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

Abstract

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