Wild herbaceous vegetation in agroforestry systems: an asset that should not be overlooked

Thanks to agroforestry, trees and hedgerows are back in numbers in agricultural landscapes, where they provide many services. Agroforestry also gives pride of place to wild herbaceous vegetation, often perceived as a constraint or neglected by humans. Omnipresent when the soil is not tilled, herbaceous vegetation grows spontaneously at the foot of trees. From alley-cropping agroforestry to bocage landscapes, these 'little' plants are proving to be a major asset for the agroecological transition. Through the presentation of key results, this article explains how to take advantage of the wild herbaceous vegetation in agroforestry systems, in order to conserve biodiversity and promote sustainable agricultural productio

Influence des linéaires sous-arborés sur les communautés de plantes et invertébrés des systèmes agroforestiers intra-parcellaires

The current intensive food production is the main cause of biodiversity extinction worldwide. Alley cropping agroforestry, in which arable crops are grown between tree rows, represents a great opportunity for the reintegration of semi-natural habitats within fields. Tree rows are associated with non-crop vegetation, hereafter called understory vegetation strips (UVS). Given the spatial configuration and the important extent of UVS within crop fields, it is likely that both the dispersal of living organisms and the amount of refugia for biodiversity are increased in alley cropping agroforestry compared to pure crop systems. This could result in enhanced ecosystem services and/or disservices,depending on the nature of favored species (e.g. competitive weeds, insect pests, natural enemies). The objective of this PhD thesis was to describe the response of plant and invertebrate communities to alley cropping agroforestry and farming systems (conventional vs organic) and assess both the positiveand negative effects of UVS on biodiversity conservation and biological control of crop pests. A production field network was used to sample plant and invertebrate communities in alley cropping agroforestry systems and pure crop controls, while an experimental site was used to study invertebrate overwintering in agroforestry systems. We described both the taxonomic and functional structures of communities to better understand their responses to agroforestry systems and, for invertebrates, their potential effects on biological control. Our studies confirmed that UVS are valuable habitats for plant and invertebrate diversity conservation. UVS do not seem to be a source of dominant weeds nor insect pests, but greatly affect the spillover of ground-dwelling predators in negative or positive ways depending on the farming system. The results obtained from this PhD thesis fill a knowledge gap about the biodiversity of temperate agroforestry systems and provide insights for the management of agroecological infrastructures, which are established to favor functional biodiversity and reduce the use of agrochemicals.Le système de production agricole actuel est la principale cause d’extinction globale de la biodiversité. L’agroforesterie intra-parcellaire, qui consiste à associer arbres et grandes cultures sur une même parcelle, représente une grande opportunité pour la réintégration des habitats semi-naturels dans les champs. Les rangées d’arbres sont associées à des bandes de végétation non cultivées, que l’on appelle linéaires sous-arborés (LSA). Etant donné la configuration spatiale et la surface occupée par les LSA, il est probable que la dispersion des organismes et la quantité de refuges pour la biodiversité soient augmentées en agroforesterie intra-parcellaire, en comparaison de témoins agricoles. Cela pourrait résulter en une augmentation des services et/ou dis-services écosystémiques en fonction de la nature des espèces favorisées (adventices compétitives, ravageurs ou auxiliaires de culture). L’objectif de cette thèse était de décrire la réponse des communautés de plantes et invertébrés aux systèmes agroforestiers et au mode de production (agriculture conventionnelle vs biologique) et d’évaluer les effets positifs et négatifs des LSA sur la conservation de la biodiversité et le contrôle biologique des ravageurs. Les communautés de plantes et invertébrés des systèmes agroforestiers et des témoins agricoles ont été échantillonnées sur un réseau de parcelles, tandis qu’un site expérimental servit à l’étude de l’hivernation des invertébrés en agroforesterie. Nous avons décrit la structure taxonomique et fonctionnelle des communautés pour comprendre leurs réponses aux systèmes agroforestiers et, pour les invertébrés, leurs potentiels effets sur le contrôle biologique des ravageurs. Nos études ont confirmé que les LSA sont des habitats favorables au maintien de la biodiversité dans les champs. Les LSA ne semblent guère constituer une source d’adventices ou de ravageurs dominants, mais affectent grandement la dispersion des prédateurs terrestres, de façon positive ou négative selon le mode de production. Les résultats obtenus au cours de cette thèse comblent un manque de connaissance sur la biodiversité des systèmes agroforestiers tempérés et fournissent des pistes de gestion des infrastructures agroécologiques, qui sont implantées afin de favoriser la biodiversité fonctionnelle et réduire l’utilisation de produits phytosanitaires

Influence des linéaires sous-arborés sur les communautés de plantes et invertébrés des systèmes agroforestiers intra-parcellaires

The current intensive food production is the main cause of biodiversity extinction worldwide. Alley cropping agroforestry, in which arable crops are grown between tree rows, represents a great opportunity for the reintegration of semi-natural habitats within fields. Tree rows are associated with non-crop vegetation, hereafter called understory vegetation strips (UVS). Given the spatial configuration and the important extent of UVS within crop fields, it is likely that both the dispersal of living organisms and the amount of refugia for biodiversity are increased in alley cropping agroforestry compared to pure crop systems. This could result in enhanced ecosystem services and/or disservices,depending on the nature of favored species (e.g. competitive weeds, insect pests, natural enemies). The objective of this PhD thesis was to describe the response of plant and invertebrate communities to alley cropping agroforestry and farming systems (conventional vs organic) and assess both the positiveand negative effects of UVS on biodiversity conservation and biological control of crop pests. A production field network was used to sample plant and invertebrate communities in alley cropping agroforestry systems and pure crop controls, while an experimental site was used to study invertebrate overwintering in agroforestry systems. We described both the taxonomic and functional structures of communities to better understand their responses to agroforestry systems and, for invertebrates, their potential effects on biological control. Our studies confirmed that UVS are valuable habitats for plant and invertebrate diversity conservation. UVS do not seem to be a source of dominant weeds nor insect pests, but greatly affect the spillover of ground-dwelling predators in negative or positive ways depending on the farming system. The results obtained from this PhD thesis fill a knowledge gap about the biodiversity of temperate agroforestry systems and provide insights for the management of agroecological infrastructures, which are established to favor functional biodiversity and reduce the use of agrochemicals.Le système de production agricole actuel est la principale cause d’extinction globale de la biodiversité. L’agroforesterie intra-parcellaire, qui consiste à associer arbres et grandes cultures sur une même parcelle, représente une grande opportunité pour la réintégration des habitats semi-naturels dans les champs. Les rangées d’arbres sont associées à des bandes de végétation non cultivées, que l’on appelle linéaires sous-arborés (LSA). Etant donné la configuration spatiale et la surface occupée par les LSA, il est probable que la dispersion des organismes et la quantité de refuges pour la biodiversité soient augmentées en agroforesterie intra-parcellaire, en comparaison de témoins agricoles. Cela pourrait résulter en une augmentation des services et/ou dis-services écosystémiques en fonction de la nature des espèces favorisées (adventices compétitives, ravageurs ou auxiliaires de culture). L’objectif de cette thèse était de décrire la réponse des communautés de plantes et invertébrés aux systèmes agroforestiers et au mode de production (agriculture conventionnelle vs biologique) et d’évaluer les effets positifs et négatifs des LSA sur la conservation de la biodiversité et le contrôle biologique des ravageurs. Les communautés de plantes et invertébrés des systèmes agroforestiers et des témoins agricoles ont été échantillonnées sur un réseau de parcelles, tandis qu’un site expérimental servit à l’étude de l’hivernation des invertébrés en agroforesterie. Nous avons décrit la structure taxonomique et fonctionnelle des communautés pour comprendre leurs réponses aux systèmes agroforestiers et, pour les invertébrés, leurs potentiels effets sur le contrôle biologique des ravageurs. Nos études ont confirmé que les LSA sont des habitats favorables au maintien de la biodiversité dans les champs. Les LSA ne semblent guère constituer une source d’adventices ou de ravageurs dominants, mais affectent grandement la dispersion des prédateurs terrestres, de façon positive ou négative selon le mode de production. Les résultats obtenus au cours de cette thèse comblent un manque de connaissance sur la biodiversité des systèmes agroforestiers tempérés et fournissent des pistes de gestion des infrastructures agroécologiques, qui sont implantées afin de favoriser la biodiversité fonctionnelle et réduire l’utilisation de produits phytosanitaires

La végétation herbacée sauvage des systèmes agroforestiers : un atout qu'il ne faut pas négliger

International audienceCet article est publié sous la licence Creative Commons (CC BY 4.0). La citation comme l'utilisation de tout ou partie du contenu de cet article doit obligatoirement mentionner les auteurs, l'année de publication, le titre, le nom de la revue, le volume, les pages et le DOI

La végétation herbacée sauvage des systèmes agroforestiers : un atout qu’il ne faut pas négliger

International audienceThanks to agroforestry, trees and hedgerows are back in numbers in agricultural landscapes, where they provide many services. Agroforestry also gives pride of place to wild herbaceous vegetation, often perceived as a constraint or neglected by humans. Omnipresent when the soil is not tilled, herbaceous vegetation grows spontaneously at the foot of trees. From alley-cropping agroforestry to bocage landscapes, these 'little' plants are proving to be a major asset for the agroecological transition. Through the presentation of key results, this article explains how to take advantage of the wild herbaceous vegetation in agroforestry systems, in order to conserve biodiversity and promote sustainable agricultural productionOmniprésente dès lors que le sol n’est pas travaillé, la végétation herbacée pousse spontanément au pied des ligneux. Des paysages bocagers à l’agroforesterie intra-parcellaire, ces « petites » plantes s’avèrent être un atout de taille pour la transition agroécologique. À travers la présentation de résultats marquants, cet article explique comment profiter de la végétation herbacée sauvage des systèmes agroforestiers, en vue de conserver la biodiversité et de favoriser une production agricole durable

Quel impact de l’agroforesterie associant arbres et grandes cultures sur les communautés adventices ?

National audienceL’association de cultures et d’arbres au sein d’une même parcelle (agroforesterie intraparcellaire) permet d’intensifier et de diversifier la production agricole, tout en offrant, entres autres, des possibilités de stockage de carbone ou de maintien de la biodiversité dans l’agroécosystème. Encore récentes, les recherches en agroforesterie tempérée ont pour l’instant laissé de côté l’étude de l’impact de l’association arbres/cultures sur les pressions de bioagresseurs des cultures. Les adventices sont toutefois un des sujets de préoccupation majeure des agriculteurs pratiquant l’agroforesterie ou en passe de la pratiquer (résultats d’enquêtes dans trois régions de France et en Europe). En effet, les arbres sont implantés en rangs parallèles dans la parcelle et la végétation spontanée qui pousse sous les arbres, est vue comme une source d’infestation pour les cultures des allées. D’autre part, il est possible que les états du milieu (réduction du rayonnement lumineux disponible pour les cultures, modification de la température au sol, etc.) en parcelle agroforestière, différents des états du milieu en l’absence d’arbres, modifient les caractéristiques des communautés adventices des cultures, en termes de nuisibilité et de fourniture de services écosystémiques. Afin de proposer des moyens de gestion des adventices adaptés aux spécificités des parcelles agroforestières, il est nécessaire de mieux connaître les communautés adventices et leurs particularités éventuelles dans ces nouveaux agroécosystèmes. Les objectifs de cette première étude étaient (i) de comparer les communautés d’adventices des cultures en agroforesterie vs. témoin agricole, en termes de composition, d’abondance et de distribution spatiale et (ii) d’évaluer l’effet de la distance aux lignes d’arbres sur la structure des communautés des allées cultivées. Pour cela, les communautés adventices ont été caractérisées sur des parcelles expérimentales de l’INRA de Montpellier, en agroforesterie depuis 19 ans, avec des niveaux d’ombrage contrastés, et en culture pure (témoin agricole sans arbres ni bandes herbacées mais système de culture strictement identique). Nos résultats à l’issue de deux relevés au printemps (avant débourrement des arbres et un mois après débourrement) montrent une densité d’adventices (nombre/m²) plus faible et une composition spécifique différente en agroforesterie par rapport au témoin agricole. Si le nombre d’espèces par mètre² (alpha-diversité) était similaire en agroforesterie vs. témoin agricole, le nombre d’espèces total dans la culture (gamma-diversité) était en revanche toujours plus important en agroforesterie. Nous n’avons pas observé d’augmentation de densité à proximité des bandes herbacées sous les lignes d’arbres, par rapport au centre de l’allée cultivée. La flore y était en revanche plus riche. De nouvelles parcelles chez des agriculteurs de différentes régions de France 70 Actes des rencontres sur la gestion durable des adventices en grandes cultures 15 décembre 2015 seront suivies sur le long-terme dès 2016, ce qui permettra d’éprouver les résultats obtenus dans ce premier travail sur les adventices en agroforesterie

The contribution of spatial mass effects to plant diversity in arable fields

International audienceIn arable fields, plant species richness consistently increases at field edges. This potentially makes the field edge an important habitat for the conservation of the ruderal arable flora (or 'weeds') and the invertebrates and birds it supports. Increased diversity and abundance of weeds in crop edges could be owing to either a reduction in agricultural inputs towards the field edge and/or spatial mass effects associated with dispersal from the surrounding landscape. We contend that the diversity of weed species in an arable field is a combination of resident species, that can persist under the intense selection pressure of regular cultivation and agrochemical inputs (typically more ruderal species), and transient species that rely on regular dispersal from neighbouring habitats (characterised by a more 'competitive' ecological strategy). We analysed a large dataset of conventionally managed arable fields in the UK to study the effect of the immediate landscape on in-field plant diversity and abundance and to quantify the contribution of spatial mass effects to plant diversity in arable fields in the context of the ecological strategy of the resulting community. We demonstrated that the decline in diversity with distance into an arable field is highly dependent on the immediate landscape, indicating the important role of spatial mass effects in explaining the increased species richness at field edges in conventionally managed fields. We observed an increase in the proportion of typical arable weeds away from the field edge towards the centre. This increase was dependent on the immediate landscape and was associated with a higher proportion of more competitive species, with a lower fidelity to arable habitats, at the field edge. Synthesis and applications. Conserving the ruderal arable plant community, and the invertebrates and birds that use it as a resource, in conventionally managed arable fields typically relies on the targeted reduction of fertilisers and herbicides in so-called 'conservation headlands'. The success of these options will depend on the neighbouring habitat and boundary. They should be placed along margins where the potential for ingress of competitive species, that may become dominant in the absence of herbicides, is limited. This will enhance ecosystem services delivered by the ruderal flora and reduce the risk of competitive species occurring in the crop

Plantes et invertébrés des systèmes agroforestiers tempérés : influence des linéaires sous-arborés

Plantes et invertébrés des systèmes agroforestiers tempérés : influence des linéaires sous-arboré

Hedgerows are more multifunctional in preserved bocage landscapes

Hedgerows are key wildlife habitats in agricultural landscapes, with presumably high multifunctionality – that is the capacity to provide multiple ecological, agronomic or cultural functions. However, knowledge gaps remain regarding the drivers of hedgerow multifunctionality and potential synergies and trade-offs between functions. In particular, it is unknown in which landscapes hedgerows best support a range of taxa and associated functions. We assessed the effects of hedgerow features, adjoining farming systems, landscape context, and their interactions on hedgerow multifunctionality based on four ecological functions – biodiversity conservation, potential pollination, potential predation, and pest colonization. We estimated these functions by the abundance and diversity of plant and arthropod taxa in 40 hedgerows, in Brittany (France). Results support previous studies showing the beneficial effects of flower cover, margin width, adjacent organic farming, and other variables related to hedgerow structural complexity on individual taxa or proxies of functions. Most importantly, our study reveals that hedgerows are more multifunctional in landscapes with dense hedgerow networks (so-called ‘bocage’ landscapes), which is likely the result of greater habitat amount, connectivity, and environmental heterogeneity. In addition, we find weak correlations between proxies of functions, and more synergies than trade-offs in response to the explanatory variables, indicating that there is considerable scope for improving the ecological value of hedgerows. We draw attention to the fact that ongoing destruction of hedgerow networks, including wide and structurally complex hedgerows, might lead to long-term or irretrievable loss of associated species and ecological functions, jeopardizing restoration and replanting efforts