La gestion et l’agencement spatial des systèmes agroforestiers comme leviers du recyclage de l’azote : une approche par modélisation de type méta-écosystème - METAGROFORESTRY

Objectifs

L’agencement spatial des sous-unités des SAF, leur composition végétale et les pratiques associées (labour, recyclage des résidus, etc.), déterminent la manière dont elles interagissent et affectent les processus écologiques. Etant donné le rôle important joué par l’azote dans la productivité et la durabilité des SAF il est primordial de pouvoir évaluer comment l’agencement spatial des sous-unités, leurs proportions relatives, ainsi que les pratiques qui y sont menées, peuvent affecter le recyclage de ce nutriment au sein des SAF ainsi que les services écosystémiques qui y sont liés : production végétale (fibres et aliments), et support (disponibilité et conservation de l’azote).

La réalisation d’expérimentations au champ étant coûteuse en ressources et nécessitant de longues périodes de croissance du fait de la composante pérenne des SAF, un modèle mathématique de type méta-écosystème sera construit. Il décrira les flux et stocks d’azote au sein de chacune des sous-unités d’un SAF ainsi que les flux connectant ces sous-unités en tenant compte de leur agencement spatial (disposition, géométrie et taille), de leur composition végétale et des pratiques qui y sont menées. Ce modèle permettra d’étudier le cas d’un SAF particulier sur un site expérimental instrumenté méditerranéen (dispositif DIAMs à Mauguio).

Cette approche multidisciplinaire est innovante car elle se situe entre modélisation écologique et modélisation agronomique. Elle permet de s’intéresser aux rôles des pratiques agricoles et de l’organisation spatiale sur la dynamique des flux et stocks d’azote au sein du méta-écosystème.

Moyens

Une synthèse de la littérature permettra de définir une typologie des SAF dans leur plus grande diversité afin d’identifier et caractériser les sous-unités des différents types de SAF en vue de la construction d’un modèle générique : les configurations spatiales possibles, les compositions végétales et leur biodiversité associée, les types de sols et les fonctions du sol associées, les pratiques agricoles.

Cette typologie permettra la détermination des compartiments, des flux, ainsi que leurs expressions mathématiques dans le modèle. Des paramètres se rapportant à l’agencement spatial du SAF, tels que les surfaces relatives des sous-unités, permettront de déterminer les surfaces de chevauchement entre ces dernières.

De nouvelles données acquises in situ sur le site expérimental instrumenté DIAMs compléteront celles déjà disponibles pour paramétrer le modèle. Les biomasses et productions végétales des différentes sous-unités du SAF, ainsi que les teneurs en azote minéral et organique du sol seront mesurées à différentes profondeurs. Le traçage isotopique de l’azote permettra d’évaluer les flux de transfert entre les sous-unités du SAF.

Participants

Structures INRAE

• Département AGROECOSYSTEM
  • UMR ECO&SOLS
  • UMR MISTEA
  • UMR ABSYS
• IEES Paris