Biodiversité des arthropodes terrestres des milieux cultivés de Champagne synthèse triennale Préparé par O. Pillon et présenté par G. HUGEROT Chalons-en-Champagne le 10 février 2010 Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Biovigilance- restitution du réseau champardenais Introduction Une action locale du réseau de Biovigilance… Evaluation dans un cadre plus large d’éventuels effets non-intentionnels des pratiques agricoles, et une stratégie pour la biodiversité. Valorisation optimisée de la biodiversité et de la production (agro-écologie) dans les systèmes agricoles avec pour objectif durable de minimiser les intrants Quelques outils utilisables Observation des pratiques à l’échelle de la parcelle Mesure de l’évolution de la diversité des éléments du paysage Collecte de données de référence au niveau de la faune et de la flore Le programme national des actions de biovigilance relatif aux réseaux de parcelles d'observations pluriannuelles vise la collecte de données de référence sur les effets non-intentionnels des pratiques en zones agricoles. L’objectif est de détecter et documenter tout changement au niveau de la flore et de la faune (cad l’impact de l’activité agricole sur l’environnement). Les données collectées servent à la gestion des risques. Cette démarche s’inscrit aussi dans le cadre de la stratégie nationale pour la biodiversité. Elle intègre des connaissances en agronomie, écologie, sociologie et économie. Son application adaptée aux conditions locales et environnementales est à la base d'un système global de gestion d'une agriculture multifonctionnelle et durable. L’objectif est de valoriser les agro-écosystèmes, optimiser la production et minimiser les intrants. Agro-ecologie est l'étude des relations entre les organismes vivants présents dans les cultures ; l’étude des interactions entre les plantes, les animaux, les hommes et leur environnement au sein de systèmes agricoles. Les moyens mis en œuvre sont, entre autre Observation des pratiques à l’échelle de la parcelle Mesure de l’évolution de la diversité des éléments du paysage Collecte de données de référence au niveau de la faune et de la flore (…c’est de la biovigilance) Il faut ajouter ici que l’agriculture biologique est un support de pratiques favorables à la biodiversité liée aux milieux agricoles. (NB La surface en agriculture biologique est un des éléments d’appréciation de la mise en oeuvre du 2nd pilier de la PAC.) Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Synthèse carabes – Introduction carabes En France environ 60 % de surfaces cultivées contre 7 % de surfaces naturelles, Aucun milieu terrestre n’échappe à la colonisation des insectes, Présence de 40 000 espèces différentes de coléoptères en France  Il a fallut faire des choix ! - des Carabes bien connus des spécialistes de Muséum National Histoire Naturelle, - des Carabes dont le comportement, la taille, la morphologie facilite les captures, l’analyse et le diagnostic. - des Carabes qui présentent un intérêt agronomique et écologique certain - des Carabes très sensibles aux modifications de l’environnement. En France 60 % de surfaces cultivées en regard de 7 % de surfaces naturelles. Surfaces cultivées présentent des paramètres écologiques est renouvelée chaque année avec chaque culture avec qqes particularité pour les cultures pérennes comme la vigne. Chaque méthode culturale (systèmes intensif, extensif, agriculture biologique, techniques culturales superficielles) différencie et détermine, dans l’espace et dans le temps, les conditions propre du milieu. Aucun milieu n’échappe à la colonisation des insectes. Colonisation en phase avec l’augmentation des ressources alimentaires. Le milieu terrestre est particulier car il est le support des plantes. Celles-ci en se développant assurent un couvert protecteur pour les bêtes et en vieillissant elles sont le premier maillon d’une chaîne alimentaire où vont se succéder, les prédateurs, les parasites, les parasitoïdes, les chasseurs et carnivores, les saprophages puis les coprophages, les oophages et les nécrophages. La présence de 40 000 espèces différentes de coléoptères en France métropolitaine obligent à faire des choix d’étude. Les Carabes sont bien connus, présence de spécialistes au Muséum National d’Histoire Naturelle. Les Carabes se déplacent assez lentement (pas comme les mouches) sur un plan (le sol), leur dimension assez importante (en cm pas en mm) et leur morphologie robuste permet leur capture par piégeage et l’analyse des échantillons (sans compétence particulière) et l’identification avec un minimum de connaissances préalables. Les populations de Carabes présentent un Intérêt agronomiques (prédation de pucerons et de gastéropodes) et écologique (niveau supérieur de la chaine trophique des agro-systèmes). Carabes sont très sensible à l’environnement (notamment éléments du paysage Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Biovigilance- restitution du réseau champardenais - Protocole terrain 2008 à 2010 Protocole d’observations de terrain Toute parcelle cultivée offrant la possibilité d’accueil du dispositif durant plusieurs années peut convenir 3 pièges Barber équidistants de 15 m sont aléatoirement installés au sol de la parcelle Aucune modification des pratiques n’est imposée Relevés réguliers des pièges étalés sur une période de 30 semaines en production de la culture Constitution et conservation des échantillons Acquisition de divers variables SIG – Contexte paysager – pratiques agronomiques – développement du couvert – état de la surface du sol Les carabes sont des coléoptères lucifuges et leur activité nocturne limite les possibilité d’observation directe. Le piègeage est pivilègié et l’installation de dispositif de Barber, lorsqu’ils sont soigneusement utilisés, donne de bon résultats. Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Protocole mis en œuvre sur le terrain Traitement des échantillons collectés sur le terrain Aucun de matériel lourd n’est requis Tamis, pinces, de l’eau et de l’alcool, des flacons étanches Fiche de notation de terrain Aucun tri n’est réalisé sur le terrain afin ne conserver dans l’échantillon les espèces le plus petites, difficilement dissernable visuellement des débris organiques. Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Protocole mis en œuvre au labo L’automne au laboratoire Dénombrement des captures d’animaux par groupes (Gastéropodes, Araignées…) Reconnaissance et comptage des coléoptères par familles (Staphylins, Chrysomèles…) Identification des taupins et des carabes par genre et par espèce (ou groupe d’espèces) (Nom scientifique) éventuellement Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Répartition régionale des situations 10 situations d’observations réparties sur 3 des 4 départements Champardenais 4 situations dans le vignoble (3 suivies depuis 2009 + 1 depuis 2010  soit 7 cas différents 6 situations de grandes cultures depuis 2008  soit 17 cas de GC Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Diversité des couverts en production La situation des Maupas n’est pas observées selon le même protocole (Protocole suivi des populations de taupins à l’aide de phéromones d’agrégation). Toutefois, le suivi régulier des carabes présents dans ces pièges apporte des informations complémentaires quant à la faune présente dans cette parcelle de maïs située en zone de polyculture-élevage 5 sites de grandes cultures sont suivis dans leur rotation culturale depuis 2008 4 sites viticoles suivis depuis 2009 Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Volume de la collecte des informations De nombreuses informations locales d’un coût de… 24 cas développés 572 déplacements ou échantillons en flacons 4590 occurrences ou diagnostics de reconnaissance 49 954 formes animales dénombrées mais seulement 15 parcelles étudiées dont 6 pour lesquelles les enregistrements sont aujourd’hui disponibles pour cette synthèse Le suivi des observations réalisées en Champagne sur ces 24 années de suivie en développé est compilé dans une base de données qui comporte actuellement 4590 occurrences. Celles-ci caractérisent les 572 opérations de relevé des terrain des pièges Barber. L’observation réalisée sur ces échantillons à conduit à 4590 diagnostics ou à la reconnaissance d’espèces appartenant à la faune des cultures pour un volume total de 49 954 identifications (50 000 moins 46!). Le prélèvement de ce volume impressionnant de bêtes, appartenant pour l’essentiel à des espèces de carabes très fortement colonisatrices est sans incidence sur l’équilibre naturel des parcelles desquelles nous les avons soustrait. Il s’agit ici d’un gage de la fiabilité de l’inventaire des situations, immédiatement mesurable par l’effort d’échantillonnage. La démarche concernant l’enregistrement des pratiques est beaucoup plus frileuse dans un cadre régional. Le très faible nombre de données limite à la source la puissance de l’analyse. Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Constitution de listes locales Catalogue des espèces (groupes) rencontrées dans les cultures de Champagne-Ardenne L’information de nos 50 000 captures réalisées dans les pièges est sériée selon les objectifs du protocole en tenant compte d’aspects pratiques comme le temps consacré aux opérations de trie et d’identification. Différents niveaux de précision de nomenclature sont acceptés selon les groupes d’animaux, les dénombrements par entrée de liste (morphotypes pour la liste blanche, familles pour la liste bleue et espèces ou groupes pour les listes jaunes) sont systématiquement réalisés. Voir détail des listes…… La liste des coléoptères carabiques présente donc la précision la plus grande (identification à l’espèce) et est régulièrement actualisée avec la capture de nouveaux taxons (individu de carabe appartenant à une espèce nouvellement capturée). Ce résultats concernant les carabes de cultures, réactualise les inventaires locaux qui pour les premiers dataient d’avant le début du 19èmè siècle (catalogue des coléoptères de l’aube -1881). De jadis 36 espèces de carabes, cette listes de carabiques des cultures est riche de 40 espèces identifiées parmi le millier que comporte la faune française. La liste blanche est un ‘fourre tous’ dans lequel sont versées toutes des espèces autres que celles appartements aux coléoptères La liste bleue est celle des coléoptères autres que les carabes et les taupins La liste orange est celle des taupins La liste jaune est celle des carabes Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Fréquentation des parcelles par les carabes 31.64% 7.94% 7.96% Total 47.55% Parmi toutes les captures de bêtes enregistrées par le réseau de surveillance de l’activité de la faune du sol en champagne, 3 espèces de carabiques constituent à elles seules la moitié des captures (47,55%) avec une forte prépondérances de captures pour Pterostichus melanarius (31,64%). Ces espèces dominantes sont toutes 3 des pionnières et colonisent très activement toutes les nouvelles situations culturales en l’absence de concurrence des autres espèces. Les cultures pérennes et les cultures d’hiver sont donc moins colonisées que les cultures de printemps, du fait de la dilution progressive des populations colonisatrices par d’autres arrivant. Pterostichus melanarius plus imposant en taille est très intolérant vis-à-vis de Poecilus cupreus et ne cohabitent pas, même si les disponibilités alimentaires peuvent le permettre. Anchomenus dorsalis est quant à lui, très fréquent au printemps et de par sa plus petite taille, insensible au façons culturales. C’est une espèce très peu exigeante qui colonise tous les milieux! Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Trois carabes principalement Poecilus Cupreus Espèce carnassière, détruit les limaces Les carabes présentent un très large spectre alimentaire qui va de la microforme d’insecte aux escargots en passant par les larves de taupins, les pucerons et les vers de terre. La disponibilité alimentaires de la parcelle prime sur tous les autres facteurs pour le développement des communautés de carabes. Après la conquête du milieu par les espèces en photos, vont arriver des espèces plus secondaires, opportunistes comme les Ophonies, associée au développement de colonies de petites proies comme la Nébria ou des espèces qui ont besoin de conditions plus précise pour se maintenir comme les Harpales (phytophage dominant davantage associé à la levée des adventices) ou les Amara (granivore surtout Epis de Poacés). Des espèces de carabes dites accessoires complètent encore la diversité des parcelles. Elles se trouvent naturellement dans les cultures mais leurs populations sont d’importance très limitée comme Asaphidion, Acupalpus…. Enfin certaines espèces de carabes font des incursions provisoires depuis le rive qui leurs servent d’abri. Ce sont le plus souvent de gros carabes comme Procrustes coriaceus. La présence de chacune de ces espèces renseigne sur la qualité de la culture et de sont proche environnement. Anchomenus Dorsalis Détruit les œufs d'insectes et de limaces Pterostichus Melanarius Détruit limaces et larves de taupins, de charançons et d'autres insectes Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Diversité de la petite faune terrestre des cultures Dans les cultures, les animaux du sol interviennent au cours de la décomposition des matières organiques en fragmentant les débris végétaux (faune saprophage) et en rajeunissant sans cesse les populations appartenant à la petite faune, le plus souvent par prédation directe des individus les moins vif. Sur le graphique, la toute relative stabilité des éco-systeme des cultures en pérennes se distingue très distinctement de ceux de la grandes cultures par le nombre d’espèce qui y sont présente (ici approximativement 2 fois plus). En fait, c’est bien l’assolement et le renouvellement perpétuel des pratiques qui confère aux grandes cultures une variabilité de la biomasse disponible (selon le développement de la végétation) et donc du nombre d’espèce de la faune associée (à la ressource alimentaire). La nature propre de la culture assolé n’influence pas beaucoup le développement des populations de carabes. Ici sur le graphique, le maïs donné pour mémoire n’appartient pas à la comparaison du fait de l’application d’un protocole divergeant. La richesse spécifique des sites (ici nbre d’espèces présentes par type de culture) est un critère qui ne tient pas compte de l’importance numérique des individus de chacune de ces espèces. L’indice de diversité de Shannon (H’) est basé sur les proportions d’espèces observées qui combine richesse d’espèce et diversité des espèces. Dans la nature, H’ varie entre 0,5 (faible valeur d’indice) et 4,5 (indice de populations très complexe). Plus concrètement, l’indice de shannon mesure la difficulté de prédire l’identité de l’individu suivant présent dans l’échantillon. L’indice Shannon présente l’avantage d’être insensible à l’identification précise des espèces (leur nombre suffit) et permet du fait de son utilisation universelle de maintenir un lien de comparaison entre les différentes études de terrain. Son utilisation est biaisée dans le cas de petits échantillons (échantillons issus de piégeage hivernaux qui ne représentent pas bien la diversité du fait d’une très faible mobilité des bêtes) Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Diversité des carabes du vignoble Champenois La diversité et l’abondance spécifique des carabes dans les parcelles suivies du vignoble de Champagne sont donc plus importante que dans les parcelles de grande culture. Les proportions relatives de chacune des espèces sont significativement réparties de façon exponentielle. Ici quelques espèces seulement sont plus fréquentes (C auratus, P rufipes) alors que la population des carabes des vignes étudiées est généralement représentée par quelques individus appartenant à de nombreuses espèces. L’enherbement (flore locale spontanée) des inter-rangs, l’ouverture du milieu sur l’extérieur, la stabilité estivale de la bio-masse de feuille, le maintien d’éléments paysagers, la gestion soft des rives de parcelles sont autant de facteurs qui permettent la colonisation et le maintien de populations stables de carabes dans les parcelles de vignes. Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Biovigilance- restitution du réseau champardenais Variations annuelle de diversité (petite faune terrestre des cultures champenoises) L’importance des populations appartenant à la petite faune présente dans les cultures subit d’importantes fluctuations annuelles. Celles-ci sont liées, d’une part aux variations saisonnière du climat (ici peu de captures en hiver) et d’autre part à la biomasse des plantes cultivées qui maintient d’importantes ressources alimentaires, un abri et l’hygrométrie nécessaire au populations (ici peu de captures en période estivale de post récolte). En été, l’indice de Shannon progresse en été avec l’apparition des quelques espèces de carabes granivores et mais surtout avec les captures des nombreuses espèces de coléoptères détritiphages voir nécrophage!!! En bleu sur le graphique est représentée la fluctuation moyenne sur l’année de l’indice d’équitabilité de Shannon. Cet indice varie de 0 à 1. 0 lorsqu’une seule espèce est dominante 1 lorsque toutes les espèces ont la même abondance. Le calcul effectué pour la semaine 6 sur les 3 captures appartenant à 3 espèces différente donne des informations biaisées. Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Incidence des pratiques sur la biodiversité Difficulté d’une analyse régionale  peu de données formatées disponibles (6 occurences) par type de production. L’utilisation de produits phytopharmaceutiques dans le cadre de l’homologation impact normalement la cible sur laquelle elle est prévue La recherche et la mesure d’effets non intentionnels nécessite la mise en place de protocoles spécialisés Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Incidence des pratiques viticoles Graphique établi a partir des données recueillie sur 3 situations. Le nombre de captures hebdomadaires est calculé en multipliant par 7 le quotient du nombre de captures observées lors du relevé sur le nombre de jours d’expositions des pièges. Les fluctuations que présente la courbe des captures sont importantes jusqu’à la semaine 20. Il est difficile d’imaginer graphiquement un effet des passages d’herbicide (au sol) sur le niveau des captures hebdomadaires de bêtes (au sol). En période de protection fongicide, les niveaux des captures sont sensiblement moins élevé à partir de la semaine 23, mais plus stable et toujours en progression régulière. Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Incidence des pratiques agricoles Cas particulier du désherbage des betteraves. Seulement 3 parcelles (intérêt sinon qu’il n’y pas d’effet de l’intensité des passages avec des dose souvent très faible!) Même les insecticides ne semble pas déprimer les indices de biodiversité! Biovigilance- restitution du réseau champardenais

Synthèse carabes conclusion Les parcelles cultivées de Champagne abritent une diversité de carabes insoupçonnée. 50 % de la populations des carabes appartient à 3 espèces banales très faciles à reconnaitre. Des espèces emblématiques de gros carabes (Carabus auratus, Carabus monilis, Procrustes coriaceus) caractérisent le vignoble. La diversité des carabes est liée à la présence et à la diversité de la flore des champs. Les ravageurs semblent moins nombreux ou du moins mieux tolérés dans les parcelles suivies. Biovigilance- restitution du réseau champardenais