Thermal landscapes and pest dynamic in Andean tropical agrosystems

Faye Emile. 2015. Thermal landscapes and pest dynamic in Andean tropical agrosystems. Paris : Université Pierre et Marie Curie, 280 p. Thèse de doctorat : Sciences de la nature et de l'homme : Université Pierre et Marie Curie

Encadrement : Dangles, Olivier

Résumé : In the context of global warming and increasing climatic variability, a major uncertainty that hampers effective pest management is related to the thermal characteristics of agricultural landscapes, which are known to have profound effects on insect pest dynamics. Moreover the spatial mismatch between the size of organisms and the scale at which climate data are collected and modelled is also a major barrier to better understand and predict pest distribution and dynamics. In this thesis, we addressed the issue of considering microclimates experienced by crop pests in their environments with the main objective to infer their spatiotemporal distribution. Therefore, we focused on the following questions: 1) How to bridge the gap between the predictions of coarse-scale climatic models and the fine-scale climatic reality experienced by organisms (i.e. microclimates), 2) How to develop innovative technological approaches such as thermal infrared cameras and unmanned aerial vehicle as a tool for the study of crop pest thermal ecology, 3) to what extent the fine spatiotemporal variability in thermal heterogeneity of natural and agricultural landscapes is useful to understand pest dynamics , and 4) how to integrate microclimatic data in models predicting the interrelation between pest organisms and the microclimate of their environments. This work revealed that microclimate substantially affects pest dynamics in agrosystems and may offer them opportunities to enhance their performances, as well as to buffer global warming effects within only few centimetres. Consequently, this thesis stresses the need of a better incorporation of microclimatic data into models of species distribution (and vulnerability to climate change) and evidences that microclimates might provide new insights towards agro-ecological pest management.

Résumé (autre langue) : ans un contexte de changement climatique et d'augmentation de la variabilité du climat, une raison majeure qui freine le développement et l'adoption d'une gestion efficace des ravageurs des cultures est celle des caractéristiques thermiques des paysages agricoles, qui sont reconnues pour leur effet sur la dynamique ces ravageurs. De plus, la différence entre la taille des organismes considérés et les échelles auxquelles les données climatiques sont collectées et modélisées est une problématique clé pour comprendre et prédire la distribution des ravageurs des cultures. Dans ce travail de thèse, nous explorons la prise en compte des microclimats ressentis par les ravageurs des cultures dans leur environnement afin de mieux déduire leur distribution spatiotemporelle. Par conséquent, cette thèse s'est intéressée à: 1) réduire les différences d'échelles entre les prédictions des modèles climatiques globaux et la fine échelle spatiotemporelle des microclimats vécus par les organismes, 2) développer des approches techniques innovantes, comme la combinaison de caméras thermiques avec des drones aéroportés, pour faciliter l'étude de l'écologie thermique des ravageurs des cultures dans leur milieu, 3) déterminer dans quelle mesure la caractérisation de l'hétérogénéité thermique spatiotemporelle des paysages agricoles est utile pour comprendre les dynamiques des ravageurs des cultures et 4) comment intégrer les microclimats dans les modèles de prédiction des ravageurs des cultures. Ce travail montre que les microclimats conditionnent partiellement la dynamique des ravageurs des cultures dans les agrosystèmes et peuvent leur fournir des opportunités pour améliorer leur performances (et atténuer les effets du changement climatique) dans quelques centimètres carrées seulement. Par conséquent, cette thèse a montré l'importance d'une meilleure prise en compte des microclimats dans les modèles de distribution d'espèces (et de vulnérabilité face au changement climatique). Finalement, ce travail a révélé que l'étude des microclimats pourrait ouvrir de nouvelles voies de lutte intégrée agro-écologiques contre les ravageurs des cultures.

Mots-clés Agrovoc : ravageur des plantes, changement climatique, réchauffement global, microclimat, température du sol, paysage agricole, terre agricole, agroécologie, lutte intégrée, agroécosystème, dynamique des populations, distribution géographique, lutte anti-insecte, photo-interprétation

Mots-clés géographiques Agrovoc : région andine, Équateur, Bolivie (État plurinational de), Pérou

Classification Agris : P40 - Météorologie et climatologie
H10 - Ravageurs des plantes
U30 - Méthodes de recherche

Champ stratégique Cirad : Axe 4 (2014-2018) - Santé des animaux et des plantes

Auteurs et affiliations

• Faye Emile, Université Pierre et Marie Curie (FRA) ORCID: 0000-0001-7764-3256

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/584613/)

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