En conclusion, les études de cette thèse sont fortement dépendantes des dispositifs mis en place dans le cadre du projet Biophyto. Le réseau Biophyto est composé d’exploitations avec dans chacune deux parcelles de deux types de pratiques différents, mais les différences entre deux parcelles ne sont pas constantes d’un site à l’autre et d’une année à l’autre. Cette variabilité de situation a plusieurs causes : les différences entre les exploitations au départ du projet, les différences d’application des nouvelles pratiques dans les parcelles « agroécologiques » et enfin les différences d’évolution des pratiques dans les parcelles « témoins ». Dans les analyses présentées dans les chapitres suivants, nous ne considèrerons
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● −3 −2 −1 0 1 2 3 −3 −2 −1 0 1 2 3 Dimension 1 (48,02 %) Dimension 2 (30,51 %) manguier seminat culture SHDI TE PR Parcelle témoin 2012 témoin 2013 témoin 2014 agroeco. 2012 agroeco. 2013 agroeco. 2013
Figure 2.10 –Analyses en composantes principales sur les variables de paysage. Les symboles représentent les individus, leurs formes correspondent aux exploitations et leurs couleurs indiquent la parcelle et l’année. Les variables sont représentés par les flèches, culture : la proportion de cultures ; manguier : la proportion de vergers de manguiers ; seminat : la proportion d’éléments semi-naturels ; PR (Patch Richness) : le nombre de type de patches ; SHDI : l’indice de diversité de Shannon ; TE (Total Edge) : longueur totale des bordures de patches.
pas les pratiques en types de pratiques (« agroécologique » ou « témoin ») mais nous les caractériserons selon un ensemble de variables quantitatives.
La caractérisation des communautés des vergers de manguiers à La Réunion montre l’importante diversité des arthropodes. Les taxa remarquables en richesse spécifique sont les hyménoptères parasitoïdes et les araignées. Les inventaires soulignent également l’importance, en termes d’abondance, des espèces de fourmis envahissantes.
Interactions multi-trophiques dans
les communautés des vergers
Introduction
Pour répondre à l’enjeu de l’utilisation de la biodiversité pour ses services, il est néces- saire de comprendre comment les pratiques agricoles et le paysage influencent la diversité des groupes trophiques et, au sein de communautés, d’expliquer comment les groupes trophiques interagissent. Ces études sont généralement conduites dans des expériences de manipulation de la biodiversité d’un groupe trophique dans un seul contexte.
Les objectifs des travaux exposés dans ce chapitre sont d’identifier et de comprendre les interactions multi-trophiques agissant dans les réseaux trophiques, en considérant les pratiques agricoles et le paysage. L’approche que nous avons adoptée est originale pour trois raisons :
• son caractère observationnel. Nous nous appuyons sur le réseau de parcelles du projet Biophyto, ce qui nous permet de disposer d’une variété de pratiques et de caractéristiques du paysage, et donc des conditions représentatives des conditions agricoles et écosystémiques ;
• la prise en compte d’effets directs et indirects à de multiples échelles par l’utilisation de modèles d’équations structurelles ;
• la vérification du sens des interactions entre les groupes trophiques. L’ensemble des effets testés et la recherche du sens des interactions entre groupes trophiques représentent un nombre très important de modèles à comparer. Elle a nécessité une longue période de développement de modèles et la réalisation d’analyses sur cluster de calcul (Plateforme South Green de bioinformatique).
Nous avons utilisé une approche bayésienne pour la réalisation des modèles d’équations structurelles. Les spécificités de notre jeu de données (notamment les changements de positions de certains échantillons d’une année sur l’autre) ne permettent pas d’utiliser les outils existants en approche fréquentiste.
la surface du sol et la canopée des manguiers. De plus, pour chacune des strates, les analyses ont été effectuées séparément sur les données d’abondance et de richesse spécifique des groupes trophiques.
Ce chapitre est constitué d’un article soumis à la revue Journal of Animal Ecology : Jacquot M., Massol F., Muru D., Derepas B., Tixier P., & Deguine J.-P. ; Evidence of bottom-up and top-down controls of biodiversity in a tropical agroecosystem, qui est présenté dans la suite de ce chapitre.
Les principaux résultats sont les suivants. Quelle que soit la strate et quel que soit l’indicateur de groupe trophique, les résultats montrent l’absence d’effets de la fréquence des traitements insecticides et des indicateurs de paysage. Lorsque les groupes trophiques ont été considérés d’après leur abondance, seule une interaction vraisemblable et différente de zéro a été trouvée. En revanche, lorsque les groupes trophiques sont considérés d’après leur richesse spécifique, les résultats montrent des interactions complexes entre groupes trophiques, avec des effets positifs ascendants et descendants de la biodiversité. On observe même l’existence d’une cascade de diversité. L’existence d’effets positifs descendants de la diversité des consommateurs sur la diversité de leur ressource est, à notre connaissance, un résultat nouveau et majeur dans la compréhension des mécanismes de coexistence des espèces.
L’absence d’effet des traitements insecticides et du paysage limite les implications de notre travail dans le développement de méthodes de gestion de la biodiversité en vergers de manguiers. Cette absence résulte probablement des limites de notre approche observationnelle. En revanche la cascade de diversité de la diversité des plantes vers la diversité des parasitoïde suggère que l’installation de couvertures végétales diversifiées dans les vergers est un levier majeur pour la lutte biologique par conservation. Elle représente donc un pilier important de la protection agroécologique des vergers de manguiers (Deguine
controls in a tropical agroecosystem
Maxime Jacquota, b, ∗, François Massolc, David Murua, Brice Derepasa, Philippe Tixierd, e, †,
Jean-Philippe Deguinea, †
aCIRAD, UMR PVBMT, F-97410, Saint-Pierre, Réunion, France
bUniversité de La Réunion, UMR PVBMT, F-97410, Saint-Pierre, Réunion, France
cCNRS, Université de Lille - Sciences et Technologies, UMR 8198 Evo-Eco-Paleo, SPICI group, F-59655
Villeneuve d’Ascq, France
dCIRAD, UPR GECO, F-34398, Montpellier Cedex 5, France
eCATIE, Departamento de Agricultura y Agroforesteria, 7170, Cartago, Turrialba 30501, Costa Rica
*Corresponding author.
†these authors contributed equally to this study
Summary
1. The conservation of biodiversity and the provision of services in real-word ecosystems critically depend on how biodiversity is maintained and how biodiversity influences ecosys- tem functioning. Reviews of recent advances highlight the lack of multitrophic approaches at large spatial scale to verify results mostly obtained in biodiversity experiments with manipulation of only one trophic level at small spatial scale.
2. The aim of our study is to identify multitrophic interactions between trophic groups in a tropical agroecosystem, taking into account farming practices and landscape complexity. With an observational approach, we monitored arthropods, farming practices and landscape in 10 pairs of mango orchards on Reunion Island for three years. Using structural equation models, we assessed the best statistical model separately explaining two metrics qualifying each trophic group (abundance and species richness) in two different strata of mango orchards (ground surface vs. mango tree canopy).
3. Results of structural equation models for each stratum show that statistically significant links between abundance of trophic groups are rare. On the contrary, biodiversity mediates complex bottom-up and top-down interactions, including diversity cascade, qualitatively different between strata. One noteworthy difference is the relation between herbivore and predator diversity which is top-down on the ground and bottom-up in the canopy.
4.These results demonstrate that biodiversity have top-down and bottom-up effects in complex communities of an agroecosystem. They highlight the importance of top-down control of predator diversity on the maintenance of primary consumer diversity. In the two adjacent strata, the differences in stratum complexity and resource specialization could explain why and when herbivore or secondary consumer diversity controls the other one. Keywords : ecosystem functioning, food web, landscape, mango, plant diversity, species richness, structural equation model.