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Nous avons recensé près de 200 espèces d'abeilles dans la zone atelier Plaine et Val de Sèvre en Poitou-Charentes. Les abeilles sauvages tirent leur alimentation des plantes sauvages présentes dans les prairies, les bordures de routes et de champs. Entre la floraison du colza et du tournesol, les abeilles mellifères se concentrent sur de rares surfaces en fleurs. Les ressources en pollen sont alors insuffisamment abondantes pour maintenir la taille des populations à leur pic et assurer la durabilité des activités apicoles. Dans la plaine céréalière, l'abeille mellifère et l'apiculture sont aujourd'hui tributaires des deux cultures oléagineuses, colza et tournesol, dont le nectar et le pollen peuvent être de surcroît contaminés par des pesticides. Les mesures agro-écologiques en faveur des abeilles consistent à réduire l'usage des pesticides pour assurer la qualité de ces ressources alimentaires, tout en régularisant l'apport en nectar et en pollen dans le temps. La culture de plantes, telles que la luzerne ou d'autres légumineuses, installées plus durablement dans les systèmes agricoles, présente le triple avantage de convenir à de nombreuses espèces d'abeilles, de nécessiter peu de fertilisants et de pesticides, et de permettre une commercialisation de fourrages ou de graines. Nos propositions consistent à diversifier la rotation des cultures des agriculteurs et à constituer un maillage fleuri dans le paysage dont la qualité de l'offre en nectar et pollen doit être protégée par des pratiques agricoles adaptées (réduction de l'usage de pesticides, fauches tardives). Les mesures proposées induisent une réduction de la marge économique chez l'agriculteur comparée à celle des itinéraires techniques actuels., We identified nearly 200 species of bees in the workshop area of Val de Sèvre in Poitou-Charentes. Wild bees collect their diet from wild plants present in the prairies, the edges of roads and fields. Between flowering rapeseed and sunflowers, bees focus on rare flower surfaces. Pollen resources are not sufficiently abundant to maintain the size of populations at their peak and the sustainability of the apiculture activities. In the cereal plain, the honey bee and beekeeping depend today on two crops, rapeseed and sunflower, including nectar and pollen which can be furthermore contaminated with pesticides. Agro-ecological measures for bees are to reduce the use of pesticides to ensure the quality of these food resources, while regulating the intake of nectar and pollen in time.The cultivation of plants, such as alfalfa or other legumes, installed more permanently in agricultural systems, presents the triple advantage to be suitable for many species of bees, to require little fertilizer and pesticides, and to allow production of fodder or seeds. Our proposals are to diversify the rotation of crops by farmers and to form a flower network in the landscape in which the quality of nectar and pollen supply must be protected by suitable farming practices (pesticide use reduction, late mowing). The proposed measures induce a reduction in the economic margin for the farmer compared to current technical managements.

International audience

International audience; Research has delivered convincing findings on the effect of biodiversity on ecosystem functioning and humankind. Indeed, ecosystems provide provisioning, regulating, supporting, and cultural services. The global value of annual ecosystem services of grasslands and rangelands is about US$ 232 ha−1 year−1. Nevertheless, the precise evaluation of biodiversity benefits remains challenging. This issue is due to valuation methods, subjective assumptions, and complexity of drivers of plant community dynamics. Here, we review the primary factors that influence plant diversity of permanent grasslands, and we describe underlying processes. These factors must indeed be identified to focus policies meant to preserve and restore plant diversity and to advise farmers about efficient decision rules. We show that plant dynamics of permanent grasslands cannot be explained simply by agricultural management rules, e.g., grazing, fertilization, and mowing, implemented at the field scale. The configuration of the surrounding landscape, e.g., landscape heterogeneity, habitat fragmentation, and connectivity, acts as a species filter that defines the regional species pool and controls seed flow. The regional species pool often contains higher species richness in a heterogeneous landscape, because of a higher diversity of suitable habitats. This regional pool could be a major species sources for permanent grasslands according to the seed flow. We discuss the need to consider all of these factors to understand plant species composition of permanent grasslands and the necessity to study plant communities using both taxonomic and functional approaches. In order to report this integrative approach, we propose a conceptual model based on three ecological challenges—dispersal, establishment, and persistence—that are considered to act as filters on plant diversity, and a graphical representation of the complexity of such studies due to the interaction effects between plant dispersal abilities, forage productivity, disturbances induced by farming practices, and landscape heterogeneity on plant diversity. Last, we discuss the ability of farmers to manage each factor and the necessity of such study in the improvement of the current agro-environment schemes efficiency for farmland biodiversity restoration or preservation.

The diversity of grassland and cultivated land vegetation is determined by both agricultural practices and landscape mosaic characteristics. This study, based on a characterization of agricultural practices and surrounding landscape dynamics over a period of 9 years in the form of ‘parcel trajectories’, evaluates their respective impact in the case of a mixed crop-livestock experimental farm in Lorraine. Floristic diversity is characterized based on a dual taxonomic and functional approach. This study shows that taking into consideration practices over the previous year seems to be more effective than a long-term approach. However, it is essential in this case to consider parcel trajectories with regard to surrounding landscape over the long-term and to characterize vegetation based on a functional approach. This work should help improve forecasting models for vegetation dynamics.; La diversité floristique est ici caractérisée par une double approche taxonomique et fonctionnelle, dans les conditions d’un territoire de polyculture élevage lorrain. Cette étude souligne que la prise en compte des pratiques de l’année précédente semble avoir un effet plus déterminant qu’une prise en compte à long terme mais que, en revanche, il est nécessaire de considérer la trajectoire des parcelles selon le paysage sur le long terme et de caractériser la végétation par une approche fonctionnelle. Ce travail devrait permettre d’améliorer les modèles prévisionnels de la dynamique de la végétation en intégrant plus de facteurs influents et d’améliorer la compréhension des processus écologiques impliqués.

L'un des moyens pour faire face à la réduction de l'utilisation d'intrants de synthèse est de favoriser durablement les services agro-écologiques de la diversité végétale. Pour cela, l'agriculteur devra adapter ses modes de gestion. Ma thèse s'inscrit dans l'objectif finalisé d'apporter à l'agriculteur, de l'aide à la gestion de cette diversité végétale sur le territoire de son exploitation. Je me suis fixé 2 objectifs de recherche : i) vérifier si les interchamps et le stock semencier constituent des sources d'espèces pour le centre des parcelles agricoles et ii) quantifier l'influence de la dynamique de deux grands groupes de facteurs, représentée sous la forme de trajectoires de parcelles, sur la diversité végétale : les pratiques agricoles et les caractéristiques de la mosaïque paysagère. J'ai mené ce travail sur l'ensemble du parcellaire de l'Installation Expérimentale de l'Inra ASTER Mirecourt, dont les systèmes de production (polyculture-élevage bovin laitier) sont convertis à l'agriculture biologique depuis 2004. J'ai caractérisé la végétation - en place dans les interchamps et au centre des parcelles, et dans le stock semencier - des parcelles en prairies permanentes et en champs cultivés selon deux approches complémentaires : taxonomique au rang de l'espèce et fonctionnelle à partir de sept propriétés rendant compte de la dissémination, de l'établissement et de la survie des espèces végétales. J'ai caractérisé les trajectoires des parcelles, sur une durée de neuf ans, soit à partir des pratiques agricoles mises en œuvre chaque année, soit à partir des caractéristiques annuelles de la mosaïque paysagère. Cette mosaïque correspond aux différentes occupations du sol obtenues à partir de relevés de terrain ou d'enquêtes auprès des exploitants. Je montre que le stock semencier et les interchamps ne constituent pas des sources potentielles d'espèces végétales pour le centre des parcelles, champs cultivés ou prairies permanentes. En revanche, ce sont des refuges importants pour une grande partie des espèces prairiales. Au vu de mes résultats, je fais l'hypothèse que les interchamps sont des puits d'espèces adventices en champs cultivés. J'ai également mis en évidence que le gradient fonctionnel de la végétation prairiale entre la bordure et le centre s'étend jusqu'à 2 m seulement. Enfin, la diversité végétale des parcelles étudiées est principalement influencée par la trajectoire des parcelles selon les caractéristiques de la mosaïque paysagère et par les pratiques agricoles mises en œuvre durant l'année en cours. Les caractéristiques du sol ont un rôle très minoritaire. Ces trois groupes de facteurs expliquent à eux seuls plus des trois quarts de la variabilité de la composition fonctionnelle de la végétation. La gestion de la diversité végétale des parcelles agricoles d'une exploitation peut donc être menée en partie par l'agriculteur. Cependant, compte-tenu des effets de la trajectoire des parcelles selon les caractéristiques paysagères, il est nécessaire de mettre aussi en place une gestion collective de la végétation entre les différents acteurs partageant le territoire., One of the means to offset the decrease of pesticide use is to favour agro-ecological services of plant diversity. In this aim, farmer will have to adapt its farming management. My work partly answers to the following applied objective: to bring to the farmer some advices for the management of plant diversity on the farm territory. I have two scientific objectives: i) to verify if field boundaries and soil seed bank are potential sources of plant species for field centres; ii) to quantify the relative influence of dynamics of two factor groups, characterized as field paths, on plant diversity: farming practices and characteristics of landscape mosaïc. I have carried out this study on the experimental farm of INRA ASTER Mirecourt. Its farming systems (mixed crop-dairy systems) have been converted to organic farming since 2004. I have characterized vegetation - established vegetation in field boundaries and in field centres, and vegetation in the soil seed bank - of permanent grasslands and arable fields with complementary approaches: taxonomical approach based on the species, and functional approach based on seven functional properties about dispersal, establishment and persistence of plant species. I have characterized field paths, along nine years, either from farming practices set up on field, either from annual characteristics of landscape mosaïc. I have represented this landscape mosaïc as a mosaïc of distinct land-uses. All of them and their spatialization have been determined from farmer surveys or landscape observations. My results show that soil seed bank and field bboundaries are not potential sources of plant species for field centres, in both permanent grasslands and arable fields. On the other hand, they are efficient refuges for a large part of grassland species. According to my results, I hypothesize that field boudaries are species sinks in arable fields. I also highlight that functional gradient of grassland vegetation in the field edge, between field margins and field centres, is spread until 2 m only. Finally, plant diversity in studied fields is mainly influenced by field path according landscape mosaïc and by farming practices set up the same year of vegetation sampling. Soil characteristics have a minor influence. These three groups of influent factors explain more than 75 % of the functional composition variability of the vegetation in field centres. The management of plant diversity in agricultural fields of a given farm can be partly reach by the farmer. However, according to the effects of field paths about landscape mosaïc, it is necessary to set up a collective management of plant diversity with all actors sharing the studied territory.

L'objectif de cette étude est de déterminer l'impact de pratiques agricoles lors de la conversion à l'AB sur la composition de la végétation herbacée prairiale, en considérant les pratiques passées de ces parcelles. Les conséquences des pratiques sont évaluées à partir des caractéristiques taxonomiques (richesse, diversité et équitabilité spécifiques), fonctionnelle (richesse en attributs de propriétés fonctionnelles pour chaque propriété) et agronomique (valeur pastorale) de la végétation. Une typologie des prairies basée sur les pratiques mises en oeuvre durant six ans (5 avant le début de conversion et 1 après) nous a permis d'établir 3 classes : l'une contenant des parcelles subissant généralement deux fauches annuelles, l'autre des parcelles avec une forte intensité de pâturage et la dernière contenant des parcelles avec des pratiques diversifiées. Nous montrons dans ce travail que les parcelles fauchées et peu fertilisées ont une richesse spécifique supérieure aux autres (23,2 et 16,9 et 17 espèces respectivement), mais une valeur pastorale plus faible (45,9 et 66,8 et 68,6 respectivement). Ces parcelles fauchées ont également une diversité fonctionnelle supérieure aux autres pour deux propriétés étudiées : mode de dispersion des semences et stratégie d'établissement selon Grime. Les parcelles avec des pratiques diversifiées ont une végétation fonctionnellement plus diversifiée. Enfin, les pratiques n'expliquent pas seules les différences de végétation. Nous supposons que la dynamique de végétation suite à la conversion à l'AB est juste initiée, et que les caractéristiques paysagères agissent également sur la composition taxonomique et fonctionnelle de la matrice prairiale., The aim of this work was to identify the impact of farming practices on permanent grassland vegetation during the conversion from conventional to organic farming. We considered functional and species diversities in order to compare the different grassland categories based on the farming practices used over a period of six years - five years before conversion and one year after. We identified three categories of grasslands: those generally cut twice a year, those intensely grazed, and those that were used under diversified practices. We showed that grasslands characterised by cutting and low fertilization level have the highest species richness compared to the other two categories (23.2, 16.9 and 17 species, respectively), and the lowest pastoral index (45.9, 66.8 and 68.6, respectively). These cut paddocks also presented the highest functional diversity (i.e., richness of functional property attributes) for two of the properties studied: means of dispersal and establishment strategy as defined by Grime. Grasslands with diversified practices (grazing, cutting and nitrogen supply) were not characterised by any single or combined functional property attribute, to the contrary of the two other categories. Finally, farming practices alone do not explain all of the differences in vegetation. We therefore hypothesize that, first, the dynamics of permanent grassland vegetation following conversion to organic farming is only initiated by agricultural practices and, second, other key factors such as landscape characteristics affect these dynamics.

L'intensification des pratiques agricoles qui s'opère depuis les années 1950 est largement impliquée dans l'érosion de la biodiversité des territoires agraires. L'agriculture biologique (AB) semble pouvoir freiner voire inverser cette perte de biodiversité. Ce travail a pour but d'étudier la dynamique du cortège floristique des prairies permanentes suite au changement du mode de production du domaine INRA de Mirecourt (88), en conversion à l'AB depuis octobre 2004. Si le dispositif mis en place n'a pas permis une comparaison fiable de la végétation avec des relevés réalisés en été 2004, il permettra le suivi de la flore prairiale sur le long-terme, et cela à l'échelle du territoire de l'exploitation agricole. Il a permis également d'analyser l'impact de certaines pratiques agricoles sur le tapis végétal, notamment l'effet négatif des apports d'azote minéral sur la richesse et la diversité spécifiques végétales. Une étude des patrons spatiaux de distribution de sept espèces prairiales, choisies à partir de leurs caractéristiques fonctionnelles, a aussi été effectuée, en liaison avec les pratiques agricoles. Si cette étude apporte quelques renseignements sur un petit nombre d'espèces, des améliorations de la méthode laissent présager des résultats intéressants.

La diversité floristique est ici caractérisée par une double approche taxonomique et fonctionnelle, dans les conditions d'un territoire de polyculture élevage lorrain. Cette étude souligne que la prise en compte des pratiques de l'année précédente semble avoir un effet plus déterminant qu'une prise en compte à long terme mais que, en revanche, il est nécessaire de considérer la trajectoire des parcelles selon le paysage sur le long terme et de caractériser la végétation par une approche fonctionnelle. Ce travail devrait permettre d'améliorer les modèles prévisionnels de la dynamique de la végétation en intégrant plus de facteurs influents et d'améliorer la compréhension des processus écologiques impliqués., The diversity of grassland and cultivated land vegetation is determined by both agricultural practices and landscape mosaic characteristics. This study, based on a characterization of agricultural practices and surrouding landscape dynamics over a period of 9 years in the form of "parcel trajectories", evaluates their respective impact in the case of mixed crop-livestock experimental farm in Lorraine. Floristic diversity is characterized based on dual taxonomic and functional approach. This study shows that taking into consideration practices over the previous year seems to be more effective than a long-term approach. However, it is essential in this case to consider parcel trajectories with regard to surrounding landscape over the long-term and to characterize vegetation based on a functional approach. This work should help improve forecasting models for vegetation dynamics.