Modeling the global states and dynamics of ecosystems - Applications to carbon flux and stock in ecosystems modified by agricultural activities

Un des objectifs phares de l'agroécologie et de l'agroforesterie est de promouvoir le stockage du carbone dans les sols et de développer les pratiques qui le permettent, cf l'initiative 4/1000 (INRAE, 2019; Pellerin et al., 2021). Ce projet piloté MELICERTES porte sur la modélisation, l'évaluation et le développement d'approches afin de quantifier et surveiller les stocks de carbone organique dans les écosystèmes et les sols cultivés, en particulier par télé- et proxi- détection. Un aspect innovant du projet est le développement de méthodes et d'outils visant à établir des prédictions des écosystèmes directement à grande échelle, en partant des données mesurées. Ces modèles, en rupture avec l'existant en machine learning, ont pour objectif de caractériser les dynamiques spatiales et temporelles liées à la productivité, la santé et la résilience des agro-écosystèmes. En particulier, MELICERTES vise à estimer des distributions spatiales de carbone organique dans les sols et l'incertitude associée, en se basant sur des séries temporelles Sentinel 2 et/ou Sentinel 1, ainsi que les expériences à long terme du réseau ICOS (Integrated Carbon Observation System), notamment pour les terres cultivées. Le projet propose une nouvelle méthode pour analyser les flux de carbone en partant de ces données ainsi que leur dynamique à grande échelle. Les principaux facteurs influençant ces flux, et par extension la teneur en carbone organique, seront ainsi identifiés et leur distribution spatiale sera analysée. Le projet inclut donc aussi des aspects qualitatifs liés à la surveillance des pratiques de stockage du carbone, telles que l'épandage de déchets organiques (Dodin et al., 2021), ainsi que l'historique de l'occupation des sols (Vaudour et al., 2017), les rotations des cultures et la surveillance phénoménologique (Rivas et al., 2021), ainsi que les itinéraires techniques.