MOTS CLÉS :
Insectes ravageurs et biocontrôle / Modélisation de dynamique des populations / Pesticides /Ecotoxicologie du paysage

CONTEXTE ET PROBLÉMATIQUE GENERALE :
Les pratiques de l’agriculture conventionnelle ont entraîné l’érosion de la biodiversité et le déclin de fonctions écologiques associées telles que le contrôle biologique des ravageurs par leurs ennemis naturels. La simplification des paysages agricoles, la forte diminution des surfaces semi-naturelles (comme les bosquets, les haies, les prairies) et l’utilisation des pesticides figurent parmi les principales causes de cette érosion. La restauration dans le paysage d’infrastructures agroécologiques et la réduction de l’usage des pesticides et de leurs des impacts sont donc considérés comme deux leviers potentiels pour atteindre l’objectif d’une agriculture durable.
Cependant, ces deux leviers d’actions ne sont pas indépendants l’un de l’autre. Les caractéristiques du paysage, et notamment la présence d’habitats non cultivés (ex. haies), pourraient déterminer la résistance et la résilience des agroécosystèmes face à l’usage de pesticides, en (i) favorisant la présence d’ennemis naturels des ravageurs et limitant ainsi les besoins en pesticides (Landis et al. 2000), et en (ii) limitant simultanément les impacts écotoxicologiques des pesticides sur cette biodiversité. Des études récentes en écotoxicologie du paysage (e.g. Fritsch et al. 2011 ; Pelosi et al., 2021) suggèrent en effet que les caractéristiques du paysage influencent la répartition spatiale des polluants dans l’environnement, l’exposition des organismes, les réponses aux niveaux individuels et populationnels, ou encore les possibilités de récupération des agroécosystèmes. Mais les impacts des pesticides sur les régulations biologiques intervenant à l’échelle du paysage sont encore très mal connus.
Ainsi à l’heure actuelle, on manque de connaissances concernant les liens complexes qui existent entre la structure du paysage, le recours aux pesticides, les conséquences écotoxicologiques sur la biodiversité, et la régulation biologique associée. Les résultats issus d’études expérimentales visant à explorer ces liens (e.g. Yang et al. 2019) sont souvent difficiles à interpréter du fait de multiples variables confondantes. La modélisation est un outil pouvant aider à décorréler les différents processus et à hiérarchiser les mécanismes à l’action (e.g., Topping & Lagisz 2012 ; Topping et al. 2015).

OBJECTIFS DU STAGE :
Une première étape d’analyse bibliographique permettra de faire l’inventaire des effets écotoxicologiques pouvant être observés sur des populations d’insectes auxiliaires suite à des traitements insecticides en contexte agricole. En prenant comme modèle d’étude les coccinelles, il s’agira d’identifier les effets directs létaux (mortalité) et sub-létaux (ex. croissance, reproduction), ainsi que les effets sur le long terme, les effets chroniques, ou encore les effets indirects (ex. modification de la qualité de l’habitat, des réseaux trophiques). Une attention particulière sera portée sur les facteurs paysagers susceptibles de moduler ces effets (ex. présence de zones refuges dans le paysage, habitats sources permettant la recolonisation des parcelles). Une synthèse bibliographique concernant l’ensemble des effets qu’il serait pertinent d’intégrer dans un modèle d’écotoxicologie à l’échelle du paysage sera un résultat original du stage.
Dans un deuxième temps, en partant d’un modèle existant de dynamique de pucerons et de coccinelles à l’échelle de la mosaïque agricole (Le Gal et al. 2020), le/la stagiaire aura pour mission d’enrichir le modèle afin d’y intégrer la simulation des impacts de traitements insecticides par pulvérisation sur les cultures infectées par les pucerons. Deux types d’effets écotoxicologiques du traitement insecticide seront considérés : des effets écotoxicologiques directs avec la mortalité d’une partie de la population de coccinelles présente dans la parcelle lors du traitement, et des effets indirects dus à la modification de la ressource alimentaire par la limitation des populations de pucerons dans les parcelles cultivées traitées. Les simulations du modèle permettront donc de décrire les effets sur les populations de coccinelles et la fonction de régulation biologique des pucerons qu’elles assurent. Différents scénarios seront envisagés, en faisant varier (i) la stratégie de traitement des parcelles adoptée par les agriculteurs (ex. traitement systématique ou pas, à date fixe ou pas, préventif ou curatif), (ii) l’hétérogénéité des pratiques agricoles (pourcentage de parcelles non traitées et leur agrégation dans le paysage), et (iii) l’hétérogénéité des habitats (présence d’habitats non cultivés et leur agrégation dans le paysage). Ces résultats originaux de simulation permettront de mieux comprendre comment l’influence des traitements insecticides sur les populations de coccinelle peut être modulée par la structure des paysages agricoles.

LE PROFIL QUE NOUS RECHERCHONS
– Formation recommandée : Master en biologie – écologie
– Connaissances ou expériences appréciées : agronomie, agroécologie, entomologie, modélisation mécaniste (modèles individus centrés)
– Aptitudes recherchées : Rigueur et autonomie

MODALITÉS D’ACCUEIL :
– Structure d’accueil : UMR EcoSys, pôle Ecotoxicologie, Centre INRAE Versailles
– Niveau du stage : M2
– Durée du contrat : 4 à 6 mois, entre Janvier et Septembre 2022
– Date d’entrée en fonction : à partir de Janvier 2022
– Rémunération : Indemnité réglementaire (3,90€/h ; Simulation possible sur le site https://www.service-public.fr/simulateur/calcul/gratification-stagiaire)

MODALITÉS POUR POSTULER :
Lettre de motivation et CV à transmettre à :
– Colette Bertrand : colette.bertrand@inrae.fr
– Corinne ROBERT : corinne.robert@inrae.fr

BIBLIOGRAPHIE CITÉE :
– Fritsch, C., Cœurdassier, M., Giraudoux, P., et al. (2011). Spatially explicit analysis of metal transfer to biota: influence of soil contamination and landscape. PLoS One, 6(5), e20682.
– Landis, D.A., Wratten, S.D., Gurr, G.M. (2000). Habitat management to conserve natural enemies of arthropod pests in agriculture. Annual Review of Entomology, 45, 175-201.
– Le Gal, A., Robert, C., Accatino, F., Claessen, D., & Lecomte, J. (2020). Modelling the interactions between landscape structure and spatio-temporal dynamics of pest natural enemies: Implications for conservation biological control. Ecological Modelling, 420, 108912.
– Pelosi, C., Bertrand, C., Daniele, G., Coeurdassier, M., Benoit, P., Nélieu, S., Lafay, F., Bretagnolle V., Gaba S., Vulliet, E., & Fritsch, C. (2021). Residues of currently used pesticides in soils and earthworms: A silent threat?. Agriculture, Ecosystems & Environment, 305, 107167.
– Topping, C.J., & Lagisz, M. (2012). Spatial dynamic factors affecting population-level risk assessment for a terrestrial arthropod: An agent-based modeling approach. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 18(1), 168-180.
– Topping, C.J., Craig, P.S., de Jong, F., et al. (2015). Towards a landscape scale management of pesticides: ERA using changes in modelled occupancy and abundance to assess long-term population impacts of pesticides. Science of the Total Environment, 537, 159-169.
– Yang, L., Zhang, Q., Liu, B., Zeng, Y., Pan, Y., Li, M., & Lu, Y. (2019). Mixed effects of landscape complexity and insecticide use on ladybeetle abundance in wheat fields. Pest management science, 75(6), 1638-1645.

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