Face à la remise en question de l’utilisation des pesticides pour la gestion des ravageurs de cultures, différentes alternatives reposant sur une régulation par les ennemis naturels (prédateurs et parasitoïdes) sont activement étudiées. Parmi celles-ci, le contrôle biologique par conservation vise à modifier l’environnement des cultures afin d’augmenter et de diversifier les populations d’ennemis naturels, et d’exercer en cascade une meilleure régulation pour diminuer l’activité des ravageurs ainsi que les pertes de récolte qui leur sont imputées. Le contrôle biologique par conservation recouvre une diversité de pratiques, et notamment l’ajout et l’entretien d’éléments semi-naturels, tels que les haies, bandes fleuries, îlots boisés… car ces derniers jouent un rôle important dans le cycle de vie de nombreux ennemis naturels. Des questions se posent cependant sur la quantité et la répartition de ces éléments semi-naturels dans le paysage afin d’optimiser les régulations biologiques. C’est le premier aspect pris en compte dans l’approche de modélisation développée dans ce stage.

Mais la manipulation des éléments semi-naturels dans l’environnement des cultures n’est pas le seul levier que recouvre le concept de contrôle biologique. La diversité culturale, et les pratiques associées dans ces parcelles cultivées vont aussi avoir un impact sur le développement des bioagresseurs et les régulations associées. L’enjeu de ce stage sera d’investiguer l’influence de cette diversité des cultures dans le paysage et de leur localisation sur la délivrance du service de contrôle biologique dans les agroécosystèmes. L’interaction avec le premier levier de manipulation des éléments semi-naturels sera également interrogée. Pour cela une une approche de modélisation fonctionnelle sera utilisée afin d’explorer les mécanismes reliant les déterminants de la structure des paysages agricoles aux dynamiques des métapopulations d’ennemis naturels pour faire finalement émerger des patterns de délivrance du service de contrôle dans le paysage.

Un premier modèle, centré sur l’influence des éléments semi-naturels, a été développé et implémenté. Il a permis de montrer l’importance de la course entre la croissance des plantes, l’intensité des attaques par les ravageurs et enfin l’arrivée des ennemis naturels, et comment la composition en éléments semi-naturels est clé dans cette course et sur les régulations associées. Cependant, les dynamiques des ravageurs sont directement influencées par le type de culture (et les pratiques associées). L’objectif du stage sera de simuler l’impact de la diversité et de la localisation des cultures dans le paysage sur les régulations biologiques. Il s’agira donc de partir du modèle déjà développé pour y intégrer de nouvelles fonctionnalités qui permettront de tester l’influence de scénarios concernant la diversité de cultures. Il serait notamment intéressant d’intégrer la possibilité d’assolement avec des cultures multiples, dont les caractéristiques en termes de sensibilité aux ravageurs pourront varier. Différents scénarios d’allocation spatiale de ces cultures pourront alors être testés afin de mieux comprendre les effets de la complexité spatiale du paysage agricole.

Le modèle est développé sous NetLogo, et ses sorties analysées à l’aide de R. Une première expérience de ces langages sera donc valorisée.

Références dans le domaine :

Begg, G. S., Cook, S. M., Dye, R., Ferrante, M., Franck, P., Lavigne, C., … & Quesada, N. (2017). A functional overview of conservation biological control. Crop protection, 97, 145-158.

Tscharntke, T., Karp, D. S., Chaplin-Kramer, R., Batáry, P., DeClerck, F., Gratton, C., … & Martin, E. A. (2016). When natural habitat fails to enhance biological pest control–Five hypotheses. Biological Conservation, 204, 449-458.

Vasseur, C., Joannon, A., Aviron, S., Burel, F., Meynard, J. M., & Baudry, J. (2013). The cropping systems mosaic: How does the hidden heterogeneity of agricultural landscapes drive arthropod populations?. Agriculture, ecosystems & environment, 166, 3-14.

Cohen, A. L., & Crowder, D. W. (2017). The impacts of spatial and temporal complexity across landscapes on biological control: a review. Current opinion in insect science, 20, 13-18.

Schellhorn, Nancy A., Gagic, Vesna, et Bommarco, Riccardo. Time will tell: resource continuity bolsters ecosystem services. Trends in ecology & evolution, 2015, vol. 30, no 9, p. 524-530

Profil attendu : étudiant de M2 / 3e année ingénieur, ou CEI

Durée du stage : 6 mois entre janvier et août 2019

Responsable du stage :
Nom : LE GAL Antoine
Tél : 06 35 94 47 27
Email : [email protected]

Structure d’accueil :
Unité Ecologie, Systématique et Evolution
UMR 8079 UPSud – CNRS – AgroParisTech
Equipe Trajectoires EcologiqueS et Société
360 rue du Doyen André Guinier
91400 Orsay – France

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