Etudes des effets des pesticides sur les populations d'oiseaux en France : Conditions individuelles, abondances et tendances des populations : comparaison de la vigne aux cultures céréalières

Studies of the effects of pesticides on bird populations in France : Individual conditions, abundances and population trends : a comparison of vineyards and cereal crops

• Auteur / Autrice : Milena Cairo
• Direction : Emmanuelle Porcher, Colin Fontaine, Frédéric Angelier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie
• Date : Soutenance le 31/10/2024
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre des sciences de la conservation (Paris ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Céline Pelosi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuelle Porcher, Colin Fontaine, Frédéric Angelier, Adrien Rusch, Clémentine Fritsch, Christine Meynard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Pelosi, Adrien Rusch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Agriculture -- Environnement

Oiseaux

Animaux -- Effets des pesticides

Mots clés libres

Oiseaux

Pratique agricole

Pesticides

Birds

Farming practices

Pesticides

Résumé

Agriculture et biodiversité sont intrinsèquement liées depuis près de 11 000 ans. Pourtant leur relation semble arriver aujourd'hui à un point de rupture. L'agriculture intensive est parmi les principaux responsables des dégradations environnementales et de l'érosion de la biodiversité. Face à l'utilisation des pesticides et aux changements des paysages, il est crucial d'étudier des indicateurs biologiques pour apporter des preuves de la dégradation de la qualité des milieux agricoles. Les espèces d'oiseaux et leurs réponses aux conditions de l'habitat et du paysage sont bien étudiées, et l'intensification agricole coïncide avec le déclin majeur de leurs populations, ce qui en fait de bons sujets pour distinguer les effets des pesticides des autres aspects de l'intensification agricole. Comme l'utilisation des pesticides et les paysages varient selon les cultures, en fonction de facteurs économiques, sociaux ou climatiques, ainsi que par la pression exercée par les ravageurs, il semble important d'intégrer cette variabilité à nos études. Parmi ces cultures, les vignobles occupent une place importante en termes de surface, d'impact économique et d'utilisation de pesticides, ce qui en fait un cas d'étude pertinent.Cette thèse vise à mieux comprendre les effets des pesticides sur les populations d'oiseaux. Pour cela, nous avons d'abord caractérisé l'utilisation des pesticides en France à travers deux méthodes. La première a développé un indicateur de risque (quotient de danger), afin de nous permettre d'évaluer les effets des usages et de la toxicité des pesticides sur les populations d'oiseaux. La seconde repose sur un modèle de mélange et nous a permis de caractériser les mélanges de substances en France. Cette étude montre qu'il existe moins de 20 groupes de substances utilisées en France et qu'ils sont géographiquement proches. Le quotient de danger a été par la suite mis en relation avec les abondances d'oiseaux communs sur l'ensemble du territoire français hexagonal. Nous avons testé la relation entre le quotient de danger lié à l'usage des pesticides et l'abondance locale de chacune des 95 espèces d'oiseaux nicheurs les plus communes présentes dans les zones agricoles pendant la période de reproduction. Le quotient de danger des pesticides présente une corrélation négative avec l'abondance de 62 % des espèces d'oiseaux étudiées. En parallèle, nous avons étudié les tendances des populations d'oiseaux dans 350 champs, cultivés avec trois types de culture (blé, maïs et vigne). Nous avons examiné la relation entre les tendances des populations aviaires et le quotient de danger ou le système de culture (conventionnel vs. biologique). Les abondances d'oiseaux et leurs tendances temporelles entre 2013 et 2021 varient selon les types de cultures, les systèmes agricoles et les paysages, avec des déclins dans les vignobles conventionnels mais des tendances stables ou à la hausse ailleurs. Enfin, nous avons étudié l'effet de la présence de vignobles sur les conditions des individus de deux espèces le Merle noir (Turdus merula) et la Mésange charbonnière (Parus major). Nous observons que les merles ont généralement été affectés par la présence de vignobles. Nous avons trouvé des résultats inattendus pour certaines mesures du merle et de la mésange charbonnière, qui suggéraient de meilleures conditions individuelles dans les sites de vignobles. En outre, les zones urbaines et forestières ont eu tendance à moduler les effets de la présence de vignobles. Ainsi mon travail de thèse, de la caractérisation de l'utilisation des pesticides à l'étude de leurs effets sur les oiseaux, de l'échelle de l'individu à celle de la population, représente une avancée dans la compréhension de la relation entre déclin des populations d'oiseaux et utilisation des pesticides.

Agriculture and biodiversity have been intrinsically linked for almost 11,000 years. Yet their relationship now seems to be coming to a breaking point. Intensive agriculture, characterised by the extensive use of inputs and based on increased agricultural production, is one of the main causes of environmental degradation and the erosion of biodiversity. Intensive farming is characterised in particular by the use of synthetic pesticides, a use that continues to increase worldwide, contaminating all terrestrial and aquatic environments. In view of the continuing use of pesticides and changes in landscapes, it is crucial to study biological indicators to provide evidence of the deterioration in the quality of agricultural environments. Bird species and their responses to habitat and landscape conditions are well studied, and agricultural intensification coincides with major declines in their populations, making them good subjects for distinguishing the effects of pesticides from other aspects of agricultural intensification. As pesticide use and landscapes vary from crop to crop, depending on economic, social or climatic factors, as well as pest pressure, it seems important to incorporate this variability into our studies. Among these crops, vineyards occupy an important place in terms of surface area, economic impact and pesticide use, making them a relevant case study.The aim of this thesis is to gain a better understanding of the effects of pesticides on bird populations. To do this, we first characterised pesticide use in France using two methods. The first developed a risk indicator (hazard quotient) to enable us to assess the effects of pesticide use and toxicity on bird populations. The second is based on a mixture model and has enabled us to characterise mixtures (groups) of substances in France. This study shows that there are fewer than 20 groups of substances used in France, and that they are geographically close. The hazard quotient was then related to the abundance of common birds throughout France. We tested the relationship between the pesticide hazard quotient and the local abundance of each of the 95 most common breeding bird species present in agricultural areas during the breeding season. The pesticide hazard quotient was negatively correlated with the abundance of 62% of the bird species studied. We also studied bird population trends in 350 fields, cultivated with three types of crop (wheat, maize and vines). We examined the relationship between bird population trends and the hazard quotient or the cropping system (conventional vs. organic), while taking the landscape into account. Bird abundances and their temporal trends between 2013 and 2021 vary according to crop type, farming system and landscape, with declines in conventional vineyards but stable or increasing trends elsewhere. Finally, we studied the effect of the presence of vineyards on the conditions of individuals of two species, the Blackbird (Turdus merula) and the Great tit (Parus major). We found that blackbirds were generally affected by the presence of vineyards. We found unexpected results for certain measurements of blackbirds and great tits, which suggested better individual conditions in vineyard sites. In addition, urban and forested areas tended to modulate the effects of the presence of vineyards. My thesis work, from the characterisation of pesticide use to the study of their effects on birds, from the scale of the individual to that of the population, represents a step forward in understanding the relationship between declining bird populations and pesticide use.