Les écosystèmes façonnés par l’homme –les terrains agricoles, les prairies, les forêts, les vergers ou encore les milieux aquatiques continentaux- présentent des particularités écologiques caractéristiques : une exploitation intensive des ressources et une organisation dans l’espace des parcelles dites « en mosaïque » évoluant de manière cyclique dans le temps. Ils jouent également un rôle dans la sélection des espèces.
Dans ces conditions, comment les populations animales et végétales et les communautés rassemblées dans différents milieux se comportent-elles ? Comment fonctionnent ces écosystèmes, quelle est leur pérennité, leur rémanence ? Comment les grands ensembles paysagers interagissent-ils ? Est-il nécessaire et possible de concevoir de nouveaux concepts et de nouvelles méthodes expérimentales de l’écologie pour aborder ces milieux particuliers ?
Le programme ECOGER, lancé en 2005 par l’Inra, avec le soutien de l’Ademe, et coordonné par Laurent Lapchin, directeur scientifique adjoint à l’INRA et Eric Garnier (CNRS), président du Comité scientifique, avait ainsi pour ambition de contribuer à répondre à ces questions. Il s’est traduit par neuf projets appuyés par un soutien de 3,7 M€ hors salaire et qui ont rassemblé, au total, plusieurs centaines de chercheurs issus d’organismes de recherche, d’universités, de grandes écoles et d’organismes de développement et d’ingénierie. Il a mis en évidence l’intérêt des outils technologiques les plus récents, de la modélisation et de l’observation dans la durée pour comprendre des relations complexes entre organismes vivants au sein des écosystèmes.
Des résultats significatifs ont été obtenus dans le cadre de ce programme sur :
- L'importance de l’organisation spatiale (le paysage) dans le fonctionnement des agro-écosystèmes : lire le résumé du projet Interpopger
- L'impact des pratiques agricoles et sylvicoles sur la productivité de la biodiversité : lire le résumé du projet Microger
- La régulation des populations de bioagresseurs et de pollinisateurs : lire le résumé du projet Ecco des vergers
A l’occasion de la présentation des résultats, Marion Guillou, présidente de l’INRA a souligné que le programme ECOGER a contribué de façon importante au rapprochement entre agronomie et écologie. Elle a souhaité le lancement d’une action structurée autour du CNRS et de l’INRA pour développer une ingénierie agro-écologique capable de répondre aux nouveaux défis pour l’agriculture et la forêt à haute valeur environnementale.
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Pour en savoir plus :
>Télécharger les résultats des projets
>Télécharger le discours de Marion Guillou
>Visionner la vidéo du séminaire
>Importance de l’organisation spatiale dans le fonctionnement des agro-écosystèmes
La structure spatiale des différents éléments présents dans les paysages agricoles – parcelles plus ou moins intensément cultivées, plantations, prairies, haies, bosquets, forêts…- joue un rôle fondamental dans le fonctionnement des agro-écosystèmes. Le programme ECOGER s’est donc attaché à déterminer si cette structure spatiale avait un impact sur la richesse en espèces à l’échelle du paysage mais aussi son rôle sur la dissémination du pollen, des graines ou spores de champignons, sur les flux de matière (eau, polluants) et le déplacement des animaux entre les différents compartiments. La propagation des vecteurs des maladies dans les paysages de structures différentes a également été étudiée. Enfin, un des objectifs d’ECOGER était de savoir si l’on pouvait agir sur la structure du paysage pour limiter les pollutions liées aux pratiques agricoles intensives.
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Focus : projet Interpopger
Interactions entre peupleraies naturelles et cultivées et pressions évolutives liées à leurs modes de gestion
Le programme Interpoger a caractérisé les possibilités d’échanges de gènes entre des compartiments d’espèces de peupliers différentes. Son équipe a démontré que le transfert de gènes entre deux peupleraies constituées de populations différentes –les peupliers sauvages ou noirs et les peupliers d’Italie- étaient de l’ordre de 6%, un pourcentage non négligeable. Fait étonnant ces échanges de gènes des peupleraies sauvages sont plus importants avec les peupleraies pourvues de peupliers d’Italie, qu’avec les peupleraies cultivées. A l’aide de marqueurs moléculaires, les chercheurs vont désormais étudier les flux de gènes impliqués dans l’interaction du peuplier avec son agent pathogène, la rouille foliaire. En effet les populations de ce pathogène présentes dans les peupleraies cultivées se révèlent agressives pour les peupleraies sauvages. Il convient donc de vérifier si les populations contenues dans le compartiment cultivé sont capables d’exercer des pressions de sélection sur les populations naturelles de peuplier noir menaçant par conséquent le maintien de la diversité génétique existante.
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>Impacts des pratiques agricoles et sylvicoles sur la productivité de la biodiversité
Certains projets du programme ECOGER ont mesuré les impacts des pratiques agricoles et sylvicoles sur les fonctions des organismes du sol (bactéries, champignons) liées à la fertilité. Plus généralement l’idée était de déterminer les relations entre la structure fonctionnelle des communautés et les composantes de la production, c'est-à-dire la quantité et la qualité.
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Focus : projet Microger
Effet des pratiques de gestion et des modes d’aménagement agricoles et sylvicoles sur les communautés microbiennes intervenant sur la fertilité et la qualité des sols
Les résultats du projet Microger ont montré que la substitution d’essences forestières sur le site atelier de Breuil dans la Nièvre, modifiait le fonctionnement du sol en agissant sur la présence, l’abondance et l’activité des organismes du sol.
D’autres résultats obtenus ont permis de progresser dans la connaissance du fonctionnement biologique des sols cultivés. Ainsi, la plante cultivée sur une parcelle influence la dynamique des communautés microbiennes (durant son cycle de développement mais aussi lors de l’apport de ses résidus dans le sol) par des modifications de la qualité du sol (phytosanitaire en particulier). Cet effet est spécifique à chaque plante.
L’objectif des chercheurs est aujourd’hui d’identifier les pratiques agricoles et sylvicoles qui favorisent le développement des communautés microbiennes rendant les meilleurs services pour cet écosystème.
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>La régulation des populations de bioagresseurs et de pollinisateurs
ECOGER avait notamment pour ambition d’étudier l’influence des pratiques agricoles –conventionnelle ou biologique- et des structures paysagères sur les populations de ravageurs, d’auxiliaires et de pollinisateurs. Certains projets ont identifié les relations entre les propriétés fonctionnelles des cultures hôtes (par exemple la composition chimique des organes, la phénologie) et ces populations. A terme les résultats doivent permettre d’établir des plans d’action en s’appuyant sur les complémentarités ou les antagonismes de ces fonctions.
Focus : projet Ecco des vergers
Réponses aux perturbations et pilotage des communautés biologiques dans les agro-écosystèmes : Un cas d’étude, les vergers dans les paysages du Sud-Est de la France
Ecco des vergers avait pour objectif d’éclairer les liens des insectes ravageurs en vergers avec les arbres fruitiers et les organismes auxiliaires. Les chercheurs ont pu montrer que la résistance de l’arbre fruitier au puceron vert dépendait de l’état de la croissance de la plante et de l’apport en azote. Ces travaux ont confirmé l’implication potentielle d’un composé du métabolisme de défense des plantes dans la régulation des bioagresseurs. De plus, la structure des paysages s’avère importante dans la lutte contre les insectes ravageurs : ainsi le carpocapse Cydia pomonella est moins abondant dans les vergers lorsque ceux-ci sont entourés de haies et de nombreux autres vergers. Ce dernier effet est probablement dû à l’absence de refuge lors des traitements insecticides.
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