A generic bio-economic farm model for environmental and economic assessment of agricultural systems

Sander Janssen (1) , Kamel Elouhichi (2, 3, 4) , Argyris Kanellopoulos (1) , Peter Zander (5) , Guillermo Flichman (4) , Huib Hengsdijk (1) , Eelco Meuter (1) , Erling Andersen (6) , Hatem Belhouchette (7, 4) , Maria Blanco (8) , Nina Borkowski (9) , Thomas Heckelei (9) , Martin Hecker (5) , Hongtao Li (10) , Alfons Oude Lansink (1) , Grete Stokstad (11) , Peter Thorne (12) , Herman van Keulen (1) , Martin K. van Ittersum (1)

1 WUR - Wageningen University and Research [Wageningen]
2 ECO-PUB - Economie Publique
3 INRA - Institut National de la Recherche Agronomique
4 CIHEAM-IAMM - Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier
5 ZALF - Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung = Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research
6 UCPH - University of Copenhagen = Københavns Universitet
7 UMR SYSTEM - Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens
8 IPTS - JRC Institute for Prospective Technological Studies
9 Universität Bonn = University of Bonn
10 IDSIA - Istituto Dalle Molle di Studi sull'Intelligenza Artificiale
11 NMBU - Norwegian University of Life Sciences
12 Edin. - University of Edinburgh

Bio-economic farm models are tools to evaluate ex-post or to assess ex-ante the impact of policy and technology change on agriculture, economics and environment. Recently, various BEFMs have been developed, often for one purpose or location, but hardly any of these models are re-used later for other purposes or locations. The Farm System Simulator (FSSIM) provides a generic framework enabling the application of BEFMs under various situations and for different purposes (generating supply response functions and detailed regional or farm type assessments). FSSIM is set up as a component-based framework with components representing farmer objectives, risk, calibration, policies, current activities, alternative activities and different types of activities (e.g., annual and perennial cropping and livestock). The generic nature of FSSIM is evaluated using five criteria by examining its applications. FSSIM has been applied for different climate zones and soil types (criterion 1) and to a range of different farm types (criterion 2) with different specializations, intensities and sizes. In most applications FSSIM has been used to assess the effects of policy changes and in two applications to assess the impact of technological innovations (criterion 3). In the various applications, different data sources, level of detail (e.g., criterion 4) and model configurations have been used. FSSIM has been linked to an economic and several biophysical models (criterion 5). The model is available for applications to other conditions and research issues, and it is open to be further tested and to be extended with new components, indicators or linkages to other models.

Les modèles bioéconomiques de ferme sont des outils pour évaluer ex-post ou anticiper ex-ante l'impact des changements des politiques et des technologies sur l'agriculture, l'économie et l'environnement. Récemment, différents BEFMs ont été développés, souvent dans un seul but ou localisation, mais aucun de ces modèles n'a été réutilisé plus tard à d'autres fins ou lieux. Le Farm System Simulator (FSSIM) fournit un cadre générique permettant l'application de BEFMs dans différentes situations et à diverses fins (estimation des fonctions d’offre, évaluations détaillées régionale ou par type de ferme…). FSSIM est conçu comme un cadre de modélisation intégré avec des composants qui représentent les objectifs des agriculteurs, le risque, le calibrage, les politiques publiques, les activités courantes, les activités alternatives, les différentes activités de production (par exemple, les cultures annuelles et pluriannuelles et l’élevage). Le caractère générique du modèle FSSIM est évalué selon cinq critères en examinant ses applications. FSSIM a été appliqué à diverses zones pédoclimatiques (critère 1) et à plusieurs types d'exploitations (critère 2) avec différentes spécialisations, intensités et tailles. Dans la plupart des applications FSSIM a été utilisé pour évaluer les effets des changements des politiques et dans deux applications pour évaluer l'impact des innovations technologiques (critère 3). Dans les différentes applications, plusieurs sources de données, niveau de détail (par exemple, le critère 4) et configurations du modèle ont été utilisés. FSSIM a été couplé à un modèle économique et à plusieurs modèles biophysiques (critère 5). Le modèle est disponible pour des applications à d'autres conditions et enjeux de la recherche, et il est ouvert à de nouveaux essais et à être étendue avec de nouveaux composants, indicateurs ou liens vers d'autres modèles.

Mots clés: LAND USE; CROPPING SYSTEMS; NONPOINT SOURCE POLLUTION; BIO-ECONOMIC MODELLING; TECHNOLOGICAL INNOVATION; AGRICULTURAL POLICY; INTEGRATED ASSESSMENT; FARMING SYSTEMS; MODELISATION BIOECONOMIQUE; INNOVATION TECHNOLOGIQUE; EVALUATION INTEGREE; FRAMEWORK; CROPSYST; POLICY ANALYSIS; SIMULATION MODEL; MEDITERRANEAN ENVIRONMENT; PROGRAMMING MODEL

Domaines: Sciences du Vivant [q-bio]

Sander Janssen, Kamel Elouhichi, Argyris Kanellopoulos, Peter Zander, Guillermo Flichman, et al.. A generic bio-economic farm model for environmental and economic assessment of agricultural systems. Environmental Management, 2010, 46 (6), pp.862-877. ⟨10.1007/s00267-010-9588-x⟩. ⟨hal-01172933⟩