Élaboration d'un modèle spatialisé pour favoriser le contrôle biologique de ravageurs de cultures par gestion du paysage agricole

A spatially explicit model to favour biological control of crop pest by managing the agricultural landscape.

• Auteur / Autrice : Hugo Thierry
• Direction : Claude Monteil, Aude Vialatte
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Agrosystèmes, Écosystèmes et Environnement
• Date : Soutenance le 23/11/2015
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Dynamiques et écologie des paysages agriforestiers (Castanet-Tolosan, Haute-Garonne ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Delphine Leenhardt
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Monteil, Aude Vialatte, Pauline Ezzano
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Tixier, Xavier Fauvergue

Mots clés

Mots clés contrôlés

Reproduction (biologie) -- Régulation

Ennemis des cultures

France

Écologie agricole

Mots clés libres

Modèle spatialisé

Ravageurs de cultures

Gestion du paysage

Automate cellulaire

Agroécologie

Spatially explicit model

Crop pest

Landscape management

Cellular automaton

Agroecology

Résumé

La gestion agroécologique durable des paysages agricoles constitue un très fort enjeu social, écologique et économique. Favoriser les différents services écosystémiques que fournissent ces systèmes complexes, caractérisés par une forte variabilité spatio-temporelle liée aux activités anthropiques, est désormais crucial. Le travail développé dans cette thèse s’est focalisé sur les services de régulation des populations de ravageurs, en développant des modèles spatialisés destinés à identifier les interactions entre paysage et populations dans l’optique d’une gestion intégrée du paysage agricole. L’approche conceptuelle utilisée s’est appuyée sur une réflexion sur les choix de niveaux d’organisation et d’échelles spatio-temporelles pertinentes qui a conduit au développement de deux modèles imbriqués : un simulateur de paysages agricoles (ATLAS) reproduisant la variabilité spatio-temporelle des habitats et un automate cellulaire décrivant les dynamiques pluriannuelles d’un puceron des céréales : Rhopalosiphum padi. Une analyse statistique des résultats a permis d’identifier l’effet des différents paramètres du paysage (composition et climat) sur les densités de pucerons à différentes échelles spatiales au cours des saisons. Ont également été évalués les effets potentiels de différents scénarios de gestion plausibles au sein du paysage agricole étudié. Parmi nos résultats, nous identifions que le remplacement du maïs par le sorgho dans le sud-ouest de la France pourrait conduire à une augmentation des densités de R.padi au sein du paysage au printemps, période particulièrement sensible aux infestations. Nous replaçons ce travail dans le cadre plus large de la favorisation des services écosystémiques et apportons des premiers éléments de réflexion pour une gestion durable du paysage agricole;

Sustainable management of agricultural landscapes is a strong social, ecological and economic challenge. Favouring the different ecosystem services provided by these complex systems, characterized by a strong spatio-temporal variability linked to human activity, is by now crucial. The work developed in this thesis has focused on pest population regulation services, by developing spatialized models in order to identify the interactions between the landscape and populations in the context of an integrated management of the agricultural landscape. The conceptual approach we used is based on careful selection of the levels of organization and spatio-temporal scales which lead to the development of two embedded models: an agricultural landscape simulator (ATLAS) reproducing the spatial-temporal variability of habitats and a cellular automaton describing thepluriannual dynamics of a cereal aphid: Rhopalosiphum padi. A statistical analysis of the results highlighted the effects of different landscape parameters (composition and climate) on aphid densities at different spatial scales throughout the seasons. The potential effects of plausible management scenarios were also evaluated. Amongst our results, we identify the replacement of corn by sorghum in the south-western part of France to potentially lead to higher aphid densities within the landscape in spring, which is a season specifically sensible to infestations. We replace this work in the larger context of favouring ecosystem services and propose new ideas for a sustainable management of agricultural landscapes;