Étude de la dynamique de population de Bactrocera dorsalis en lien avec la matrice paysagère d'un bassin de production de mangues

Caumette Cécile. 2021. Étude de la dynamique de population de Bactrocera dorsalis en lien avec la matrice paysagère d'un bassin de production de mangues. Paris : AgroParisTech, 55 p. Mémoire d'ingénieur : Dominante d'approfondissement "de l'information à la décision en passant par l'analyse et l'apprentissage" : AgroParisTech

Encadrement : Berthier, Karine ; Chapuis, Marie-Pierre ; Faye, Emile ; Piry, Sylvain

Résumé : La mouche orientale des fruits Bactrocera dorsalis est une espèce invasive originaire d'Asie, devenue un ravageur majeur des cultures fruitières. Au Sénégal, B. dorsalis est l'un des principaux ravageurs des mangues, une ressource alimentaire et économique majeure pour le pays. La lutte est essentiellement curative et très localisée, ce qui ne permet pas de contrôler les ré-infestations par dispersion à partir de populations sources. Afin d'élaborer des stratégies de gestion intégrée de B. dorsalis, il est nécessaire de caractériser les interactions entre la matrice environnementale et la dynamique de population. L'objectif de ce stage était d'obtenir, par une approche exploratoire, une première évaluation de ces interactions. Nous avons travaillé sur des séries temporelles d'abondance (2012 à 2014) issues de 53 vergers de la région des Niayes (près de Dakar) où les fluctuations démographiques de B. dorsalis sont très marquées, avec une quasi-absence d'individus dans les vergers en absence de mangue et un pic de pullulation durant la période de production. Deux hypothèses, non exclusives, sont émises quant à l'origine des individus initiant la phase de croissance démographique dans les vergers : i) de petites populations se maintiennent via la présence d'hôtes alternatifs dans le paysage local (dèmes) et, ii) la dispersion à longue distance via les vents permet l'apport d'individus à partir d'autres bassins de production plus précoces. Deux variables de réponse démographiques ont été estimées : la date de démarrage de la phase de croissance (lag) et la présence de petites populations pendant la période défavorable (dèmes). Les facteurs environnementaux candidats pour expliquer ces variables démographiques étaient multi-échelles : données climatiques régionales, paysagères dans le voisinage des vergers et agronomiques en intra-verger. Après une phase de prétraitement de ces données, l'effet des facteurs environnementaux sur les variables lag et dèmes a été analysé par une méthode récente, GPBoost, combinant une approche d'apprentissage automatique, le gradient boosting, et des modèles mixtes pour prendre en compte la non indépendance des observations. Malgré certaines limites méthodologiques, liées notamment à l'agrégation spatiale des observations, les résultats soutiennent nos hypothèses initiales en suggérant un lien entre la précocité de la phase de croissance démographique et la présence de dèmes, la fréquence des vents et la proximité de zones urbanisées. Ces travaux seront poursuivis et approfondis dans le cadre du projet ANR DISLAND qui débute en septembre 2021.

Résumé (autre langue) : The oriental fruit fly Bactrocera dorsalis is an invasive species from Asia and a major pest for fruit crops. In Senegal, B. dorsalis is a serious threat for mangoes, which are an important nutritional and economic resource for the country. Pest control measures are mostly curative and carried out locally, which do not prevent orchard reinfestation through fly dispersal from source populations. In order to develop integrated pest management strategies (IPM), we need to characterize the relationship between fruit fly population dynamics and environmental features. The goal of this internship was to produce a first exploratory analysis of these interactions.We worked on abundance time series from 53 orchards located in the Niayes (near Dakar), which display large seasonal variations in the number of fruit flies in the orchards : when mangoes are absent, fly populations are reduced to a very small number of individuals or are even absent, whereas they rapidly increase to reach a peak in abundance during the mango season. We suggested two non-exclusive hypotheses concerning the origin of flies initiating the population growth phase at the beginning of the mango season : i) the survival of small populations (demes) during the unfavourable season is possible due to the presence of alternative hosts in the local landscape surrounding orchards and, ii) longdistance dispersal of flies by winds provides new individuals stemming from areas with mango production starting earlier than in the Niayes. We estimated two demographic parameters from the abundance time series : the date of the beginning of the demographic growth in the orchards (lag) and the number of flies captured in the orchards outside the peak of abundance, when mangoes are absent (demes). To explain these two parameters, we considered environmental variables defined at different scales : regional climate data, landscape data concerning areas around the orchards and agricultural practices implemented in the orchards. After data pre-processing, we analysed the effects of environmental factors on demographic parameters with GPBoost, a recent machine learning approach which combines gradient boosting and mixed effects models, allowing to consider non-independant observations. Despite some methodological limitations, related in particular to the spatial aggregation of the observations, our results support the initial hypotheses by suggesting a link between the precocity of the demographic growth phase and the presence of demes, winds frequency and proximity with urban areas. We will delve further into this topic during the DISLAND project, which starts in September 2021.

Auteurs et affiliations

• Caumette Cécile, AgroParisTech (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/599425/)

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