Farming intensity indirectly reduces crop yield through negative effects on agrobiodiversity (...)





Titre complet: Farming intensity indirectly reduces crop yield through negative effects on agrobiodiversity and key ecological functions


Farming intensity and landscape heterogeneity influence agrobiodiversity and associated ecological functions. The relative contributions of these agroecosystem components to agricultural production remain unclear because of inter-relations and weather-dependant variations. Using a structural equation modelling approach, we estimated direct and indirect contributions of farming intensity (soil management, pesticide use and fertilisation) and landscape heterogeneity (of semi-natural covers and crop mosaic) to cereal crop production, in 54 fields (mostly wheat), in two years (24 and 30 fields). Indirect effects were evaluated through agrobiodiversity (carabid and plant communities) and ecological functions (pollination and pest control). In 2016, farming intensity had the largest direct positive effect on cereal crop yield, followed by agrobiodiversity (74% of the farming intensity impact) and ecological functions. However, the direct benefits of farming intensity were halved due to negative indirect effects, as farming intensity negatively affected within-field biodiversity and ecological functions. Overall, agrobiodiversity and farming intensity had equal net contributions to cereal crop yields, while heterogeneity of the crop mosaic enhanced biodiversity. In 2017, neither higher farming intensity nor agrobiodiversity and ecological functions could lift cereal production, which suffered from unfavourable meteorological conditions. Semi-natural habitats supported agrobiodiversity. Our study suggests that a reduction of farming intensity combined with higher heterogeneity of crop mosaic can enhance the benefits of ecological functions towards crop production. Semi-natural covers seem to play an essential role in the face of climatic events, by supporting agrobiodiversity and the potential resilience of the agroecosystem functioning.


Titre en français: L'intensité des pratiques agricoles réduit indirectement le rendement des cultures par le biais d'effets négatifs sur l'agrobiodiversité et les fonctions écologiques clés.


L'intensité des pratiques agricoles et l'hétérogénéité du paysage influencent l'agrobiodiversité et les fonctions écologiques associées. Les contributions relatives des composantes de l'agroécosystème à la production agricole restent floues en raison des interrelations et des variations liées aux conditions météorologiques. En utilisant une approche de modélisation par équations structurelles, nous avons estimé les contributions directes et indirectes de l'intensité des pratiques agricoles (gestion du sol, utilisation de pesticides et fertilisation) et de l'hétérogénéité du paysage (des couvertures semi-naturelles et de la mosaïque de cultures) à la production de cultures céréalières, dans 54 champs (principalement du blé), sur deux années (24 et 30 champs). Les effets indirects ont été évalués à travers l'agrobiodiversité (communautés de carabes et de plantes) et les fonctions écologiques (pollinisation et contrôle des ravageurs). En 2016, l'intensité des pratiques agricoles a eu l'effet positif direct le plus important sur le rendement des cultures céréalières, suivi par l'agrobiodiversité (74 % de l'impact de l'intensité culturale) et les fonctions écologiques. Toutefois, les avantages directs de l'intensité agricole ont été réduits de moitié en raison d'effets indirects négatifs, l'intensité agricole ayant eu un impact négatif sur la biodiversité et les fonctions écologiques à l'intérieur des champs. Dans l'ensemble, l'agrobiodiversité et l'intensité des pratiques ont eu des contributions nettes égales aux rendements des cultures céréalières, tandis que l'hétérogénéité de la mosaïque de cultures a renforcé la biodiversité. En 2017, ni l'augmentation de l'intensité agricole, ni l'agrobiodiversité et les fonctions écologiques n'ont pu relever la production céréalière, qui a souffert de conditions météorologiques défavorables. Les habitats semi-naturels ont soutenu l'agrobiodiversité. Notre étude suggère qu'une réduction de l'intensité agricole combinée à une plus grande hétérogénéité de la mosaïque de cultures peut améliorer les avantages des fonctions écologiques pour la production végétale. Les couverts semi-naturels semblent jouer un rôle essentiel face aux événements climatiques, en soutenant l'agrobiodiversité et la résilience potentielle du fonctionnement de l'agroécosystème.


Rémi Duflot, Magali San-Cristobal, Emilie Andrieu, Jean-Philippe Choisis, Diane Esquerré, Sylvie Ladet, Annie Ouin, Justine Rivers-Moore, David Sheeren, Clélia Sirami, Mathieu Fauvel, Aude Vialatte, Farming intensity indirectly reduces crop yield through negative effects on agrobiodiversity and key ecological functions, Agriculture, Ecosystems & Environment, Volume 326, 2022,107810, ISSN 0167-8809,

https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107810.


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