AgrHys

AgrHyS (response times in AgroHydroSystems), certified as Environment Research Observatory in 2002, is managed by INRA Rennes in collaboration with CNRS and Rennes Universities. It comprises two sites:

  • Kervidy-Naizin in Morbihan, monitored by Cemagref since the establishment of Naizin BVRE (Bassin versant représentatif et expérimental) in 1970, in the Coët Dan watershed defined by the Stimoes outlet (12 km2) then by INRA at Kervidy outlet from 1993 onwards (5 km2 sub watershed). Loamy soils, with gentle slopes and hydromorphic features downslope near the stream are underlain by Brioverian shales. Average annual rainfall (1995-2016) is 843 mm (+/-202). Average annual discharge (1995-2016) at Kervidy outlet is 348 mm (+/-163) and stream usually dries up in summer. Land use is mainly agriculture, (>90%) typical of multicrops-livestock intensive farming with dominance of dairy farms and enclosed pig production, and comprises about 60% of arable land (maize, cereals) and 30% grasslands (rest being housing, roads and woods).
  • Kerbernez in Finistère hosted INRA agronomic experiments since 1978 where six small watersheds of 10 to 60 ha have been monitored since 1992. Soils are loamy sands, hydomorphic in valley bottoms, and are underlain by granitic bedrock. Annual rainfall (1998-2016) is 1125 mm (+/-219) and streams are permanent for most of the watersheds (average 200 to 400 mm/year over the period 1998-2016). Agriculture, multicrop-livestock farming, mostly dairy farms, is declining since the late 90s.

AgrHys is dedicated to the observation of agro-hydrosystems affected by the dramatic evolutions of agriculture since the end of the 1960s. The central question of the observatory is the response time of these systems to such changes and to climate variability. Research questions and monitored variables have evolved during the past 50 years, and the long time series produced allowed to test hypotheses and produce knowledge notably on concepts such as variable source areas, buffer zones, spatial organization of soils, characterization and modelling the role of shallow groundwater on nitrogen transfer, characterization of stream flow particulate phase and quantification of storm event exports, assessment of the atmospheric component of C and N cycles, emergent pollutants and biodiversity in agro-systems. Currently, observations aim at contributing to a systemic, integrated and spatialized understanding of rural landscapes. Water and major element fluxes (carbon, nitrogen, phosphorus) are monitored in the soil/surface water and groundwater/atmosphere continuum. Analyses are either carried out in the lab on grab samples (water traps, piezometers, stream, rain, atmosphere, …) or as continuous in situ measurements (in-stream high frequency probes, gaseous fluxes). Evolution of agricultural systems, land use and practices is documented through farmer surveys or reconstituted from satellite remote sensing. Monitoring of the biological component includes soil and water microbiology, soil macro and meso fauna and aquatic invertebrates.

The objective of current and future research is to address scaling issues (extrapolation of knowledge acquired on small research watersheds to the river basins at the regional scale) and also to study the factors controlling the transfers and stocks of C, N, P while accounting for the synergies and antagonisms between these elements. 

http://www6.inra.fr/ore_agrhys

AgrHys

 

AgrHyS (temps de réponse dans les AgroHydroSystèmes), labellisé Observatoire de Recherche en Environnement en 2002, est piloté par l’INRA de Rennes en collaboration avec le CNRS et les Universités de Rennes. Il comprend deux sites :

  • Le site de Kervidy-Naizin dans le Morbihan, suivi par le Cemagref et/puis l’INRA depuis la création du BVRE (Bassin versant représentatif et expérimental) de Naizin en 1970, sur le bassin versant du Coët Dan  défini par l’exutoire de Stimoes (12 km2) puis de Kervidy à partir de 1993 (sous-bassin de 5 km2). Les sols sont limoneux, aux pentes faibles, et présentant un caractère hydromorphe à l’aval, proche du cours d’eau, sont formés sur schistes briovériens. La pluie annuelle moyenne (1995-2016) est de 843 mm (+/-202), l’écoulement moyen (1995-2016) à l’exutoire de Kervidy de 348 mm (+/-163) et s’interrompt généralement en été. L’occupation des sols est essentiellement agricole (>90%) caractéristique d’un bassin de polyculture élevage de production intensive dominé par des élevages de  bovins lait et de porcs hors-sol et une surface comprenant environ 60% de cultures (mais, céréales) et 30% de prairies (le reste étant réparti entre bâti et bois).
  • Le site de Kerbernez dans le Finistère, qui accueillait dès 1978 des essais agronomiques de l’INRA et sur lequel 6 bassins versants de 10 à 60 ha sont suivis depuis 1992. Les sols sablo-limoneux, hydromorphes dans les fonds de vallées sont formés sur un substrat granitique. La pluie annuelle (1998-2016) est de 1125 mm (+/-219) et l’écoulement des ruisseaux est permanent pour la plupart des bassins (200 à 400 mm/an sur 1998-2016). L’agriculture de la zone, en polyculture et élevage, essentiellement de bovins lait, est en forte déprise depuis la fin des années 90.

L’ORE AgrHys est dédié à l’observation d’agro-hydrosystèmes marqués par les fortes évolutions de l’agriculture et du paysage agricole depuis la fin des années 60. La question centrale du dispositif est l’étude des temps de réponse de ces systèmes à ces changements et aux variations climatiques. Les questions de recherche et les variables observées ont évolué au cours des 50 dernières années et se sont  appuyées sur l’observatoire pour produire des connaissances et tester des hypothèses notamment sur les concepts de sources contributrices d’extension variables, l’étude des zones tampons, la structuration spatiale des sols, le rôle de la nappe superficielle dans les transferts d’azote et leur modélisation pour l’exploration de scénarios, la phase particulaire dans les eaux et les exports en crues, l’intégration de la composante atmosphérique des cycles N et C, les contaminants émergents et la biodiversité des agro-écosystèmes. Aujourd’hui, les observations ont pour objectif de nourrir une approche systémique, intégrée et spatialisée des territoires ruraux. Les flux d’eau et des éléments chimiques majeurs (carbone, azote, phosphore) sont suivis dans le continuum sol/eau (souterraine et de surface)/atmosphère.  Les analyses sont réalisées à partir d’échantillons (pièges à eau dans les sols, piézomètres, ruisseaux, pluie, analyses des sols, …) ou en continu (sondes hautes fréquence dans les ruisseaux, flux gazeux). L’évolution des systèmes de production et de l’occupation du sol est suivie par enquête ou reconstruite à partir d’imagerie satellite. Le suivi de la composante biologique concerne la microbiologie et la macro et méso-faune des sols, et les invertébrés aquatiques.

Les travaux s’orientent d’une part sur les questions de changement d’échelles (extrapolation des connaissances acquises sur les sites de l’ORE à l’échelle de grands bassins dans lesquels ils sont imbriqués à l’échelle régionale) et d’autre part sur l’étude les facteurs qui contrôlent les transferts et stocks de C, N, P en prenant en compte les synergies et antagonismes entre ces éléments. 

 

http://www6.inra.fr/ore_agrhys