L'approche suivie dans ce projet est basée sur le développement d'une plateforme de modélisation des paysages agricoles (Qualscape ), comme support conceptuel commun aux différentes étapes de ce travail :

• l'analyse de successions culturales parcellaires observées afin d'identifier les déterminants spatiaux et temporels intervenant dans les transitions de cultures, puisque l'occupation du sol joue un rôle clef dans la spatialisation des pratiques agricoles ;
• la construction d'un jeu de paysages agricoles virtuels, à partir du bassin versant de Naizin caractérisé par des activités d'élevage bovin et porcin intensives (12 km², Morbihan, France), différant quant à leur milieu physique et les forçages climatiques et les pratiques agricoles auxquels ils sont soumis ;
• la réalisation d'une évaluation environnementale multi-cibles et multi-critères de ces agrosystèmes en permettant le couplage et l'intégration des sorties entre le modèle agro-hydrologique TNT2 et un modèle de bilan de phosphore du sol.

Stochastree , un modèle de transition de cultures basé sur des arbres de décision stochastiques a été développé. Il a notamment permis de maintenir la distribution spatiale des cultures autour du corps d'exploitation, tout en respectant des contraintes d'hydromorphie des sols et d'objectif de production des exploitations. L'évaluation environnementale des paysages virtuels a mis en évidence l'influence du climat, du milieu et des systèmes de culture sur différents indicateurs agricoles, pédologiques et hydrologiques.

Nous avons constaté que l'adoption d'un système de culture modéré (réduction d'intrants, intercultures hivernales) réduit significativement les flux excédentaires de phosphore vers les sols et accroît l'efficience des apports d'azote et de phosphore. Cependant, cet effet s'atténue pour des indicateurs incorporant des processus de transformation et de transfert de la matière organique, comme la concentration en nitrate à l'exutoire. De plus, les effets des interactions sol-climat sur cette concentration sont du même ordre qu'une réduction de 15% des apports totaux d'azote. Cela montre bien que la définition de pratiques agricoles alternatives devant satisfaire un objectif environnemental précis (cf. le non-dépassement du seuil des 50 mg NO₃.l^-1 dans les cours d'eau) ne peut se faire qu’en lien avec les caractéristiques du paysage et que leur transposition directe à un autre paysage peut ne pas atteindre l’effet escompté.