La modélisation multi-agents : un outil pour définir des stratégies de lutte contre les

hétérogènes d’agriculteurs

Résumé en français

L’acquisition et de la diffusion de l’information au sein d’une population hétérogène de personnes a beaucoup été étudié en sciences sociales. Cependant, peu d'approches ont été développées pour mieux comprendre comment les patrons et les processus de diffusion de l'information affectent la gestion de ressources dans des systèmes socio-écologiques complexes. C’est cependant une question opportune pour les programmes de protection des plantes qui sont plus que jamais à l'ordre du jour des politiques internationales en raison du nombre croissant de défis liés au contrôle des ravageurs des cultures. Pour évaluer l'impact de comportements hétérogènes d’agriculteurs et les types de diffusion de l'information (actif ou passif) sur le succès d’une campagne de protection intégrée des cultures (IPM), nous avons développé un modèle socio-écologique couplant un modèle de ravageur des cultures (croissance et dispersion) avec un modèle comportemental des agriculteurs (contrôle des ravageurs et diffusion des pratiques de gestion). L'objectif principal du modèle était d’explorer des stratégies de diffusion de l’information dans un contexte de protection intégrée des cultures. Nos simulations ont révélé que 1) la diffusion IPM passive de l'information parmi les agriculteurs semblerait être plus efficace pour contrôler le ravageur à l’échelle du groupe d’agriculteurs que la diffusion active et que 2) les niveaux croissants d'hétérogénéité dans le comportement des agriculteurs ralentiraient significativement la dynamique de contrôle du ravageur, mais dans une moindre mesure dans le cas de la diffusion passive de l'information. Nos découvertes suggèrent donc que des programmes de diffusion IPM doivent concentrer leurs efforts dans le développement de méthodes générant des conditions propices à l’apprentissage, tout en intégrant les limitations dues à l’hétérogénéité des comportements des agriculteurs. Notre étude démontre de plus l’importance du développement d’une plateforme permettant de faire le lien entre données sociales et écologiques, dans le temps et dans l’espace, dans un contexte de gestion des systèmes agricoles. Bien que dans cette étude, nous nous soyons concentrés spécifiquement sur des niveaux d'infestation de ravageurs et des stratégies de diffusion IPM de l'information, notre approche pour comprendre la diffusion de l'information au sein de populations humaines hétérogènes en interaction avec des variables

95 environnementales serait applicable dans un contexte plus large, intégratif des aspects sociaux et des questions de gestion de ressources.

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An agent-based modeling framework for integrated pest

management dissemination program

Elsevier Editorial System(tm) for Environmental Modelling & Software:

Manuscript Draft Revision #2

Article Type: Special Issue: Spatial ABMs for SES

Keywords: agent-based model; socio-ecological systems; pest control; farmers; information

diffusion; behavioral heterogeneity

Corresponding Author: Dr. Olivier Dangles,

Order of Authors: François Rebaudo; Olivier Dangles

Abstract

The study of how people acquire and diffuse information among heterogeneous populations has a rich history in the social sciences. However, few approaches have been developed to better understand how information diffusion patterns and processes affect resource management in complex socio-ecological systems. This is a timely issue for crop protection diffusion programs, which have a larger place than ever on the international policy agenda due to the growing number of challenges related to controlling agricultural pests. To assess the impact of heterogeneous farmer behaviors (receptivity toward IPM practices) and types of information diffusion (either active or passive) on the success of integrated pest management (IPM) programs, we developed a socio-ecological model coupling a pest model (population growth and dispersion) with a farmer behavioral model (pest control and diffusion of pest management practices). The main objective of the model was to provide insights to explore effective IPM information diffusion strategies at the farmer community level. Our simulations revealed 1) that passive IPM information diffusion among agents seemed to be more effective to control pest over the community of agents than active diffusion and 2) that increasing levels of agent heterogeneity would significantly slow down pest control dynamics at the community level, but to a lower extent in the case of passive IPM information diffusion. Our findings therefore suggest that IPM diffusion programs should focus their efforts in developing methods to create purposefully the conditions for social learning as a deliberate pest control mechanism, while taking into account potential limitations related to the commonly reported farmer heterogeneity. Our study further stresses the need to develop a

97 comprehensive and empirically based framework for linking the social and ecological disciplines across space and time in agricultural system management. While we specifically focus on pest infestation levels and IPM information diffusion strategies in this study, our approach to understand information diffusion within heterogeneous human populations in interaction with environmental features would be applicable to a much wider range of both social and resource management issues.

Software availability

Developer: F. Rebaudo

Contact: francois.rebaudo@ird.fr or olivier.dangles@ird.fr Year first available: 2012

Software required: NetLogo 5.0 (Wilensky 1999) Program language: NetLogo

The model description using the Overview, Design concepts and Details protocol (Grimm et al., 2010) can be found in Appendix A and the model itself in Appendix E (alternatively it can be obtained by contacting the authors). The model requires the Open Source multi-agent programmable modeling environment NetLogo which can be downloaded at http://ccl.northwestern.edu/netlogo/.