Calibration and validation of a post-forest land use dynamic model based on timed automaton using a Markov model

Abstract

Calibration et validation d'un modèle de dynamique d'occupation du sol postforestière à base d'automate temporisé à l'aide d'un modèle markovien Application à la transition forêt-agriculture à Madagascar Résumé La détermination des règles de transition moyennes, vers lesquelles tendent les pratiques de successions culturales des agriculteurs après le défrichement de la forêt, est essentielle pour décider d'une stratégie de conservation. La lisière du couloir forestier est malgache se caractérise par une mosaïque paysagère hétérogène. Parmi les six états d'occupation du sol que peut prendre une parcelleforêt, culture, jachère, herbe, plantation et rizièrenous justifions le choix des quatre premiers pour modéliser les dynamiques écologiques et les successions culturales. Les transitions entre ces états, gouvernées par des règles recueillies auprès des agriculteurs riverains de la forêt, sont représentées par un modèle d'automate temporisé paramétré par les durées de séjour en culture, jachère, herbe et par le nombre de cycles culturaux depuis le premier défrichement de la forêt. L'objectif est de calibrer et valider l'automate temporisé à l'aide d'un modèle markovien selon la métrique de x 2 , à partir de deux jeux d'historiques d'occupation du sol de parcelles en lisière, initialement en forêt, indépendantes et non spatialisées. L'automate temporisé est calibré par simulation, sur le premier jeu de données de 34 ans, puis validé sur le second jeu de données de 22 ans depuis le premier défrichement, de manière à minimiser la distance entre deux matrices markoviennescelle qui résume la dynamique simulée et celle qui agrège la dynamique observée. Selon les tests de x 2 , les paramètres ajustés du modèle sont acceptables et conformes en moyenne aux pratiques des agriculteurs. Des scénarios de disparition de la forêt sont construits avec le modèle validé.