Modélisation des agroécosystèmes de la simulation du fonctionnement sol-plante à celle des réseaux trophiques
Dans un contexte de mutation rapide de l'agriculture, la conception de systèmes de culture répondants aux nouvelles exigences des agriculteurs et de la société est une nécessité. L'agriculture doit répondre au double enjeu : être productive et respecter l'environnement. La conception de systèmes de culture innovants repose à la fois sur i) des recherches cognitives, visant à comprendre les processus impliqués dans l'agroécosystème et ii) leur intégration dans des systèmes complexes et l'évaluation multicritère de ces systèmes. J'ai développé une approche de modélisation permettant d'intégrer les connaissances existantes sur le fonctionnement des agroécosystèmes à base de bananiers, d'identifier les connaissances manquantes, et de fournir des outils de pilotage afin de permettre la définition de systèmes de culture durables. Les outils de modélisation développés simulent le fonctionnement biophysique de l'agroécosystème, incluant certaines spécificités, comme la prise en compte d'un peuplement cultivé hétérogène (caractère semi-pérenne des bananiers) et la dynamique des bioagresseurs (nématodes phytoparasites et charançons). Ces modèles ont été couplés à des outils d'évaluation des risques environnementaux (risque de pollution par les pesticides), permettant in fine, d'évaluer systèmes de culture existants ou innovants sur la base de critères de performances agronomiques, économiques et environnementales. Afin d'assister le prototypage de systèmes de culture innovants, ces outils de modélisation ont été utilisés afin de tester un grand nombre de règles de décisions des agriculteurs et d'optimiser les combinaisons les plus prometteuses. Mon projet de recherche traite de la question du rôle de la diversité biologique dans la productivité et la stabilité des systèmes de culture. Je propose de mobiliser des modèles de réseaux trophiques afin de prendre en compte la complexification biologique des systèmes cultivés. Au niveau méthodologique, lier les modèles de culture utilisés par les agronomes, avec les modèles de réseaux trophiques utilisés par les écologues, représente un cadre adapté pour simuler le fonctionnement du continuum sol-plante-atmosphère, la régulation biologique des bioagresseurs, et les feedbacks des différentes communautés sur les propriétés du sol. Ce cadre devrait permettre de faire le lien entre les pratiques culturales des agriculteurs, incluant la composante économique et décisionnelle, avec les propriétés émergentes de ces systèmes complexes. La seconde partie de ce projet de recherche concerne l'étude de la dimension spatiale dans la régulation des bioagresseurs. Il s'agit notamment d'étudier comment l'hétérogénéité spatiale et la diversité des ressources influencent la dispersion et la régulation des bioagresseurs par prédation.
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H10 - Ravageurs des plantes U10 - Informatique, mathématiques et statistiques F08 - Systèmes et modes de culture P02 - Pollution modélisation des cultures modélisation environnementale agroécosystème chaîne alimentaire relation plante sol système de culture zone tropicale Musa ravageur des plantes Cosmopolites sordidus nématode des plantes évaluation du risque pollution par l'agriculture pesticide évaluation de l'impact impact sur l'environnement http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_9000024 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_9000056 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_36669 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3014 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_16146 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_1971 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_7979 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_4993 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_16196 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_30069 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_5972 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_37932 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_28744 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_5739 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_37938 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_24420 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3081 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3406 H10 - Ravageurs des plantes U10 - Informatique, mathématiques et statistiques F08 - Systèmes et modes de culture P02 - Pollution modélisation des cultures modélisation environnementale agroécosystème chaîne alimentaire relation plante sol système de culture zone tropicale Musa ravageur des plantes Cosmopolites sordidus nématode des plantes évaluation du risque pollution par l'agriculture pesticide évaluation de l'impact impact sur l'environnement http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_9000024 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_9000056 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_36669 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3014 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_16146 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_1971 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_7979 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_4993 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_16196 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_30069 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_5972 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_37932 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_28744 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_5739 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_37938 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_24420 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3081 http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3406 |
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Dans un contexte de mutation rapide de l'agriculture, la conception de systèmes de culture répondants aux nouvelles exigences des agriculteurs et de la société est une nécessité. L'agriculture doit répondre au double enjeu : être productive et respecter l'environnement. La conception de systèmes de culture innovants repose à la fois sur i) des recherches cognitives, visant à comprendre les processus impliqués dans l'agroécosystème et ii) leur intégration dans des systèmes complexes et l'évaluation multicritère de ces systèmes. J'ai développé une approche de modélisation permettant d'intégrer les connaissances existantes sur le fonctionnement des agroécosystèmes à base de bananiers, d'identifier les connaissances manquantes, et de fournir des outils de pilotage afin de permettre la définition de systèmes de culture durables. Les outils de modélisation développés simulent le fonctionnement biophysique de l'agroécosystème, incluant certaines spécificités, comme la prise en compte d'un peuplement cultivé hétérogène (caractère semi-pérenne des bananiers) et la dynamique des bioagresseurs (nématodes phytoparasites et charançons). Ces modèles ont été couplés à des outils d'évaluation des risques environnementaux (risque de pollution par les pesticides), permettant in fine, d'évaluer systèmes de culture existants ou innovants sur la base de critères de performances agronomiques, économiques et environnementales. Afin d'assister le prototypage de systèmes de culture innovants, ces outils de modélisation ont été utilisés afin de tester un grand nombre de règles de décisions des agriculteurs et d'optimiser les combinaisons les plus prometteuses. Mon projet de recherche traite de la question du rôle de la diversité biologique dans la productivité et la stabilité des systèmes de culture. Je propose de mobiliser des modèles de réseaux trophiques afin de prendre en compte la complexification biologique des systèmes cultivés. Au niveau méthodologique, lier les modèles de culture utilisés par les agronomes, avec les modèles de réseaux trophiques utilisés par les écologues, représente un cadre adapté pour simuler le fonctionnement du continuum sol-plante-atmosphère, la régulation biologique des bioagresseurs, et les feedbacks des différentes communautés sur les propriétés du sol. Ce cadre devrait permettre de faire le lien entre les pratiques culturales des agriculteurs, incluant la composante économique et décisionnelle, avec les propriétés émergentes de ces systèmes complexes. La seconde partie de ce projet de recherche concerne l'étude de la dimension spatiale dans la régulation des bioagresseurs. Il s'agit notamment d'étudier comment l'hétérogénéité spatiale et la diversité des ressources influencent la dispersion et la régulation des bioagresseurs par prédation. |
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