Author: "Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH )" - Searchworks@Jio Institute Digital Library Search Results

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1. Using kites for 3-D mapping of gullies at decimetre-resolution over several square kilometres: a case study on the Kamech catchment, Tunisia

Author: Feurer, Denis, Planchon, Olivier, El Maaoui, Mohamed Amine, Slimane, Abir, Boussema, Mohamed, Pierrot-Deseilligny, Marc, Raclot, Damien, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), ltsirs, Université de la Manouba [Tunisie] (UMA), Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis (ENIT), Université de Tunis El Manar (UTM), Institut National de Recherche en Génie Rural Eaux et Forêts (INRGREF), Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (ENGREF)-Institution de la Recherche et de l'Enseignement Supérieur Agricoles [Tunis] (IRESA), Méthodes d'Analyses pour le Traitement d'Images et la Stéréorestitution (MATIS), Laboratoire des Sciences et Technologies de l'Information Géographique (LaSTIG), École nationale des sciences géographiques (ENSG), Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-École nationale des sciences géographiques (ENSG), Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN), Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN), French institute INRA, French institute IRD, TOSCA-CNES project 'A-MUSE, Analyse MUlti-temporelle de donnees SENTINEL 2 et 1 pour le monitoring de caracteristiques observables de la surface du sol, en lien avec l'infiltrabilite', Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Université de la Manouba [Tunisie], Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis ( ENIT ), Institut National de Recherche en Génie Rural Eaux et Forêts ( INRGREF ), Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts ( ENGREF ), Méthodes d'Analyses pour le Traitement d'Images et la Stéréorestitution ( MATIS ), Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] ( IGN ), École nationale des sciences géographiques ( ENSG ), Laboratoire d'étude des interactions entre sols, agrosystèmes et hydrosystèmes ( LISAH ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (ENGREF), Laboratoire d'étude des interactions entre sols, agrosystèmes et hydrosystèmes (LISAH), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Subjects: lcsh:GE1-350, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, lcsh:QE1-996.5, lcsh:Geography. Anthropology. Recreation, [INFO.INFO-CV]Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV], [ SPI.SIGNAL ] Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, [ INFO.INFO-CV ] Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV], [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, lcsh:TD1-1066, lcsh:Geology, [ SDE.MCG ] Environmental Sciences/Global Changes, lcsh:G, [ SDU.ENVI ] Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, lcsh:Environmental technology. Sanitary engineering, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [ SDU.STU.HY ] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, lcsh:Environmental sciences, [ SDE.ES ] Environmental Sciences/Environmental and Society
Abstract: Monitoring agricultural areas threatened by soil erosion often requires decimetre topographic information over areas of several square kilometres. Airborne lidar and remotely piloted aircraft system (RPAS) imagery have the ability to provide repeated decimetre-resolution and -accuracy digital elevation models (DEMs) covering these extents, which is unrealistic with ground surveys. However, various factors hamper the dissemination of these technologies in a wide range of situations, including local regulations for RPAS and the cost for airborne laser systems and medium-format RPAS imagery. The goal of this study is to investigate the ability of low-tech kite aerial photography to obtain DEMs with decimetre resolution and accuracy that permit 3-D descriptions of active gullying in cultivated areas of several square kilometres. To this end, we developed and assessed a two-step workflow. First, we used both heuristic experimental approaches in field and numerical simulations to determine the conditions that make a photogrammetric flight possible and effective over several square kilometres with a kite and a consumer-grade camera. Second, we mapped and characterised the entire gully system of a test catchment in 3-D. We showed numerically and experimentally that using a thin and light line for the kite is key for a complete 3-D coverage over several square kilometres. We thus obtained a decimetre-resolution DEM covering 3.18 km2 with a mean error and standard deviation of the error of +7 and 22 cm respectively, hence achieving decimetre accuracy. With this data set, we showed that high-resolution topographic data permit both the detection and characterisation of an entire gully system with a high level of detail and an overall accuracy of 74 % compared to an independent field survey. Kite aerial photography with simple but appropriate equipment is hence an alternative tool that has been proven to be valuable for surveying gullies with sub-metric details in a square-kilometre-scale catchment. This case study suggests that access to high-resolution topographic data on these scales can be given to the community, which may help facilitate a better understanding of gullying processes within a broader spectrum of conditions.
Published: 2018
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2. A systemic approach to grapevine decline diagnosed using three key indicators: plant mortality, yield loss and vigour decrease

Author: Anne MEROT, Guillaume Coulouma, Nathalie Smits, Elsa Robelot, Christian Gary, Lucia Guerin-Dubrana, Jouanel Poulmach, Xavier Burgun, Anne Pellegrino, Marc Fermaud, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Santé et agroécologie du vignoble (UMR SAVE), Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Chambre d'Agriculture de l'Hérault (CA 34), Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, and Plan National Dépérissement Viticole (PNDV) / France Agrimer
Subjects: vine mortality, diagnosis, dieback, [SDV]Life Sciences [q-bio], yield loss, vigour, Horticulture, decline, indicators, Food Science
Abstract: International audience; Grapevine decline, a major global viticulture issue, is defined as a multi-year decrease in vine productivity and/or increase in vine mortality. Although grapevine trunk diseases are one of the most studied causes, the decline is multifactorial and associated with more than 70 factors, including abiotic and biotic hazards. With so many factors to consider, the phenomenon is difficult to understand. Our study aims to make it easier to determine and assess grapevine decline by focusing on three key indicators: yield, mortality and vegetative vigour. We investigated the relationships between these indicators from both a temporal and spatial perspective to propose a set of diagnostic indicators. Thus, we conducted a winegrower survey, a historical analysis of grapevine decline and field measurements of the abovementioned indicators on plot networks in three major French winegrowing regions (see graphical abstract): Bordeaux, Cognac and Languedoc. We found that winegrowers' perceptions of decline were consistent with an objective characterisation based on field measurements of the indicators. Although vine mortality progressively spread over the years, neither the survey nor the historical analysis showed a direct link between decline and yield loss. Rather, large yearly fluctuations in yield, which did not systematically decrease over time, account for this finding. As a result, the mortality rate and the normalised difference vegetation index (NDVI) indicators were shown to be earlier indicators of grapevine decline than yield loss (addressed from the yield achievement ratio, YAR). We performed a multifactorial analysis of the overall data set from the three regions to deepen our understanding of the diversity of declining situations and the underlying environmental and management factors contributing to decline. Finally, two ground-based NDVI indicators and an image-analysis methodology using aerial photographs were proposed as easy-to-obtain indicators of grapevine decline. NDVI indicators were linearly correlated with both the YAR and mortality rate. This study provides a better understanding and promising tools for the early diagnosis of grapevine decline.
Published: 2023
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3. Les données sol comme support d’innovation

Author: Bardy, Marion, Lagacherie, Philippe, Ranjard, Lionel, Unité INFOSOL (ORLEANS INFOSOL), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Gis Sol, RMT Sols et Territoires, Ademe Bioindicateurs, CASDAR Agrinnov, France génomique, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), InfoSol (InfoSol), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Unité INFOSOL ( ORLEANS INFOSOL ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), and Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté ( UBFC )
Subjects: biodiversité du sol, cartographie numérique des sols, [SDV]Life Sciences [q-bio], donnée pédologique, natural hazard, cartographie numérique du sol, fertilisation, sciences du sol, base de données pédologique, épandage, gis sol, global change, agriculture, biodiversité microbienne, rmqs, changement climatique, soil pollution, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], risque naturel, manure spreading, pollution du sol, environnement, soil sciences, fertilization, environment, bdat
Abstract: Les données sol comme support d’innovation. Salon International de l'Agriculture (SIA) 2017
Published: 2017

4. Assessing lateral flows and solute transport during floods in a conduit-flow-dominated karst system using the inverse problem for the advection-diffusion equation

Author: Cholet, Cybèle, Charlier, Jean-Baptiste, Moussa, Roger, Steinmann, Marc, Denimal, Sophie, Laboratoire Chrono-environnement - UFC (UMR 6249) (LCE), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), financial support of the Burgundi-FrancheComte Region and the BRGM., Laboratoire Chrono-environnement - CNRS - UBFC (UMR 6249) (LCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Chrono-Environnement, Université Bourgogne Franche-Comté ( UBFC ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Bureau de Recherches Géologiques et Minières ( BRGM ), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), and Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249) (LCE)
Subjects: [ SDV ] Life Sciences [q-bio], [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [SDV]Life Sciences [q-bio], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: The aim of this study is to present a framework that provides new ways to characterize the spatio-temporal variability of lateral exchanges for water flow and solute transport in a karst conduit network during flood events, treating both the diffusive wave equation and the advection–diffusion equation with the same mathematical approach, assuming uniform lateral flow and solute transport. A solution to the inverse problem for the advection–diffusion equations is then applied to data from two successive gauging stations to simulate flows and solute exchange dynamics after recharge. The study site is the karst conduit network of the Fourbanne aquifer in the French Jura Mountains, which includes two reaches characterizing the network from sinkhole to cave stream to the spring. The model is applied, after separation of the base from the flood components, on discharge and total dissolved solids (TDSs) in order to assess lateral flows and solute concentrations and compare them to help identify water origin. The results showed various lateral contributions in space – between the two reaches located in the unsaturated zone (R1), and in the zone that is both unsaturated and saturated (R2) – as well as in time, according to hydrological conditions. Globally, the two reaches show a distinct response to flood routing, with important lateral inflows on R1 and large outflows on R2. By combining these results with solute exchanges and the analysis of flood routing parameters distribution, we showed that lateral inflows on R1 are the addition of diffuse infiltration (observed whatever the hydrological conditions) and localized infiltration in the secondary conduit network (tributaries) in the unsaturated zone, except in extreme dry periods. On R2, despite inflows on the base component, lateral outflows are observed during floods. This pattern was attributed to the concept of reversal flows of conduit–matrix exchanges, inducing a complex water mixing effect in the saturated zone. From our results we build the functional scheme of the karst system. It demonstrates the impact of the saturated zone on matrix–conduit exchanges in this shallow phreatic aquifer and highlights the important role of the unsaturated zone on storage and transfer functions of the system.
Published: 2017
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5. Spectral assessment of soil properties in semi-arid tropical regions of southern Karnataka Plateau

Author: Lalitha, M., Dharumarajan, S., Gomez, Cécile, Hegde, Rajendra, Koyal, Arti, Khandal, Shivanand, Shashikumar, Bn., Parvathy, S., Indian Council of Agricultural Research (ICAR), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Indo-French Cell for Water Sciences (IFCWS), Indian Institute of Science [Bangalore] (IISc Bangalore), The authors thank Karnataka Watershed Development Department and World Bank for funding the SUJALA III project. Authors acknowledge ATCHA, ANR-16-CE03-0006 project for supporting the work.Document Information, and ANR-16-CE03-0006,ATCHA,Accompagner l'adaptation de l'agriculture irriguée au changement climatique(2016)
Subjects: soil properties, [SDV]Life Sciences [q-bio], random forest regression, Soil Science, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, Soil survey, Agronomy and Crop Science, semiarid tropical, laboratory VNIR-SWIR spectroscopy
Abstract: International audience; The present study assessed the visible and short wave infrared (VNIR-SWIR) laboratory spectroscopy coupled random forest regression (RF) technique for predicting soil properties in the southern Karnataka Plateau, India. The spectral data acquired for about 228 profile samples were used to predict key soil properties. The RF model fits well for the spectral prediction of clay (R-2 = 0.65), sand (R-2 = 0.60), cation exchange capacity (R-2 = 0.74), field capacity (R-2 = 0.65) and permanent wilting point (R-2 = 0.72). Wherein soil organic carbon was poorly predicted with an R-2 of 0.22 and RPD of 1.2 due to its lower content and narrow range (0.8 to 20 g kg(-1)). The spectral assessment by PCA showed that the first (50%) and third (34%) components had high spectral variation and significantly correlated with soil properties such as pH, CEC, clay, FC, and PWP related to wavelengths indicating clay minerals and iron oxides. However, the second component had less spectral variation (13%) that is related to wavelengths indicating various organic components and correlated well with SOC. Thus, the VNIR-SWIR spectroscopy could be a suitable supplementary method for rapidly predicting soil properties related to clay minerals and iron oxides.
Published: 2022
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6. Portable mid-infrared spectroscopy to predict parameters related to carbon storage in vineyard soils: Model calibrations under varying geopedological conditions

Author: Ralf Wehrle, Guillaume Coulouma, Stefan Pätzold, Institute of Crop Science and Resource Conservation [Bonn] (INRES), Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), and This work was funded by the German Federal Ministry of Food and Agriculture ( BMEL ) within the project 'VitiSoil' (grant number: 281B302016).
Subjects: Proximal soil sensing, Precision agriculture, Control and Systems Engineering, Support Vector Machines, [SDV]Life Sciences [q-bio], Machine learning, Labile carbon, Soil Science, Agronomy and Crop Science, Precision viticulture, Food Science
Abstract: International audience; Portable mid-infrared spectroscopy (pMIRS) combined with machine learning was used to predict selected parameters for soil organic carbon (SOC) storage. In particular, SOC, soil inorganic C (SIC), hot-water extractable C (hwC), clay and sand content were predicted for ten vineyards with varying geopedological settings. As a pre-test, spectra were collected from sieved and pressed tablets with 30 and 90 kPa respectively and compared to powdery samples in order to optimise sample preparation. Further, spectra from 30 kPa tablets were used to calibrate prediction models for a sample set (n = 540) of 10 vineyards with pronounced geopedological variation using Support Vector Machines (SVM). The calibrated SVM models performed well with R2 = 0.81–0.98 and RPIQ = 5.20–13.0 for all investigated parameters. Third, two years after the calibration samples, follow-up samples were collected from four of the vineyards. While the models performed excellent for hwC (R2 = 0.93), prediction accuracy for SOC was lower. Segmentation of the total dataset into SIC-free and SIC-containing samples resulted in better predictions of SOC of the first sampling period. For the prediction of the follow-up sampling dates, model performance could not be maintained. We conclude that pMIRS-SVM calibrations are suited for the prediction of parameters related to soil C storage under varying geopedological conditions and may provide potential for future C monitoring. Extending the database with additional samples from geopedological scenarios not included in this dataset may strengthen model robustness and help to evaluate effects of SIC content on model performance.
Published: 2022
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7. Soil erosion in sloping vineyards assessed by using botanical indicators and sediment collectors in the Ruwer-Mosel valley

Author: Manuel Seeger, Damien Raclot, Y. Le Bissonnais, J. Rodrigo Comino, J. D. Ruiz Sinoga, Stéphane Follain, Eric C. Brevik, Javier Casalí, Johannes B. Ries, Rafael Giménez, Paulo Pereira, Artemio Cerdà, Saskia Keesstra, Amélie Quiquerez, José María Senciales, Department of Physical Geography, Universität Trier, Instituto de Geomorfología y Suelos, University of Malaga, Archéologie, Terre, Histoire, Sociétés [Dijon] ( ARTeHiS ), Ministère de la Culture et de la Communication ( MCC ) -Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Department of Projects and Rural Engineering, Public University of Navarre, Campus Arrosadía, Department Soil Physics and Land Management, Environmental Sciences Group, Wageningen University and Research Centre [Wageningen] ( WUR ), Soil erosion and Degradation Research Group, Universitat de València ( UV ), Civil, Surveying and Environmental Engineering, University of Newcastle [Australia] ( UoN ), Department of Natural Sciences, Dickinson State University, Department of Environmental Policy, Mykolas Romeris University, Department of Geography, University of Málaga, Universidad de Málaga [Málaga], Archéologie, Terre, Histoire, Sociétés [Dijon] (ARTeHiS), Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Wageningen University and Research Centre [Wageningen] (WUR), Universitat de València (UV), University of Newcastle [Australia] (UoN), Universidad de Málaga [Málaga] = University of Málaga [Málaga], Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Caixa-Bank and DAAD (Deutscher Akademischer Austauschdienst), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, Vineyard, 01 natural sciences, [ SHS.ENVIR ] Humanities and Social Sciences/Environmental studies, [ SHS.GEO ] Humanities and Social Sciences/Geography, Ruwer-Mosel valley, Stock unearthing method, RUSLE, 0105 earth and related environmental sciences, 2. Zero hunger, Hydrology, Topsoil, geography, geography.geographical_feature_category, Ecology, 04 agricultural and veterinary sciences, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, 15. Life on land, Bodemfysica en Landbeheer, PE&RC, Rill, Tillage, Soil Physics and Land Management, [ SHS.ARCHEO ] Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, [SHS.ENVIR]Humanities and Social Sciences/Environmental studies, Soil water, Gerlach trough, 040103 agronomy & agriculture, Erosion, Soil erosion, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Environmental science, Animal Science and Zoology, Gerlach trough Stock unearthing method, Trampling, Surface runoff, Agronomy and Crop Science
Abstract: Steep slopes, erodible soils, rill and ephemeral gullies, compaction due to wheel. traffic and human trampling are common features in vineyards around the world and result in high soil erosion rates. However, little is known about seasonal and spatial variations of soil erosion rates due to factors such as the impact of the vine plantation, harvest, and tillage on the soil redistribution over the long-term temporal scale. The goal of this study is to assess long-term soil erosion rates and the impact of management on sediment and runoff yield by means of Gerlach troughs and a topographical approach based on botanic benchmarks in two paired vineyards with different ages (3 and 35 years) located on the hillslope of the Ruwer-Mosel Valley (Germany). We studied: i) soil profiles and properties at different hillslope locations and ii) soil redistribution and erosion by means of topsoil level maps applying botanic benchmarks using the Stock Unearthing Method (SUM), RUSLE (Revised Unviersal Soil Loss Equation) and Gerlach troughs. The SUM showed that the old vineyard's erosion rates ranged from 3.3 to 3.8 Mg ha(-1) yr(-1), which was similar to the Gerlach trough measurements, and we demonstrated that the soil erosion rates depended on rainfall characteristics and human disturbances due to tillage, harvest trampling, and compaction by heavy machinery. Data from the SUM in the young vineyard showed 62.5 Mg ha(-1) yr(-1) of soil loss, which is a consequence of severe soil disturbance during the planting of the new vineyard. Finally, to prove the reliability data, RUSLE showed higher soil loss in the young vineyards (19.46 Mg ha(-1) yr(-1)) than in the old ones (11.28 Mg ha(-1) yr(-1)).
Published: 2016
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8. Analysis of rainfed cereal-legume mixture cropping water productivity in Lebna catchment, Cap-Bon, Tunisia

Author: Mekki, Insaf, Zitouna-Chebbi, Rim, Benyoussef, Salah, Benabdelghaffar, Aya, Boukari, Mariem, Jacob, Frédéric, Albergel, Jean, Institut National de Recherche en Génie Rural Eaux et Forêts (INRGREF), Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (ENGREF)-Institution de la Recherche et de l'Enseignement Supérieur Agricoles [Tunis] (IRESA), Institut National de la Recherche Agronomique de Tunisie (INRAT), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), and ANR-18-PRIM-0011,ALTOS,Prise en compte des structures spatiales et connectivités pour la gestion des ressources en eau dans les agrosystèmes méditerranéens(2018)
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Biomass production, Water productivity, Sentinel 2, [SDE]Environmental Sciences, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy
Abstract: International audience; Under climate change conditions, optimizing water resources management in rainfed agricultural production systems requires the reasonable choice of crops. In this context, the adoption of crops diversification is promoted to increase the agricultural production and the added value per cubic meter of rain water (green water) used by crops. Contributing, therefore, to increase agricultural production and to preserve soil and water resources. The objective of this study is: (i) to identify mixed crops within agricultural fields and, (ii) to evaluate the biomass production and the water productivity in the Lebna watershed (Cap-Bon, Tunisia) using remote sensing and field measurements. The study area, covering 210 km 2 , is characterized by the predominant of cereals, legumes and fodder cropping systems. The experiments allowed the quantification of crop evapotranspiration and the observed biomass production at the agricultural field plots. The use of the sentinel images and the observations at different agricultural fields allowed to produce NDVI maps. The results first confirmed a good correlation between biomass production and NDVI values. The exponential relationships showed a values of R 2 greater than 0.7. The use of sentinel images and GIS allowed to compute water productivity from field to watershed scale. The results revealed a considerable spatial variation in water productivity values for different crops. Compared to a single crop, the cereal-legume mixture cropping improved the water productivity. The maximum value with 9.07 kg m −3 is observed for the mixture crops. The lowest value (0.12 to 2.40 kg m −3) was obtained for the cereal crop. These results help to recommend adaptation measures in agricultural production systems to climate change.
Published: 2023
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9. Livestock Farming in Indian Agrarian Change: Does it Benefit the Poor?

Author: Aubron, Claire, Bainville, Sébastien, Philippon, Olivier, Systèmes d'élevage méditerranéens et tropicaux (UMR SELMET), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Montpellier Interdisciplinary center on Sustainable Agri-food systems (Social and nutritional sciences) (UMR MoISA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier
Subjects: Agriculture comparée, China, modelos de desarrollo, agencéité, asimetría, development models, India, multiplicité des acteurs, revolución verde, Comparative agriculture, White Revolution, Green revolution, [SHS]Humanities and Social Sciences, negociación, agriculture indienne, Afrique, Révolution blanche, multiplicity of actors, negotiation, Livestock farming, comparative agriculture, revolución blanca, agentividad, Révolution verte, Chine, multiplicity of levels, négociation, África, Indian agriculture, multiplicité des niveaux, élevage, Elevage, asymétrie, multiplicidad de niveles, modèles de développement, agricultura comparada, Africa, agency, multiplicidad de actores, Agriculture indienne, agriculture comparée, Indian agricultura, Inde, livestock farming, Green Revolution, agricultura india, ganadería, asymmetry
Abstract: International audience; Based on 13 field studies, this paper provides an integrated interpretation of India’s Green and White Revolutions. Livestock farming, which played beforehand a key-role for cultivation, was marginalized by irrigation. Large landowners with access to water tend to abandon livestock and focus on irrigated crops for which they hire labourers. Smallholders and landless labourers are, for their part, massively involved in livestock farming. But dairy farming generates incomes that are all the lower as access to resources is limited. The White Revolution thus does not prove to be an effective route out of poverty, but combined with the Green Revolution, has permitted an increase in agricultural productivity, without deeply transforming the land distribution and by limiting the rural exodus.; Basándose en trece estudios de terreno, este artículo propone una interpretación integrada de las revoluciones verde y blanca en la India. La ganadería que jugaba anteriormente un rol clave en la agricultura se marginalizó por el riego. Los grandes terratenientes que disfrutan del acceso al agua suelen abandonar el ganado por cultivos regados para los cuales contratan obreros. Los pequeños agricultores y obreros sin tierra permanecen implicados de forma considerable en la ganadería. Sin embargo, la producción láctea genera escasos ingresos debido al limitado acceso a los recursos. Por lo tanto, la revolución blanca no supuso una vía eficaz para abandonar la pobreza, pero combinada con la revolución verde, permitió un aumento de la productividad agrícola, sin transformar profundamente la repartición de tierras pero limitando el éxodo rural.; En s’appuyant sur treize études de terrain, cet article propose une interprétation intégrée des Révolutions verte et blanche en Inde. L’élevage, qui jouait auparavant un rôle clé dans l’agriculture, s’est trouvé marginalisé par l’irrigation. Les grands propriétaires terriens ayant accès à l’eau ont tendance à abandonner le bétail au profit de cultures irriguées pour lesquelles ils embauchent des ouvriers. Les petits exploitants et les travailleurs sans terre restent, quant à eux, considérablement impliqués dans l’élevage. Cependant, l’élevage laitier génère des revenus d’autant plus faibles que l’accès aux ressources est limité. La Révolution blanche ne s’est donc pas avérée être une voie efficace pour sortir de la pauvreté, mais combinée à la Révolution verte, elle a permis une augmentation de la productivité agricole, sans transformer profondément la répartition des terres, mais en limitant l’exode rural.
Published: 2023

10. Remote Sensing Data for Digital Soil Mapping in French Research—A Review

Author: Richer-De-Forges, Anne, Chen, Qianqian, Baghdadi, Nicolas, Chen, Songchao, Gomez, Cécile, Jacquemoud, Stéphane, Martelet, Guillaume, Mulder, Vera L., Urbina-Salazar, Diego, Vaudour, Emmanuelle, Weiss, Marie, Wigneron, Jean-Pierre, Arrouays, D., Info&Sols (Info&Sols), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Zhejiang University, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP (UMR_7154)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA), and Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: scale, remote sensing, soil digital soil mapping, sampling density, review, resolution, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, covariates, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, sensors, wavelengths
Abstract: International audience; Soils are at the crossroads of many existential issues that humanity is currently facing. Soils are a finite resource that is under threat, mainly due to human pressure. There is an urgent need to map and monitor them at field, regional, and global scales in order to improve their management and prevent their degradation. This remains a challenge due to the high and often complex spatial variability inherent to soils. Over the last four decades, major research efforts in the field of pedometrics have led to the development of methods allowing to capture the complex nature of soils. As a result, digital soil mapping (DSM) approaches have been developed for quantifying soils in space and time. DSM and monitoring have become operational thanks to the harmonization of soil databases, advances in spatial modeling and machine learning, and the increasing availability of spatiotemporal covariates, including the exponential increase in freely available remote sensing (RS) data. The latter boosted research in DSM, allowing the mapping of soils at high resolution and assessing the changes through time. We present a review of the main contributions and developments of French (inter)national research, which has a long history in both RS and DSM. Thanks to the French SPOT satellite constellation that started in the early 1980s, the French RS and soil research communities have pioneered DSM using remote sensing. This review describes the data, tools, and methods using RS imagery to support the spatial predictions of a wide range of soil properties and discusses their pros and cons. The review demonstrates that RS data are frequently used in soil mapping (i) by considering them as a substitute for analytical measurements, or (ii) by considering them as covariates related to the controlling factors of soil formation and evolution. It further highlights the great potential of RS imagery to improve DSM, and provides an overview of the main challenges and prospects related to digital soil mapping and future sensors. This opens up broad prospects for the use of RS for DSM and natural resource monitoring.
Published: 2023
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11. Services provided by multifunctional agroecosystems : Questions, obstacles and solutions

Author: Alexia Stokes, Géraldine Bocquého, Pascal Carrere, Raphaël Conde Salazar, Marc Deconchat, Léo Garcia, Antoine Gardarin, Christian Gary, Cédric Gaucherel, Mamadou Gueye, Mickael Hedde, Françoise Lescourret, Zhun Mao, Nicolas Quérou, Gabrielle Rudi, Jean-Michel Salles, Raphael Soubeyran, Julie Subervie, Aude Vialatte, Fabrice Vinatier, Marielle Thomas, Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Montpellier (UM), Bureau d'Économie Théorique et Appliquée (BETA), AgroParisTech-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR (UREP), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Dynamiques et écologie des paysages agriforestiers (DYNAFOR), École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Agronomie, AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'Economie de Dauphine (LEDa), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris Dauphine-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Géopolitique de l’Energie et des Matières Premières (LEDA-CGEMP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris Dauphine-PSL, Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Unité de recherche Plantes et Systèmes de Culture Horticoles (PSH), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d'Economie de l'Environnement - Montpellier (CEE-M), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Unité de Recherches Animal et Fonctionnalités des Produits Animaux (URAFPA), Université de Lorraine (UL)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), We acknowledge the funding and support provided by the INRAE Metaprogram ‘Ecosystem Services’, (https://colloque.inrae.fr/metaprograms-workshops_eng/Metaprograms/EcoServ). In particular, we thank Dr Guy Richard (INRAE, France) for his dynamic leadership of this research program. AS, MZ and CG received funding from the EU Horizon Europe Programme under grant agreement number 101059498 (eco2adapt: Ecosystem-based Adaptation and Changemaking to Shape, Protect and Maintain the Resilience of Tomorrow’s Forests)., and European Project: 101059498 ,eco2adapt
Subjects: Environmental Engineering, Social-ecological system, Economics, Ecosystem services, Biodiversity, Management, Monitoring, Policy and Law, Farm, [SHS.ECO]Humanities and Social Sciences/Economics and Finance, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, Nature and Landscape Conservation, Model, [SHS]Humanities and Social Sciences
Abstract: International audience; Highlights: • We investigated multifunctionality and ecosystem services in agroecosystems. • 18 research questions, obstacles and solutions were identified. • Future research must integrate knowledge from different sectors and communities. • Biodiversity is a key factor to explore and incorporate into modelling approaches. • Promoting dialogue, standardization and data-sharing would enhance progress.Abstract:Agroecosystems are facing new challenges in the context of a growing and increasingly interconnected human population, and a paradigm shift is needed to successfully address the many complex questions that these challenges will generate. The transition to providing multiple services within an agroecosystem is a starting point for heightened multifunctionality, however, there is still hesitation among stakeholders about moving towards multi-service systems, largely because of the lack of knowledge linking productivity and multifunctionality. We reason that much of this reticence could be overcome through a better understanding of stakeholder requirements and innovative transdisciplinary research extended in the dimensions of time and space. We assembled experts in France to identify priority research questions for co-constructing projects with stakeholders. We identified 18 key questions, as well as the obstacles that hinder their resolution and propose potential solutions for tackling these obstacles. We illustrate that research into agroecosystem multifunctionality and service production must be a hugely collaborative effort and needs to integrate knowledge from different sectors and communities. Promoting dialogue, standardization and data-sharing would enhance transdisciplinary progress. Biodiversity is highlighted as a key factor to explore and incorporate into modelling approaches, but major advances must be made in the understanding of dynamic changes in the biodiversity-function-service nexus across landscapes. Resolving these research questions will allow us to translate knowledge into decision objectives, identify adaptation and tipping points in agroecosystems and develop social-ecological economic pathways that are adaptive over time.
Published: 2023
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12. Is a dissipation half-life of 5 years for chlordecone in soils of the French West Indies relevant?

Author: Pierre-Loïc Saaidi, Olivier Grünberger, Anatja Samouëlian, Yves Le Roux, Antoine Richard, Damien A. Devault, Cyril Feidt, Pierre Benoit, Olivier Evrard, Gwenaël Imfeld, Christophe Mouvet, Marc Voltz, Génomique métabolique (UMR 8030), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Unité de Recherches Animal et Fonctionnalités des Produits Animaux (URAFPA), Université de Lorraine (UL)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Agrosystèmes tropicaux (ASTRO), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre Universitaire de Formation et de Recherche de Mayotte (CUFR), Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géochimie Des Impacts (GEDI), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES), and Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)
Subjects: Dissipation, Chlordecone, Health, Toxicology and Mutagenesis, Environmental fate, Persistent organic pollutants, Modeling, Soils, General Medicine, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Toxicology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, Pollution
Abstract: International audience; Recently, Comte et al. (2022) re-examined the natural degradation of chlordecone (CLD) in the soils of the French West Indies (FWI) by introducing an additional ‘dissipation parameter’ into the WISORCH model developed by Cabidoche et al. (2009). Recent data sets of CLD concentrations in FWI soils obtained by Comte et al. enabled them optimizing the model parameters, resulting in significantly shorter estimates of pollution persistence than in the original model. Their conclusions jeopardize the paradigm of a very limited degradation of CLD in FWI soils, which may lead to an entire revision of the management of CLD contamination. However, we believe that their study is questionable on several important aspects. This includes potential biases in the data sets and in the modeling approach. It results in an inconsistency between the estimated dissipation half-life time (DT50) of five years that the authors determined for CLD and the fate of CLD in soil from the application period 1972–1993 until nowadays. Most importantly, a rapid dissipation of CLD in the field as proposed by Comte et al. is not sufficiently supported by data and estimates. Hence, the paradigm of long-term persistence of CLD in FWI soils is still to be considered.
Published: 2023
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13. Integrating additional spectroscopically inferred soil data improves the accuracy of digital soil mapping

Author: Songchao Chen, Nicolas P.A. Saby, Manuel P. Martin, Bernard G. Barthès, Cécile Gomez, Zhou Shi, Dominique Arrouays, Zhejiang University, Info&Sols (Info&Sols), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, and This study is funded by National Natural Science Foundation of China (No. 42201054). RMQS soil sampling and physico-chemical analyses were supported by the GIS Sol, which is a scientific group of interest on soils involving the French Ministry for ecology and sustainable development, the French Ministry of agriculture, the French National institute for geographical and forest information (IGN), the French government agency for environmental protection and energy management (ADEME), the Institut de recherche pour le d´eveloppement (IRD, which is a French public research organization dedicated to southern countries) and the Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE, which is a French public research institute) dedicated to agriculture, food and environment)
Subjects: Proximal soil sensing, Measurement error, Digital soil mapping, [SDV]Life Sciences [q-bio], Vis-NIR spectroscopy, Soil Science, MIR spectroscopy
Abstract: International audience; Digital soil mapping has been increasingly advocated as an efficient approach to deliver fine-resolution and up-to-date soil information in evaluating soil ecosystem services. Considering the great spatial heterogeneity of soils, it is widely recognized that more representative soil observations are needed for better capturing the soil spatial variation and thus to increase the accuracy of digital soil maps. In reality, the budget for the field work and soil laboratory analysis is commonly limited due to its high cost and low efficiency. In the last two decades, being an alternative to wet chemistry, soil spectroscopy, such as visible-near infrared (Vis-NIR), mid-infrared (MIR) spectroscopy has been developed in measuring soil information in a rapid and cost-effective manner and thus enable to collect more soil information for digital soil mapping (DSM). However, spectroscopically inferred (SI) data are subject to higher uncertainties than reference laboratory analysis. Many DSM practices integrated SI data with soil observations into spatial modelling while few studies addressed the key question that whether these non-errorless soil data improve map accuracy in DSM. In this study, French Soil Monitoring Network (RMQS) and Land Use and Coverage Area frame Survey Soil (LUCAS Soil) datasets were used to evaluate the potential of SI data from Vis-NIR and MIR in digital mapping of soil properties (i.e. soil organic carbon, clay, and pH) at a national scale. Cubist and quantile regression forests were used for spectral predictive modelling and DSM modelling, respectively. For both RMQS and LUCAS Soil dataset, different scenarios regarding varying proportions of SI data and laboratory observations were tested for spectral predictive models and DSM models. Repeated (50 times) external validation suggested that adding additional SI data can improve the performance of DSM models regardless of soil properties (gain of R2 proportion at 3–19%) when the laboratory observations are limited (≤50%). Lower proportion of SI data used in DSM model and higher accuracy of spectral predictive models led to greater improvement of DSM. Our results also showed that a greater proportion of SI data lowered the prediction intervals which may result in an underestimation of prediction uncertainty. The determination of accuracy threshold on SI data for the use in DSM needs to be explored in future studies.
Published: 2023
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14. Prediction of the fate of pesticides in the environment from their molecular properties

Author: Mamy, Laure, Patureau, Dominique, Barriuso, Enrique, Bedos, Carole, Bessac, Fabienne, Louchart, Xavier, Martin-Laurent, Fabrice, Miege, Cecile, Benoit, Pierre, Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Université Paris-Saclay, Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (LBE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Reproduction et développement des plantes (RDP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes ( ECOSYS ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AgroParisTech, Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] ( LBE ), Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Reproduction et développement des plantes ( RDP ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and ProdInra, Archive Ouverte
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], [SDE] Environmental Sciences, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDE]Environmental Sciences
Abstract: Manuela Cigolini, M. ,Luzzani, G., Sacchettini, G. (eds)Manuela Cigolini, M. ,Luzzani, G., Sacchettini, G. (eds); Prediction of the fate of pesticides in the environment from their molecular properties. XV Symposium in Pesticide Chemistry “Environmental risk assessment and management
Published: 2015

15. Prediction of the Fate of Organic Compounds in the Environment From Their Molecular Properties: A Review

Author: Carole Bedos, Pierre Benoit, Xavier Louchart, Cecile Miege, Fabienne Bessac, Fabrice Martin-Laurent, Laure Mamy, Dominique Patureau, Enrique Barriuso, Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (LBE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Groupe Méthodes et outils de la chimie quantique (LCPQ) (GMO), Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes ( ECOSYS ), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] ( LBE ), Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), INPT, Ecole d'ingénieurs de Purpan, Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Méthodes et outils de la chimie quantique (LCPQ), Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques ( LCPQ ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Milieux aquatiques, écologie et pollutions ( UR MALY ), and Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture ( IRSTEA )
Subjects: Quantitative structure–activity relationship, Environmental Engineering, physicochemical properties, [ CHIM ] Chemical Sciences, biodegradation, Dissociation (chemistry), [ SDE ] Environmental Sciences, molecular descriptors, Adsorption, Desorption, Molecular descriptor, [CHIM]Chemical Sciences, volatilization, Waste Management and Disposal, Dissolution, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Water Science and Technology, sorption, Chemistry, QSAR, abiotic degradation, Original Articles, Biodegradation, Pollution, 13. Climate action, Environmental chemistry, Soil water, [SDE]Environmental Sciences
Abstract: International audience; A comprehensive review of quantitative structure-activity relationships (QSAR) allowing the prediction of the fate of organic compounds in the environment from their molecular properties was done. The considered processes were water dissolution, dissociation, volatilization, retention on soils and sediments (mainly adsorption and desorption), degradation (biotic and abiotic), and absorption by plants. A total of 790 equations involving 686 structural molecular descriptors are reported to estimate 90 environmental parameters related to these processes. A significant number of equations was found for dissociation process (pKa), water dissolution or hydrophobic behavior (especially through the KOW parameter), adsorption to soils and biodegradation. A lack of QSAR was observed to estimate desorption or potential of transfer to water. Among the 686 molecular descriptors, 5 were found to be dominant in the 790 collected equations and the most generic ones: four quantum-chemical descriptors, the energy of the highest occupied molecular orbital (EHOMO) and the energy of the lowest unoccupied molecular orbital (ELUMO), polarizability (α) and dipole moment (μ), and one constitutional descriptor, the molecular weight (MW). Keeping in mind that the combination of descriptors belonging to different categories (constitutional, topological, quantum-chemical…) led to improve QSAR performances, these descriptors should be considered for the development of new QSAR, for further predictions of environmental parameters. This review also allows finding of the relevant QSAR equations to predict the fate of a wide diversity of compounds in the environment.
Published: 2015
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16. Decadal monitoring of the Niger Inner Delta flood dynamics using MODIS optical data

Author: Carole Delenne, Jean-Stéphane Bailly, Luc Ferry, Aurélie Oleksiak, Gilles Belaud, Jean-Claude Bader, Andrew Ogilvie, Didier Martin, Department of geography [London], King‘s College London, Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-AgroParisTech-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Littoral, Environnement : Méthodes et Outils Numériques (LEMON), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), AgroParisTech, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), FR ILEE, UNESCO/EU 'Niger-Loire: Gouvernance et culture' project, Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages ( UMR G-EAU ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -AgroParisTech-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture ( IRSTEA ) -Centre International des Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes ( CIHEAM ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), Hydrosciences Montpellier ( HSM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Littoral, Environment: MOdels and Numerics (LEMON), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Montpelliérain Alexander Grothendieck (IMAG), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Hydrosciences Montpellier (HSM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Delta, [ INFO.INFO-TS ] Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Floodplain, 0207 environmental engineering, Wetland, 02 engineering and technology, [ SPI.SIGNAL ] Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, 01 natural sciences, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], Niger Inner Delta, Water balance, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Satellite imagery, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 020701 environmental engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, Hydrology, geography, geography.geographical_feature_category, Flood myth, 15. Life on land, Remote sensing, Flood dynamics, 6. Clean water, MODIS, 13. Climate action, Temporal resolution, [ SPI.MECA.MEFL ] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], Environmental science, Moderate-resolution imaging spectroradiometer, [ SDU.STU.HY ] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: [Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SYNERGIE [Axe_IRSTEA]TETIS-AMOS; International audience; Wetlands provide a vital resource to ecosystem services and associated rural livelihoods but their extent, geomorphological heterogeneity and flat topography make the representation of their hydrological functioning complex. A semi automated method exploiting 526 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 8-day 500 m resolution images was developed to study the spatial and temporal dynamics of the annual flood across the Niger Inner Delta over the period 2000–2011. A composite band ratio index exploiting the Modified Normalised Difference Water Index (MNDWI) and Normalised Difference Moisture Index (NDMI) with fixed thresholds provided the most accurate detection of flooded areas out of six commonly used band ratio indices. K-means classified Landsat images were used to calibrate the thresholds. Estimated flooded surface areas were evaluated against additional classified Landsat images, previous studies and field stage data for a range of hydrological units: river stretches, lakes, floodplains and irrigated areas. This method illustrated how large amounts of MODIS images may be exploited to monitor flood dynamics with adequate spatial and temporal resolution and good accuracy, except during the flood rise due to cloud presence. Previous correlations between flow levels and flooded areas were refined to account for the hysteresis as the flood recedes and for the varying amplitude of the flood. Peak flooded areas varied between 10 300 km2 and 20 000 km2, resulting in evaporation losses ranging between 12 km3 and 21 km3. Direct precipitation assessed over flooded areas refined the wetland’s water balance and infiltration estimates. The knowledge gained on the timing, duration and extent of the flood across the wetland and in lakes, floodplains and irrigated plots may assist farmers in agricultural water management. Furthermore insights provided on the wetland’s flood dynamics may be used to develop and calibrate a hydraulic model of the flood in the Niger Inner Delta.
Published: 2015
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17. Optimization of Instrumental Spectral Configurations for the Split-Window Method in the Context of the TRISHNA Mission

Author: Thomas H. G. Vidal, Frederic Jacob, Albert Olioso, Philippe Gamet, Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was supported by the French Space Agency [Centre National d'Etudes Spatiales (CNES)] in the context of the preparation of the TRISHNA Mission under Contract 181154, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Thermal infrared remote sensing, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Satellite mission design, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, Mercury -Cadmium -Telluride cooled detectors, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Split Window method, Vegetation canopy -scaled cavity effect, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, General Earth and Planetary Sciences, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SDV.EE.BIO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Bioclimatology, Electrical and Electronic Engineering, Sensitivity analysis, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Spectral channel positioning, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, 021101 geological & geomatics engineering
Abstract: International audience; We propose an original approach to optimize the TRISHNA instrument spectral configuration for the Split-Window (SW) method. First, we consider as input of end-to-end simulations an emissivity dataset that accounts for cavity effect within vegetation canopy. Second, we propose a bi-dimensional approach where both locations of TRISHNA SW channels, namely λ T IR3 c and λ T IR4 c , can slide within predefined spectral intervals. We report a large sensitivity to channel positions, with variations of RMSE on retrieved land surface temperature up to 3 K. Our bi-dimensional approach shows that this sensitivity is consistent with the underlying assumptions of the SW method. Indeed, two regions are observed in the (λ T IR3 c , λ T IR4 c) space: (1) an unfavorable region corresponding to λ T IR3 c ≤ 10.0 µm, where large RMSE values are ascribed to large differences between emissivities in both SW channels, and (2) a favorable region corresponding to λ T IR3 c ≥ 10.3 µm, where differences between emissivities in both SW channels are small, and where RMSE values are driven by the differences between atmospheric transmittance in both SW channels. Overall, it is necessary to better account for the difference in surface emissivities between the two SW channels, whereas disregarding the cavity effect within vegetation canopy is not critical. Eventually, our bidimensional approach permits to define an optimal position for λ T IR3 c at 10.6 µm, which induces a larger robustness to uncertainties on channel positions. By applying our study on two structurally different SW formulations and addressing impacts of uncertainties on land surface emissivity and atmospheric water vapor content, we show that these results can be generalized to other SW formulations.
Published: 2022
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18. Documenting evapotranspiration and surface energy fluxes over rainfed annual crops within a Mediterranean hilly agrosystem

Author: Rim Zitouna-Chebbi, Frédéric Jacob, Laurent Prévot, Marc Voltz, Institut National de Recherche en Génie Rural Eaux et Forêts (INRGREF), Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (ENGREF)-Institution de la Recherche et de l'Enseignement Supérieur Agricoles [Tunis] (IRESA), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), The current study was financially supported by the IRRIMED Project (European Union - Fifth Framework Program – Contract ICA3-2002-10080 ), by the Agropolis Foundation (Contract 0901-013 ), by the MISTRALS/SICMED Program , by the French National Research Agency (ANR) TRANSMED program through the ALMIRA project (Contract ANR-12-TMED-0003 ), and by the ALTOS Project (PRIMA 2018 Section 2). It was also supported by the French National Research Institute for Sustainable Development (IRD) through the Department for Support and Training and through the NAILA International Joint Laboratory. It also benefited from experimental support from the OMERE Environmental Research Observatory ., and ANR-12-TMED-0003,ALMIRA,Adaptation des mosaïques paysagères dans les agrosystèmes pluviaux Méditerranéens pour une gestion durable de la production agricole, des ressources en eau et en sol(2012)
Subjects: Evapotranspiration, Eddy covariance times series, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mediterranean hilly agrosystems, Soil Science, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, Rainfed annual crops Mediterranean hilly agrosystems Evapotranspiration Eddy covariance times series Upwinds/downwinds Seasonal dynamics, Seasonal dynamics, Rainfed annual crops, [SDE]Environmental Sciences, Upwinds/downwinds, Agronomy and Crop Science, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology
Abstract: International audience; The current study aims to document evapotranspiration and associated surface energy fluxes for rainfed annual crops within a Mediterranean hilly agrosystem, in order to provide information on crop water use under such little-studied conditions. For this, an experimental study is conducted within the Tunisian study site of the OMERE observatory (French acronym for the Mediterranean Observatory of Water and the Rural Environment), located in the northeastern Cap Bon peninsula. It relies on eddy covariance (EC) measurements at the plot scale. We report that (1) observations are consistent with previous studies under Mediterranean or semi-arid contexts, with time series of energy fluxes that depict classical seasonal dynamics, (2) common flux ratios (i.e., Bowen Ratio, ratio of actual to reference evapotranspiration) may change according to upwinds and downwinds, which requires further investigations about possible changes in aerodynamic conditions, and (3) a reference evapotranspiration value of 4 mm day − 1 seems to be a threshold beyond which actual evapotranspiration decreases systematically and rapidly. In terms of agricultural water management, the current study suggests to look for early sowing species/varieties, in order to reduce the evaporation-based water loss in autumn. Overall, EC measurements seem promising over rainfed annual crops within semiarid hilly agrosystems, for long term observations, environmental modelling and operational purposes. Since the current study is conducted over few small fields within a specific hilly topography, the original results we report here need to be strengthened with complementary studies.
Published: 2023
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19. Mixed formulation for an easy and robust numerical computation of sorptivity

Author: Laurent Lassabatere, Pierre-Emmanuel Peyneau, Deniz Yilmaz, Joseph Pollacco, Jesús Fernández-Gálvez, Borja Latorre, David Moret-Fernández, Simone Di Prima, Mehdi Rahmati, Ryan D. Stewart, Majdi Abou Najm, Claude Hammecker, Rafael Angulo-Jaramillo, Équipe 5 - Impact des Aménagements et des Polluants sur les HYdrosystèmes (IAPHY), Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Eau et Environnement (GERS-LEE ), Université Gustave Eiffel, Munzur University, Manaaki Whenua – Landcare Research [Lincoln], Universidad de Granada = University of Granada (UGR), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Spain] (CSIC), school of Agricultural, Forestry, Food and Environmental Sciences (SAFE), University of Basilicata, Institute of Bio- and Geosciences [Jülich] (IBG), Forschungszentrum Jülich GmbH | Centre de recherche de Juliers, Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association-Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association, University of Maragheh, Virginia Polytechnic Institute and State University [Blacksburg], Department of Land, Air and Water Resources, University of California [Davis] (UC Davis), University of California (UC)-University of California (UC), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), This research has been supported by the Agence Nationale de la Recherche (grant no. ANR-17-CE04-010)., ANR-17-CE04-0010,INFILTRON,Dispositif INFILTRON pour une évaluation des fonctions infiltration & filtration des sols urbains dans un contexte de gestion des eaux pluviales(2017), Agence Nationale de la Recherche (France), Latorrre Garcés, Borja, and Moret-Fernández, David
Subjects: water-retention, model, [SDV]Life Sciences [q-bio], Soil transfer parameters, beerkan estimation, [SDE]Environmental Sciences, ddc:550, General Earth and Planetary Sciences, infiltration, hydraulic conductivity, time, General Environmental Science, flow equation
Abstract: 21 Pags.- 8 Figs.- 2 Tabls. © Author(s) 2023. This work is distributed under the Creative Commons Attribution 4.0 License., Sorptivity is one of the most important parameters for the quantification of water infiltration into soils. Parlange (1975) proposed a specific formulation to derive sorptivity as a function of the soil water retention and hydraulic conductivity functions, as well as initial and final soil water contents. However, this formulation requires the integration of a function involving hydraulic diffusivity, which may be undefined or present numerical difficulties that cause numerical misestimations. In this study, we propose a mixed formulation that scales sorptivity and splits the integrals into two parts: the first term involves the scaled degree of saturation, while the second involves the scaled water pressure head. The new mixed formulation is shown to be robust and well-suited to any type of hydraulic function – even with infinite hydraulic diffusivity or positive air-entry water pressure heads – and any boundary condition, including infinite initial water pressure head. Lastly, we show the benefits of using the proposed formulation for modeling water into soil with analytical models that use sorptivity., This work was performed within the INFILTRON project supported by the French National Research Agency. This research has been supported by the Agence Nationale de la Recherche (grant no. ANR-17-CE04-010).
Published: 2023
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20. An overview of the Consortium GLADSOILMAP supported by the LE STUDIUM Loire Valley Institute for advanced research studies (France): Joining efforts between sub national, national, continental and global scale digital soil mapping of soils, soil properties and soil functions

Author: Arrouays, Dominique, Richer-De-Forges, Anne C, Minasny, Budiman, Poggio, Laura, Libohova, Zamir, Leatitia Mulder, Vera, Roudier, Pierre, Martin, Manuel P, Lagacherie, Philippe, Martelet, Guillaume, Nehlig, Pierre, Bourennane, Hocine, Info&Sols (Info&Sols), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Soil Security Laboratory, Faculty of Agriculture and Environment, The University of Sydney, World Soil Information (ISRIC), Agricultural Research Service , US Department of Agriculture, Dairy Forage Research Center, Soil Geography and Landscape Group, Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Manaaki Whenua – Landcare Research [Lincoln], Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), LE STUDIUM - GladSoilMap Consortium, LE STUDIUM, and INRAE Info&Sols
Subjects: [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences
Abstract: International audience
Published: 2023

21. Evaluating the quality of soil legacy data used as input of Digital Soil Mapping models

Author: Lagacherie, Philippe, Arregui, Maider, Fages, David, Weerasekara, Malithi, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), BRL Exploitation, and Partenaires INRAE
Subjects: [SDE]Environmental Sciences
Abstract: International audience
Published: 2023

22. Fate of nitrogen and phosphorus from source-separated human urine in a calcareous soil

Author: Manon Rumeau, Claire Marsden, Nassim Ait-Mouheb, David Crevoisier, Chiara Pistocchi, Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), University of Birmingham [Birmingham], Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, and This work was supported by Institut Agro Montpellier, Montpellier, France.
Subjects: Fertilization, Health, Toxicology and Mutagenesis, [SDE]Environmental Sciences, Environmental Chemistry, Source separation, Hydrus, General Medicine, Ammonia volatilization, Pollution
Abstract: Human urine concentrates 85% of the nitrogen and 65% of the phosphorus excreted by humans, making it a potential alternative crop fertilizer. However, knowledge gaps remain on the fate of nitrogen in situations favouring NH3 volatilisation and on the availability of P from urine. This study aimed at identifying the fate of nitrogen and phosphorus supplied by human urine from source separation toilets in a calcareous soil. To this end, a spinach crop was fertilized with 2 different doses of human urine (170 kgN.ha-1 + 8.5kgP.ha-1 and 510 kgN.ha-1 + 25.5 kgP.ha-1) and compared with a chemical fertiliser treatment (170 kgN.ha-1 + 8.5kgP.ha-1) and a water treatment. The experiment was conducted in 4 soil tanks (50 cm depth) in greenhouse conditions, according to a randomized block scheme. We monitored soil mineral nitrogen over time and simulated nitrogen volatilisation using Hydrus-1D and Visual Minteq softwares. We also monitored soil phosphorus pools, microbial biomass CNP, soil pH and electrical conductivity. Only an excessive input of urine affected soil pH (decreasing it by 0.2 units) and soil conductivity (increasing it by 183%). The phosphorus supplied was either taken up by the crop or remained in the available P pool. Ammonium seemed to be nitrified within about 10 days after application. However, both Visual Minteq and Hydrus models estimated that more than 50% of the nitrogen supplied was lost by ammonia volatilisation. Overall, our results indicate that direct application of urine to a calcareous soil is possible without harming soil properties, but that heavy losses of volatilised nitrogen are to be expected.
Published: 2023
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23. A French hydrologist’s research for sustainable agriculture

Author: Rémi Dupas, Ophélie Fovet, Alice H. Aubert, Alain Crave, Jordy Salmon-Monviola, Jérôme Molénat, Sol Agro et hydrosystème Spatialisation (SAS), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Swiss Federal Insitute of Aquatic Science and Technology [Dübendorf] (EAWAG), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier
Subjects: Water quality, Climate, [SDE]Environmental Sciences, Agriculture, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, Catchment, Groundwater, Modelling, Water Science and Technology
Abstract: International audience; Here we highlight the career contributions of Chantal Gascuel-Odoux in hydrology, soil science and agronomy. These contributions are divided into four main categories: i) Influence of soil and subsoil properties on hydrological processes; ii) Water, solute and particulate transfer at the catchment scale; iii) Design of integrated approaches to landscapes and territorial management; iv) Contributions to public policies and public debates. We conclude by emphasising Chantal’s human qualities, which we particularly appreciate as former mentees.
Published: 2023
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24. Water Use Efficiency (WUE) across scales: From genes to landscape

Author: Vincent Vadez, Raphael Pilloni, Alexandre Grondin, Amir Hajjarpoor, Hatem Belhouchette, Youssef Brouziyne, Ghani Chehbouni, Mohamed Hakim Kharrou, Rim Zitouna-Chebbi, Insaf Mekki, Jérôme Molénat, Frédéric Jacob, Jérôme Bossuet, Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM), International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics [Inde] (ICRISAT), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Centre d'Etude Regional Pour l'Amelioration de l'Adaptation A la Secheresse (CERAAS), Institut Sénégalais de Recherches Agricoles [Dakar] (ISRA), LMI Adaptation des Plantes et microorganismes associés aux Stress Environnementaux [Dakar] (LAPSE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), International Water Management Institute, MENA Office (IWMI), Université Mohammed VI Polytechnique [Ben Guerir] (UM6P), International Water Research Institute (IWRI), Institut National de Recherche en Génie Rural Eaux et Forêts (INRGREF), Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (ENGREF)-Institution de la Recherche et de l'Enseignement Supérieur Agricoles [Tunis] (IRESA), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Independent Consultant, The paper was written and supported under the Make Our Planet Great Again (MOPGA) ICARUS project (Improve Crops in Arid Regions and future climates) funded by the Agence Nationale de la Recherche (ANR, grant ANR-17-MPGA-0011), and written in the scope and with the support of the ClimBeR initiative of the CGIAR, itself supported by the France-CGIAR action plan on Climate Change., ANR-17-MPGA-0011,ICARUS,Improve Crops in Arid Regions and future climates(2017), Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: CLIMATIC CHANGE, Physiology, PAYSAGE AGRICOLE, WATER MANAGEMENT, MODELS, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, CROPPING SYSTEMS, UTILISATION DE L'EAU, Plant Science, drought, GESTION DES EAUX, EXPLOITATION AGRICOLE, AGRICULTURAL LANDSCAPE, MODELE, FARMS, farming systems, WUE, ECHELLE SPATIALE, SECHERESSE, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, SYSTEME DE CULTURE, TRANSPIRATION, [SDV.SA.AEP]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agriculture, economy and politics, food security, WATER USE, landscape, WATER USE EFFICIENCY, landscapewater use efficiency, EFFICIENCE D'UTILISATION DE L'EAU, climate change, CHANGEMENT CLIMATIQUE, breeding, SPATIAL SCALE, farming system, crop breeding, [SDV.EE.BIO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Bioclimatology
Abstract: International audience; Highlights:This paper reviews ways to improve water use efficiency beyond the plant level, across time and space scales, from cells, organs, and plants, to field, farm, and landscape.Abstract:Water scarcity will be one of the main issues of the 21 st century, because of competing needs between civil, industrial, and agriculture use. While agriculture is the largest user of water, its share is bound to decrease as societies develop. Clearly, agriculture needs to become more water efficient. Improving water use efficiency (WUE) at the plant level is important although there is a long way into translating this at the farm/landscape level. As we move up from a cell/organ/plant scale to more integrated scales such as plot, field, farm system, and landscape, other factors need to be considered, including trade-offs, to possibly improve WUE. These include choices of crop variety/species, farm management, landscape design, infrastructure development, ecosystem functions, where human decisions matter. This review is a cross-disciplinary attempt to analyze ways to address WUE at these different scales where metrics of analysis are defined and trade-offs considered. The equations in this perspective paper use similar metrics across scales for an easier connection and are developed to highlight which levers, at different scales, can improve WUE. We also refer to models operating at these different scales to assess WUE. While our entry point is plants and crops, we scale up the analysis of WUE to farm systems and landscapes.
Published: 2023
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25. Grapevine yield gap: identification of environmental limitations by soil and climate zoning in the region of Languedoc-Roussillon (South of France)

Author: Fernandez-Mena, Hugo, Guilpart, Nicolas, Lagacherie, Philippe, Le Roux, Renan, Plaige, Mayeul, Dumont, Maxime, Gautier, Marine, Graveline, Nina, Touzard, Jean-Marc, Hannin, Hervé, Gary, Christian, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Agronomie, AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Agroclim (AGROCLIM), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Technologies et Méthodes pour les Agricultures de demain (UMR ITAP), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Innovation et Développement dans l'Agriculture et l'Alimentation (UMR Innovation), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Montpellier Interdisciplinary center on Sustainable Agri-food systems (Social and nutritional sciences) (UMR MoISA), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM)
Subjects: climate change, classification, terroir, cartography, [SDV.SA.AEP]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agriculture, economy and politics, viticulture, mapping, big-data
Abstract: International audience; Often unable to fulfill theoretical production potentials and to obtain the maximum yields set by wine quality labels, many vineyards and cellars need to solve the issue of so-called grapevine yield gaps in order to assure their durability. These yield gaps particularly occur in Mediterranean wine regions, where extreme events have intensified because of climate change. Yield gaps at the regional level have been widely studied in arable crops using big datasets, but much less so in perennial crops, such as grapevine. Understanding the environmental factors involved in yield gaps, such as those linked to climate and soil, is the first step in grapevine yield gap analysis. At a regional scale, there are numerous studies on 'terroir' linked to wine typicity and quality; however, none have classified spatial zones based on environmental factors identified as being involved in grapevine yield. In the present study, we aggregated into one big dataset information obtained from producers at the municipality level in the wine region Languedoc-Roussillon (South of France) between 2010 and 2018. We used a backward stepwise model selection process using linear mixed-effect models to discriminate and select the statistically significant indicators capable of estimating grapevine yield at the municipality level. We then determined spatial zones by using the selected indicators to create clusters of municipalities with similar soil and climate characteristics. Finally, we analysed the indicators of each zone related to the grapevine yield gap, as well as the variations among the grapevine varieties in the zones. Our selection process evidenced 6 factors that could explain annual grapevine yield annually (R 2 = 0.112) and average yield for the whole period (R 2 = 0.546): Soil Available Water Capacity (SAWC), soil pH, Huglin Index, the Climate Dryness Index, the number of Very Hot Days and Days of Frost. The clustering results show seven different zones with two marked yield gap levels, although all the zones had municipalities with no or high yield gaps. On each zone, grapevine yield was found to be driven by a combination of climate and soil factors, rather than by a single environmental factor. The white wine varieties showed larger yield gaps than the red and rosé wine varieties. Environmental factors at this scale largely explained yield variability across the municipalities, but they were not performant in terms of annual yield prediction. Further research is required on the interactions between environmental variables and plant material and farming practices, as well as on vineyard strategies, which also play an important role in grapevine yield gaps at vineyard and regional scale.
Published: 2023
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26. Deriving bathymetries from unmanned aerial vehicles: a case study of a small intermittent reservoir

Author: Mohamed Amine El Maaoui, Denis Feurer, Sylvain Massuel, Roger Calvez, Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre National de Cartographie et de la Télédétection / National Center for Mapping and Remote Sensing [Tunisie] (CNCT), Ministère de la Défense, Tunisie, ANR-12-TMED-0006,AMETHYST,évolution conjointe des ressources et des usages de l'eau en Méditerranée(2012), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Subjects: Tunisia, 010504 meteorology & atmospheric sciences, structure from motion, UAV, [SDV]Life Sciences [q-bio], bathymetry, 0207 environmental engineering, small reservoir, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 6. Clean water, 13. Climate action, [INFO.INFO-TI]Computer Science [cs]/Image Processing [eess.IV], [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 020701 environmental engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology
Abstract: International audience; Small reservoirs have traditionally been used worldwide to store surface water, but are complex to manage. Accounting for a water resource scattered across thousands of water bodies remains challenging. Images acquired using unmanned aerial vehicles (UAV), which are already used in different ways in hydrology, could provide additional support. We evaluated the use of UAVs as an alternative way to derive bathymetric data from the topography of a small reservoir. Digital elevation models (DEMs, 58) were produced from UAV imagery and in-situ Differential Global Positioning System (DGPS) points using standard structure from motion (SfM) and interpolation methods. Image processing was able to produce DEMs with 10 times the vertical accuracy of DGPS-point interpolation methods for similar accuracy in determining the relationships between the water height, surface area, and reservoir volume. These results suggest that the SfM photogrammetry can be used to derive bathymetry data from UAV images.; Les petits barrages sont, dans le monde entier, traditionnellement utilisés pour stocker les eaux de surface. Leur gestion demeure complexe du fait de la difficulté à comptabiliser une ressource en eau dispersée parmi des milliers de petits plans d'eau. Une aide non négligeable pourrait provenir des images aériennes basse altitude acquises à l'aide de véhicules aériens sans pilote (UAV), par ailleurs déjà très utilisées en hydrologie. Nous proposons donc d’évaluer l'utilisation des drones comme moyen alternatif pour obtenir des données bathymétriques à partir de la topographie d'un petit barrage. Des modèles numériques de terrain (MNT, 58 au total) ont été produits à partir d'images acquises par un drone commercial et à partir de points mesurés au DGPS (Differential Global Positioning System) en utilisant des méthodes de Structure from Motion (SfM) et des méthodes d'interpolation standards. Le traitement d'images a permis de produire des MNT avec une précision verticale 10 fois supérieure à celle des méthodes d'interpolation des points DGPS pour une précision similaire dans la détermination des relations entre la hauteur d'eau, la surface et le volume du réservoir. Ces résultats montrent que la photogrammétrie SfM peut être utilisée avantageusement pour dériver des données bathymétriques à partir d'images de drones.
Published: 2021
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27. Pesticide and agro-ecological transition: assessing the environmental and human impacts of pesticides and limiting their use

Author: Anatja Samouëlian, Jean-Paul Douzals, Cécile Dagès, Sonia Grimbuhler, Stéphane Simon, Marc Voltz, Sophie Lissalde, Gilles Guibaud, Nicolas Mazella, Robin Guibal, Olivier Grünberger, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), PEIRENE (PEIRENE), Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Information – Technologies – Analyse Environnementale – Procédés Agricoles (UMR ITAP), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Ecosystèmes aquatiques et changements globaux (UR EABX), and Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], 020209 energy, Health, Toxicology and Mutagenesis, 02 engineering and technology, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Environmental protection, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Humans, Environmental Chemistry, Ecotoxicology, Pesticides, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, 2. Zero hunger, Anthropogenic Effects, Agriculture, General Medicine, Limiting, 15. Life on land, Pesticide, Pollution, 6. Clean water, 13. Climate action, Environmental science, Environmental Monitoring
Abstract: International audience
Published: 2021
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28. Modélisation des processus de distribution et de dérive des pesticides lors de la pulvérisation et de leur contribution à l’exposition des passants : illustration en viticulture

Author: Djouhri, Meriem, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université de Montpellier, and Marc Voltz
Subjects: ADDI-SprayDrift, Spray drift, Dermal deposition, inhalation, Lagrangian model, Dispersion and atmospheric turbulence, Dépôt cutané, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Deposition, canopy interception, Dépôt, interception par le couvert, Modèle Lagrangien, Dérive, Dispersion et turbulence atmosphérique
Abstract: Controlling the contamination of different environmental compartments and the exposure of different living beings by pesticides requires a good understanding of the major processes involved. This is the case for optimising the distribution of sprays between vegetation, soil and the atmosphere and minimising losses by drift outside the treated area as well as the risks of exposure of local residents and bystanders. In this regard, modelling is a relevant approach to study the major processes and evaluate the spraying technics. The objective of this thesis work was therefore to develop an original model describing the distribution of the application between the air, plant cover and soil compartments during spraying and the downwind atmospheric dispersion for a vineyard application. An initial bibliographical survey revealed that the modelling tools already available were specific to given crop contexts and/or a limited number of processes and were not very well adapted to vineyard conditions. The objectives of our work were therefore i) to develop and evaluate a new mechanistic model, ADDI-sprayDrift, and ii) to illustrate its use in assessing the influence of spraying conditions on bystander exposure. The approach chosen for modelling the dispersion of pesticide droplets is a Lagrangian random walk approach. A simple atmospheric turbulence module is used to represent the wind speed in and above the canopy, under neutral, stable and unstable atmospheric stability conditions. The chosen approach allows to represent the interception of particles by the canopy as a function of its geometry and density and the evaporation of water from droplets during air transport. Taking into account the emission conditions (type of spraying equipment), the concentration of active ingredient in the tank mixture, the canopy growth stage and the meteorological conditions, ADDI-sprayDrift predicts the distribution of pesticides during application between the soil, the treated canopy and the air, the deposition on the ground outside the treated plot as well as the concentration of droplets in the atmosphere at a given time, distance and height. The sensitivity analysis of the model showed that the most influential parameter under all conditions is the particle ejection angle, while the influence of ejection velocity, active ingredient proportion, wind speed and canopy height is variable - from high to medium - depending on the position of the sprayer in relation to the field edge and the output considered. Comparison of the model with sediment drift data in vineyards, pesticide distribution at application data and bystander exposure data indicates a good predictive capacity of the model. An application of the model was carried out to quantify the influence of the type of sprayers used (pneumatic, axial fan and side by side sprayers), nozzles (standard or anti-drift), canopy growth stage, meteorological conditions and content of the active ingredient in the tank mixture, on the distribution of pesticides during application and on the exposure of bystander by inhalation and dermal deposition. The latter has further emphasised the dominating effect of sprayer characteristics on pesticide distribution during application, off-field losses and bystander exposure. However, due to the multiplicity of interactions between the tested factors and the variability of their effect, establishing a hierarchy of the relative contribution of each factor to sedimentary spray drift and bystander exposure would require further testing. Thus, the work carried out during this thesis has allowed the development of a new mechanistic modelling tool, simple and conceptually generic, which can, after the necessary adaptations, be applied to other contexts of phytosanitary practices and which can be integrated into approaches for assessing exposure within a territory.; La maîtrise de la contamination des compartiments environnementaux et de l’exposition des êtres vivants par les pesticides requiert une bonne compréhension des processus majeurs impliqués. C’est le cas pour optimiser la distribution de la pulvérisation entre la végétation, le sol et l’atmosphère et minimiser les pertes par dérive hors de la parcelle traitée ainsi que les risques d’exposition des populations. La modélisation constitue à cet égard une approche pertinente pour étudier les processus majeurs et évaluer les modes de pulvérisation. L’objectif de ce travail de thèse a donc porté sur le développement d’un modèle original décrivant à la fois la distribution des pesticides dans la parcelle traitée et la dispersion atmosphérique en aval lors de la pulvérisation en viticulture. Une étude bibliographique initiale a révélé que les outils de modélisation déjà disponibles étaient spécifiques de contextes de cultures donnés et/ou d’un nombre de processus restreints, peu adaptés en vignoble. Notre travail a donc eu pour objectifs i)de développer et d’évaluer un nouveau modèle mécaniste, ADDI-sprayDrift, et ii)d’illustrer son utilisation dans le cadre de l’évaluation de l’effet des conditions de pulvérisation sur l’exposition des passants. La modélisation de la dispersion des gouttelettes est décrite par une approche lagrangienne de type marche aléatoire. Un module simple de turbulence atmosphérique permet de représenter le champ de vitesse de vent dans et au-dessus de la végétation, dans différentes conditions de stabilité atmosphérique.L’approche choisie permet de représenter l’interception des particules par la végétation en fonction de la géométrie et densité de la canopée et l’évaporation de l’eau des gouttelettes durant le transport aérien. Prenant en compte les conditions d’émission, la concentration de la bouillie en matière active, le stade de développement de la végétation et les conditions météorologiques, ADDI-sprayDrift prédit la distribution des pesticides lors de l’application entre le sol, le couvert traité et l’air, les dépôts au sol en dehors de la parcelle traitée ainsi que la concentration de gouttelettes dans l’atmosphère à un temps, distance et hauteur donnée.L’analyse de sensibilité du modèle a montré que le paramètre le plus influent sous toutes les conditions est l’angle d’éjection des particules et que l’influence de la vitesse d’éjection des gouttelettes, la proportion en matière active de la bouillie, la vitesse du vent et la hauteur du couvert est variable entre forte à moyenne selon la position du pulvérisateur dans le champ et la sortie du modèle considérée.La confrontation du modèle à des données de dérive sédimentaire et de distribution des pesticides lors de l’application en vignoble ainsi qu’à des données d’exposition de passants indique une bonne capacité prédictive du modèle. Le modèle a été appliqué à l’étude de l’influence du type de pulvérisateurs, de buses, du stade de développement du couvert, des conditions météorologiques et de la teneur de la matière active dans la bouillie, sur la distribution des pesticides lors de l’application et sur l’exposition des passants par inhalation et dépôt cutané. Les résultats confirment l’effet prépondérant des caractéristiques de pulvérisation sur la distribution des pesticides lors de l’application, les pertes en dehors du champ et l’exposition des passants. Toutefois, du fait de la multiplicité des interactions existantes entre les facteurs testés et de la variabilité de leur effet, une hiérarchisation de la contribution relative de chacun des facteurs nécessiterait des tests complémentaires. Ainsi, les travaux conduits au cours de cette thèse ont permis le développement d’un nouvel outil de modélisation mécaniste, simple et conceptuellement générique, pouvant, après adaptations nécessaires, être appliqué à d’autres contextes de pratiques phytosanitaires et pouvant être intégré dans des approches d’évaluation de l’exposition au sein d’un territoire.
Published: 2022

29. Digital revolution for the agroecological transition of food systems: A responsible research and innovation perspective

Author: Véronique Bellon-Maurel, Evelyne Lutton, Pierre Bisquert, Ludovic Brossard, Stéphanie Chambaron-Ginhac, Pierre Labarthe, Philippe Lagacherie, Francois Martignac, Jérome Molenat, Nicolas Parisey, Sébastien Picault, Isabelle Piot-Lepetit, Isabelle Veissier, Technologies et Méthodes pour les Agricultures de demain (UMR ITAP), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA Paris-Saclay), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation [Dijon] (CSGA), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Dijon, AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Dynamique et durabilité des écosystèmes : de la source à l’océan (DECOD), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Université de Rennes (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Biologie, Epidémiologie et analyse de risque en Santé Animale (BIOEPAR), École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Montpellier Interdisciplinary center on Sustainable Agri-food systems (Social and nutritional sciences) (UMR MoISA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores - UMR 1213 (UMRH), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), INRAE, DigiGrAL group, and ANR-16-CONV-0004,DIGITAG,Institut Convergences en Agriculture Numérique(2016)
Subjects: [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, [SHS.INFO]Humanities and Social Sciences/Library and information sciences, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Agroecological transition, [SDV.SA.AEP]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agriculture, economy and politics, Interdisciplinary research, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Responsible research and innovation, Food systems, Animal Science and Zoology, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, Agronomy and Crop Science, Digital revolution
Abstract: International audience; CONTEXTSo far, digital technology development in agriculture has mainly dealt with precision agriculture, often associated with conventional large-scale systems. The emergence of digital agriculture - based on the triptych of “new data sources / new processing methods / new inter-connection capacities (internet)” - opens up prospects for mobilizing digital technologies to accelerate the deployment of other forms of agriculture, such as agroecology. A specific research agenda must therefore be built to redirect researchers specialized in digital technologies towards these new issues. This construction is significant because digital technology and agroecology are disruptive innovations that shake up the actors' practices, agricultural innovation ecosystems, and value chains.OBJECTIVEAn interdisciplinary group of INRAE researchers (covering 10 scientific departments) was mandated to carry out this reflection, with the objective of developing a research agenda to better couple digitalization and agroecology, in order to pave the way for responsible digital farming. The group used the framework of responsible research and innovation.METHODOver 18 months, the group met monthly by video-conference, to overcome the interdisciplinarity barrier, and at three face-to-face seminars, where creative design exercises were carried out (based on a world café format, and “remember the future” method). This work gave rise to three prospective lines of research aimed at putting digitalization at the service of agroecology and local food systems. These topics prioritize research that fosters innovations in digital technology, as well as organisations and policies that (1) accelerate the agroecological transition on the farm and in the territories, (2) manage the territories as commons, (3) empower farmers and consumers. Then, the group examined these three prospective lines of research from an RRI perspective as well as three current research topics on digital agriculture (digital soil mapping, precision agriculture, technologies for food wastage reduction).RESULTS AND CONCLUSIONSThis work allowed us to highlight the gaps between current research on digital agriculture and the RRI expectations, and the tensions (between rationalization and diversity of farming systems, between complexity of agroecological systems and the need for simplification of models, and finally between data speculation and frugality). We were also able to refine the specific scientific questions of each prospective line of research and finally to draw attention to the key levers that will have to be integrated if these research efforts are to be approached from an RRI perspective.SIGNIFICANCEThis contribution shows RRI can be used not only to reflect on research practices but also as a framework to build a research agenda paving the way for responsible digital agriculture.
Published: 2022
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30. Le rayonnement et les actions significatives du GIS Sol à l’international

Author: Arrouays, Dominique, Bispo, Antonio, Bardy, Marion, Laroche, Bertrand, Laville, Patricia, Le Bas, Christine, Saby, Nicolas P. A., Ratié, Céline, Martin, Manuel P, Jolivet, Claudy, Richer-De-Forges, Anne C, Antoni, Véronique, Joassard, Irénée, Feix, Isabelle, Brossard, Michel, Lagacherie, Philippe, Soussana, Jean-Francois, InfoSol (InfoSol), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ministère de l'Agriculture et de la Souveraineté Alimentaire (MASA), ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires (MTECT), Agence de la Transition écologique (ADEME), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier
Subjects: rapportage, Sols, GIS Sol, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, France, rayonnement international
Abstract: International audience; Les sols sont au carrefour d'enjeux planétaires majeurs. L'importance d'une gestion raisonnée et durable des sols est ainsi de plus en plus reconnue au niveau mondial. Il en est logiquement de même en ce qui concerne la nécessité de constituer des systèmes d'information harmonisés, locaux, nationaux, continentaux et mondiaux sur les sols et leurs propriétés. Dans cet article, nous décrivons les évolutions internationales pour lesquelles nous considérons que le GIS Sol a joué un rôle important, tant pour le développement de produits de démonstration, qu'en matière de collaboration, d'initiation, de formation, ou de coordination d'actions internationales. Dans cet article, nous illustrons tout d'abord comment les actions du GIS Sol et de ses partenaires ont contribué au développement de systèmes d'information et au soutien à des infrastructures étrangères, européennes ou mondiales. Nous montrons ensuite ses actions les plus marquantes en matière de développement et de structuration de la recherche et du renforcement du leadership scientifique de la France en bases de données, cartographie et surveillance des sols. Enfin, nous illustrons l’implication du GIS Sol au niveau des politiques et des rapportages européens et mondiaux sur les sols et des actions de normalisation internationales. Ces illustrations indiquent clairement que ses programmes pionniers, originaux, inspirants et complémentaires, ont pesé fortement sur le rayonnement du GIS Sol à l’international
Published: 2022

31. Contrasting Export of Particulate Organic Carbon From Greenlandic Glacial and Nonglacial Streams

Author: L. Bröder, C. Hirst, S. Opfergelt, M. Thomas, J. E. Vonk, N. Haghipour, T. I. Eglinton, J. Fouché, Swiss Federal Institute of Technology (ETH) - Geological Institute, Department of Earth Sciences, UCL - SST/ELI/ELIE - Environmental Sciences, Geological Institute [ETH Zürich], Department of Earth Sciences [Swiss Federal Institute of Technology - ETH Zürich] (D-ERDW), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Earth and Life Institute [Louvain-La-Neuve] (ELI), Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), Ion Beam Physics [ETH Zürich], Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), The authors received funding for the field campaign from INTERACT under the European Union H2020 Grant 871120 to L.B. Further funding for this work came from the European Research Council (ERC) under the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme (ERC Starting Grant,714617) to S.O. and (ERC Starting Grant,Thawsome, Grant 676982) to J.V. Lastbut not least, Earth and Climate, Department of Earth Sciences [Amsterdam], and Vrije Universiteit Amsterdam [Amsterdam] (VU)
Subjects: particulate organic carbon, glacier, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, stream, Greenland, particulate organic carbonGreenlandglacierstreamradiocarbonpermafrost, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, Geophysics, radiocarbon, General Earth and Planetary Sciences, SDG 14 - Life Below Water, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, permafrost
Abstract: On-going shrinkage of Greenland's icecap, permafrost thaw, and changes in precipitation are exposing its landscapes to erosion and remobilization of ancient organic carbon (OC) held in soils and sedimentary rocks. The fate of this OC and potential feedbacks to climate are still unclear. Here, we show that the glacial Zackenberg river (Northeastern Greenland) exports aged particulate OC (POC, uncalibrated radiocarbon ages of ∼4,000 years). Many of the smaller periglacial streams affected by abrupt permafrost thaw transport substantially older POC (up to 32,000 years), especially with enhanced discharge following intense precipitation. Mineralogical analysis, and density and size fractionation of soils and both glacial and nonglacial river sediments reveal that OC is largely associated with phyllosilicate minerals, suggesting stabilization against microbial processing. Enhanced export of ancient, mineral-associated OC as a consequence of summer rainfall may accelerate translocation of OC from terrestrial to marine environments, but could have limited consequences for climate., Geophysical Research Letters, 49 (21), ISSN:0094-8276, ISSN:1944-8007
Published: 2022
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32. Landscape Agronomy: background concepts and emerging challenges to address agri-food system design beyond the farm level

Author: Rizzo, Davide, Marraccini, Elisa, Thenail, Claudine, Moonen, Anna-Camilla, Debolini, Marta, Lardon, Sylvie, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali (DiSA), Università degli Studi di Udine - University of Udine [Italie], Biodiversité agroécologie et aménagement du paysage (UMR BAGAP), Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Scuola Universitaria Superiore Sant'Anna [Pisa] (SSSUP), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Euro-Mediterranean Center on Climate Change (CMCC), Territoires (Territoires), AgroParisTech-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Clermont Auvergne (UCA), Farming System Design, and ANR-22-CPJ1-0050,CPJ1-0050,Chaire de Professeur Junior en Géoagronomie
Subjects: Farming system, System approach, Landscape agronomy, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Conceptual model, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, Interdisciplinary research
Abstract: The aim of this communication is to present the landscape agronomy framework and how it addresses spatially explicit natural resource management in agriculture. Based on a summary of the scientific background and state of the art on how agriculture is addressed at the landscape level, the result is a conceptual model that provides a framework for observing, understanding, and supporting the actions of actors involved in the dynamics of agricultural landscapes and the design of agri-food systems. The landscape agronomy conceptual model was developed to integrate assessment and monitoring beyond the farm level and across multiple temporal and spatial scales. It was introduced in a seminal paper by Benoît and colleagues (Landscape Ecology, 27(10):2012), which highlighted the importance of an integrated approach to describing and understanding farming practices, natural resources, and landscape patterns. The landscape agronomy conceptual framework is intended to help understand what may be missing to achieve landscape agroecological transitions and to guide the design of research, education and training by raising awareness about the components and relationships of a system approach to agriculture., Projet n° ANR-22-CPJ1-0050-01 Chaire de Professeur Junior IRD en Géoagronomie
Published: 2022
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33. Application of Parallel Factor Analysis (PARAFAC) to the Regional Characterisation of Vineyard Blocks Using Remote Sensing Time Series

Author: Eva Lopez-Fornieles, Guilhem Brunel, Nicolas Devaux, Jean-Michel Roger, James Taylor, Bruno Tisseyre, Technologies et Méthodes pour les Agricultures de demain (UMR ITAP), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, and ANR-16-CONV-0004,DIGITAG,Institut Convergences en Agriculture Numérique(2016)
Subjects: remote sensing, time series, multispectral imagery, folded methods, unsupervised methods, expertise gathering, [SDV]Life Sciences [q-bio], Agronomy and Crop Science
Abstract: International audience; Monitoring wine-growing regions and maximising the value of production based on their region/local specificities requires accurate spatial and temporal monitoring. The increasing amount and variability of information from remote sensing data is a potential tool to assess this challenge for the grape and wine industry. This article provides a first insight into the capacity of a multiway analysis method applied to Sentinel-2 time series to assess the value of simultaneously considering spectral and temporal information to highlight site-specific canopy evolution in relation to environmental factors and management practices, which present a large diversity at this regional scale. Parallel Factor Analysis (PARAFAC) was used as an unsupervised technique to recover pure spectra and temporal signatures from multi-way spectral imagery of vineyards in the Languedoc-Roussillon region in the south of France. The model was developed using a time series of Sentinel-2 satellite imagery collected over 4978 vineyard blocks between May 2019 and August 2020. From the Sentinel-2 (spectral and temporal) signal, the PARAFAC analysis allowed the identification of spectral and temporal profiles in the form of pure components, which corresponded to vegetation and soil. The PARAFAC analysis also identified that two of the pure spectra were strongly related to characteristics and dynamics of vineyard cultivation at a regional scale. A conceptual framework was proposed in order to simultaneously consider both vegetation and soil profiles and to summarise the mass of data accordingly. This methodology allowed the computation of a concentration index that characterised how close a field was to a vegetation or a soil profile over the season. The concentration indices were validated for the vegetation and the soil over two growing seasons (2019 and 2020) with geostatistical analysis. A non-random distribution of the concentration index at the regional scale was assumed to highlight a strongly spatially organised phenomenon related to spatially organised environmental factors (soil, climate, training system, etc.). In a second step, spatial patterns of indices were subjected to the expertise of a panel of advisors of the wine industry in order to validate them in relation to vine-growing conditions. Results showed that the introduction of the PARAFAC method opened up the possibility to identify relevant spectro-temporal profiles for vine monitoring purposes.
Published: 2022
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34. Impact of Atmospheric Correction Methods Parametrization on Soil Organic Carbon Estimation Based on Hyperion Hyperspectral Data

Author: Prajwal Mruthyunjaya, Amba Shetty, Pruthviraj Umesh, Cécile Gomez, National Institute of Technology Karnataka [Surathkal] (NITK), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Indo-French Cell for Water Sciences (IFCWS), Indian Institute of Science [Bangalore] (IISc Bangalore), and This research was funded by Programme National de Télédétection Spatiale (PNTS, http://www.insu.cnrs.fr/pnts (accessed on 11 September 2022)), grant no. PNTS-2019
Subjects: soil organic carbon, hyperspectral imagery, ATCOR, Hyperion, atmospheric corrections, FLAASH, mapping, [SDV]Life Sciences [q-bio], General Earth and Planetary Sciences
Abstract: International audience; Visible Near infrared and Shortwave Infrared (VNIR/SWIR, 400–2500 nm) remote sensing data is becoming a tool for topsoil properties mapping, bringing spatial information for environmental modeling and land use management. These topsoil properties estimates are based on regression models, linking a key topsoil property to VNIR/SWIR reflectance data. Therefore, the regression model’s performances depend on the quality of both topsoil property analysis (measured on laboratory over-ground soil samples) and Bottom-of-Atmosphere (BOA) VNIR/SWIR reflectance which are retrieved from Top-Of-Atmosphere radiance using atmospheric correction (AC) methods. This paper examines the sensitivity of soil organic carbon (SOC) estimation to BOA images depending on two parameters used in AC methods: aerosol optical depth (AOD) in the FLAASH (Fast Line-of-Sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes) method and water vapor (WV) in the ATCOR (ATmospheric CORrection) method. This work was based on Earth Observing-1 Hyperion Hyperspectral data acquired over a cultivated area in Australia in 2006. Hyperion radiance data were converted to BOA reflectance using seven values of AOD (from 0.2 to 1.4) and six values of WV (from 0.4 to 5 cm), in FLAASH and ATCOR, respectively. Then a Partial Least Squares regression (PLSR) model was built from each Hyperion BOA data to estimate SOC over bare soil pixels. This study demonstrated that the PLSR models were insensitive to the AOD variation used in the FLAASH method, with R2cv and RMSEcv of 0.79 and 0.4%, respectively. The PLSR models were slightly sensitive to the WV variation used in the ATCOR method, with R2cv ranging from 0.72 to 0.79 and RMSEcv ranging from 0.41 to 0.47. Regardless of the AOD values, the PLSR model based on the best parametrization of the ATCOR model provided similar SOC prediction accuracy to PLSR models using the FLAASH method. Variation in AOD using the FLAASH method did not impact the identification of bare soil pixels coverage which corresponded to 82.35% of the study area, while a variation in WV using the ATCOR method provided a variation of bare soil pixels coverage from 75.04 to 84.04%. Therefore, this work recommends (1) the use of the FLAASH AC method to provide BOA reflectance values from Earth Observing-1 Hyperion Hyperspectral data before SOC mapping or (2) a careful selection of the WV parameter when using ATCOR.
Published: 2022
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35. Antagonistic effects of assortative mating on the evolution of phenotypic plasticity along environmental gradients

Author: Jean-Paul Soularue, Cyril Firmat, Thomas Caignard, Armel Thöni, Léo Arnoux, Sylvain Delzon, Ophélie Ronce, Antoine Kremer, Biodiversité, Gènes & Communautés (BioGeCo), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Subjects: quantitative genetics, [SDV.GEN.GPO]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Populations and Evolution [q-bio.PE], [SDV.BID.EVO]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], stochastic simulations, phenotypic plasticity, phenology, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [SDV.BDLR.RS]Life Sciences [q-bio]/Reproductive Biology/Sexual reproduction, random-regression mixed effect model, assortative mating, sexual selection, gene flow, individual-based model, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics
Abstract: 45 pages; Previous theory has shown that assortative mating for plastic traits can maintain genetic divergence across environmental gradients despite high gene flow. Yet, these models did not examine how assortative mating affects the evolution of plasticity. We here describe patterns of genetic variation across elevation for plasticity in a trait under assortative mating, using multiple-years observations of bud burst date in a common garden of sessile oaks. Despite high gene flow, we found significant spatial genetic divergence for the intercept, but not for the slope, of reaction norms to temperature. We then used individual-based simulations, where both the slope and intercept of the reaction norm evolve, to examine how assortative mating affects the evolution of plasticity, varying the intensity and distance of gene flow. Our model predicts the evolution of, either suboptimal plasticity (reaction norms with a slope shallower than optimal), or hyperplasticity (slopes steeper than optimal) in the presence of assortative mating, when optimal plasticity would evolve under random mating. A co-gradient pattern of genetic divergence for the intercept of the reaction norm (where plastic and genetic effects are in the same direction) furthermore always evolves in simulations with assortative mating, consistently with our observations in the studied oak populations.
Published: 2022

36. Soil and climate zoning determining grapevine resource yield-gaps in Languedoc-Roussillon vineyards

Author: Fernandez-Mena, Hugo, Guilpart, Nicolas, Lagacherie, Philippe, Le Roux, Renan, Plaige, Mayeul, Dumont, Maxime, Gautier, Marine, Touzard, Jean-Marc, Graveline, Nina, Hannin, Hervé, Gary, Christian, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), UFR Diagnostic et conception des itinéraires techniques et des systèmes de culture (DISC), AgroParisTech, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Agroclim (AGROCLIM), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Innovation et Développement dans l'Agriculture et l'Alimentation (UMR Innovation), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Montpellier Interdisciplinary center on Sustainable Agri-food systems (Social and nutritional sciences) (UMR MoISA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), IHEV Institut des hautes études de la vigne et du vin, Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), MUSE - Montpellier Université d'Excellence, Université de Montpellier (UM), Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement, and L'Institut Agro Montpellier
Subjects: vineyard regional mapping, yield declinin, [SPI]Engineering Sciences [physics], [SDE]Environmental Sciences, grapevine yield-gaps, climate and soil indicators, [SHS]Humanities and Social Sciences
Abstract: International audience; Grapevine yield has been historically overlooked, assuming a strong trade-off between grape yield and wine quality. At present, menaced by climate change, many vineyards in Southern France are far from the quality label threshold, becoming grapevine yield-gaps a major subject of concern. Although yieldgaps are well studied in arable crops, we know very little about grapevine yield-gaps. In the present study, we analysed the environmental component of grapevine yield-gaps linked to climate and soil resources in the Languedoc Roussillon. We used SAFRAN data and IGP Pays d’Oc wine yields from 2010 to 2018. We selected climate and soil indicators proving to have a significant effect on average wine yield-gaps at the municipality scale. The most significant factors of grapevine yield were the Soil Available Water Capacity; followed by the Huglin Index and the Climatic Dryness Index. The Days of Frost; the Soil pH; and the Very Hot Days were also significant. Then, we clustered geographical zones presenting similar indicators, facilitating the identification of resources yield-gaps. We discussed the number of zones with the experts of IGP Pays d'Oc label, obtaining 7 zones with similar limitations for grapevine yield. Finally, we analysed the main resources causing yield-gaps and the grapevine varieties planted on each zone. Mapping grapevine resource yield-gaps are the first stage for understanding grapevine yield-gaps at the regional scale.
Published: 2022

37. TyPol : un outil opérationnel permettant de cartographier et choisir des molécules « modèles » pour des études en écodynamique et en écotoxicologie des pesticides

Author: Benoit, Pierre, Latrille, Eric, Mamy, Laure, Steyer, Dominique, Rossard, Virginie, Bessac, Fabienne, Servien, Rémi, Barriuso, Enrique, Bedos, Carole, Laurent, Francois, Louchart, Xavier, Martin-Laurent, Fabrice, Miege, Christine, Environnement et Grandes Cultures (EGC), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (LBE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), UR 0251 Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Santé des plantes et environnement (S.P.E.)-Environnement et Agronomie (E.A.)-Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés (PESSAC), Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Toxicologie Alimentaire (UTA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Agroécologie [Dijon], Reproduction et développement des plantes (RDP), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Environnement et Grandes Cultures ( EGC ), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), UR 0050 Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement, Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] ( LBE ), Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Environnement et Agronomie ( E.A. ) -Microbiologie et Chaîne Alimentaire ( MICA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Santé des plantes et environnement ( S.P.E. ) -Environnement et Agronomie ( E.A. ) -Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés ( PESSAC ), Ecole d'ingénieurs de Purpan, Toxicologie Alimentaire ( UTA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Reproduction et développement des plantes ( RDP ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Physicochimie et Ecotoxicologie des SolS d'Agrosystèmes Contaminés (PESSAC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB), and ProdInra, Archive Ouverte
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], [ SDV ] Life Sciences [q-bio], [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: absent
Published: 2013

38. Modelling interaction networks for enhanced ecosystem services in agroecosystems

Author: Jean-Noël Aubertot, Grégory Mollot, Geoffrey Caron-Lormier, Philippe Tixier, Sabrina Gaba, Régis Sabbadin, Fabrice Vinatier, Nathalie Peyrard, Julia Radoszycki, Systèmes de Cultures Bananes, Ananas, et Plantains (Cirad-FLHOR-UPR 26 Systèmes bananes et ananas), Département Productions fruitières et horticoles (FLHOR), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Departamento de Agricultura y Agroforesteria, CATIE 7170, Centro Agronomico Tropical de Investigacion y Ensenanza (CATIE), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, University of Nottingham, UK (UON), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Unité de recherche Plantes et Systèmes de Culture Horticoles (PSH), Guy Woodward, David Bohan, UMR : AGroécologie, Innovations, TeRritoires, Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), PRAM, Unité de recherche système de culture bananiers, plantains et ananas, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, Centro Agronomico Tropical de Investigacion y Ensenanza ( CATIE ), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse ( MIAT INRA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, University of Nottingham, UK ( UON ), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), and Unité de recherche Plantes et Systèmes de Culture Horticoles ( PSH )
Subjects: 0106 biological sciences, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Service (systems architecture), Service delivery framework, Biodiversity, [ SDV.BA ] Life Sciences [q-bio]/Animal biology, 01 natural sciences, Ecosystem services, service, [ SDV.SA ] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, [SDV.BDD]Life Sciences [q-bio]/Development Biology, 2. Zero hunger, U10 - Informatique, mathématiques et statistiques, Intensive farming, Ecology, [SDV.BA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology, Groupe d'intérêt, Environmental resource management, 000 - Autres thèmes, 010601 ecology, Agroécosystème, P01 - Conservation de la nature et ressources foncières, Organisme nuisible, Modèle mathématique, Écosystème, Modèle, Enquête organismes nuisibles, Ecology (disciplines), 010603 evolutionary biology, [ SDV.BDD ] Life Sciences [q-bio]/Development Biology, Modélisation environnementale, [ SDE.BE ] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, business.industry, Étude de cas, 15. Life on land, H10 - Ravageurs des plantes, 13. Climate action, Agriculture, Sustainability, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, business, Mauvaise herbe
Abstract: Chapter 7; The development of new methods and approaches for ensuring the sustainability of agriculture and ecosystem services is an important challenge that ecologists, agronomists, and theoreticians must address together. Enhancement of ecosystem services needs to be addressed at different scales and should include the interaction between farmland biodiversity and stakeholders (farmers, managers, policy makers, etc.) to optimize service delivery. Predictions require an understanding of the interactions between numerous management options and components of biodiversity. Here, we argue that interaction networks on a broad sense (from food webs to landscapes networks in which nodes could be species, trophic groups, fields or farms) can help address this high level of complexity. We examine how tools from mathematics and artificial intelligence, developed for network modelling and reasoning, could be useful for assessing and enhancing ecosystems services. In doing this we highlight the gaps that currently exist between our questions about ecosystem service provision and our ability to answer them with current modelling approaches. We illustrate the use of these tools with three case studies related to ‘pest regulation services’. These include food web approaches to assess animal pest regulation services and decisional models to address management strategies for diseases and weeds. Finally, we describe how different types of network models might operate at different scales of management. The future challenge for agroecologists will be to produce models of interactions and emergent ecosystem services, which are sufficiently quantified and validated. We suggest that network ecology is a nascent research topic that is developing a strong and unified empirical and theoretical foundation, which could serve as the central paradigm for a sustainable, intensive agriculture in the future.
Published: 2013
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39. Typologie des contaminants organiques : vers un outil opérationnel permettant d’aboutir à la définition et au choix de micropolluants représentatifs « modèles » pour des études en écotoxicologie

Author: Pierre Benoit, Laure Mamy, Virginie Rossard, Eric Latrille, Fabienne Bessac, Dominique Patureau, Enrique Barriuso Benito, Carole Bedos, Xavier Louchart, Fabrice Martin, Cécile Miege, Francois Laurent, Patrice Carpentier, Environnement et Grandes Cultures (EGC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, UR 0251 Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Santé des plantes et environnement (S.P.E.)-Environnement et Agronomie (E.A.)-Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés (PESSAC), Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (LBE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Toxicologie Alimentaire (UTA), Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), Physicochimie et Ecotoxicologie des SolS d'Agrosystèmes Contaminés (PESSAC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université de Toulouse (UT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Microbiologie du Sol et de l'Environnement (MSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB), UR MAEP, Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Unité Ecotoxicologie Environnement, Institut National de Recherche Agronomique (INRA). UMR Microbiologie du Sol et de l'Environnement (1229)., AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Environnement et Grandes Cultures ( EGC ), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Santé des plantes et environnement ( S.P.E. ) -Environnement et Agronomie ( E.A. ) -Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés ( PESSAC ), UR 0050 Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement, Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] ( LBE ), Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Environnement et Agronomie ( E.A. ) -Microbiologie et Chaîne Alimentaire ( MICA ), Ecole d'ingénieurs de Purpan, Toulouse, France, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Milieux aquatiques, écologie et pollutions ( UR MALY ), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture ( IRSTEA ), Toxicologie Alimentaire ( UTA ), Anses - Unité Ecotoxicologie Environnement, Maisons-Alfort, France, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Microbiologie du Sol et de l'Environnement ( MSE ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement ( EcoLab (ENSAT-Bat A) ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse-PRES Université de Toulouse-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), and Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l’Alimentation, de l’Environnement et du Travail ( ANSES Maisons-Alfort )
Subjects: [ SDV ] Life Sciences [q-bio], classification, contaminant organique, QSAR, impact environnemental, [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: Communication orale, résuméCommunication orale, résumé; Le nombre et la diversité des contaminants organiques (pesticides, HAP, PCB, médicaments,…) potentiellement présents dans l’environnement est une réalité à laquelle sont confrontées les recherches portant sur le devenir et les impacts de ces substances. Selon les estimations, entre 30 000 et 100 000 substances sont concernées, il est donc impossible de les étudier au cas par cas. Cette difficulté se rencontre notamment dans le contexte de la Directive Européenne REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical substances) qui vise à mettre en place un système d’enregistrement de 30 000 substances chimiques pour lesquelles des informations précises sur la dispersion de ces substances dans l’environnement et leurs impacts écotoxicologiques sont exigées. Parallèlement à ces besoins en lien direct avec le travail d’évaluation des risques, notre communauté scientifique ressent fortement la nécessité de classer les contaminants organiques en fonction de leurs propriétés essentielles dans les mécanismes responsables de leur comportement dans l’environnement, de leur passage dans les organismes vivants et de leurs effets toxicologiques. Nous avons récemment développé une méthodologie permettant de classer des contaminants organiques selon des propriétés directement liées aux processus d’intérêt environnementaux, par exemple leur rétention irréversible, leur dégradation biotique ou abiotique, leur transfert vers l’air ou les eaux, leur passage dans les organismes vivants ou encore leurs effets toxicologiques. Cet outil, appelé TYPOL, est basé à la fois sur une approche «in silico» calculant des descripteurs moléculaires et sur des méthodes de classification combinant descripteurs moléculaires et paramètres comportementaux. Les classes sont construites à partir d’une analyse statistique (type PLS) des propriétés déduites de la prise en compte des caractéristiques structurales des molécules considérées et des paramètres environnementaux. Le choix des relations entre paramètres et descripteurs est en grande partie basée sur des relations de type QSAR (structure-activité). De par son mode de construction, l’outil est adaptable à différentes questions de recherche et concerne l’ensemble des contaminants organiques existants ou potentiels. Il vise à extrapoler des connaissances au sein d’une classe de composés à partir des résultats obtenus sur quelques molécules. Il est composé d'une base de données en MySQL accessible sur un serveur commun. L'ajout de nouvelles données se fait soit par transfert d'un fichier tableur (type Excel), soit par modification de la base à l'aide d'un outil web (phpMyAdmin). Les interfaces d'interrogation de la base de données et des traitements statistiques sont programmées dans le langage R qui intègre de nombreuses bibliothèques de méthodes de traitements statistiques des données. Les sorties graphiques sont aussi réalisées par le logiciel R. Des perspectives d’améliorations sont envisagées : - Ajouts de paramètres environnementaux. Un travail important sera à réaliser autour des données manquantes pour combler une partie des manques. Au sein de l’ANSES, des contacts dans les services BIOCIDE et REACH sont envisagés. Pour les pesticides, il sera possible d’insérer des données extraites de la base AGRITOX pour notamment pour des paramètres écotoxicologiques. Des possibilités non explorées existent auprès de l’INERIS. Des travaux en cours au Cemagref de Lyon pourraient potentiellement se raccrocher à ce travail. - Ajouts de descripteurs moléculaires. Pour d’autres pesticides ou des contaminants émergents, la phase d’obtention des descripteurs pourra être améliorée en réalisant l’analyse conformationnelle pour localiser le minimum global grâce à l’utilisation de méthodes comme la dynamique moléculaire ou des méthodes de type Monte Carlo. - Travailler sur les liens entre molécules parent et métabolites Il serait intéressant de les prévoir pour par exemple faire apparaître les filiations lors des changements de classes suite à des processus de biodégradation. Ce travail a démarré en 2011 dans le cadre du projet BIODECHLORD « Etudes exploratoires de la dégradation microbienne de la chlordécone » (financement AIP DEMICHLORD et coordination Fabrice Martin (INRA Dijon) où TYPOL sera utilisé pour tester des scénarios de biodégradation de la chlordécone et de cyclodiènes apparentés (approche in silico).
Published: 2011

40. Hydrological and agricultural impacts of small reservoirs: a numerical exploration based on a catchment in south-west France

Author: Lebon, Nicolas, Dagès, Cécile, Burger-Leenhardt, Delphine, Molenat, Jérôme, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, and MOLENAT, Jerome
Subjects: [SDE] Environmental Sciences, [SDE]Environmental Sciences
Abstract: Small reservoirs are dams built to intercept and store runoff water, thus providing water in agricultural areas for crop irrigation. Small reservoirs are presented by some stakeholders as a relevant strategy for adapting agriculture to climate change in regions with irregular rainfall over the year. However, the reservoir network can have a significant cumulative hydrologic impact, particularly on stream flow, which in turn can affect other water uses and the quality of downstream aquatic environments.Here we present a numerical exploration of the impact of small reservoirs on hydrology and crop production in an agricultural catchment. The modelling is based on Mhydas-Small-Reservoirs, a model coupling hydrology, crops and farmers' water management decisions. A 20 km² catchment area in south-west France is used as a case study.Several catchment situations were considered. These situations combine different levels of reservoir use (current situation with 26 reservoirs of which only 13 are exploited to irrigate crops, a situation with no reservoirs at all, a situation where reservoirs currently not exploited are used for irrigation) and different climatic years (dry, wet and average rainfall year).The simulations were analysed with respect to crop yields and different water balance terms (stream flow, ET, irrigation abstraction). The simulations showed that the reservoirs decreased the annual stream flow. However, the direction (reduction or increase) and intensity of the impact on stream flow varied over time from month to month and also spatially along the stream network. The impact on crop yields was variable from crop to crop. Overall, the results show that the impact of small reservoirs on crop yields depends partly on the capacity of the small reservoir to intercept and store water.These are exploratory results. The main conclusion drawn is that the Mhydas-Small-Reservoirs model has the capacity to estimate in time and space the impact of small reservoirs on the agricultural and hydrological functions of agricultural catchments.
Published: 2022
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41. Landscape Agronomy: Lessons Learned and Challenges Ahead, from a European Perspective

Author: Claudine Thenail, Anna-Camilla Moonen, Sylvie Lardon, Elisa Marraccini, Davide Rizzo, Biodiversité agroécologie et aménagement du paysage (UMR BAGAP), Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Center of Plant Sciences, Scuola Universitaria Superiore Sant'Anna [Pisa] (SSSUP), Territoires (Territoires), AgroParisTech-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Clermont Auvergne (UCA), Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali - Universita Udine (DISA), Università degli Studi di Udine - University of Udine [Italie], Innovation, Territoire, Agriculture et Agro-industrie, Connaissance et Technologie (INTERACT), UniLaSalle, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier
Subjects: Policy-making, Integrated approach, Natural resource management, Farm management, Agriculture, Policy-making, Farm management, [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, Agriculture, Policymaking, Natural resource management, [SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography, Integrated approach
Abstract: International audience; Landscape Agronomy is expected to contribute to the observation, understanding and support of agriculture at the landscape level. The conceptual model of Landscape Agronomy was developed to integrate assessment and monitoring beyond the farm level and across multiple temporal and spatial scales. In this chapter, we evaluate the relevance of the Landscape Agronomy conceptual model by analysing three issues of integrated governance and public action. The three examples highlight the three parts of the conceptual model: (a) core agricultural landscape dynamics, illustrated by farmers’ collective projects of agroecological transition; (b) the three poles of the conceptual model—practices, resources and patterns—illustrated by Integrated Pest Management as an example of requirements for sustainable agroecosystem management; and (c) temporal and spatial interactions, illustrated by the concept of territorial circularity as a way to integrate landscape-based management into global issues related to nutrient cycles. Although it captures the key issues addressed by such perspectives, the Landscape Agronomy conceptual model still faces some challenges, such as explicit consideration of temporal dimensions and explicit inclusion of new (invisible) patterns emerging from newly available data and digitalisation.
Published: 2022
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42. ScenaLand: a simple methodology for developing land use and management scenarios

Author: Amandine Valérie Pastor, Joao Pedro Nunes, Rossano Ciampalini, Haithem Bahri, Mohamed Annabi, Mohamed Chikhaoui, Armand Crabit, Stéphane Follain, Jan Jacob Keizer, Jérôme Latron, Feliciana Licciardello, Laurène Marien, Insaf Mekki, Mariano Moreno de las Heras, Antonio J. Molina, Mustapha Naimi, Mohamed Sabir, Sandra Valente, Damien Raclot, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Technologies et Méthodes pour les Agricultures de demain (UMR ITAP), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Centre for Ecology - Evolution and Environmental Changes (cE3c), Universidade de Lisboa = University of Lisbon (ULISBOA), Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI), Université de Carthage - University of Carthage, Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II (IAV Hassan II), Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Agroécologie [Dijon], Université de Bourgogne (UB)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Dijon, University of Aveiro, Institute of Environmental Assessment and Water Research (IDAEA), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), University of Catania [Italy], University King Juan Carlos [Madrid], University of Barcelona, Polytechnical University of Valencia, Ecole Nationale Forestière d'Ingénieurs du Maroc [Salé] (ENFI), Centre for Environmental and Marine Studies [Aveiro] (CESAM), Universidade de Aveiro, and Repositório da Universidade de Lisboa
Subjects: Soil Physics and Land Management, Land use and management scenarios, Global and Planetary Change, Narrative, Ecology, Soil and water conservation techniques, Life Science, Water Systems and Global Change, Land degradation, Bodemfysica en Landbeheer, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, Experts
Abstract: Scenarios serve science by testing the sensitivity of a system and/or society to adapt to the future. In this study, we present a new land use scenario methodology called ScenaLand. This methodology aims to develop plausible and contrasting land use and management (LUM) scenarios, useful to explore how LUM (e.g. soil and water conservation techniques) may affect ecosystem services under global change in a wide range of environments. ScenaLand is a method for constructing narrative and spatially explicit land use scenarios that are useful for end-users and impact modellers. This method is innovative because it merges literature and expert knowledge, and its low data requirement makes it easy to be implemented in the context of inter-site comparison, including global change projections. ScenaLand was developed and tested on six different Mediterranean agroecological and socioeconomic contexts during the MASCC research project (Mediterranean agricultural soil conservation under global change). The method first highlights the socioeconomic trends of each study site including emerging trends such as new government laws, LUM techniques through a qualitative survey addressed to local experts. Then, the method includes a ranking of driving factors, a matrix about land use evolution, and soil and water conservation techniques. ScenaLand also includes a framework to develop narratives along with two priority axes (contextualized to environmental protection vs. land productivity in this study). In the context of this research project, four contrasting scenarios are proposed: S1 (business-as-usual), S2 (market-oriented), S3 (environmental protection), and S4 (sustainable). Land use maps are then built with the creation of LUM allocation rules based on agroecological zoning. ScenaLand resulted in a robust and easy method to apply with the creation of 24 contrasted scenarios. These scenarios come not only with narratives but also with spatially explicit maps that are potentially used by impact modellers and other end-users. The last part of our study discusses the way the method can be implemented including a comparison between sites and the possibilities to implement ScenaLand in other contexts., This work and the postdoctoral grant of AV Pastor benefits from the financial support of the MASCC project through ARIMNET2, an ERA-NET funded by the European Union’s Seventh Framework Program for research, technological development and demonstration under grant agreement no. 618127. In addition, MMH is beneficiary of a Serra Hunter fellowship (UB-LE-9055) funded by the Generalitat de Catalunya. JJK received the financial support through CESAM (UIDP/50017/2020 + UIDB/50017/2020 + LA/P/0094/2020), from FCT/MCTES through national funds (OE). The authors would like to thank Marie Castellazi for her valuable contribution and shared experience in building land use scenarios, Dominique Rollain for his valuable contribution to the Roujan scenarios and Francesc Gallart for his valuable contribution to the Can Vila study case. We would like to thank all the other persons that contributed to the related surveys. Finally, we would like to send our homage to Dr Yves Le- Bissonnais, a brilliant researcher in the erosion discipline and coauthor of this research article who passed away in 2021.
Published: 2022
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43. Influence of maintenance practices on hydraulic functions of ditches: A trait‐based approach

Author: Gabrielle Rudi, Jean‐Stéphane Bailly, Yves Caraglio, Jeanne Dollinger, Fabrice Vinatier, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, AgroParisTech, Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Montpellier (UM), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), and This project was funded by the Agropolis Fondation under reference ID 1605-34 through the 'Investissements d'avenir' programme (Labex Agro: ANR-10-LABX0001-01) and by the INRAE through the `PariScientifique: Hydro-ecologie des fosses agricoles' project. This project was also supported by funds from a PhD grant provided by both Institut Agro Montpellier and the INRAE via the EcoServ metaprogram.
Subjects: agricultural channel, ditch plant communities, Ecology, Mediterranean agrosystem, [SDV]Life Sciences [q-bio], ecosystem function, management practices, Aquatic Science, response-and-effect trait framework, drainage networks, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Earth-Surface Processes
Abstract: International audience; Maintenance practices in agricultural ditches influence their abiotic and biotic functioning in the short and medium term, leading to modifications of plant communities. These modifications might in turn affect the water transport regulation and seed retention functions of ditches. The effects of maintenance practices on ditch plant communities have been poorly studied in terms of (i) functional response traits to maintenance practices (ii) functional effect traits driving ecosystem functioning. We designed an experiment to compare the effects of different maintenance practices (mowing, burning, chemical weeding and dredging) in an agricultural Mediterranean ditch. We measured the plant species richness (i.e. alpha diversity or number of species), stem densities, and plant traits/community functional parameters affecting water transport and seed retention (height, blockage factor and surface vegetation ratio), every year during two years before and after applying contrasting maintenance practices. All the plants growing in the bottom and on the banks of the studied ditch were identified. We characterized the differences between treatments using linear mixed-effects models. Maintenance practices differently affected plant communities and resulting ecosystem functions. After two years, burning was the poorest practice regarding seed retention and the best practice regarding hydraulic transport capacity, on the basis of a water-depth of 60 cm in the ditch. Mowing was the poorest practice regarding water transport and was an averaged practice for seed retention. Mowing was also the practice favoring the highest richness. Chemical weeding did not really differ from the control in terms of studied traits and parameters, although a slight decrease in water conveyance ability and increase in seed retention was assessed after two years. The results pave the way to developing easy to implement maintenance solutions with the potential to optimize ecosystem functions, relying both on historical agricultural practices for farmers (involving no new know-how) and on non-introduced plant species.
Published: 2022
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44. Réservoir en eau du sol utilisable par les cultures - Guide d'estimation

Author: Bouthier, Alain, Scheurer, Olivier, Seger, Maud, Lagacherie, Philippe, Beaudoin, Nicolas, Deschamps, Thibaud, Sauter, Joëlle, Fort, Jean-Luc, Cousin, Isabelle, ARVALIS - Institut du végétal [Paris], UniLaSalle, Unité de Science du Sol (Orléans) (URSols), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Transfrontalière BioEcoAgro - UMR 1158 (BioEcoAgro), Université d'Artois (UA)-Université de Liège-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Chambre Régionale d'Agriculture Grand Est, Chambre Régionale d'Agriculture Nouvelle Aquitaine (CRA Nouvelle Aquitaine), Editions Arvalis, and Seger, Maud
Subjects: [SDE.MCG] Environmental Sciences/Global Changes, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, [SDV.SA.SDS] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study
Abstract: Document pdf téléchargeable sur le site du RMT Sols et territoires; International audience; Au travers de neuf chapitres, ce guide reprend les concepts de bases (pourquoi parler de réservoir utilisable plutôt que de réserve utile ? ; différence entre RU et RUM). Il s'appuie sur les derniers travaux de recherche pour aborder la question du réservoir en eau dans les éléments grossiers, recense les classes et fonctions de pédotransfert permettant d'estimer le réservoir utilisable maximal et bien d'autres aspects...Le sixième chapitre est la partie principale et opérationnelle de cette brochure : un guide d’estimation du RU (Réservoir Utilisable) et du RUM (Réservoir Utilisable Maximal) dans de nombreuses situations ; il est éclairé par des exemples concrets et chiffrés.Le dixième et dernier chapitre présente les modes opératoires permettant de mesurer les différents éléments pour calculer le réservoir utilisable.
Published: 2022

45. Soil priorities: Opportunities and challenges in Thailand

Author: Suvannang Nopmanee, Hartmann Christian, Iwai Chuleemas Boonthai, Jaiarree Sathaporn, Daungkamol Kridsopon, Polsrakhu Payattika, Sukchan Somsak, Sapet Amonrat, Pierret Alain, Brauman Alain, Hammecker Claude, Robain Henri, Land Development Department (LDD), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Faculty of Agriculture [Khon Kaen University], Khon Kaen University [Thailand] (KKU), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier
Subjects: Soil ecology, Soil contamination, Land use changes, [SDV]Life Sciences [q-bio], Soil Science, Problem soils, Multiple soil types, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study, Soil degradation, GLOSOLAN
Abstract: International audience
Published: 2022
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46. Using PRISMA Hyperspectral Satellite Imagery and GIS Approaches for Soil Fertility Mapping (FertiMap) in Northern Morocco

Author: Anis Gasmi, Cécile Gomez, Abdelghani Chehbouni, Driss Dhiba, Mohamed El Gharous, Université Mohammed VI Polytechnique [Ben Guerir] (UM6P), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and This research was supported by the Center for Remote Sensing Application (CRSA) of the Mohammed VI Polytechnic University (UM6P, Morocco) through the assessment of yield gap in Africa project and African geospatial data portal frameworks project. The authors would like to thank the OCP—Al Moutmir, and Agricultural Innovation and Technology Transfer Center (AITTC) of the Mohammed VI Polytechnic University (UM6P) for the fieldwork, data collection, and laboratory analysis of soil samples.
Subjects: GIS approaches, hyperspectral image, feature selection, PRISMA, random forest, soil fertility mapping, [SDV]Life Sciences [q-bio], General Earth and Planetary Sciences, [SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study
Abstract: International audience; Quickly and correctly mapping soil nutrients significantly impact accurate fertilization, food security, soil productivity, and sustainable agricultural development. We evaluated the potential of the new PRISMA hyperspectral sensor for mapping soil organic matter (SOM), available soil phosphorus (P2O5), and potassium (K2O) content over a cultivated area in Khouribga, northern Morocco. These soil nutrients were estimated using (i) the random forest (RF) algorithm based on feature selection methods, including feature subset evaluation and feature ranking methods belonging to three categories (i.e., filter, wrapper, and embedded techniques), and (ii) 107 soil samples taken from the study area. The results show that the RF-embedded method produced better predictive accuracy compared with the filter and wrapper methods. The model for SOM showed moderate accuracy (Rval2 = 0.5, RMSEP = 0.43%, and RPIQ = 2.02), whereas that for soil P2O5 and K2O exhibited low efficiency (Rval2 = 0.26 and 0.36, RMSEP = 51.07 and 182.31 ppm, RPIQ = 0.65 and 1.16, respectively). The interpolation of RF-residuals by ordinary kriging (OK) methods reached the highest predictive results for SOM (Rval2 = 0.69, RMSEP = 0.34%, and RPIQ = 2.56), soil P2O5 (Rval2 = 0.44, RMSEP = 44.10 ppm, and RPIQ = 0.75), and soil K2O (Rval2 = 0.51, RMSEP = 159.29 ppm, and RPIQ = 1.34), representing the best fitting ability between the hyperspectral data and soil nutrients. The result maps provide a spatially continuous surface mapping of the soil landscape, conforming to the pedological substratum. Finally, the hyperspectral remote sensing imagery can provide a new way for modeling and mapping soil fertility, as well as the ability to diagnose nutrient deficiencies.
Published: 2022
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47. Vineyard Management and Its Impacts on Soil Biodiversity, Functions, and Ecosystem Services

Author: Brice Giffard, Silvia Winter, Silvia Guidoni, Annegret Nicolai, Maurizio Castaldini, Daniel Cluzeau, Patrice Coll, Jérôme Cortet, Edith Le Cadre, Giada d’Errico, Astrid Forneck, Elena Gagnarli, Michaela Griesser, Muriel Guernion, Alessandra Lagomarsino, Silvia Landi, Yves Le Bissonnais, Elena Mania, Stefano Mocali, Cristina Preda, Simone Priori, Annette Reineke, Adrien Rusch, Hans-Josef Schroers, Sauro Simoni, Magdalena Steiner, Elena Temneanu, Sven Bacher, Edoardo A. C. Costantini, Johann Zaller, Ilona Leyer, Santé et agroécologie du vignoble (UMR SAVE), Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Universität für Bodenkultur Wien = University of Natural Resources and Life [Vienne, Autriche] (BOKU), Università degli studi di Torino = University of Turin (UNITO), Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro di Ricerca Agricoltura e Ambiente [CREA] (CREA-AA), Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e l’analisi dell’economia agraria = Council for Agricultural Research and Economics (CREA), Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA (UMR_7583)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Sol Agro et hydrosystème Spatialisation (SAS), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), University of Naples Federico II = Università degli studi di Napoli Federico II, Istituto per la Protezione Sostenibile delle Piante [Torino, Italia] (IPSP), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Research Centre for Plant Protection and Certification, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Ovidius University of Constanta, Hochschule Geisenheim University, Institut des Sciences de la Vigne et du Vin [Villenave d'Ornon] (ISVV), Université de Bordeaux (UB), Agricultural Institute of Slovenia, University of Fribourg, University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj Napoca, The review formed part of the PromESSinG and VineDivers projects, funded by the 2013–2014 BiodivERsA/FACCE JPI joint call for research proposals with the national funders Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF, Germany), Agence Nationale de la Recherche (ANR, France), Executive Agency for Higher Education, Research, Development and Innovation Funding (UEFISCDI, Romania), Ministerio des economía y competitividad (MINECO, Spain), FWF-Der Wissenschaftsfonds (Austria) and the Swiss National Science Foundation (SNSF, Switzerland Grant No: 40FA40_158390). The contract of BG was supported in 2017 by the European Union Seventh Framework Program via a grant from the PromESSinG project. Contributions to this review were also supported by the research project ReSolVe funded by transnational funding bodies, being partners of the FP7 ERA-net project, CORE Organic Plus, and the cofound from the European Commission, and by the research project SECBIVIT which was funded through the 2017–2018 Belmont Forum and BiodivERsA joint call for research proposals, under the BiodivScen ERA-Net COFUND program, and with the funding organizations: AEI/Spain, BMBF/Germany, ANR/France, NWO/Netherlands, UEFISCDI/Romania, FWF/Austria (Grant No: I 4025-B32) and the NSF/United States (Grant No: 1850943). Researches on soil biodiversity conducted in the SAVE unit (BG and ARu) were supported by the Conseil Interprofessionel des Vins de Bordeaux CIVB during the Phytae project (2018–2020) and the Endless project (2021–2024)., Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), CNR Istituto per la Protezione Sostenibile delle Piante [Torino, Italia] (IPSP), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Université de Fribourg = University of Fribourg (UNIFR), and University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj Napoca = Universitatea de Științe Agricole și Medicină Veterinară Cluj-Napoca
Subjects: microarthropods, Ecology, microarthropods, earthworms, gastropods, nematodes, plants, predatory arthropods, microflora, pest control, plants, [SDV]Life Sciences [q-bio], gastropods, nematodes, earthworms, microflora, predatory arthropods, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, pest control
Abstract: International audience; Healthy soils form the basis of sustainable viticulture, where soil characteristics have a direct impact on wine quantity and quality. Soil not only provides water and nutrients to vines, but is also a living medium containing micro- and macroorganisms that perform many ecological functions and provide ecosystem services. These organisms are involved in many processes, from decomposing organic matter to providing minerals to vine roots. They also control diseases, pests, and weeds, in addition to improving the soil structure in terms of its capacity to retain water and nutrients. Related to decomposition processes, the carbon content of vineyard soils influences fertility, erosion and biogeochemical cycles, with significant implications for the global climate. However, common agricultural practices represent strong threats to biodiversity and associated ecosystem services provided by vineyard soils. As consumers increasingly consider environmental aspects in their purchase decisions, winegrowers have to adapt their vineyard management strategies, raising the demand for sustainable pest- and weed-control methods. This article presents a comprehensive review of the impacts of vineyard practices on the soil ecosystem, biodiversity, and biodiversity-based ecosystem services, and provides future prospects for sustainable viticulture.
Published: 2022
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48. A fully automated and generic spatial discretization procedure for cultivated landscapes with human-made landscape elements

Author: Philippe Lagacherie, Cécile Dagès, Ekatarina Zadonina, Jean Christophe Fabre, Jérôme Molénat, Hervé Squividant, Bruce Thomas, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Sol Agro et hydrosystème Spatialisation (SAS), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, and This project was granted by OFB (French Office of Biodiversity) projects 'BV Service' and 'Retenues'.
Subjects: shydrology, Atmospheric Science, spatial modeling, sensitivity analysis, connectivity, geomatic, [SDV]Life Sciences [q-bio], agricultural catchment, Geotechnical Engineering and Engineering Geology, Civil and Structural Engineering, Water Science and Technology
Abstract: Landscape discretization is an essential hydrological modeling pre-processing step that comprises the numerical representation of different geographical objects considered in the modeling process and the connections between these objects within a graph structure. GROOV'Scape is a new landscape discretization procedure that (i) produces an oriented tree of a wide range of human-made landscape elements, such as plots, hedges, benches, grass stripes, and ditches, (ii) is fully automated to avoid local drainage anomalies that require user corrections, and (iii) is fast enough to enable sensitivity analysis and the interactive production of mediated modeling landscape management scenarios. GROOV'Scape was tested on a small agricultural catchment in south-west France (Doazit catchment, 9.05 km2). The results show good agreement between the connections of areal units computed by GROOV'Scape and those observed in the field. The system exhibited substantial sensitivity to the user's choice of minimum area unit size and of digital elevation model (DEM) resolution, suggesting trial-and-error approaches are needed to reach the best landscape discretization for any given modeling purpose. Finally, we demonstrated the feasibility of using GROOV'Scape to find an optimum configuration of an infrastructure network with respect to a given ecosystem function.
Published: 2022
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49. Diffuse reflectance spectroscopy for estimating soil properties: A technology for the 21st century

Author: Raphael A. Viscarra Rossel, Thorsten Behrens, Eyal Ben‐Dor, Sabine Chabrillat, José Alexandre Melo Demattê, Yufeng Ge, Cecile Gomez, César Guerrero, Yi Peng, Leonardo Ramirez‐Lopez, Zhou Shi, Bo Stenberg, Richard Webster, Leigh Winowiecki, Zefang Shen, School of Earth and Planetary Science [Perth - Curtin university], Curtin University [Perth], Planning and Transport Research Centre (PATREC)-Planning and Transport Research Centre (PATREC), Swiss Competence Center for Soils, Tel Aviv University (TAU), German Research Centre for Geosciences - Helmholtz-Centre Potsdam (GFZ), Leibniz Universität Hannover=Leibniz University Hannover, Universidade de São Paulo = University of São Paulo (USP), University of Nebraska–Lincoln, University of Nebraska System, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Universidad Miguel Hernández [Elche] (UMH), Food and Agriculture Organization of the United Nations [Rome, Italie] (FAO), BÜCHI Labortechnik AG, Partenaires INRAE, Zhejiang University, Swedish University of Agricultural Sciences (SLU), Rothamsted Research, Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), World Agroforestry Center [CGIAR, Kenya] (ICRAF), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), and Raphael A. Viscarra Rossel received funding from the Australian Government via grant ACSRIV000077.
Subjects: Model localization, Reflectance spectroscopy, Soil constituents, Spectral libraries, [SDV]Life Sciences [q-bio], Calibration, Machine learning, Validation, Soil Science, Regression, SOLOS
Abstract: International audience; Spectroscopic measurements of soil samples are reliable because they are highly repeatable and reproducible. They characterise the samples' mineral-organic composition. Estimates of concentrations of soil constituents are inevitably less precise than estimates obtained conventionally by chemical analysis. But the cost of each spectroscopic estimate is at most one-tenth of the cost of a chemical determination. Spectroscopy is cost-effective when we need many data, despite the costs and errors of calibration. Soil spectroscopists understand the risks of over-fitting models to highly dimensional multivariate spectra and have command of the mathematical and statistical methods to avoid them. Machine learning has fast become an algorithmic alternative to statistical analysis for estimating concentrations of soil constituents from reflectance spectra. As with any modelling, we need judicious implementation of machine learning as it also carries the risk of over-fitting predictions to irrelevant elements of the spectra. To use the methods confidently, we need to validate the outcomes with appropriately sampled, independent data sets. Not all machine learning should be considered 'black boxes'. Their interpretability depends on the algorithm, and some are highly interpretable and explainable. Some are difficult to interpret because of complex transformations or their huge and complicated network of parameters. But there is rapidly advancing research on explainable machine learning, and these methods are finding applications in soil science and spectroscopy. In many parts of the world, soil and environmental scientists recognise the merits of soil spectroscopy. They are building spectral libraries on which they can draw to localise the modelling and derive soil information for new projects within their domains. We hope our article gives readers a more balanced and optimistic perspective of soil spectroscopy and its future. Highlights Spectroscopy is reliable because it is a highly repeatable and reproducible analytical technique. Spectra are calibrated to estimate concentrations of soil properties with known error. Spectroscopy is cost-effective for estimating soil properties. Machine learning is becoming ever more powerful for extracting accurate information from spectra, and methods for interpreting the models exist. Large libraries of soil spectra provide information that can be used locally to aid estimates from new samples.
Published: 2022
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50. Typologie des contaminants organiques. Comment relier les propriétés moléculaires des contaminants à leur devenir dans l’environnement et à leurs effets écotoxicologiques?

Author: Laure Mamy, Pierre Benoit, Enrique Barriuso Benito, Carole Bedos, Fabienne Bessac, Eric Latrille, Dominique Steyer, Virginie Rossard, Xavier Louchart, Christian Bockstaller, Fabrice Martin, Cécile Miège, UR 0251 Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Santé des plantes et environnement (S.P.E.)-Environnement et Agronomie (E.A.)-Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés (PESSAC), Environnement et Grandes Cultures (EGC), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (LBE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Laboratoire Agronomie et Environnement - Antenne Colmar (LAE-Colmar ), Laboratoire Agronomie et Environnement (LAE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), FLAveur, VIsion et Comportement du consommateur (FLAVIC), Etablissement National d'Enseignement Supérieur Agronomique de Dijon (ENESAD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB), ProdInra, Archive Ouverte, Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Santé des plantes et environnement ( S.P.E. ) -Environnement et Agronomie ( E.A. ) -Physico-chimie et Ecotoxicologie des Sols d'agrosystèmes contaminés ( PESSAC ), Environnement et Grandes Cultures ( EGC ), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Ecole d'ingénieurs de Purpan, Toulouse, France, UR 0050 Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement, Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] ( LBE ), Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Environnement et Agronomie ( E.A. ) -Microbiologie et Chaîne Alimentaire ( MICA ), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème ( UMR LISAH ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [ Madagascar] ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ), Laboratoire Agronomie et Environnement - Antenne Colmar ( LAE-Colmar ), Laboratoire Agronomie et Environnement ( LAE ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Lorraine ( UL ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Lorraine ( UL ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Milieux aquatiques, écologie et pollutions ( UR MALY ), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture ( IRSTEA ), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [ Madagascar])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], [ SDV ] Life Sciences [q-bio], [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: absent
Published: 2010

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