Projet ANR-12-JSV7-0013 – MAN-PEST : Gestion adaptative pour le contrôle d’insectes ravageurs dans des agro-paysages thermiquement hétérogènes
Programme : JCJC - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (JCJC SVSE 7)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Olivier DANGLES (UR 072 - Diversité, Ecologie et Évolution des Insectes Tropicaux)
Partenaires : Évolution, Génomes, Comportement et Écologie
Montant : 220000.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 36 mois
Résumé : Mesurer les effets du changement climatique à l'échelle des insectes ravageurs de culturesLa plupart des paysages, y compris agricoles, sont composés d’une mosaïque d'habitats thermiquement favorables ou non pour les insectes, qui ont un effet direct sur leur performance. Il est donc nécessaire de mesurer cette hétérogénéité thermique à petite échelle, afin de mieux gérer les populations de ravageurs, notamment dans un contexte de changement climatique.
Gestion des ravageurs de cultures dans des paysages thermiquement hétérogènesLa production alimentaire mondiale devra doubler d’ici 2050 pour faire face aux demandes de 9 milliards d'humains. Une des approches pour atteindre cet objectif est la lutte contre les ravageurs de cultures responsables chaque année de la destruction de l’équivalent en nourriture pour un milliard de personnes. Dans un contexte d'amélioration des méthodes de lutte, l'objectif de ce projet est de mieux connaître et modéliser l'environnement thermique des ravageurs, facteur clé de leur performance et des dégâts qu'ils occasionnent aux cultures.
Enregistreurs automatiques, cameras thermiques et drones pour mesurer l'hétérogénéité thermique des paysagesLa cartographie thermique des paysages agricoles est une étape clé vers la compréhension de la réponse des insectes ravageurs aux conditions thermiques auxquelles ils sont soumis dans leurs micro-environnements. Des mesures de températures sont réalisées le long de gradients altitudinaux (2500-4500 m) et combinent l'utilisation d'enregistreurs automatiques de température et d’une camera thermique haute résolution montée sur un drone. Un suivi de l'abondance des ravageurs est également mené à l'aide de pièges à phéromone, en collaboration avec les agriculteurs locaux.
Résumé de la soumission : Face à un climat qui change rapidement à des échelles locales et globales, les gestionnaires des agrosystèmes doivent développer de nouvelles stratégies de contrôle des ravageurs. La plupart des méthodes conventionnelles de contrôle des ravageurs cherchent à maintenir les agrosystèmes dans des états stables afin de perpétuer des conditions de gestion des cultures souhaitées pour affronter les problèmes liés aux ravageurs. Ce type d'approche est relativement efficace pour prendre en compte la variabilité à court terme du système, lorsque les conditions changent peu ou de façon prédictibles. Toutefois, dans un contexte de changements socio-écologiques rapides, l'émergence de nouvelles conditions font que ce type d'approche est peu approprié. Dans ces conditions, le concept de gestion adaptative, "un processus systématique pour améliorer continuellement les politiques et pratiques de gestion via l'apprentissage à partir de leçons tirées de politiques et pratiques précédentes" propose des mécanismes permettant l'ajustement aux changements et aux incertitudes liés au système.Partout dans le monde, l'incertitude climatique liée à l'hétérogénéité et la variabilité des températures et de leurs valeurs extrêmes (incertitude dont on prédit l'augmentation dans un contexte de changement climatique), est un obstacle majeur au développement de stratégies de contrôle de ravageurs ectothermes. Notre projet propose d'aborder ce problème en développant une approche multi-modèle (modèles individus centrés, automates cellulaires et multi-agents) comme base à la gestion adaptative pour le contrôle de ravageurs dans un contexte de variabilité climatique. Cette approche intègre trois principaux type d'incertitude thermique: 1) l'incertitude liée à l’environnement, 2) celle lié au comportement intrinsèque du système et 3) celle liée aux observations et décisions réalisées pour la gestion de l'agrosystème.Afin de considérer ces trois types d'incertitude, notre projet propose: 1) de renforcer les connaissances de l'hétérogénéité thermique des paysages agricoles, 2) de développer des modèles "température-dépendant" de dynamique des populations d'insectes ravageurs qui soient plus réalistes et 3) d'intégrer le concept de gestion adaptive pour le contrôle des ravageurs. Nous appliquerons ce cadre général d'étude au cas de la teigne de la pomme de terre (Phthorimaea operculella) dans les hautes Andes boliviennes. Alors que P. operculella est un des ravageur les plus importants à l'échelle mondiale, les montagnes boliviennes sont l'une des régions au monde les plus menacées par les changement climatiques du fait de leur altitude élevée et proximité à l'Équateur. Cette région se caractérise également par un fort taux de pauvreté et de fortes variabilités climatiques et incertitudes thermiques. Bien que développés dans un contexte particulier, les produits de notre projet seront pertinents pour plusieurs champs scientifiques allant de l'écologie des changements globaux à la gestion adaptative des ressources.	Ce projet pluridisciplinaire combine des champs de recherche qui ont récemment émergé de façon indépendante afin de prédire au mieux les effets des changements globaux: l'écologie thermique des paysages, le développement de modèles de dynamique des population dans des environnement thermiquement variables et la gestion adaptive pour le contrôle des ravageurs. Ces différentes thématiques sont dans des phases précoces de développement, stimulés par de récentes avancées technologiques en termes de métrologie thermique à grande échelle, de puissance de calcul des ordinateurs (modèles spatio-temporels complexes) qui seront utilisées et combinées pour la première fois dans notre projet. Enfin, ce projet prévoit de réunir des scientifiques, des gestionnaires et des agriculteurs afin qu'une approche véritablement intégrée du contrôle des ravageurs puisse émerger.
Résultats : À partir de centaines de mesures de températures réalisées dans des paysages agricoles équatoriens et couplées à des analyses de Fourier et géostatistiques, nos premiers résultats mettent en évidence qu'il existe de très grandes différences entre les interpolations climatiques des modèles globaux de température et les mesures de températures réalisées dans des champs, dans les micro-environnements où vivent les insectes.
Perspectives : Nos premiers résultats montrent la nécessité d'intégrer l'hétérogénéité thermique des paysages agricoles dans les modèles de prédiction et de gestion des populations de ravageurs.
Publications et brevets : Faye E, Herrera M, Bellomo L, Silvain JF, Dangles O (in prep) Strong discrepancies between operative temperature mapping and interpolated climatic units in agricultural landscapes.
Cette étude recommande de porter une plus grande précaution dans l'utilisation de modèles climatiques globaux pour prédire la distribution actuelle et future des espèces, notamment dans le cas des espèces ectothermes dont la performance dépend étroitement des températures mesurées à l'échelle des micro-habitats.