Chapitre 1. Les effets de l`agriculture sur la biodiversité

ESCo "Agriculture et biodiversité" - Chapitre 1 1
ESCo "Agriculture et biodiversité"
Chapitre 1.
Les effets de l’agriculture
sur la biodiversité
Coordinateurs :
Françoise Burel
Eric Garnier
Autres auteurs :
Bernard Amiaud
Stéphane Aulagnier
Alain Butet
Bruno Chauvel
Gabriel Carré
Jérôme Cortet
Denis Couvet
Pierre Joly
Françoise Lescourret
Sylvain Plantureux
Jean-Pierre Sarthou
Christian Steinberg
Muriel Tichit
Bernard Vaissière
Diederick van Tuinen
Cécile Villenave
"It is unlikely that the huge mass of competing hypotheses, paradigms,
classification schemes, etc. [to explain variation in species richness]
will be resolved any time soon. The study of coexistence is truly unique
in the complexity of the proposed hypotheses and their interrelationships"
Palmer (1994)

ESCo "Agriculture et biodiversité" - Chapitre 1 2
Sommaire
1.1. Cadre et concepts ........................................................................................................................4
1.1.1. Utilisation des terres et agriculture..............................................................................................4
1.1.2. Les composantes de la biodiversité............................................................................................5
1.1.2.1. Généralités.....................................................................................................................................5
1.1.2.2. Biodiversité et agriculture...............................................................................................................5
1.1.3. Impacts de l’intensification : un cadre conceptuel.......................................................................6
1.1.3.1. Les échelles spatiales sont primordiales........................................................................................6
1.1.3.2. Composition fonctionnelle : les traits des espèces.........................................................................7
1.1.3.3. Contrôles sur la richesse spécifique à l’échelle locale...................................................................8
1.1.3.4. Contrôles sur la structure fonctionnelle à l’échelle locale...............................................................9
1.1.3.5. Contrôles sur la diversité spécifique à l’échelle du paysage..........................................................10
1.1.4. Les groupes d’espèces retenus pour l’expertise.........................................................................11
1.1.5. La grille d’analyse de l’effet des impacts de l’agriculture sur la biodiversité...............................17
1.2. Effets des pratiques agricoles sur la biodiversité à l’échelle de la parcelle..........................18
1.2.1. Grandes cultures annuelles et pérennes.....................................................................................18
1.2.1.1. La lutte contre les ennemis des cultures........................................................................................18
1.2.1.2. Le labour et autres façons culturales.............................................................................................32
1.2.1.3. La fertilisation : Engrais minéraux et organiques ...........................................................................37
1.2.1.4. Les rotations et autres façons culturales........................................................................................43
1.2.1.5. La gestion de l’eau.........................................................................................................................51
1.2.1.6. L’utilisation de plantes génétiquement modifiées...........................................................................52
1.2.2. Prairies ........................................................................................................................................61
1.2.2.1. Effets du pâturage..........................................................................................................................61
1.2.2.2. Interactions non trophiques entre animaux domestiques et animaux sauvages............................80
1.2.2.3. Effets des traitements sanitaires....................................................................................................81
1.2.2.4. Effets de la fauche.........................................................................................................................82
1.2.2.5. Effets de la fertilisation...................................................................................................................84
1.2.3. Abandon et jachère .....................................................................................................................90
1.2.3.1. Plantes...........................................................................................................................................91
1.2.3.2. Arthropodes ...................................................................................................................................93
1.2.3.3. Faune du sol..................................................................................................................................96
1.2.3.4. Microorganismes du sol.................................................................................................................97
1.2.3.5. Vertébrés .......................................................................................................................................98
1.3. Impacts à l’échelle du paysage................................................................................................. 100
1.3.1. L’agriculture comme facteur influençant le niveau de diversité des habitats............................ 100
1.3.2. Rôle du niveau de diversité d’habitats lié à l’agriculture pour la biodiversité............................ 101
1.3.2.1. Rôle pour la richesse spécifique et la diversité génétique ...........................................................101
1.3.2.2 Rôle pour les espèces patrimoniales (dont messicoles) ...............................................................109
1.3.2.3 Rôle pour la diversité ou la composition fonctionnelles.................................................................109
1.3.3. Importance relative des pratiques agricoles, systèmes de production, et structuration
du paysage.......................................................................................................................................... 111
1.3.3.1 Structure du paysage et intensification de l’agriculture conventionnelle.......................................111
1.3.3.2 Structure du paysage et agriculture biologique.............................................................................112
1.3.3.3. Prise en compte des caractéristiques fonctionnelles des organismes pour prédire les effets
de l’intensification des pratiques agricoles et de l’hétérogénéité du paysage...........................................114
1.4. Indicateurs et biodiversité......................................................................................................... 116
1.4.1. Indicateurs : concepts et méthodologie..................................................................................... 116
1.4.2. Indicateurs, environnement et agriculture................................................................................. 117

ESCo "Agriculture et biodiversité" - Chapitre 1 3
1.4.3. Indicateurs de biodiversité......................................................................................................... 119
1.4.4. Conclusion................................................................................................................................. 126
1.5. Bilan du chapitre ........................................................................................................................ 127
1.5.1. Traitement des effets de l’agriculture sur la biodiversité dans la littérature scientifique........... 127
1.5.1.1. Espèces, parcelles, paysages......................................................................................................127
1.5.1.2. Les composantes fonctionnelles et génétiques de la biodiversité................................................127
1.5.1.3. Les limites....................................................................................................................................128
1.5.2. Les effets des pratiques agricoles sur la biodiversité à l'échelle des parcelles........................ 128
1.5.2.1. Les effets des pratiques agricoles dans les parcelles cultivées...................................................128
1.5.2.2. Les effets des pratiques agricoles dans les prairies.....................................................................131
1.5.2.3. Les effets de la mise en jachère et de l’abandon des pratiques agricoles...................................132
1.5.2.4. Des patrons généraux de réponse de la biodiversité aux pratiques agricoles ? ..........................133
1.5.3. Les effets de l’agriculture sur la biodiversité à l’échelle du paysage ........................................ 134
1.5.3.1. Les composantes de la structure du paysage..............................................................................134
1.5.3.2. Interactions entre structure du paysage et mode de production ..................................................135
1.5.3.3. Le rôle de la trame verte et bleue ................................................................................................135
1.5.4. Les indicateurs de biodiversité.................................................................................................. 137
1.5.5. Conclusions............................................................................................................................... 137
Références bibliographiques citées dans le chapitre 1................................................................ 140

ESCo "Agriculture et biodiversité" - Chapitre 1 4
1.1. Cadre et concepts
1.1.1. Utilisation des terres et agriculture
Depuis plusieurs millénaires, les activités humaines, et particulier l’agriculture, ont conduit à la
transformation progressive d’une grande partie des surfaces terrestres (Figure 1.1-1). Dans de
nombreuses régions d’Europe en particulier, les paysages agricoles sont vieux de plus de 2000 ans
(Gropalli, 1993), et les zones agricoles représentent la majorité de l’espace. En France, la superficie
occupée par l’agriculture en 2003 était de 32 millions d’hectares (Figure 1.1-2), ce qui représente 59%
du territoire national métropolitain (Desriers, 2007), plaçant la France sur la partie "intensive" du
schéma d’évolution théorique présenté sur la Figure 1.1-1.
Figure 1.1-1. Suite aux transitions
démographiques et économiques,
les sociétés semblent suivre une
séquence de différents modes
d'usage des terres. Cela se traduit
par des paysages plus ou moins
marqués par l’empreinte de
l’agriculture sous forme de
systèmes de production extensifs
ou intensifs. Tiré de Foley et al.
(2005)
Bien que les récentes préoccupations à propos de l’érosion de la biodiversité se focalisent
principalement sur la transformation et la destruction d’habitats naturels, de nombreux paysages gérés
par l’homme contiennent une diversité spécifique comparable à celle de nombreux écosystèmes
naturels (Altieri, 1999), dont en particulier de nombreuses espèces en déclin (Tucker, 1997). Il est
donc évident que toute réflexion portant sur la biodiversité se doit d’intégrer non seulement les
espaces naturels, mais aussi ceux qui sont gérés par l’homme (Tscharntke et al., 2005).
Figure 1.1-2. Evolution de la répartition
de trois grands modes d’usage des terres
sur le territoire français de 1950 à 2004
(tiré de Desriers, 2007).
L'agriculture intensive n’est bien sûr pas seulement affaire de superficie utilisée. Elle se définit comme
un système de production agricole caractérisé par l'usage important d'intrants, et cherchant à

ESCo "Agriculture et biodiversité" - Chapitre 1 5
maximiser la production par rapport aux facteurs de production, qu'il s'agisse de la main d’oeuvre, du
sol ou des autres moyens de production, tel que le matériel agricole. Elle se caractérise par un
ensemble de pratiques au niveau parcellaire, dont notamment l’augmentation des intrants chimiques
(engrais, pesticides), l’introduction de nouvelles cultures et un recours important à la monoculture,
l’évolution du travail du sol et des calendriers de travaux.
Des indices globaux d’intensification de l’agriculture existent bien, mais ils sont difficiles à
interpréter, et donc d’utilité limitée. C’est ce qu’ont montré par exemple Herzog et al. (2006), au cours
d’une étude comparant 24 sites de 25km² chacun dans sept pays européens, et dans laquelle un indice
synthétique d’intensification de l’agriculture n’a pas permis de comparer les systèmes de production
de façon satisfaisante. Par ailleurs, de nombreux travaux traitent en fait des effets de l’intensification
sans la qualifier ou l’expliciter clairement.
Dans ce chapitre, deux échelles ont été privilégiée pour l’étude des impacts de l’agriculture sur la
biodiversité : celle de la parcelle et celle du paysage.
1.1.2. Les composantes de la biodiversité
1.1.2.1. Généralités
Le néologisme "biodiversité", apparu dans les années 80 (cf.
chapitre liminaire pour plus de détails), englobe trois niveaux
d'organisation du vivant : la diversité écologique (ou diversité
des écosystèmes), la diversité spécifique (diversité des
espèces ou interspécifique), la diversité génétique (ou intra-
spécifique). Dans le cadre de cette expertise, c’est
principalement le niveau d’organisation spécifique qui a été
retenu.
A ce niveau d’organisation, l'écologie a formalisé des
caractérisations de la biodiversité, dont les composantes sont
distinguées, selon une logique taxinomique ou au contraire
plus fonctionnelle (Figure 1.1-3). Dans les approches
taxinomiques, peuvent ainsi être précisées : la richesse
spécifique (nombre d'espèces présentes), l'abondance relative
des différentes espèces, la composition en espèces (leur
identité), leur distribution spatiale ou leur position dans le
réseau trophique.
Dans les approches fonctionnelles, les taxons sont
appréhendés par leurs caractéristiques ("traits")
fonctionnelles, Par exemple, on regroupera sous le terme de
‘pollinisateurs’ des organismes assurant la fonction de
pollinisation indépendamment de leur appartenance
taxonomique.
1.1.2.2. Biodiversité et agriculture
Les métriques de diversité utilisées dans la littérature et reportées dans cette expertise dépendent
beaucoup du groupe d’organismes et de l’échelle considérés. Il peut s’agir de la richesse spécifique à
différentes échelles (locale ou paysage : section 1.1.3. et Tableau 1.1-1), mais la plupart du temps ces
métriques ne portent que sur un groupe d’organismes particulier (les plantes ou les insectes épigés, par
exemple). D’une façon générale, on n’a donc pas accès à la diversité de l’ensemble des organismes
présents sur un territoire donné.
Figure 1.1-3. Les différentes composantes
de la biodiversité. Toutes peuvent être
affectées par les pratiques agricoles.
D’après Díaz et al. (2006)
Les symboles représentent des individus ou des
unités de biomasse. Les différents figurés
peuvent représenter différents génotypes,
phénotypes ou espèces