grazing time, not animals’s density. Overgrazing if function of grazing time, not the number of animals on a certain piece of land. What does that mean? Prior to man and fences, ruminants traveled in large herds across millions of acres, moved by predators. Today we fence cattle, so they cannot follow this ancient natural pattern of movement through plains, and the predators are gone. But the movement of animals avoiding overgrazing can be mimic on farms and ranches. Proxy to former herds, cattle alone will not do it… So the farmers’ job is to move cattle according to the former predator-driven pattern. Not let them graze for too long. Also learned from nature: grass needs to be grazed in order to continue growing. Un-grazed grass will oxidize when overgrown and exposed to the sun. This is why prairies/savanna/drylands without grazing will turn into deserts. Adding animal, not reducing their number, is part of reversing global warming. Totally counter-intuitive. 

Holistic grazing management increasing animals, growing carbon in soils, never leave soils bare… principals with stunning consequences. Nature is like a big book we are just learning to read from. Regenerative agriculture, biochar, the use of perennial plants, cover crops: those are among new tools for science-based agriculture. Humanity is hardly starting to measure how powerful those tools are. We are now fully-equipped for global warming reversal, while feeding humanity better than ever before. Time might have come for a careful optimistic message, based on nature’s teachings and the recognition of humanity’s science deficiencies.   

 

Bio-mimétisme: apprendre de la nature

À répétition, la nature montre qu’elle prospère sur des principes issus de 3.4 milliards d’années d’évolution. Des principes largement inconnus de l’humanité jusqu’à récemment. 3.4 milliards d’années: c’est 1700 fois l’expérience de l’humanité. C’est beaucoup d’évolution, beaucoup de petits ajustements. En agriculture nos lacunes, notre manque de science, a mené les fermiers, pendant des milliers d’années, à labourer. Labours qui, en exposant les sols, précipitent la combinaison de carbone et d’oxygène, produit du CO_2, et détruit finalement les sols par oxydation du carbone. Au point de transformer les sols en de vulgaires poussières et en déserts. Nous devons stopper ce processus. Nous devons même l’inverser. Si nous échouons l’humanité n’a aucun avenir. En ouvrant le grand livre de la nature, le bio-mimétisme peut nous aider dans cette immense quête.

La désertification est une invention de l’humanité. Dans son livre remarquable, Dirt: the Erosion of Civilisations, le géomorphologiste David R. Montgomery, explique comment les sols sont devenus poussières. Tout d’abord autour de la région dite du croissant fertile, et, se déplaçant vers l’ouest, en labourant un kilomètre par année jusqu’en Europe de l’Ouest, jusqu’en Angleterre, jusqu’en Virginie, et, poursuivant vers l’Ouest, jusqu’en Californie 10’000 ans plus tard. Les sols sont fragiles, certains plus que d’autres. Mais leur oxydation par les fermiers suit un modèle. Que nous savons désormais éviter. Mieux, nous savons maintenant inverser la dégradation des sols, nous savons comment construire de nouveaux sols, comment faire croître la fertilité. Nous devons inverser ce que Edward H. Faulkner a appelé dans son livre en 1943, la folie du laboureur, Plowman’s Folly. Un livre contenant cette déclaration incroyable, en avant sur son temps, en avance sur la permaculture: « La vérité est que personne n’a jamais avancé une raison scientifique au labour. » Aujourd’hui la révolution par la régénération introduit la science en agriculture. Non pas par la sélection des plantes comme l’ont fait nos ancêtres, mais par une compréhension et un travail scientifique des sols, par la reconnaissance que le carbone est au coeur des sols vivants, et, au centre de la durabilité, de la profitabilité en agriculture. 

Le labour uniforme a été présenté comme une manière de faciliter les semis, de combattre les mauvais herbes, ou même, de permettre aux sols de respirer. Mais le labour n’existe pas dans la nature. Les sols n’y sont jamais à nu. Les sols ne sont jamais exposés au soleil, au vent ou à la pluie dans la nature. Dans une forêt le soleil et la pluie sont absorbés, ralentis, intégrés. Les résidus de bois nourrissent les sols, retiennent l’humidité. La matière organique des sols, incluant son carbone, génèrent des sols vivants. Tout ce qui brise/retourne les sols détruit un écosystème à base de carbone que nous devrions protéger et nourrir. Dans les prairies, les savanes, et les terres arides, les sols étaient autrefois nourris par les fumiers des animaux. Ces derniers se nourrissent d’herbes. Ils travaillaient également les sols avec leurs sabots créant de petites poches de rétention et d’infiltration de l’eau. Les troupeaux nourris à l’herbe transforment les protéines des fourrages en chaire, et en fumier, un engrais naturel générateur de vie dans les sols, augmentant leur taux de carbone. Les animaux nourris au fourrage gérèrent leur propre nourriture grâce aux sols dont ils activent la biologie. En d’autres mots, les sols issus des prairies, des savanes, des terres arides, et les troupeaux d’animaux, certains se comptant en millions, ont évolué ensemble. Avant l’intervention de l’humanité, ces écosystèmes à base de carbone fonctionnaient en boucles fermées constituées d’éléments et de principes, aujourd’hui mieux compris.  

Par exemple, sur presque toute la planète, les bousiers transportent le fumier en profondeur dans les sols. Les verres et les autres insectes y effectuent la même tâche en régions nordiques. Les insectes transportent la biomasse, et le biochar, en profondeur dans les sols, les rendant vivants et fertiles. Nourris par les animaux et la biomasse, les insectes alimentent les sols, leurs bactéries et leurs champignons mycorhiziens. Ils nourrissent la vie microbienne sous les sols. Cette vie sous-terre est complexe, mais nous pouvons comprendre ses principes de base, et apprendre d’eux. Les racines des plantes échangent (exsuder) du carbone de l’atmosphère contre des minéraux et des nutriments. En réalité du sucre ou des glucides contre des nutriments et des minéraux, échangés autour du système racinaire, la rhizosphère. Le procédé crée de la glomaline, une substance noire riche en carbone, nourrissant les microbes autour des racines. Un système fermé sans déchets, récoltant l’énergie du soleil et le carbone de l’atmosphère. Ces interactions produisent ce que le scientifique Russe, Vladimir Vernadsky, a appelé la biosphère, des éléments et des flux transformés en vie. Des éléments et des flux en équilibre, avant que l’humanité ne devienne une force perturbatrice à l’origine d’une biosphère anthropogénique appauvrie.

En réalité la désertification est une invention de l’humanité. La plupart des déserts que nous connaissons ne sont pas apparus naturellement. À l’époque ou vivaient des troupeaux de la méga-faune, des animaux, par millions — et par milliards si nous parlons de chiens de prairie en Amérique du Nord — nourrissaient les sols. Ils transformaient les fourrages en fumier pour nourrir les sols, comme les résidus de bois construisent les sols en forêt pour créer une matière organique de sols aérés (et contenant du carbone). Des sols bien ameublis, contribuant à une structure comparable à du couscous, l’humus. Les seuls pays jouissant aujourd’hui d’une méga-faune importante sont situés en Afrique. L’Amérique du Nord perd ses derniers ours grizzly avec la disparition de leur habitat. La disparition de ces immenses troupeaux, issus d’une co-évolution avec les sols comme les bisons en Amérique du Nord, pourrait être la première étape du déséquilibre du cycle du carbone et donc du réchauffement climatique. C’est la thèse défendue par William F. Ruddiman dans « Anthropogenic Greenhouse Era Begun Thousands of Years Ago », un article publié dans Climatic Change. La confirmation de cette hypothèse pourrait prendre du temps, de même que l’explication dans le détail de l’évolution de la biosphère. Pourtant ces recherches nous donnent des indices précieux permettant de savoir comment ces sols riches en carbone ont commencé leur désintégration.

Imiter la nature devient une science en soit. Selon la Biomimicry Institute, « le bio-mimétisme est une approche à l’innovation recherchant des solutions durables aux défis humains, émulant des modèles et des stratégies testés dans le temps par la nature. » Ceux qui travaillent dans ce secteur à la fine pointe, posent des questions comme: « comment la nature repousse ou retient l’eau? » ou « comment les sols se sont-ils formés? ». Les réponses sont étonnantes. Les découvertes en agriculture modifient comment l’agriculture sera pratiquée à l’avenir, et, espérons-le, modifieront rapidement les politiques agricoles. Superstar parmi l’agriculture à base de carbone, Gabe Brown explique comment ses 5000 acres peuvent aujourd’hui retenir autant d’eau que le réservoir Hubbard à proximité. En vingt ans, il a multiplié par vingt le contenu en carbone dans ses sols. Tout effort visant à faire un meilleur usage de l’eau de pluie doit se concentrer sur les niveaux de carbone. Une experte en bio-mimétisme, Janine Benyus affirme, « notre démarche ne vise pas à apprendre sur le monde naturel, mais à apprendre du monde naturel. » Ce nouvel état d’esprit a d’immenses conséquences pour l’agriculture: intellectuelles, mais également pour la survie de notre espèce. En agriculture nous savons aujourd’hui faire ce qu’a réussi Gabe Brown en relevant le niveau de carbone dans ses sols de moins de 1% à plus de 10%. Sauf que nous pouvons obtenir ces améliorations, et les niveaux de rentabilité qu’ils permettent, beaucoup plus rapidement.

En agriculture, bio-mimétisme signifie croissance de la fertilité. L’inverse de ce que nous avons fait depuis des milliers d’années. La vie crée les conditions propices à la vie, donc un sol vivant génère plus de vie en surface. Ce que nous avons appris ces dernières années est parfois contre-intuitif. C’est le cas de la gestion holistique des pâturages. Inspiré des écrits d’André Voisin, et par sa propre expérience, Allan Savory enseigne que le sur-pâturage est fonction de la durée du pâturage, et non de la densité d’animaux présents. Le temps passé au même endroit par les animaux cause le sur-pâturage, et non le nombre d’animaux sur une parcelle. Que signifie cette découverte? Avant l’arrivée des Européens, et de leurs clôtures, les ruminants se déplaçaient en de grands troupeaux sur des millions d’acres, poussés par les prédateurs. Aujourd’hui les troupeaux sont gardés entre des clôtures, confinés. Et les prédateurs ont disparus. Mais le mouvement des animaux évitant le sur-pâturage, peut être répété par les fermiers et les ranchers. Bien qu’ils sont nos substitues aux anciens troupeaux, les troupeaux laissés à eux-même ne vont pas faire le travail… L’éleveur doit donc déplacer les troupeaux en imitant l’ancien modèle de la nature, évitant de les laisser au même endroit trop longtemps. Les herbages dans les prairies/les savanes/les terre arides sans pâturages vont s’oxyder et se transformer en déserts. Augmenter le nombre d’animaux, et non le réduire, fait partie des solutions pour inverser le réchauffement climatique. Une solution totalement contre-intuitive.

Gestion holistique des pâturages et augmentation du nombre d’animaux, élever le taux de carbone dans les sols, ne jamais laisser les sols à nu… des principes aux conséquences extraordinaires. La nature est comme un grand livre que nous commençons à peine à savoir lire. L’agriculture de régénération, le biochar, l’usage de plantes vivaces, les plantes de couverture: autant de nouveaux outils pour une agriculture scientifique à base de carbone. L’humanité commence à peine à mesurer combien puissants sont ces outils. Nous sommes aujourd’hui pleinement équipés pour inverser le réchauffement climatique, tout en pouvant nourrir l’humanité mieux que jamais. Le temps est peut-être venu pour un message optimiste prudent, basé sur les enseignements de la nature et la reconnaissance des déficiences scientifiques de l’humanité.