CONTRAT DOCTORAL - Comprendre et modéliser les dynamiques spatiales des usages du sol d’agroécosystèmes pluviaux méditerranéens,, occitanie, fr
Laboratoire d'Etude des Interactions entre Sol-Agrosystème-Hydrosystème
Topic description
La durabilité des agroécosystèmes nécessite de trouver des compromis entre des objectifs de développement parfois contradictoires, tels que la production alimentaire et la préservation des ressources naturelles. Pour mieux évaluer et gérer ces compromis, il est important de comprendre comment les agroécosystèmes sont organisés dans l'espace et dans le temps. Cela implique de caractériser les composantes géographiques aux niveaux géométrique et fonctionnel, et de comprendre les dynamiques agronomiques qui influencent ces composantes, pour enfin scénariser les impacts sur les ressources mobilisées. Dans une perspective systémique, les composantes géographiques d’un agroécosystème comprennent les zones agricoles directement exploitées (cultures et autres utilisations du sol) et les zones qui subissent indirectement l'influence de l'agriculture, comme les espaces semi-naturels et naturels (e.g., terres de parcours, haies, ravines, sentiers).
La caractérisation des composantes géographiques implique le choix des propriétés géométriques et fonctionnelles à décrire. Les propriétés géométriques incluent la nature de chaque composante (polygone, ligne, point), ainsi que la position relative par rapport aux autres composantes (e.g., isolement, accessibilité) et dans le paysage (i.e., amont / aval). Les propriétés fonctionnelles concernent le rôle de chaque composante au sein de l’agroécosystème et les interactions avec les autres composantes. Au plus simple, les propriétés fonctionnelles incluent l’occupation ou l’usage de chaque composante, ainsi que les rapports de proximité et de connectivité avec les autres composantes. Il est enfin nécessaire de caractériser les droits d’accès et le régime foncier qui définissent la gestion et l’influence plus au moins directe de l’agriculture pour chaque composante. Cependant, les descripteurs discutés ci-dessus sont insuffisants pour améliorer l’évaluation et la gestion d’un agroécosystème, qui nécessite également de comprendre les dynamiques agronomiques.
Les dynamiques agronomiques concernent la compréhension et modélisation des règles qui régissent les processus décisionnels des agriculteurs opérant à différents niveaux spatiaux, allant de la parcelle au paysage. Afin de traiter les possibles contradictions entre les différents processus décisionnels, il est nécessaire d’expliciter les liens de ces processus avec les composantes géographiques. Ces liens permettent de définir les unités de gestion, qui sont donc des composantes géographiques dont les caractéristiques et le fonctionnement sont directement reliées aux dynamiques agronomiques. Les composantes restantes peuvent être considérées comme espaces interstitiels.
La définition des unités de gestion permet de scénariser les impacts sur les ressources mobilisées. En particulier, sol et en eau peuvent être considérées comme ressources de premier ordre dans l’évaluation des agroécosystèmes parce que leurs états sont directement influencés par les dynamiques agronomiques.
Dans ce contexte, des questions méthodologiques se posent pour caractériser spatio-temporellement les agroécosystèmes. Notamment, la complexité d’agroécosystèmes fortement morcelés, tels que les agroécosystèmes méditerranéens pluviaux, pose deux défis majeurs : affiner l’application des méthodes basées sur la télédétection par l’étude terrain pour caractériser pertinemment les composantes et modéliser leurs dynamiques; associer géographie et agronomie systémique pour relier correctement les composantes géographiques aux pratiques agricoles qui les façonnent et aux impacts sur les ressources.
Objectif de la thèse
L’objectif de la thèse est de décrire et comprendre la configuration spatio-temporelle des unités de gestion d’agroécosystèmes complexes, tels que les zones de polyculture-élevage méditerranéennes en contexte pluvial, afin de formaliser les règles d'allocation des cultures et d’en représenter explicitement les dynamiques à de multiples niveaux, allant de la parcelle au paysage. L'étude de cas principal sera le bassin versant de Lebna ( km²) dans la région du Cap Bon, au nord de la Tunisie.A ce regard, les travaux s’appuieront sur les résultats antérieurs de l’équipe de recherche sur le rôle du voisinage dans la définition des séquences de culture en tenant compte tantôt du niveau d’isolement des champs cultivés par un même agriculteur (), tantôt de la présence d’assolements de culture partagés ().
La thèse contribuera à aller au-delà de l’existant, par l’extension des hypothèses sur les déterminants de l’organisation spatio-temporelle des agrosystèmes, par une analyse spatio-temporelle de l’agroécosystème sur l’entièreté de la zone d’étude et par le développement d’un modèle applicable à d’autres agroécosystèmes complexes. Les résultats pourront alimenter l’évaluation des influences de la gestion des agroécosystèmes sur les ressources en sol et en eau en contexte sud-méditerranéen. Les principales étapes de la thèse seront:
* La conception, la mise en place et le développement une base de données datées et géolocalisées pour la description géographique pluriannuelle des agroécosystèmes du Lebna, en tant qu’exemple d’agroécosystèmes complexes de polyculture-élevage méditerranéens. Ce système visera l’harmonisation des données existantes, la collecte de nouvelles données, ainsi que leur documentation et interopérabilité dans une logique FAIR.
* La définition et le déploiement d’une démarche d’analyse des relations spatio-temporelles qui relient les unités géographiques de l’agroécosystème décrit, permettant de formaliser leurs modes de gestion.
* Le développement d’un modèle formel (e.g., règles de type si… [paramètre, seuil], alors…; cf La généralisation des règles de configuration spatio-temporelle à partir d’une revue bibliographique sur les composantes au niveau paysager des agroécosystèmes méditerranéens et sur les approches et méthodes pour leur analyse spatiale.
Thèse basée à l'UMR LISAH à Montpellier avec missions régulières de plusieurs semaines à l'INRGREF à Tunis.
Topic description
Contexte
La durabilité des agroécosystèmes nécessite de trouver des compromis entre des objectifs de développement parfois contradictoires, tels que la production alimentaire et la préservation des ressources naturelles. Pour mieux évaluer et gérer ces compromis, il est important de comprendre comment les agroécosystèmes sont organisés dans l'espace et dans le temps. Cela implique de caractériser les composantes géographiques aux niveaux géométrique et fonctionnel, et de comprendre les dynamiques agronomiques qui influencent ces composantes, pour enfin scénariser les impacts sur les ressources mobilisées. Dans une perspective systémique, les composantes géographiques d’un agroécosystème comprennent les zones agricoles directement exploitées (cultures et autres utilisations du sol) et les zones qui subissent indirectement l'influence de l'agriculture, comme les espaces semi-naturels et naturels (e.g., terres de parcours, haies, ravines, sentiers).
La caractérisation des composantes géographiques implique le choix des propriétés géométriques et fonctionnelles à décrire. Les propriétés géométriques incluent la nature de chaque composante (polygone, ligne, point), ainsi que la position relative par rapport aux autres composantes (e.g., isolement, accessibilité) et dans le paysage (i.e., amont / aval). Les propriétés fonctionnelles concernent le rôle de chaque composante au sein de l’agroécosystème et les interactions avec les autres composantes. Au plus simple, les propriétés fonctionnelles incluent l’occupation ou l’usage de chaque composante, ainsi que les rapports de proximité et de connectivité avec les autres composantes. Il est enfin nécessaire de caractériser les droits d’accès et le régime foncier qui définissent la gestion et l’influence plus au moins directe de l’agriculture pour chaque composante. Cependant, les descripteurs discutés ci-dessus sont insuffisants pour améliorer l’évaluation et la gestion d’un agroécosystème, qui nécessite également de comprendre les dynamiques agronomiques.
Les dynamiques agronomiques concernent la compréhension et modélisation des règles qui régissent les processus décisionnels des agriculteurs opérant à différents niveaux spatiaux, allant de la parcelle au paysage. Afin de traiter les possibles contradictions entre les différents processus décisionnels, il est nécessaire d’expliciter les liens de ces processus avec les composantes géographiques. Ces liens permettent de définir les unités de gestion, qui sont donc des composantes géographiques dont les caractéristiques et le fonctionnement sont directement reliées aux dynamiques agronomiques. Les composantes restantes peuvent être considérées comme espaces interstitiels.
La définition des unités de gestion permet de scénariser les impacts sur les ressources mobilisées. En particulier, sol et en eau peuvent être considérées comme ressources de premier ordre dans l’évaluation des agroécosystèmes parce que leurs états sont directement influencés par les dynamiques agronomiques.
Dans ce contexte, des questions méthodologiques se posent pour caractériser spatio-temporellement les agroécosystèmes. Notamment, la complexité d’agroécosystèmes fortement morcelés, tels que les agroécosystèmes méditerranéens pluviaux, pose deux défis majeurs : affiner l’application des méthodes basées sur la télédétection par l’étude terrain pour caractériser pertinemment les composantes et modéliser leurs dynamiques; associer géographie et agronomie systémique pour relier correctement les composantes géographiques aux pratiques agricoles qui les façonnent et aux impacts sur les ressources.
Objectif de la thèse
L’objectif de la thèse est de décrire et comprendre la configuration spatio-temporelle des unités de gestion d’agroécosystèmes complexes, tels que les zones de polyculture-élevage méditerranéennes en contexte pluvial, afin de formaliser les règles d'allocation des cultures et d’en représenter explicitement les dynamiques à de multiples niveaux, allant de la parcelle au paysage. L'étude de cas principal sera le bassin versant de Lebna ( km²) dans la région du Cap Bon, au nord de la Tunisie.A ce regard, les travaux s’appuieront sur les résultats antérieurs de l’équipe de recherche sur le rôle du voisinage dans la définition des séquences de culture en tenant compte tantôt du niveau d’isolement des champs cultivés par un même agriculteur (), tantôt de la présence d’assolements de culture partagés ().
La thèse contribuera à aller au-delà de l’existant, par l’extension des hypothèses sur les déterminants de l’organisation spatio-temporelle des agrosystèmes, par une analyse spatio-temporelle de l’agroécosystème sur l’entièreté de la zone d’étude et par le développement d’un modèle applicable à d’autres agroécosystèmes complexes. Les résultats pourront alimenter l’évaluation des influences de la gestion des agroécosystèmes sur les ressources en sol et en eau en contexte sud-méditerranéen. Les principales étapes de la thèse seront:
1. La conception, la mise en place et le développement une base de données datées et géolocalisées pour la description géographique pluriannuelle des agroécosystèmes du Lebna, en tant qu’exemple d’agroécosystèmes complexes de polyculture-élevage méditerranéens. Ce système visera l’harmonisation des données existantes, la collecte de nouvelles données, ainsi que leur documentation et interopérabilité dans une logique FAIR.
2. La définition et le déploiement d’une démarche d’analyse des relations spatio-temporelles qui relient les unités géographiques de l’agroécosystème décrit, permettant de formaliser leurs modes de gestion.
3. Le développement d’un modèle formel (e.g., règles de type si… [paramètre, seuil], alors…; cf La généralisation des règles de configuration spatio-temporelle à partir d’une revue bibliographique sur les composantes au niveau paysager des agroécosystèmes méditerranéens et sur les approches et méthodes pour leur analyse spatiale.
Thèse basée à l'UMR LISAH à Montpellier avec missions régulières de plusieurs semaines à l'INRGREF à Tunis.
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
Funding further details
Cette thèse constitue un volet du projet de recherche la chaire de professeur junior en géo-agronomie financée par l’agence nationale de la recherché (projet n. ANR-22-CPJ1--01), l’IRD et l’Université de Montpellier via le programme d’excellence I-SITE UM-EPE. #J-18808-Ljbffr
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