Les changements climatiques et d'usages des sols sont des facteurs clés affectant la biodiversité. Par ailleurs, la nécessité de concilier production agricole et biodiversité, en améliorant les mesures de conservation existantes et en intégrant les considérations environnementales dans les futures politiques agricoles, est devenue une préoccupation majeure. L'objectif de la thèse était d'étudier comment les changements environnementaux (climatiques et d'usages des sols agricoles) et les mesures de conservation mises en œuvre en réponse à ces pressions environnementales, sont susceptibles d'affecter les communautés d'oiseaux nicheurs. Une première partie de mes travaux a porté sur l'évaluation des effets des mesures agro-environnementales (MAE) récemment mises en œuvre en France. Ces travaux mettent en évidence l'efficacité mitigée des MAE dans leur ensemble, bien que certaines semblent pouvoir améliorer la dynamique des populations en déclin. Dans une seconde partie, j'ai cherché à prédire les impacts potentiels des changements environnementaux futurs sur les communautés d'oiseaux. Les prédictions des impacts potentiels de différents scénarios PAC à l'horizon 2020 m'ont tout d'abord permis de mettre en évidence la nécessité de développer des scénarios à fine échelle spatiale, tenant compte de la diversité des systèmes agricoles en France. J'ai donc développé différents scénarios de changements d'assolements à l'échelle des petites régions agricoles, certains étant déclinés à deux échelles de prise de décision politique : nationale et régionale. Les prédictions des impacts de ces scénarios combinés à différents scénarios de changements climatiques et d'usage des sols, nous permettent notamment de mettre en évidence que la régionalisation de politiques d'extensification en fonction des agrosystèmes, pourrait permettre de maximiser la conservation des communautés d'oiseaux communs en milieu agricole. En conclusion, le développement de telles approches prédictives est utile pour prédire les impacts des changements potentiels du climat et de l'utilisation des terres, et est par conséquent un réel outil d'aide à la décision pour élaborer les futures politiques agricoles

L'histoire de l'agriculture est très liée à celle de l'Homme et surtout à l'évolution des populations. La modernisation de l'agriculture s'est fortement répercutée sur son environnement écologique avec une pollution de plus en plus croissante (surtout à partir des années 1970).<br />Aujourd'hui, avec l'alternative du développement durable, la réflexion autour des problématiques liées à l'environnement sont omniprésentes et interpellent l'agriculture sur les questions relatives à l'eau, l'air, le sol, la biodiversité.<br />Cette recherche, qui est basée sur plusieurs théories, reste essentiellement centrée sur la théorie des parties prenantes, qui invite tous les acteurs (agriculteurs, consommateurs, Etat, collectivités locales...) à participer à cette évolution vers une agriculture multifonctionnelle et durable.<br />L'interrogation fondamentale est : l'agriculture durable est-elle aussi voire plus performante que l'agriculture conventionnelle ?<br />La recherche s'est appuyée sur des agriculteurs qui ont choisi de mettre en place des mesures en faveur de l'environnement dans un contrat territorial d'exploitation (entre 2000 et 2002). L'engagement, pour cinq ans, est un exemple concret d'agriculture durable. Il a servi de support pour cette thèse pour analyser la stratégie des agriculteurs dans cet enjeu d'agriculture durable, d'autant plus que ce contrat était une innovation en la matière.<br />La méthodologie consiste, à partir d'un questionnaire, a étudier les motivations qui ont conduit les agriculteurs à signer un contrat. En parallèle, une base de données sur les informations économiques et financières de ces exploitations, a été exploitée.

Les Mesures agro-environnementales territorialisées (MAEt) ont été introduites en France pour la programmation 2007-2013 de la Politique Agricole Commune (PAC). La perspective de la réforme de la PAC offre l'opportunité de proposer des pistes d'amélioration de ces mesures. Cette thèse évalue dans une première partie ce dispositif MAEt avec une attention particulière portée aux enjeux de lutte contre les pollutions de l'eau d'origine agricole. Nous étudions dans le premier chapitre la décentralisation croissante du dispositif agro-environnemental, le ciblage et l'adaptation aux territoires à enjeux prioritaires. Cette analyse est illustrée par les résultats d'une enquête menée à l'échelle nationale auprès des agriculteurs éligibles et des agents responsables de la mise en œuvre des MAEt, avec deux focus sur l'Eure et Loir et le Languedoc-Roussillon. Ces analyses complémentaires nous permettent d'apporter des éléments d'explication au trop faible taux d'adoption des mesures de réduction d'intrants. Dans le deuxième chapitre nous estimons avec des méthodes économétriques d'évaluation des effets de traitement si ces mesures, basées sur une auto-sélection des participants, permettent effectivement de réduire l'utilisation d'herbicides par les viticulteurs engagés dans la région Languedoc-Roussillon. La seconde partie de la thèse propose deux dispositifs innovants qui pourraient améliorer l'acceptabilité des MAE par les agriculteurs. Nous étudions dans le chapitre 3 l'effet de l'introduction d'une dimension collective dans les contrats, par la méthode de modélisation des choix appliquée au cas des viticulteurs du Languedoc Roussillon. Cette dimension collective se concrétise par un ‘bonus' monétaire versé à chaque viticulteur engagé à condition qu'un objectif de surfaces engagées soit atteint collectivement. Pour finir, nous analysons dans le chapitre 4 la possibilité d'utiliser des appels à projets pour allouer les contrats agro-environnementaux, sur la base de l'expérience pilote menée par l'Agence de l'Eau Artois-Picardie. Ce mécanisme laisse aux agriculteurs la liberté d'adapter le cahier des charges et les montants des mesures en fonction de leur propre consentement à recevoir. / Territorialized agri-environmental measures (MAEt) were introduced in France for the 2007-2013 Common Agricultural Policy program. The forthcoming CAP reform is an opportunity to improve the design of existing agri-environmental schemes. The first part of this thesis assesses this scheme (MAEt), with special attention paid to water pollution issues. In the first chapter we analyse theadvantages and limits of the partial decentralization of decision-making in the setting-up of agrienvironmentalprojects and of improved targeting through the identification of eligible priority areas.This analysis is illustrated by the results of a national survey conducted with eligible farmers andagents in charge of the implementation of the scheme and by two case studies conducted in Eure etLoir and Languedoc-Roussillon. These surveys help us to identify the reasons for the too low adoptionrates of pesticides reduction measures by farmers. In the second chapter, we estimate the impact ofherbicide reduction measures adopted by winegrowers in the Languedoc-Roussillon region using atreatment effects approach. The second part of the thesis proposes two innovative designs aiming atincreasing the acceptability of agri-environmental measures by farmers. In chapter 3 we study theintroduction of a collective dimension in the contracts. This collective dimension relies on a monetary‘bonus’ paid to each farmer who has signed a contract, provided that the proportion of landcollectively enrolled in the agri-environmental scheme reaches a predefined threshold. We finallyanalyse in chapter 4 the possible use of reverse auctions for the allocation of agri-environmentalcontracts, on the basis of the pilot experiment implemented by the Water Agency in Artois-Picardie.This mechanism enables farmers to adapt the practices they commit to and the payment that they receive to their own willingness to accept.

L'effondrement des populations d'abeilles domestiques, observé à l'échelle mondiale depuis une vingtaine d'années, est particulièrement alarmant, provoquant le déclin de la filière apicole mais également celui d'un pollinisateur essentiel en milieu agricole. La conservation de l'abeille domestique et de l'apiculture en paysage agricole est donc actuellement un enjeu majeur pour de nombreux acteurs. L'intensification de l'agriculture, insufflée par la politique agricole européenne, est désignée comme une cause majeure dans le déclin de la biodiversité, dont les abeilles sauvages. De nombreuses études ont révélé que le manque de ressources florales est une cause majeure de ce déclin généralisé, mais de façon surprenante, cette cause n'est que très peu investiguée à l'heure actuelle pour l'abeille domestique. Plus généralement, l'écologie de l'abeille domestique en paysage agricole est mal connue. A l'interface entre écologie comportementale, évolutive et paysagère, l'objectif général de cette thèse est d'étudier l'influence conjuguée de l'intensification de l'agriculture et de la dynamique spatio-temporelle des ressources florales en paysage agricole sur (i) leur utilisation et (ii) l'histoire de vie des abeilles. L'originalité de cette étude provient de l'envergure spatiale et temporelle des données empiriques collectées à l'aide de vastes dispositifs de suivis tant au niveau individuel qu'au niveau des colonies. Les résultats obtenus confirment l'influence négative de l'intensification de l'agriculture sur l'écologie de l'abeille domestique. En effet, la dynamique des ressources dominées par trois cultures majeures que sont le colza, le tournesol et le maïs, provoque l'apparition d'une déplétion d'approvisionnement en pollen et nectar. Des ressources aujourd'hui marginalement présentes en paysage agricole intensif telles que les zones boisées et les adventices jouent un rôle prépondérant dans le régime alimentaire des abeilles, pouvant contrer l'intensité de cette déplétion d'approvisionnement. Par des mécanismes a priori adaptatifs, les colonies et les individus adaptent leurs omportements et histoire de vie en réponse à la déplétion d'approvisionnement. Cependant, ces mécanismes de compromis d'allocation des ressources ont un coût important et aboutissent à un affaiblissement des colonies, qui se traduit par la mortalité hivernale des colonies d'abeilles domestiques. Cette étude révèle empiriquement l'importance de la dynamique des ressources dans les causes du déclin de l'abeille domestique, et évoque la présence d'une disette alimentaire en céréaliculture intensive. Ces résultats sont discutés dans l'optique de concevoir des mesures de conservation de l'abeille domestique, de l'apiculture et du service de pollinisation en paysage agricole intensif, afin de limiter les stress environnementaux pour les abeilles tels que le manque de ressources florales et l'exposition aux pesticides.

L'intensification de l'agriculture a joué un rôle crucial pour augmenter la production alimentaire au cours des dernières décennies. Plusieurs processus liés à l'intensification ont aussi causé d'importants dommages environnementaux, sur la biodiversité en particulier. L'agriculture doit aujourd'hui faire face au défi de satisfaire à une demande alimentaire croissante tout en améliorant son impact environnemental et sa durabilité. Il est nécessaire de connaître la forme de la relation entre biodiversité et intensité agricole pour déterminer où les politiques de conservation seront les plus efficaces et quelles allocations spatiales de l'intensité permettront de concilier production et biodiversité. Il existe peu de preuves empiriques de la forme de cette relation, de plus, l'influence de l'arrangement spatial de l'intensité sur la biodiversité demeure inconnue. Cette thèse avait pour objectif de déterminer comment cibler l'intensité agricole et son allocation spatiale afin d'atteindre des objectifs à la fois productifs et environnementaux. Afin de répondre à cette question, nous avons adopté une approche à l'échelle de la France entière, en couplant des bases de données décrivant l'agriculture et des oiseaux spécialistes des milieux agricoles à cette échelle. Nous avons caractérisé un gradient d'intensité à l'échelle du pays et étudié une communauté d'oiseaux spécialistes des milieux agricoles tout au long de ce gradient. Plusieurs descripteurs de cette communauté ont été utilisés, renseignant sa taille (richesse spécifique) mais aussi sa composition (spécialisation, niveau trophique, habitat). L'intensité agricole et les communautés d'oiseaux ont été reliées au niveau de la Petite Région Agricole (PRA; largeur moyenne = 22.4 km). Tout d'abord, nous avons développé une méthode permettant d'estimer un indicateur d'intensité agricole basé sur le coût intrant par hectare, au niveau de la PRA. Cet indicateur fournit une valeur d'intensité continue, pertinente à la fois pour les systèmes d'élevage et de culture. Ensuite, nous avons examiné les effets d'un gradient d'utilisation des sols (des prairies aux grandes cultures) et de leur hétérogénéité, sur la communauté d'oiseaux. L'hétérogénéité a un effet négatif sur les espèces spécialistes car elle entraine la perte de leur habitat. En revanche, elle avantage les espèces généralistes. Lors d'une troisième étape, nous avons montré que la communauté d'oiseaux était significativement influencée par l'intensité. Le long du gradient des espèces « gagnantes » remplacent des espèces « perdantes », ce changement étant plus marqué aux faibles intensités. L'effet de l'intensité sur la communauté d'oiseaux est renforcé par son agrégation spatiale. Enfin, les relations entre l'intensité, la communauté d'oiseaux, et les performances productives et économiques ont été intégrées dans un modèle d'optimisation de l'allocation de l'intensité. Les allocations optimales révèlent des solutions gagnant-non-perdant entre les trois critères de performance (biodiversité, production et économie). Ces allocations optimales correspondent à des modifications d'intensité ciblées: beaucoup de petits changements, favorisant des zones homogènes et extensives dans le cas d'un scénario d'extensification, à l'opposé de changements importants et moins nombreux, favorisant plus d'hétérogénéité, dans le cas d'un scénario d'intensification. Cette thèse apporte une des premières démonstrations de l'influence de l'agrégation spatiale de l'intensité sur la relation entre biodiversité et intensité. Nos résultats révèlent une opportunité pour améliorer l'efficacité des politiques de conservation de la biodiversité à l'échelle nationale. Il s'agit d'un ciblage de ces politiques, qui devra être différent pour maximiser la biodiversité à coût productif réduit ou pour augmenter la production tout en limitant les dommages sur la biodiversité / During the past several decades, agricultural intensification has been crucial to increase the food supply. Several processes related to intensification are very detrimental to the environment, particularly biodiversity. Today, agriculture is facing the challenge of satisfying its demand for food while improving its environmental sustainability. Knowledge of the shape of the relationship between biodiversity and intensity is necessary to determine both where conservation policies will be most effective and how to allocate intensity to reconcile production and biodiversity. Few empirical studies on this relationship exist, and the influence of the spatial arrangement of intensity on biodiversity remains untested. This Ph.D. thesis determined how to target both agricultural intensity and its spatial allocation for meeting production and conservation objectives of farmlands. To answer this research question, we used a country-scaled approach that combined two France-scaled databases that describe agriculture and farmland birds. We characterized a nationwide gradient of agricultural intensity and studied a farmland bird community along this gradient, using several trait-based descriptors (specialization, trophic level, and species main habitat). Agricultural intensity and bird communities were described at the Small Agricultural Region (SAR; mean width = 22.4 km) level. As a first step, we developed a novel method to estimate an intensity indicator that was based on Input Costs/ha, with SAR resolution. This indicator provides a continuous intensity measure that is relevant across different types of agricultural systems. Secondly, we investigated the effects of a gradient of land uses (grassland to arable land) and its heterogeneity on the bird community. We found habitat specialists suffered from habitat loss, while generalists benefited from heterogeneity. Thirdly, we showed that the community responded significantly to intensity, with winner species replacing loser species along the gradient. The shift between losers and winners was sharper at low intensities. Interestingly, spatial aggregation of intensity had a strengthening effect on the bird community. Finally, the relationships linking intensity to the bird community, food production, and economic performance were integrated into a model aimed at optimizing intensity allocation. Optimal allocations reached win-no-lose solutions with the three criteria. They corresponded to targeted intensity modifications: many small changed, favoring homogeneous, extensive clusters, were optimal within an extensification scenario; while a few large changes, favoring heterogeneity, were optimal within an intensification scenario. We provide one of the first studies demonstrating that spatial aggregation of intensity can influence the biodiversity/intensity relationship. Our results also provide an opportunity to improve the effectiveness of conservation policies, at national scales, with spatial targeting: opposite targeting should be performed either to maximize biodiversity benefits or to increase production, while mitigating biodiversity impacts. Our results highlight the importance of mixed allocation strategies between land sparing/sharing extremes. In order to put these opportunities into effect, further research should address the technical solutions that achieve intensity modification at the farm level and design targeted policies that benefit biodiversity and other environmental criteria

L'effondrement des populations d'abeilles domestiques, observé à l'échelle mondiale depuis une vingtaine d'années, est particulièrement alarmant, provoquant le déclin de la filière apicole mais également celui d'un pollinisateur essentiel en milieu agricole. La conservation de l'abeille domestique et de l'apiculture en paysage agricole est donc actuellement un enjeu majeur pour de nombreux acteurs. L'intensification de l'agriculture, insufflée par la politique agricole européenne, est désignée comme une cause majeure dans le déclin de la biodiversité, dont les abeilles sauvages. De nombreuses études ont révélé que le manque de ressources florales est une cause majeure de ce déclin généralisé, mais de façon surprenante, cette cause n'est que très peu investiguée à l'heure actuelle pour l'abeille domestique. Plus généralement, l'écologie de l'abeille domestique en paysage agricole est mal connue. A l'interface entre écologie comportementale, évolutive et paysagère, l'objectif général de cette thèse est d'étudier l'influence conjuguée de l'intensification de l'agriculture et de la dynamique spatio-temporelle des ressources florales en paysage agricole sur (i) leur utilisation et (ii) l'histoire de vie des abeilles. L'originalité de cette étude provient de l'envergure spatiale et temporelle des données empiriques collectées à l'aide de vastes dispositifs de suivis tant au niveau individuel qu'au niveau des colonies. Les résultats obtenus confirment l'influence négative de l'intensification de l'agriculture sur l'écologie de l'abeille domestique. En effet, la dynamique des ressources dominées par trois cultures majeures que sont le colza, le tournesol et le maïs, provoque l'apparition d'une déplétion d'approvisionnement en pollen et nectar. Des ressources aujourd'hui marginalement présentes en paysage agricole intensif telles que les zones boisées et les adventices jouent un rôle prépondérant dans le régime alimentaire des abeilles, pouvant contrer l'intensité de cette déplétion d'approvisionnement. Par des mécanismes a priori adaptatifs, les colonies et les individus adaptent leurs comportements et histoire de vie en réponse à la déplétion d'approvisionnement. Cependant, ces mécanismes de compromis d'allocation des ressources ont un coût important et aboutissent à un affaiblissement des colonies, qui se traduit par la mortalité hivernale des colonies d'abeilles domestiques. Cette étude révèle empiriquement l'importance de la dynamique des ressources dans les causes du déclin de l'abeille domestique, et évoque la présence d'une disette alimentaire en céréaliculture intensive. Ces résultats sont discutés dans l'optique de concevoir des mesures de conservation de l'abeille domestique, de l'apiculture et du service de pollinisation en paysage agricole intensif, afin de limiter les stress environnementaux pour les abeilles tels que le manque de ressources florales et l'exposition aux pesticides. / The collapse of honey bee populations, described around the world for twenty years, is particularly alarming because it causes the decline of beekeeping and of an essential pollinator in agricultural habitats. The conservation of honey bees and beekeeping in agricultural landscape is currently a major challenge for many operators. The agricultural intensification, instilled by the (European) Common Agricultural Policy, is considered as a major cause in the decline of biodiversity, including wild bees. Many studies have shown that lack of floral resources is a major cause of this widespread, but surprisingly, this cause of decline is very few investigated actually to honey bees. More generally, the honey bee ecology in agricultural landscapes is poorly understood. At the interface between behavioral, evolutionary and landscape ecology, the overall objective of this PhD thesis was to study the combined influences of agricultural intensification and the spatio-temporal dynamics of floral resources on (i) the use of this resource and (ii) the life history of honey bees. The originality of this study comes from its large spatial and temporal scale as well as its joint approach at individual and colony levels. The results confirm a negative impact of agricultural intensification on the honey bee. Indeed, three major crops i.e. rapeseed, sunflower and maize have created a temporal resource dynamic which causes a strong food supply depletion in pollen and nectar. Some resources more marginally represented in intensive agricultural landscapes such as wood and weeds play an important role in the honey bee diet, being able to restrict the intensity of food supply depletion. By adaptive mechanisms, colonies and individuals adapt their behavior and life history in response to the food supply depletion. However, these trade-off mechanisms in resource allocation have a significant cost and generate a weakening of colonies that increases overwintering mortality of honey bee colonies. This study shows empirically the importance of the resource dynamic in the causes of honey bee decline, and highlights the presence of a food-shortage period in cereal farming systems. These results are discussed so as to build conservation measures on the honey bee, beekeeping and pollination service in intensive agricultural landscapes, in order to limit environmental stress for honey bees such as lack of floral resources and pesticide exposure.