Carabids and other beneficial arthropods in cereal crops and permanent grasslands and influence of field and landscape parameters - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2020

Carabids and other beneficial arthropods in cereal crops and permanent grasslands and influence of field and landscape parameters

Influence du paysage et de la parcelle sur les diversités de carabes et d’autres arthropodes en céréales et prairies permanentes

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Damien Massaloux

Abstract

Biodiversity is decreasing dramatically worldwide with land use change and habitat degradation being among its major causes. In Europe, this biodiversity loss is strongly related to the intensification of agriculture which has led to the simplification of landscapes. This resulted in the homogenization of landscapes where only a few crops dominate, accompanied with an increase of field size. Natural and semi-natural landscape elements, such as hedgerows, vegetation strips and groves were withdrawn, while more and more grasslands were being cropped or abandoned. Yet, grasslands are important functional biodiversity providers for crops in agricultural landscapes, including species that can provide ecosystem services such as pest control or pollination to farming activities. This PhD thesis therefore aimed at disentangling the influence of field and landscape parameters on the arthropod communities of adjacent grasslands and croplands of agricultural landscapes.We sampled arthropods from pairs of neighboring cereal fields and grasslands in order to compare the field and landscape influences on the biodiversity of these two agricultural land cover types. Our research took place in three study regions of southeastern France, each of them representing a different gradient between annual winter cereal crops and permanent grasslands. We mainly focused on carabids, though we also studied to some extent ground-dwelling spiders as well as pollinators such as hoverflies and lacewings. The landscape parameters were based on a land cover recording of cropped, grasslands and (semi-)natural areas and linear elements 500 m around every sampled location.Concerning carabids, cropland and grassland assemblages remained mainly distinct, but they showed higher similarity when located closer, up to 4 km from each other. Carabid activity-density was higher in the study regions with higher grassland coverage. In grasslands, we found a higher species richness when the landscape diversity around was increased, except for the study region which was strongly dominated by grassland. In winter cereal crops, the landscape parameters showed no significant effect on carabid species richness. Moreover, the common species richness in neighboring cereal fields and grasslands was enhanced by higher density of field borders between these two land cover types in the studied landscapes. Though the land cover type was by far the major determinant of carabid traits, landscape parameters also had a significant influence. Polyphagous species tended more to be commonly appearing in neighboring grassland and cereal crop. Phytophagous species were highly exclusive to grasslands, while predatory were it in cereal crops.Regarding other arthropod groups, we observed that the spider family richness was higher in permanent grasslands, though there were more individuals caught in cereal fields. Both hover flies and lacewings sampled density were higher in cereal fields and lower in the neighboring of higher grassland coverage.This thesis indicates that the preservation and restoration of a mosaic of permanent grasslands within diversely cropped landscapes is important for functional biodiversity. The inclusion of grasslands can enhance the diversity of beneficial arthropods and provide complementary resource and habitats to communities for pest control in crops.
La biodiversité connaît un déclin préoccupant à l’échelle mondiale, les modifications et dégradations des habitats en demeurent l’une des causes principales. En Europe, la perte de biodiversité est étroitement liée à l’intensification de l’agriculture, qui a conduit à la simplification des paysages. En a résulté l’homogénéisation des paysages, où une faible diversité de cultures domine, ainsi qu’un agrandissement des parcelles. Les éléments naturels et semi-naturels, tels que les haies, les bandes enherbées ou les bosquets, furent retirés, alors que les prairies permanentes furent mises en culture ou abandonnées. Les prairies sont pourtant essentielles pour la biodiversité auxiliaire, car elles abritent et favorisent des espèces qui peuvent fournir lutte biologique et pollinisation à l’agriculture. Cette thèse propose donc de distinguer les influences de la parcelle, locale, et du paysage sur les communautés d’arthropodes de prairies permanentes et de cultures céréalières avoisinantes.Nous avons échantillonné des arthropodes d’appariement de céréales et prairies voisines, afin de comparer les effets de paramètres locaux et paysagers sur les biodiversités de ces deux couvertures du sol typiques des paysages agricoles. Nous avons mené ces travaux dans trois territoires différents, tous situés en Auvergne Rhône-Alpes. Chaque territoire était représentatif d’un gradient d’équilibre différent entre les couvertures en cultures annuelles et prairies permanentes. Notre intérêt s’est principalement porté sur les carabes, bien que nous ayons aussi étudié, dans une moindre mesure, les araignées ainsi que des pollinisateurs volants tels que les syrphes et les chrysopes. Les paramètres paysagers ont été établis à partir d’un recensement manuel de toutes les couvertures du sol, cultivées ou naturelles, ainsi que des éléments linéaires dans un rayon de 500 m autour de chaque site échantillonné.Les assemblages de carabes dans les prairies et céréales étaient très distincts, même s’ils ont présenté plus de similarités quand ils étaient plus proches, dans des parcelles distantes jusqu‘à 4 km l’une de l’autre. L’activité-densité des carabes était supérieure dans les territoires où la couverture globale en prairies permanentes était plus importante. Dans les prairies, nous avons trouvé une plus grande richesse spécifique dans des contextes paysager plus diversifiés, à l’exception du territoire fortement dominé par des prairies. Nos analyses n’ont pas mis en évidence d’effet du paysage sur la richesse spécifique des carabes dans les céréales. Par ailleurs, la richesse spécifique commune aux deux couvertures du sol était plus importante dans des contextes paysagers où céréales et prairies partageaient plus de bordures ensemble. Bien que le type de couverture du sol fût un facteur majeur dans la détermination des traits de vie des carabes, les paramètres paysagers eurent aussi leur importance. Ainsi, les espèces polyphages furent les plus sensibles d’être échantillonnées à la fois dans des prairie et céréale appariées. Les espèces phytophages ont ainsi été très souvent exclusivement échantillonnées dans les prairies, alors que les prédatrices l’étaient dans les céréales.Concernant les autres arthropodes, nous avons observé une plus grande richesse en familles d’araignées dans les prairies, bien qu’elles présentassent plus d’individus dans les céréales. Le nombre de syrphes et de chrysopes échantillonnés était plus important dans les céréales, et négativement influencé par la couverture paysagère en prairies.Notre thèse indique qu’il serait utile de préserver et restaurer une mosaïque de prairies permanentes dans les paysages agricoles diversifiés. Les prairies peuvent en effet améliorer la diversité auxiliaire des arthropodes et procurer des ressources complémentaires à leurs communautés.
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tel-02886480 , version 1 (01-07-2020)
tel-02886480 , version 2 (09-12-2020)
tel-02886480 , version 3 (25-10-2021)

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  • HAL Id : tel-02886480 , version 3

Cite

Damien Massaloux. Carabids and other beneficial arthropods in cereal crops and permanent grasslands and influence of field and landscape parameters. Ecology, environment. Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France, 2020. English. ⟨NNT : 2020IAVF0012⟩. ⟨tel-02886480v3⟩
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