Quelles échelles pertinentes de temps et d'espace pour prédire l'occurrence des adventices ?

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Quelles échelles pertinentes de temps et d’espace pour prédire l’occurrence des adventices ?

Audrey Alignier

To cite this version:

Audrey Alignier. Quelles échelles pertinentes de temps et d’espace pour prédire l’occurrence des

adventices ?. Ecole chercheurs Paysage et Santé des Plantes, Jan 2016, Bruz, France. 16 p. �hal-

01458637�

Quelles échelles pertinentes de temps et d’espace pour prédire l’occurrence des espèces adventices ?

Ecole chercheur « Paysage et Santé des plantes » - 19/01/16

Audrey Alignier

[email protected]

Contexte

Demande sociétale forte d’un changement vers une agriculture plus durable qui préserve la biodiversité et les services associés

Prise de conscience de l’impact de la gestion, de la parcelle au territoire, sur la biodiversité et le fonctionnement des agroécosystèmes

Vers une gestion intégrée des agroécosystèmes

Millenium Ecological Assessment 2005 ; Firbank et al. 2008; Gabriel et al. 2010

Peu de consensus sur l’échelle « optimale » de gestion

Les adventices, un enjeu pour la gestion intégrée

Bioagresseurs vs. base des réseaux trophiques

Disposer de modèles prédictifs pour proposer et tester des scénarios d’allocation des cultures et des pratiques

Park et al. 2003; Petit et al. 2010; Petit et al. 2012

• Gérées à l’échelle de la parcelle

• Les pratiques de gestion, connues pour influencer les adventices

• Capables de disperser sur de longues distances

Relier la présence/absence à des facteurs biotiques ou abiotiques favorables Prédire la distribution des espèces

Application « cartographique » sur de larges étendues spatiales

Les modèles de distribution d’espèces

• Species Distribution Models (SDMs)

• Applicable aux adventices…

…mais quelles échelles considérer ?

Guisan & Zimmermann 2000; Wiens 2002; Elith & Leathwick 2009

Echelle spatiale: cas des adventices

• Rôle refuge des bordures de champs

• Influence du paysage, de quelques mètres à plusieurs kilomètres

Cordeau et al. 2011; Gaba et al. 2010; Bohan & Haughton 2012

• Contribution relative du local vs.

environnement pas encore claire

Ex. bordure de champ du bocage breton

• Echelle de dispersion ?

Echelle temporelle: cas des adventices

• Les paysages agricoles sont dynamiques (rotation des cultures)

2008 2009 2010

• Banque de graines à durée de vie longue

Site atelier de Fénay

e.g. biomasse du stock liée à la rotation

Buhler et al. 1997; Cousens et al. 2004; Bohan et al. 2011

Comment décrire le paysage pour une adventice ?

Influence des parcelles voisines ?

Influence des pratiques ? Influence des bordures ?

IFT, labour culture

Quelques années Année n

Scénarios Succession de cultures

Succession de pratiques Culture Pratiques

Futur

Alignier et al. 2013

Les pratiques et l’histoire des pratiques, de la parcelle au paysage: un défi méthodologique

Bénéficier de données sur le long terme et sur une large étendue spatiale

Comment synthétiser l’information ? e.g. les rotations Quel niveau de précision ? e.g. le type de culture

Les modèles, une nécessaire simplification

• A l’échelle de la parcelle

• A l’échelle du paysage

Synthétiser l’information des parcelles environnantes

Les données

• 58 parcelles suivies annuellement

• Relevés de flore 2008-2011 en plein champ (quadrats 40 x 50m)

• Description des bordures

• Cultures et pratiques sur toutes les parcelles depuis 2004

, 890 ha

Fenêtre temporelle de 5 ans

Les données

Sélection de 13 espèces adventices :

‒ Fréquentes mais pas systématiques

‒ Traits biologiques contrastés

‒ Plus ou moins compétitives (« nuisibilité »)

Espèces Cycle Dispersion Spécialisation Compétitivité Aethusa cynapium annuelle barochore Moyenne -

Alopecurus

myosuroides annuelle barochore Faible Moyenne

Anagallis arvensis annuelle barochore Faible Forte

Chenopodium album annuelle barochore Faible Moyenne

Cirsium arvense pérenne anémochore Faible Moyenne

Euphorbia exigua annuelle zoochore Forte -

Galium aparine annuelle zoochore Faible Faible

Geranium dissectum annuelle barochore Faible Forte

Papaver rhoeas annuelle barochore Moyenne Moyenne

Polygonum aviculare annuelle barochore Faible Forte

Polygonum convolvulus annuelle barochore Faible -

Solanum nigrum annuelle zoochore Moyenne -

Veronica hederifolia annuelle barochore Moyenne Faible

Présence/Absence ~

Variables à l’année n

Culture Classes de culture Type de culture

Variables cumulées sur plusieurs années

+ Labour + IFT

+ Labour cumulé + IFT cumulé

+ Nb de cult. de printemps

+ Type de bordures

+ Labour parcelles voisines + IFT parcelles voisines

+ Labour cumulé PV + IFT cumulé PV

+ Nb de cult de printemps PV

LAR GE

Modèle 1

Modèle 2

Modèle 3

Modèle 4

Modèle 5

INTER M. LOCALE

Approche statistique: sélection de modèles

Validation du caractère prédictif des modèles par courbes ROC

Aucune Culture Classe Type 0

1 2 3 4 5

Nb. espèce s

• 25 cultures (colza, blé, orge…)

• 9 classes (oléagineux, maïs, fourrage, maraichage,…)

• 2 types (hiver / printemps)

≈ généralistes

Résultats – effet « culture »

Résultats – échelle spatiale / échelle temporelle

Variables à l’année n

« Culture »

Variables cumulées sur plusieurs années

« Pratiques »

« Bordures »

« Pratiques voisines » LAR GE INTER M. LOCALE

« Culture »

« Pratiques »

« Bordures »

« Pratiques voisines » Aethusa cynapium

Alopecurus myosuroides Anagallis arvensis

Chenopodium album

Cirsium arvense Euphorbia exigua

Galium aparine

Geranium dissectum

Papaver rhoeas Polygonum aviculare

Polygonum convolvulus Solanum nigra

Veronica hederifolia

Résultats – échelle temporelle

NS n n-1 n-2 n-3 n-4 n-5

Labour

0 1 2 3 4 5

NS n n-1 n-2 n-3 n-4 n-5

IFT Herbicide

NS n n-1 n-2 n-3 n-4 n-5

Nb cult printemps

0 1 2 3 4 5

0 1 2 3 4 5

Nb. espèce s

Discussion

• Echelles de temps et d’espace : question non triviale pour des SDM

‒ Réponse variable selon les espèces

‒ Difficulté pour définir « patch d’habitat favorable »

• Effets de l’historique des pratiques

• Effets locaux : importance de la phénologie de la culture

• Effets spatiaux

‒ Liés à la bordure

‒ Mise en évidence malgré « le poids du passé »

‒ Pas de différenciation selon mode de dispersion connu des espèces

‒ Vers une définition du paysage « fonctionnel »

Davis et al. 2005; Fahrig et al. 2011

‒ Importance de la banque de graines

Merci pour votre attention

Ce travail a reçu le soutien financier du 7

programme cadre de l’Union

Européenne (2007-2013) sous l’agrément n°265865.