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Evaluation agroécologique des pratiques d'intégration agriculture-élevage : Application de l'analyse de réseau écologique à des exploitations agricoles en milieu tropical humide

Stark Fabien Shandor. 2016. Evaluation agroécologique des pratiques d'intégration agriculture-élevage : Application de l'analyse de réseau écologique à des exploitations agricoles en milieu tropical humide. Montpellier : AgroParisTech, 246 p. Thèse de doctorat : Agroécologie : AgroParisTech

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Titre anglais : Agroecological assesment of crop-livestock integration practices: The application of ecological network analysis to mixed farms in the humid tropics

Encadrement : Moulin, Charles-Henri ; Archimede, Harry

Abstract : L'agriculture doit répondre à des enjeux de plus en plus complexes. Elle doit en effet produire plus pour satisfaire à une demande alimentaire toujours croissante ; avec moins, compte tenu de la raréfaction des ressources naturelles; en s'adaptant à de nouvelles contraintes liées aux changements brutaux que subissent les socio-écosystèmes. L'agroécologie propose un cadre théorique pour concevoir des systèmes agricoles à la fois productifs, autosuffisants, efficients et résilients, à même de répondre à ces enjeux agricoles. La thèse est centrée sur l'analyse agroécologique de l'intégration agriculture-élevage (IAE) dans les systèmes mixtes agriculture-élevage (SMAE). Nous questionnons dans quelles mesures, à l'échelle des exploitations agricoles, l'IAE, peut contribuer aux performances agroécologiques des SMAE, et par-delà, aux enjeux de l'agriculture. Cette problématique a été déclinée en deux sous-questions : i) l'IAE peut-elle être analysée comme un réseau de flux de nutriments à l'échelle de l'exploitation agricole, possédant ainsi des propriétés de structure et de fonctionnement similaires à celles des écosystèmes; ii) les SMAE les plus intégrés i.e. les réseaux de flux de nutriments les plus diversifiés et les plus complexes, sont-ils agroécologiquement performants, tout à la fois productifs, efficients, autosuffisants et résilients. Pour répondre à ces questions, nous avons tout d'abord développé un cadre méthodologique fondé sur l'analyse des réseaux écologiques (ENA) pour apprécier les propriétés des agrosystèmes. Cette méthode a été testée, sur huit cas d'études théoriques présentant un gradient de diversité d'activités agricoles et d'IAE. Cette méthode, une fois validée, nous a permis de caractériser d'une part l'IAE à l'échelle de l'exploitation agricole et d'autre part de mesurer les performances globales des exploitations. Ce cadre méthodologique a été appliqué sur dix-sept exploitations mixtes en zone tropicale humide, issues de trois territoires présentant des conditions contrastées d'accès aux facteurs de production: la Guadeloupe, l'Amazonie orientale brésilienne et Cuba. Les SMAE étudiés ont été modélisés en réseaux de flux d'azote, à l'échelle d'une année, reconstruits par enquêtes en plusieurs passages auprès des agriculteurs. Dans un premier temps, l'analyse des huit exploitations de Guadeloupe a montré que le niveau d'IAE était faible à l'échelle du SMAE même si l'IAE apparaissait importante à l'échelle d'une pratique (alimentation animale à partir de résidus de culture, fertilisation à partir de déjections). Dans un second temps, l'étude des dix-sept exploitations des trois terrains d'étude, a montré que l'IAE à l'échelle de l'exploitation, peut être appréciée au travers de deux critères : l'organisation du réseau de flux et l'intensité de la circulation d'azote entre les activités de l'exploitation. Notre échantillon présentait bien des situations très contrastées d'IAE selon ces deux critères. Pour ce qui est de l'analyse des liens entre IAE et performances, des tendances se dégagent: les exploitations peu intégrées sont peu efficientes et peu résilientes ou peu productives et fortement résilientes. En revanche, des exploitations fortement intégrées combinent un niveau élevé de productivité, d'efficience et un niveau intermédiaire de résilience. Ainsi l'intérêt de l'ENA a été démontré pour l'analyse du fonctionnement et des performances agroécologiques des agrosystèmes, dans une dimension commune, même si ces performances ne dépendent pas uniquement des pratiques d'IAE. Les performances dépendent en effet de la combinaison des activités au sein d'un SMAE, et des performances partielles de ces activités. La simulation par modélisation des pratiques d'intégration au sein d'un SMAE donné est une piste à développer

Résumé (autre langue) : Agricultural systems have to produce more and better in a changing world. This requires adaptation to the increasing scarcity of natural resources while responding to the demands of a growing global population. In light of this, the design of local sustainable agricultural systems is a crucial task. Such agricultural systems should be simultaneously efficient, productive, resilient and self-sufficient, based on the principles of agroecology. This thesis presents an agroecological analysis of crop-livestock integration (CLI) in mixed croplivestock farming systems (MCLS). We question to what extent, at farming system level, CLI, as a set of agricultural practices mobilizing ecological processes, can contribute to the agroecological performance of MCLS, and beyond, to agricultural issues as a whole. To answer this, we examine this question in the light of two hypotheses: i) CLI can be analyzed as a network of nutrient flows, with structure and functioning properties similar to those of ecosystems; ii) the most integrated MCLS, i.e. the most diversified and complex flow networks of nutrients, contribute to the agroecological performance of MCLS, enhancing productivity, efficiency, self-sufficiency and resilience. As part of our study, we first develop a methodological framework based on ecological network analysis (ENA) to assess the properties of agrosystems. We tested that framework on eight theoretical case studies, which represent a gradient of CLI and diversity of agricultural activities. We thus validate a grid of indicators to characterize both CLI and agroecological performances at system level. We then apply this methodological framework to seventeen MCLS in the humid tropics, from three territories with contrasting conditions in terms of access to production factors: Guadeloupe (F.W.I.), Brazilian Amazonia, and Cuba. The MCLS studied were modeled into nitrogen flow networks, on a year scale, rebuilt following iterative investigations with farmers. Based initially only on farms from Guadeloupe (eight farms), we show that the level of CLI is low at farm scale, although CLI practices appear significant at agricultural practice scale (animal feed from crop residues, and organic fertilizer from manure). We then extend our analysis to all seventeen farms from the three fields of study and show that CLI can be assessed on two criteria: the organization of flow networks and the intensity of flows circulating between agricultural activities. Our sample covers contrasting CLI situations, according to these two criteria. The trends that emerge from the analysis of the links between CLI and performance suggest that less integrated farms are inefficient and poorly resilient, or not very productive and resilient. However, highly integrated farms combine a high level of productivity and efficiency and an intermediate level of resilience. We demonstrate the benefits of ENA for the analysis of the functioning and agroecological performance of agricultural systems, even if such performance is not wholly dependent on CLI practices. In fact, the performance depends partly on the combination of agricultural activities and on the relative performance of these activities. Finally, simulation modeling of CLI practices within a given MCLS sheds greater light on the consequences of different forms of CLI on system performance.

Mots-clés Agrovoc : Système agropastoral, Système d'élevage, Agroécosystème, Déchet agricole, gestion des ressources naturelles

Mots-clés géographiques Agrovoc : Guadeloupe, Brésil, Cuba

Classification Agris : L01 - Animal husbandry
F08 - Cropping patterns and systems
Q70 - Processing of agricultural wastes
P01 - Nature conservation and land resources

Axe stratégique Cirad : Axe 1 (2014-2018) - Agriculture écologiquement intensive

Auteurs et affiliations

  • Stark Fabien Shandor, CIRAD-ES-UMR SELMET (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/591652/)

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