SCALES: an environmental model to measure effects of spatial and inter-annual agricultural landscape evolution on the soil erosion sensitivity. A case study in bocage area (Basse-Normandie, France). - HAL-SHS - Sciences de l'Homme et de la Société Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2008

SCALES: an environmental model to measure effects of spatial and inter-annual agricultural landscape evolution on the soil erosion sensitivity. A case study in bocage area (Basse-Normandie, France).

Résumé

In Basse-Normandie, soil erosion by water has weakened for more than 30 years the fertility of the cultivated soils and the quality of the water resource. The fight against erosion is registered as a priority in the policies of regional management which seek tools for diagnosis of fine scale on soil erosion risk. Tested for the Calvados (5500 km²), the SCALES model (Le Gouée and Delahaye, 2007) has the role to become a tool of high degree of accuracy in the identification and the localization of the agricultural parcels which are potentially sensitive to erosion. The assessment of soil erosion hazard depend of input data characterizing the four factors starting soil erosion (Wischmeier and Smith, 1978; Le Bissonnais et al., 2002). The first step aims at converting the input data modes into levels of pressure concerning soil erosion (level 0: no pressure, level 5: very high pressure). Then, the input data levels are combined on the basis of additive approach. This procedure is also applied between the combined levels and the levels of input data in order to obtain the Areas Potential Sensibility (APS) concerning the soil erosion but also between the combined levels to generate the levels of soil erosion hazard. The structuring of SCALES underlines the existence of decision rules: the parcels characterized by grassland (level 0 for agricultural practices) or by slope value lower than 1% (level 0 of pressure) leave the modeling and are directly associated with the level 0 of soil erosion hazard. The arborescent structure of the SCALES model testifies to a hierarchical organization of the input data. The ranking of input data have been defined from literature, expert decision and the many personal observations carried out during two years in connection with the appearance of the soil erosion phenomenon. The choice of the integration of the single and combined levels of pressure in the scale of agricultural parcel unit is one of specificities of this model. The integration of the farmland organization and its inter-annual evolution (crop rotations, management of intercrops) lead to measure the impacts of rapid agricultural landscape changes on their sensitivity to soil erosion (Mignolet et al. 2003). The dynamical effects of agricultural and landscape structures are furthermore simulated in SCALES model. Simulations highlight the negative or positive environmental consequences of possible changes in farm land organizations. Results supported by the SCALES model are presented on a catchment located in a bocage area (bocage virois) which is in strong agricultural transformations. Since the middle of 1980's, agricultural holdings are characterized by a strong spatial increase and fodder intensification. The strong permanent grassland decrease is enhanced by a maize-fodder and cereal crops increase. This work is based on local survey with farmers upon which we may both understand the spatial structure of farms and the agricultural practices at various spatial and temporal scales. According to Thenail (1996) and Soulard and al. (2004), it appears that the spatial mobility of productive functionalities in agricultural land depends on the structure of farm territories mosaic (plot size, land fragmentation, distance of plots to households). The aim of this paper is to show contributions and results obtained thanks to SCALES model, especially on the environmental consequences of spatial farm territory organization and on the inter-annual evolution of agricultural landscapes in a bocage area.
En Basse-Normandie, l'érosion hydrique fragilise depuis plus de 30 ans la fertilité des sols cultivés et la qualité de la ressource en eau. La lutte contre l'érosion des sols, engagée par les acteurs et gestionnaires locaux, nécessite de disposer préalablement d'un diagnostic d'échelle fine de l'aléa érosion des sols. Expérimenté à l'échelle du Calvados (5500 km²), le modèle SCALES (Le Gouée and Delahaye, 2007) a pour vocation de devenir un outil de grande précision dans l'identification et la localisation des parcelles agricoles potentiellement sensibles à l'érosion. La détermination de l'aléa érosion repose sur des données d'entrée caractérisant les 4 facteurs agissant sur l'érosion des sols (Wischmeier and Smith, 1978). L'estimation de l'aléa repose tout d'abord sur la conversion des données d'entrée en niveaux de pression (0 : pas de pression, 5 très forte pression). Les niveaux des données d'entrée sont ensuite combinés selon une démarche additive. Cette démarche est également appliquée entre niveaux combinés et niveaux de données d'entrée afin de mesurer la Sensibilité Potentielle des Milieux (SPM) à l'érosion mais aussi entre niveaux combinés pour générer les valeurs de l'aléa érosion. Le modèle montre que deux situations conduisent à l'absence d'aléa 0 : lorsque les pentes sont inférieures à 1% (niveau 0) et lorsque les terres sont occupées par des prairies permanentes (niveau 0 des pratiques agricoles). La structuration hiérarchique du modèle SCALES souligne un classement des données d'entrée qui repose à la fois sur des positions scientifiques connues, sur des dires d'expert et sur des données empiriques recueillies pendant 2 ans sur le terrain concernant la genèse du ruissellement érosif. L'une des spécificités du modèle tient au choix de l'unité spatiale d'intégration des données : l'îlot PAC ou la parcelle agricole. La prise en compte par le modèle de l'organisation parcellaire de l'espace agricole et de son évolution inter-annuelle (rotations culturales, gestion des intercultures) permet de mesurer l'impact des changements d'état rapides des paysages agricoles sur la sensibilité des milieux à l'érosion des sols (Mignolet et al., 2003). En outre, l'intégration dans SCALES des dynamiques agricoles et paysagères actuelles conduit à développer des simulations soulignant les conséquences environnementales positives ou négatives des changements attendus de l'organisation des paysages agricoles. Pour illustrer ces deux aspects du modèle SCALES, nous proposons une étude de cas dans un espace bocager en pleine recomposition agricole et paysagère (bocage virois). En effet, depuis le milieu des années 80, les trajectoires d'évolution des exploitations agricoles de cette zone sont caractérisées par un mouvement d'agrandissement foncier et une forte intensification fourragère. Ce mouvement se traduit par un recul important des prairies permanentes en grande partie compensée par une augmentation des surfaces en maïs-fourrage et en cultures de vente (céréales et colza). Un travail d'enquête de terrain exhaustive auprès des agriculteurs a permis de comprendre la structuration spatiale des territoires d'exploitation et l'organisation des pratiques agricoles à différentes échelles spatiales et temporelles. Ainsi, en accord avec Renard (1972) et Soulard et al.,(2004), nous observons que les déterminants de la mobilité spatiale des fonctionnalités productives dans l'espace parcellaire local s'expliquent par la structuration de la mosaïque des territoires d'exploitation liée à la taille, au morcellement parcellaire, à la distance des parcelles au siège d'exploitation. L'objectif de la communication est de démontrer la plus-value apportée par notre modèle à propos de l'évaluation actuelle et prospective des impacts environnementaux de l'organisation spatiale et de l'évolution inter-annuelle de paysages agricoles contrôlés par ces déterminants à partir de l'étude de cas d'un bassin versant du bocage virois.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-00286637 , version 1 (10-06-2008)

Identifiants

  • HAL Id : hal-00286637 , version 1

Citer

Patrick Le Gouée, Maxime Marie, Daniel Delahaye, Michaël Bermond, Johnny Douvinet. SCALES: an environmental model to measure effects of spatial and inter-annual agricultural landscape evolution on the soil erosion sensitivity. A case study in bocage area (Basse-Normandie, France).. SCALES: an environmental model to measure effects of spatial and inter-annual agricultural landscape evolution on the soil erosion sensitivity. A case study in bocage area (Basse-Normandie, France)., Jun 2008, Toulouse, France. pp.67-68. ⟨hal-00286637⟩
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