Les systèmes agroforestiers du Sahel d'Afrique de l'Ouest, communément appelés parcs, présentent une myriade de complexités qui sont spatialement hétérogènes, surtout au niveau du paysage (Fig 1). Les complexités de ces systèmes résident dans le sol - la diversité des racines, c'est-à-dire les différences de volume d'enracinement, d'architecture et de structure de la canopée des espèces concurrentes (arbres, arbustes et cultures), les mouvements d'eau du sol de haut en bas, la compétition pour l'eau et les nutriments, etc.
Les modèles doivent donc être adaptés pour fournir une bonne représentation de ces systèmes et de leurs interactions afin, par exemple, de tenir compte de la variabilité spatiale. Cela permettra d'aborder l'influence des parcs sur les cultures. En même temps, les modèles doivent être aussi simples que possible afin de réduire les données requises par les utilisateurs, qui sont souvent difficiles à obtenir.
Modèle LUCIA
Le modèle d'évaluation de l'impact des changements d'utilisation des terres (LUCIA) est un modèle de paysage spatialement explicite et basé sur une grille qui fonctionne selon un calendrier quotidien. LUCIA simule la productivité végétale, la fertilité des sols et la dégradation de petits bassins versants, en ce qui concerne la production agricole et les services écosystémiques, tels que la protection contre l'érosion, la rétention d'eau et le stockage du carbone (Marohn et Cadisch, 2011). LUCIA gère des paysages de taille variable et des résolutions de pixels, ce qui permet de simuler des systèmes agroforestiers (AF) et des parcours de savane avec leur hétérogénéité en termes de sol, de végétation et de topographie. Quelques pistes pour améliorer le modèle :
Sols multicouches
Dans sa version originale, LUCIA ne permettait de paramétrer que deux horizons de sol. Afin de représenter plus adéquatement la disponibilité de l'eau et des nutriments et les mouvements dans le profil du sol dans les zones arides, de nouvelles routines python dans le script principal (lucia.py) ont été ajoutées pour permettre à l'utilisateur de définir le nombre de couches et leur épaisseur (cm). Des formats de fichiers d'entrée correspondants ont été créés pour les propriétés du sol (soil.lut), la surface initiale et la litière du sol (litterini.lut), et les fractions de matière organique du sol (lusom.lut) pour permettre un paramétrage externe par l'utilisateur.
Routine améliorée pour l'eau du sol et le lessivage
D'autres améliorations concernant le mouvement de l'eau du sol et la lixiviation ont été incluses dans LUCIA selon le concept LeachA de Hutson et Wagnet (1993) dans lequel l'eau du sol est divisée en phases mobiles et immobiles (Figure 2). La division entre l'eau mobile/immobile est supposée être la teneur en eau correspondant à un potentiel matriciel défini. Après une pluie, la percolation (infiltration) de l'eau et des solutés dissous (par exemple, les nutriments) est autorisée uniquement dans la phase mobile. Après avoir éliminé l'évapotranspiration et l'absorption d'eau par les plantes, l'équilibre entre les segments adjacents est déterminé par les différences de contenu en eau plutôt que par le potentiel hydrique, et les phases mobiles et immobiles dans les segments sont supposées atteindre l'équilibre chaque jour. Ceci permet une description améliorée des processus de percolation/lessivage sans nécessiter d'entrées importantes.
Rédigé par : Eric Koomson, Assistant de recherche à l'Université de Hohenheim, Allemagne (UHOH)
Informations complémentaires
Liens Internet
lucia.uni-hohenheim.de : LUCIA - Outil d'évaluation de l'impact du changement d'affectation des terres
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