Rapport bibliographique Influence de la composition et de

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Master 2 Ecologie Fonctionnelle, Comportementale et Evolutive
Ecole Doctorale Vie-Agro-Santé
Université de Rennes 1
2009-2010
Rapport bibliographique
Influence de la composition et de la structuration du paysage sur le
fonctionnement des populations de ravageurs des cultures
Stefaniya KAMENOVA
Laboratoire d’accueil :
INRA
Biologie des Organismes et des Populations Appliquée
à la Protection des Plantes
Responsable scientifique :
Manuel Plantegenest

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SOMMAIRE
Méthodologie ..................................................................................................................... 3
Introduction ....................................................................................................................... 3
I- Effets directs du paysage sur les populations de ravageurs ......................................... 5
1- Influence de la composition et de la structure ........................................................... 5
2- Aspects dynamiques du paysage ............................................................................... 8
II- Effets indirects du paysage sur les populations de ravageurs .................................. 10
III- Perspectives pour contrôle biologique ..................................................................... 14
Conclusion ....................................................................................................................... 17
Bibliographie ................................................................................................................... 18

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Méthodologie
Il existe un relativement faible nombre d’études sur les effets du paysage sur le
fonctionnement des ennemis des cultures et les résultats semblent contradictoires. Mon choix
a essentiellement porté sur des articles de synthèses et des revues. Quelques auteurs clé m’ont
servi de base initiale pour mes recherches. Pour le reste des articles les mots-clés « biological
control*landscape », « natural ennemies », « pest control » ont été utilisés, dans la base de
données Web of Science de la plateforme Bibliovie. D’autres plateformes comme Science
direct ou SpringerLink ont également été utilisées.
La recherche a porté essentiellement sur la pertinence de l’article, moins sur la réputation de
l’auteur et beaucoup moins sur la réputation de la revue.
Parallèlement la littérature abondante en écologie du paysage sur le déclin/maintien de la
biodiversité en milieu agricole en général ou avec un accent sur les ennemis naturels m’a été
très utile. Mon attention a également porté beaucoup sur des articles avec application très
pratique notamment avec des évaluations des pertes causées par les ravageurs ou l’utilisation
des pesticides, ainsi que des articles proposant des outils de gestion intégrée/alternatives pour
l’agriculture avec des exemples concrets.
Introduction
Les agro-écosystèmes sont d’une importance majeure pour l’homme : ils fournissent
des bénéfices inestimables à l’homme, particulièrement pour la production de nourriture mais
abritent également une importante biodiversité et un réseau complexe d’interactions entre
espèces (Losey & Vaughan, 2006). L’intensification de l’agriculture moderne qui a pris le
nom de Révolution verte vers 1970 (Khush, 2001 ; Griffon, 2002) a permis d’augmenter la
productivité des terres agricoles de façon spectaculaire et de répondre à la demande d’une
population mondiale croissante grâce à la mécanisation et la simplification de pratiques, et à
l’utilisation accrue d’engrais chimiques et pesticides pour la protection des cultures. Ceci a
conduit à une homogénéisation considérable des paysages agricoles avec une érosion de la
biodiversité et une détérioration des cycles et des fonctions de régulation de base comme le
maintien de la fertilité des sols ou la régulation des ravageurs (Altieri, 1999 ; Kruess &
Tscharntke, 1994). Ces détériorations pourraient conduire à terme à des pertes de productivité

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et économiques considérables remettant en question la sécurité alimentaire ainsi que la
préservation de l’environnement et la qualité de vie.
Face à ces constations, de nouveaux modèles d’agriculture durable ont émergé comme
le modèle de la révolution doublement verte ou bien celui du développement durable visant
une conservation maximale de la biodiversité et des processus de régulation naturels au sein
des agro-écosystèmes. Actuellement il est largement admis que le nouveau paradigme de
l’agriculture doit réintégrer la production agricole dans son environnement afin d’être durable
(Plantegenest et al., 2007).
Dans ce contexte la protection des cultures des ravageurs reste un enjeu majeur (Oerke &
Dehne, 2004). Jusqu’à maintenant cette protection a essentiellement reposée sur l’utilisation
des pesticides synthétiques (Hashemi et al., 2009). Cependant leur utilisation a été remise en
cause suite à la mise en évidence d’effets négatifs sur la santé humaine et l’environnement
(Pimentel et al., 1993 ; Wilson & Tisdell, 2001). Leur efficacité a également diminué suite au
développement de résistances chez les ravageurs (Leibee & Capinera, 1995 ; Oerke & Dehne,
2004). Pour explorer des alternatives à l’utilisation des pesticides pour la protection des
cultures, il est essentiel de comprendre le fonctionnement des populations d’ennemis des
cultures au sein des paysages agricoles afin proposer des stratégies de contrôle intégrant la
gestion durable des agro-écosystèmes. Ceci nécessite de changer l’échelle d’investigation de
celle du champ à celle du paysage agricole (Plantegenest et al., 2007). L’écologie du paysage
fournit des outils pour gérer les agro-écosystèmes en termes de protection durable des cultures
(Estevez et al., 2000) et fournit des informations sur les processus écologiques (Fabre et al.,
2005)
L’idée que certains éléments paysagers peuvent jouer un rôle de source de prédateurs
pour diminuer les populations de ravageurs n’est pas nouvelle (Joannon et al., 2008). Par
exemple le potentiel de régulation des haies a été mis en évidence depuis les années 1970
(Van Emden & Williams, 1974).
Cependant le contexte paysager n’influence pas toutes les espèces de la même manière et les
communautés en interaction sont formées d’espèces avec des stratégies différentes
d’exploitation de l’espace (With et al., 2002). La perception de l’échelle spatiale de la
complexité paysagère et les réponses à la structure du paysage, facilitant ou empêchant les
mouvements entre les patches d’habitats sont spécifiques pour chaque espèce (McIntyre &
Wiens, 1999).

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Les paysages agricoles sont des mosaïques d’éléments cultivés et non cultivés, dont la
quantité, la qualité (composition paysagère) et l’arrangement spatial (la structure du paysage)
sont gérés selon les objectifs agricoles à des échelles différentes conduisant à une grande
hétérogénéité (Ouin et al., 2002). Les paysages hétérogènes, incluent une grande proportion
d’habitats non cultivés, abritent une plus grande biodiversité que les paysages simples et
assurent plus efficacement la fonction de contrôle naturel des ravageurs à travers de multiples
mécanismes (Bianchi et al., 2006). La composition, la structure et la dynamique spatio-
temporelle de la mosaïque paysagère influencent directement le fonctionnement et la
dynamique des populations de ravageur. Les effets peuvent être aussi indirects par leur
influence sur l’abondance et l’activité des ennemis naturels qui maintiennent les populations
de ravageurs herbivores en-dessous des densités économiquement dommageables.
Même s’il est largement admis et fréquemment démontré que les paysages complexes abritent
une plus grande biodiversité, notamment d’ennemis naturels, son rôle dans le contrôle naturel
des populations de ravageurs reste controversé (Bianchi et al., 2006).
La première partie du rapport concernera les effets directs du paysage sur la
dynamique des populations des ravageurs, les effets indirects seront abordés dans la seconde
partie. Enfin, les perspectives pour le contrôle biologique dans le cadre d’une gestion durable
des paysages agricoles feront objet de la troisième partie.
II. Effets directs du paysage sur le fonctionnement des populations de ravageurs
1. Influence de la composition et de la structure
La structure et la composition du paysage peuvent influencer à la fois l’écologie et
l’évolution des arthropodes ravageurs des cultures.
Le terme de ravageur n’a pas de signification écologique et caractérise le potentiel de
nuisance d’un organisme vis-à-vis des activités humaines, principalement agricoles. Un
organisme est habituellement considéré comme un ravageur lorsqu’il rentre en compétition
avec les humains pour une ressource, et quand il est présent en grand nombre.
Les ravageurs phytophages peuvent se spécialiser, en fonction de l’hétérogénéité et la
stabilité du paysage, sur une plante hôte particulière ou exploiter successivement ou
simultanément une large gamme d’hôtes (Kennedy & Storer, 2000). Compte tenu du caractère
fréquemment éphémère des zones cultivées, les ravageurs sont forcés de migrer vers d’autres
hôtes favorables (Vialatte et al., 2006). En conséquence, ils ont des cycles complexes qui
peuvent impliquer l’exploitation d’espèces de plantes différentes plus ou moins proches