Problématique
Les agro-écosystèmes amazoniens restent aujourd’hui très dynamiques malgré une forte baisse de la déforestation depuis 10 ans. Suivre ces nouvelles dynamiques est essentiel pour qualifier et quantifier l’état des nouvelles pressions anthropiques sur les ressources naturelles, notamment sur les ressources forestières, et ainsi évaluer la capacité des paysages amazoniens à maintenir des services écosystémiques. L’objectif général est de comprendre les relations entre les récentes évolutions observées en Amazonie (changement de pratiques culturales et baisse de la déforestation notamment) et la formation de paysages différenciés (taille et organisation spatiale des parcelles agricoles, prairies, zones récemment défrichées ou de régénération forestière). Dans ce contexte, ce stage portera plus particulièrement sur la caractérisation des processus d’anthropisation des écosystèmes forestiers amazoniens. Il est en effet nécessaire de sortir de la vision dichotomique “forêt vs non-forêt” pour tendre vers une compréhension plus fine des activités anthropiques affectant les forêts amazoniennes.
Le site d’étude est la municipalité de Paragominas (couvrant une superficie de 19 342 km²), située dans la partie nord-est de l’État du Para, au Brésil. Cette municipalité a été fondée en 1965 le long de la route BR-010 reliant Brasilia à Belém. Le processus de colonisation a conduit à une déforestation importante avec conversion des terres en pâturages pour l’élevage des bovins. La déforestation et la dégradation des forêts ont été accentuées par l’agro-industrie des céréales dans les années 2000, dominée par la culture intensive de soja et de maïs. Suite aux mesures gouvernementales de lutte contre la déforestation et aux mesures prises par le secteur privé (soja et élevage), la municipalité de Paragominas est devenue en 2008 la première « municipalité verte » au Brésil à promouvoir localement la lutte contre la déforestation, l’utilisation de systèmes de production alternatifs et la reforestation.

Objectif
Le stage proposé présentera deux objectifs principaux :
– Evaluer l’utilisation combinée de données optiques Sentinel 2 et radar Sentinel I pour cartographier l’occupation et l’usage des sols du site de Paragominas en 2017 ;
– Caractériser les dynamiques paysagères d’un sous-site d’étude de Paragominas avant et après arrêt de la déforestation afin de comprendre les processus d’anthropisation des écosystèmes forestiers amazoniens.
Méthodes et calendrier
1- Analyse bibliographique i) sur les outils et méthodes développées en télédétection pour cartographier l’occupation des sols en milieu tropical (cultures, pâturages, stades de régénération forestières, etc.) et ii) sur les techniques d’analyses des séries temporelles denses (imagerie Landsat) pour caractériser les changements d’occupation des sols.
2- Elaboration d’une méthode pour cartographier les différents types d’occupation et d’usages des sols à partir de données S1 et S2. Test de différents classifieurs (SVM à différents noyaux, Knn, RF, etc.) et test de l’apport de la fusion d’images optiques et radar. Les données S1 et S2 auront été préalablement pré-traitées et les échantillons d’entrainement ont été acquis lors d’une mission en septembre 2017.
3- Etude de l’évolution de la dynamique des paysages : analyse de l’évolution de la structure des paysages via le calcul de différentes métriques paysagères (connectivité, taille des patchs, etc.) et intégration de la dimension temporelle dans le calcul des métriques paysagères. En effet, les paysages sont souvent abordés par leur dimension spatiale via des métriques paysagères portant sur la taille des patchs et leur organisation (connectivité, distances entre patchs, etc.). Or, sur les fronts pionniers de déforestation, la dimension temporelle est essentielle. Il convient donc de développer des métriques prenant en compte cette dimension (ex fréquence de déforestation, âge de la végétation en régénération, nombre de récoltes par an, etc.).

Compétences
Nécessité de maitriser les outils de télédétection optiques et radar
Maitrise des outils d’analyses statistiques
Connaissance des SIG
Conditions de stage
Le stage s’effectuera à Montpellier, campus de Baillarguet (desservi par le tram+bus du centre-ville) au sein du CIRAD UR Forêts et Sociétés. Le stagiaire débutera par une période de formation aux techniques d’analyse des séries temporelles à l’université de Rennes 2. Pour toute la durée du stage, le stagiaire recevra une indemnité de 529,20 €/mois. Le stagiaire sera accueilli au sein de l’unité de recherche Cirad Forêts & Sociétés (Montpellier) et au sein de l’unité mixte de Recherche « Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique) à Rennes.

Période de stage : 6 mois dans la période février à septembre 2018 (M2)
Responsable (s) de stage : Julie Betbeder (Cirad, UR 105 F&S) et Damien Arvor (CNRS UMR LETG).
Co-encadrants : Valéry Gond (Cirad, UR 105 F&S) et Lilian Blanc (Cirad, UR 105 F&S), et Jacques Baudry (INRA UMR BAGAP)
Tél. : J. Betbeder : 04 67 59 39 30 et D. Arvor 02 99 14 18 47
Courriel : [email protected] ; [email protected]

Laboratoire d’accueil : CIRAD, UR 105 Forêts & Sociétés, Montpellier
Directeurs des Laboratoires : Plinio Sist (UR 105 F&S) & Samuel Corgne (LETG Rennes)
Equipe d’accueil :
Cirad : UR 105 F&S, Julie Betbeder, Valéry Gond, Lilian Blanc
CNRS LETG : Damien Arvor

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