Representation and simulation of the cultural practices at the regional scale in order to estimate the regional irrigation demand
Représentation et simulation des pratiques culturales des agriculteurs à l'échelle régionale pour estimer la demande en eau d'irrigation
Résumé
Agricultural practices are a key-element to determine the irrigation water requirements. These practices depend both on soil and climate and on the general context of the farm enterprise. If one wants to simulate the evolution of the irrigation water demand at a regional scale due to some modifications of climate or farm enterprise, it is then important to provide a correct representation of the agricultural practices within the simulation model. This is the main goal of the thesis. Our approach is the result of two different questions linked to the spatial scale of the study: (a) how to represent the diversity of the agricultural practices, (b) how to simplify this diversity. Three steps have been followed: i) identification of the diversity of the agricultural practices using different sources of data (expertise, interviews, agricultural practices calendar from mail surveys, advisors proposition); ii) analyses of these data with multivariate analyses and hierarchical classifications in order to express strategies; iii) identification of keydeterminants part of regional databases that may be used to provide a spatial representation of these strategies. Some simplifications have been made: to focus only on irrigated corn (main irrigated crop in surface and in volume in the study area), to analyse only sowing and irrigation practices as the two main practices within the crop management systems that build the irrigation water demand. The choice of corn precocity is also integrated in the analysis. The study area is a watershed in the Gascogne region part of the Neste system. Agricultural practices were gathered between 2000 and 2004. From the results of the three previous steps, a model (SIMITKO) has been built that allows to estimate the sowing date, the choice of corn precocity, the sowing density and the area sown a given year. The model is stochastic and uses as input data some variables describing the production system and the climatic data of the given year. SIMITKO is linked to an existing biodecisional model (MODERATO) aimed at simulating corn irrigation strategies. This linkage provides an estimation of the regional water demand for irrigation through the aggregation of simulated demands at a plot scale. The model is evaluated on independent data obtained by a mail survey in 2005. Simulated and observed data are closed. Contrarily of pre-existing models, our model allows to estimate the variability of the irrigation water demand at a regional scale and may be used to test CAP or climate modifications. This work is part of a more general question on how to give a spatial representation of cropping systems.
Les pratiques culturales sont un élément déterminant des prélèvements d'eau pour l'irrigation. Or ces pratiques sont elles-mêmes conditionnées par le contexte pédoclimatique et le contexte d'exploitation. Il est donc important pour la simulation de scénarios décrivant l'évolution du climat et des exploitations irrigantes de bien représenter ces pratiques au sein de modèles visant à estimer la demande régionale en eau d'irrigation à moyen terme. Tel est l'objectif de la thèse. La démarche suivie durant la thèse est le résultat d'une double contrainte résultant de l'étendue considérée: (a) la représentation de la diversité des pratiques culturales et (b) la simplification de cette diversité. Elle a consisté à (i) identifier la diversité des pratiques culturales par confrontation de différents types de données (expertise, entretiens, calendriers culturaux obtenus par enquêtes postales, pratiques recommandées), (ii) formaliser les pratiques sous forme de stratégies par analyses multivariées et classification ascendante hiérarchique et (iii) rechercher des indicateurs de leur distribution spatiale à travers différents types de déterminants facilement accessibles à l'échelle régionale. Il a été choisi de simplifier les processus représentés en se concentrant sur la culture ayant le plus d'influence sur la demande en eau (le maïs grain) et en étudiant deux interventions techniques (le semis, l'irrigation) et un choix technique (le choix de la précocité des variétés) au sein de l'itinéraire technique. Le terrain d'application est un bassin versant irrigué des coteaux de Gascogne au sein du système Neste. Les données sur les pratiques culturales à l'origine du modèle ont été acquises entre 2000 et 2004. A partir des résultats d'analyse des pratiques culturales, un modèle permettant d'estimer les dates de semis, les précocités semées, les densités de semis et les surfaces semées pour le maïs une année au sein de la zone a été développé. L'estimation est stochastique et se fait en fonction de variables décrivant les systèmes de production et les conditions météorologiques de l'année. Couplé à un modèle bio-décisionnel pré-existant simulant la pratique de l'irrigation et le développement des plantes à l'échelle parcellaire, il permet l'estimation de la demande régionale en eau par agrégation des résultats obtenus pour chaque parcelle. Ce modèle a été évalué grâce aux données observées obtenues par une enquête postale réalisée en 2005. Les résultats de comparaison des données observées et simulées montrent que l'estimation de la demande en eau est correcte. Par rapport aux modèles développés jusque là, ce modèle permet l'estimation de la variabilité de la demande en eau et ouvre des perspectives pour l'évaluation de scénarios prospectifs dans le cadre du changement de politique agricole commune et de l'évolution du climat. La représentation et la simulation des pratiques culturales à l'échelle régionale réalisée pendant la thèse sont une contribution aux travaux de spatialisation des systèmes de culture.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)