Cette thèse concerne l’évaluation des impacts des changements d’utilisations des sols sur la biodiversité des paysages agricoles à partir du modèle oiseaux. L’intensification de l’agriculture a engendré une diminution des habitats semi-naturels et de l’hétérogénéité des paysages avec de profondes conséquences sur la structure et la dynamique des communautés animales et végétales. Etablir des politiques environnementales efficaces nécessite de comprendre finement les processus écologiques mis en jeu par ces changements. Dans mes travaux, j’ai utilisé deux stratégies : l’étude des relations synchroniques et diachroniques entre les communautés d’oiseaux et les paysages. L’approche synchronique m’a permis de vérifier la généricité spatiale des relations oiseaux-habitat. J’ai pu mettre en évidence que la distribution de l’alouette des champs et que la richesse spécifique en oiseaux sont expliquées par les mêmes facteurs paysagers dans trois régions géographiques de France (Gascogne, Poitou, Bretagne). Ces résultats suggèrent que, dans certains cas, les mêmes programmes de gestion peuvent être utilisés sur une large étendue géographique, sans qu’il soit nécessaire de les adapter localement. Dans un second temps, sur le site de recherche des Vallées et Coteaux de Gascogne j’ai comparé les communautés d’oiseaux dans cinq systèmes agricoles aux intensités de production contrastées. J’ai montré que la structure et la composition des communautés sont très similaires dans les cinq systèmes. Ce résultat inattendu est probablement dû au maintien sur ce site d’étude, pour des raisons culturelles, d’un paysage hétérogène qui tamponne les effets de l’intensification agricole. L’approche diachronique m’a permis de quantifier l’impact de la dynamique des paysages à long terme sur les communautés d’oiseaux sur le site Vallées et Coteaux de Gascogne qui, entre 1982 et 2007, a connu une légère diminution de l’hétérogénéité des paysages et une forte augmentation des cultures aux dépens des prairies. J’ai trouvé des relations significatives entre les changements des communautés et des paysages. Ces relations temporelles étant moins fortes que les relations synchroniques aux deux dates, cela suggère d’être prudent dans l’utilisation du « space for time substitution ». Dans le but de construire des outils fiables pour prédire les patrons de distribution d’espèces, j’ai évalué et comparé les performances prédictives de deux approches de modélisation : niveau espèce versus niveau communauté. Je montre que ces deux approches ont une fiabilité similaire et une capacité de prédiction correcte. Ces types de modèles pourraient être couplés à des scénarios d’évolution des paysages pour simuler la réponse de la biodiversité à ces scénarios. / This thesis concerns the assessment of the impacts of land use changes in agricultural landscapes on biodiversity based on bird communities. The intensification of agriculture has resulted in a decrease of semi-natural habitats and the diversity of landscapes with profound consequences on the structure and the dynamics of plant and animal communities. Establish effective environmental policies requires an understanding of ecological processes responsible for these changes. In my work, I used two strategies: the study of synchronic and diachronic relations between bird communities and landscape structure. The synchronic approach allowed me to check the spatial genericity of relationships between birds and their habitats. I demonstrated that the same landscape factors explain the distribution of the skylark and the species richness in three geographic regions of France (Gascogny, Poitou, Britain). These results suggest that in some cases the same management programs can be used over a wide geographical area, without the need to adapt locally. In a second step, in the site « Vallées et Coteaux de Gascogne » I compared bird communities in five agricultural systems with contrasting intensities of production. I showed that the structure and composition of communities are very similar in all five systems. This unexpected result is probably due to the maintenance on this study site, for cultural reasons, of a heterogeneous landscape that buffers the effects of agricultural intensification. The diachronic approach allowed me to quantify the impact of long term landscape dynamics on bird communities in the site « Vallées et Coteaux de Gascogne ». Between 1982 and 2007, it occured a slight decrease in the heterogeneity of landscapes and a strong increase of crops at the expense of grasslands. I found significant relationships between landscape dynamics and changes in bird communities. However, these temporal relations are weaker than synchronic relations on both dates. These results suggest to be cautious in the use of the "space for time substitution" approach. In order to build reliable tools to predict species distribution patterns, I have evaluated and compared the predictive performance of two approaches modeling: species level versus community level. I showed that both approaches have a similar reliability to predcit species distributions. These types of models could be coupled with scenarios of landscape changes to simulate the response of biodiversity to these scenarios.

Les paysages agricoles d'ouest de l'Europe sont caractérisés par la présence de haies qui entourent les parcelles. La multifonctionnalité de ces haies sur les plans économique, environnemental et social est depuis longtemps reconnue. Pendant les dernières décennies, les transformations de l'agriculture ont eu des impacts forts sur ce paysage, : agrandissement des parcelles cultivées, arasement des haies et modification de leur gestion. L'évolution du mode de vie des agriculteurs a également accéléré l'évolution des paysages agricoles. Dans ce contexte, se pose la question de la durabilité écologique de ce paysage. Nous avons abordé cette question par l'analyse de la durabilité de la production de bois, qui est une fonction économique et écologique importante des haies. Trois aspects ont été développés : 1-Quelle est la variabilité de biomasse ligneuse ? 2-Comment peut-on évaluer cette biomasse ? 3-Quelles est l'importance socio-économique de cette biomasse dans les paysages agricoles ? L'étude a été réalisée sur un bocage au nord de l'Ille-et-Vilaine, à la fois, par une approche pluri-échelles (brin, arbre, haie, paysage) pour estimer la biomasse ligneuse et une approche socio-économique pour comprendre comment les ménages agricoles utilisent la biomasse ligneuse . Au niveau du brin une équation allométrique a été construite pour estimer la biomasse des branches à partir de leur circonférence. Au niveau de l'arbre, la biomasse des branches a été estimée en utilisant l'équation du niveau précédant. La variabilité de la biomasse des branches a été étudiée via des paramètres des arbres et des facteurs environnementaux. Au niveau de la haie la variabilité de la production du bois a été évaluée en fonction de la structure de la haie et des facteurs environnementaux. Au niveau du paysage, la dynamique spatiale et temporelle d'émondage et ses relations avec la structure du paysage et les caractéristiques socio-économiques des exploitations agricoles ont été étudiées en interprétant des photographies aériennes de la zone atelier de Pleine-Fougères. Les résultats nous ont confirmé l'intérêt de la méthode pluri échelle pour aborder la question de biomasse. Au niveau du brin, la circonférence est un bon facteur pour estimer la biomasse d'une branche. La biomasse des branches des arbres est liée aux caractéristiques des arbres. La compétition et la présence de prairie sont des facteurs importants. La structure de la haie et le type du traitement de la haie sont des facteurs importants au niveau de la haie. Au niveau du paysage, la diminution du rythme d'émondage et l'arasement continu des haies apparaissent clairement de 1996 à 2006. A ce niveau on a constaté que la gestion des haies est liée à l'occupation des parcelles adjacentes aux haies. L'enquête socio-économique auprès des exploitations agricoles nous a indiqué l'importance du bois dans la prévision énergétique des exploitations agricoles. La plantation des haies et leur entretien sont liés à la structure économique de ces exploitations. Ces résultats nous ont permis de montrer le rôle de l'occupation du sol, et donc des systèmes de production agricole sur la ressource en bois. L'intégration de prairies dans les successions culturales est un atout pour la production de bois. Nous avons pu souligner aussi l'importance économique des haies dans l'économie rurale, surtout pour les exploitations de grande taille, à côté des autres fonctionnalités des haies.

L’importance écologique et agronomique des abeilles sauvages dans les paysages agricoles rend cruciale la gestion de ces insectes pollinisateurs. Les abeilles sauvages utilisent plusieurs habitats dans les paysages agricoles, comme les milieux semi-naturels (bois, haies, prairies permanentes), mais aussi les parcelles agricoles. L’objectif de ce travail est de caractériser la structure des communautés de pollinisateurs et le succès de pollinisation le long de gradients de composition et de configuration des milieux semi-naturels ainsi que d’intensité des pratiques agricoles à l’échelle paysagère. Par une approche basée sur les trais écologiques, traduisant des différences d’utilisation des ressources par les abeilles sauvages, nous avons mis en évidence que i) les abeilles sauvages peu mobiles, les espèces solitaires mais aussi les espèces terricoles (nids souterrains) sont plus abondantes dans des parcelles agricoles entourées d’une forte proportion de prairies permanentes faiblement fragmentées, ii) les parcelles entourées d’une forte quantité de lisières forestières présentent une abondance plus importante d’espèces peu mobiles, d’espèces tardives, sociales et polylectiques, iii) les espèces oligolectiques sont filtrées (exclues) dans les paysages fortement boisés car ce sont des espèces profitant de ressources fournies par la mosaïque cultivée. Nous avons aussi mis en évidence que l’effet positif de la proportion en milieux semi-naturels sur la diversité des abeilles sauvages était plus important dans des paysages à la mosaïque agricole gérée de façon intensive. Nous montrons par ailleurs que l’intensité locale des pratiques agricoles peut autant influencer la diversité des abeilles sauvages que la proportion de milieux semi-naturels environnants. Enfin, nous montrons que, suivant les situations, l’abondance des espèces d’abeilles sauvages dominantes ou la présence d’un assemblage d’espèces peu communes peut expliquer le succès de pollinisation. Il semblerait que, dans le cas où le succès de pollinisation répond à l’occurrence d’espèces peu communes, la proportion de milieux semi-naturels aurait une influence positive sur le succès de pollinisation par les abeilles sauvages. Ce travail de thèse démontre l’importance d’espèces peu communes, dépendantes des milieux semi-naturels, pour le succès de pollinisation mais aussi la relation positive entre l’abondance de certains groupes d’espèces et la proportion de milieux semi-naturels. Ce travail permet donc de soutenir l’hypothèse selon laquelle les milieux semi-naturels sont garants du maintien de la diversité des abeilles sauvages et des services rendus par ces dernières. Cependant, l’effet positif des milieux semi-naturels sur la diversité des abeilles sauvages est variable, puisque il dépend des pratiques agricoles à l’échelle locale et paysagère. Les préconisations d’aménagement paysager et de modifications des pratiques ne peuvent donc être faites indépendamment les unes des autres.

composition des paysages agricoles, sous l'effet de changements dans les politiques et les méthodes de production de l'agriculture (mécanisation accrue, expansion des zones cultivées au détriment des habitats semi-naturels, augmentation de l'utilisation des intrants chimiques...). Face à tous ces changements liés à l'agriculture moderne, la question se pose de l'impact de l'intensification agricole sur la biodiversité.<br />Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à une communauté de petits mammifères (rongeurs et insectivores < 40g) des haies dans trois paysages agricoles bretons contrastés du point de vue de l'intensité de l'usage des terres et de la densité des réseaux de haies, le long d'un gradient d'intensification de l'agriculture. Quatre axes principaux sont identifiés : (1) caractériser la structure et la composition de la communauté dans les trois paysages, (2) déterminer (dans une approche multi-échelle quelles sont les variables environnementales qui peuvent expliquer les<br />différences dans les assemblages d'espèces entre les haies, (3) caractériser les variations saisonnières de la communauté et des populations qui la composent en réponse à la dynamique des paysages. (4) Nous nous sommes aussi intéressés à un niveau trophique supérieur en comparant les abondances de deux espèces de prédateurs des petits mammifères, la buse variable (Buteo buteo) et la faucon crécerelle (Falco tinnunculus) en réponse à la composition des paysages et à la<br />disponibilité en proies.<br />Les résultats soulignent l'importance de développer des approches qui intègrent plusieurs niveaux d'organisation et plusieurs échelles d'analyse. La diversité, l'abondance, la composition, la biomasse et les amplitudes saisonnières de fluctuation de la communauté, ainsi que l'abondance des deux espèces de rapaces sont différentes entre les trois sites, montrant un effet de<br />l'intensification de l'agriculture sur les différents taxons étudiés. Le paysage, mais également les caractéristiques de l'habitat sont impliqués dans la structuration des assemblages d'espèces.<br />Ces résultats permettent d'envisager des modes de gestion et d'aménagement pour la conservation de la biodiversité dans les paysages agricoles.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / Les plantations d’arbres sont fréquemment employées en milieux riverains pour restaurer les services écologiques de ces milieux fortement dégradés par l’intensification agricole. Néanmoins, les connaissances demeurent fragmentaires quant à la réponse des communautés végétales riveraines aux plantations d’arbres. Cette thèse vise à identifier certains des mécanismes de recolonisation des communautés végétales riveraines après plantation d’arbres en paysages agricoles. Pour cela, quatre questions principales étaient posées, soit : 1) l’intensification agricole réduit-elle le succès de plantation des arbres ?; 2) la plantation d’arbres induit-elle des processus de succession végétale aboutissant au retour de communautés forestières ?; 3) quels processus spatiaux et mécanismes écologiques structurent la diversité végétale riveraine ?; et 4) la disponibilité en lumière, la compétition et les conditions édaphiques sont-elles des filtres écologiques limitant la recolonisation des espèces forestières ? L’augmentation de la fréquence de cultures annuelles dans la parcelle adjacente aux milieux riverains diminuait la survie et la croissance des arbres plantés, témoignant d’un effet négatif de l’intensification agricole sur le succès de plantation des arbres. Toutefois, les arbres induisaient une succession végétale aboutissant avec le temps au retour d’une structure de végétation, d’une abondance des groupes écologiques et d’une composition en espèces similaires à celles des forêts riveraines utilisées comme écosystème de référence. De plus, cette succession végétale correspondait à un modèle de threshold dynamics dans lequel les espèces sciaphiles remplaçaient les héliophiles après le dépassement d’un seuil de disponibilité en lumière. Les processus spatiaux le long des rivières d’amont en aval contribuaient majoritairement à la composition végétale des milieux riverains comparativement aux processus spatiaux bidirectionnels à vol d’oiseau ou le long des rivières. Ces processus spatiaux amont-aval étaient principalement liés aux traits des graines des espèces végétales. En d’autres termes, la dispersion hydrochore est un processus-clef pour la diversité végétale riveraine. Finalement, la recolonisation de deux des trois espèces forestières transplantées en milieux riverains était réduite soit par de faibles niveaux d’ombrage, par la compétition ou par les sols agricoles. Ces avancées scientifiques permettront une meilleure compréhension du fonctionnement des communautés végétales riveraines et une amélioration des pratiques de restauration des milieux riverains en paysages agricoles. / Tree planting is frequently conducted in riparian zones to restore the ecological services of these ecotones widely degraded by agricultural intensification. Nevertheless, little is known about the response of riparian plant communities to tree planting. This Ph.D. thesis aims to identify some important recolonization mechanisms of riparian plant communities after tree planting in agricultural landscapes. Accordingly, four main research questions were raised: 1) does agricultural intensification reduce the establishment success of planted trees?; 2) does tree planting induce a plant succession leading to the re-establishment of plant communities characteristic of natural riparian forests?; 3) which spatial processes and ecological mechanisms structure plant diversity in riparian zones?; 4) do light availability, competition and soil conditions act as ecological filters limiting the recolonization of forest herbs? The increase in cultivation frequency of annual crops in the agricultural field adjacent to riparian zone reduced the survival and growth of planted trees, thereby demonstrating the detrimental impact of agricultural intensification on the establishment success of planted trees. However, trees induced a pattern of plant succession leading to the re-establishment of a vegetation structure, an abundance of ecological groups and a species composition characteristic of natural riparian forests. Furthermore, this type of plant succession corresponded to a model of threshold dynamics in which shade-tolerant species outcompeted light-demanding species after an ecological threshold related to light availability had been crossed. Upstream to downstream spatial processes along rivers, predominantly contributed to the plant composition of riparian zones, more so than bidirectional spatial processes overland or along rivers. These upstream-downstream processes were mostly linked to the traits of plant seeds. In other words, hydrochory was highlighted as a key watershed-scale process driving riparian plant diversity. Finally, the recolonization of two of the three forest herbs transplanted in riparian zones was reduced either by low shade levels, competition or agricultural soil. These scientific discoveries deepen our understanding of the functioning of riparian plant communities in agricultural landscapes, and promote more successful restoration of riparian zones.

Devant les externalités négatives découlant de l’intensification de l’agriculture, plusieurs pays industrialisés, dont le Canada, ont mis en place des mesures d’interventions allant de la réglementation à l’accompagnement. Pourtant, la littérature montre que l’adoption de pratiques de gestion bénéfiques (PGB) par les agriculteurs demeure relativement limitée à une clientèle déjà convaincue et que la pérennité de la participation et des aménagements n’est souvent pas assurée au-delà du versement des aides. L’absence de marché pour monétiser les bienfaits environnementaux découlant de l’adoption de PGB ne permet pas non plus une régulation par le marché. Basé sur la collaboration entre les acteurs locaux et l’implication en partie du privé dans le financement de rétribution des agriculteurs pour les services rendus à l’environnement, le programme Alternative Land Use Service (ALUS) se présente comme une voie alternative entre réglementations d’État, démarche volontaire et régulation par le marché. Cette représentation de ce qu’est le programme pourrait bien se traduire dans la réalité, dans la mesure où le programme arriverait dans les faits à faire participer les agriculteurs en grand nombre, et ce, de façon pérenne. Cette étude s’appuie sur une recherche documentaire et une série de 45 entretiens semi-dirigés avec des agriculteurs participants, des coordinateurs et des membres du Partnership Advisory Committee (PAC) dans quatre communautés ALUS de l’Ontario. En mobilisant l’économie de la proximité, le présent travail vise à comprendre les raisons pour lesquelles les agriculteurs participent au programme, et tente de vérifier si les spécificités dont se revendique ALUS incitent les agriculteurs à participer de façon pérenne. L’analyse montre que les spécificités du programme ont un effet différent sur la participation et la pérennité selon le type d’agriculteur, et que la coordination des acteurs est fortement assujettie aux réseaux et au contexte. / Faced with the negative externalities arising from the intensification of agriculture, several industrialized countries, including Canada, have put in place intervention measures ranging from regulation to support. However, the literature shows that the adoption of beneficial management practices (BMPs) by farmers remains relatively limited to a clientele already convinced and that the sustainability of participation is not assured beyond the payment of aid. The absence of a market to monetize the environmental benefits of adopting BMPs also does not allow regulation by the market. Based on the collaboration between local actors and the involvement of the private sector in the financing of farmers' fees for producing environmental services, the Alternative Land Use Service (ALUS) program promote itself as an alternative between regulations, voluntary approaches and regulation by the market. This representation could well be translated into reality, since the program manages to involve farmers in large numbers, on a long-term basis. This study is based on documentary research and a series of 45 semi-structured interviews with participating farmers, coordinators, and Partnership Advisory Committee (PAC) members in four ALUS communities in Ontario. By mobilizing the economy of proximity, the present work aims at understanding farmers' reasons for participating in the program and tries to verify if the specificities that ALUS claims encourage farmers to participate on a long-term basis. The analysis shows that the specificities of the program have a different effect on participation and sustainability depending on the type of farmer, and that the coordination of the actors is highly dependant on networks and context.

L'agriculture actuelle est impliquée dans de multiples problématiques environnementales, sociales et économiques, aux échelles locales et globales. En agronomie, de nombreux travaux à l'échelle du champ et de l'exploitation visent aujourd'hui à concevoir des systèmes de culture et des systèmes de production en lien avec ces problématiques. En revanche, peu de travaux portent sur la conception et l'évaluation de systèmes agricoles à l'échelle du territoire, alors que cette échelle apparaît pourtant incontournable pour faire face à des enjeux de développement durable. Pour combler ce manque, nous proposons un ensemble méthodologique permettant i) de simuler les conséquences de scénarios de politiques agricoles sur les choix d'assolement des agriculteurs, décrits individuellement, en modélisant l'évolution de leurs système de production et ii) d'évaluer l'impact de ces changements d'assolements à l'échelle du territoire, à l'aide d'indicateurs qui apportent de l'information spatiale sur la contribution de l'agriculture au développement durable. L'ensemble méthodologique proposé débute par la construction d'une typologie des exploitations agricoles du territoire sur la base de la similarité de leur assolement. Parallèlement, l'adaptation d'indicateurs à l'échelle du territoire permet d'évaluer les impacts des externalités des systèmes de culture en mobilisant des procédures de changements d'échelles. Un modèle bioéconomique générique, multi-échelle, spatialement explicite, appelé MOSAICA, qui utilise la typologie et les indicateurs d'impact de l'agriculture à l'échelle régionale, est créé pour produire des mosaïques de systèmes de culture et évalue leur contribution au développement durable du territoire. Ce modèle, couplé à un itinéraire de définition de scénarios exploratoires et normatifs permet de tester l'impact de différents types de leviers agronomiques, socio-économiques, environnementaux, organisationnels et techniques sur les choix des exploitants et in fine sur la contribution de la mosaïque de systèmes de culture au développement durable du territoire. Nous avons appliqué cet ensemble méthodologique à la conception de scénarios de développement agricoles durables en Guadeloupe. Nous avons dans un premier temps développé une typologie des systèmes de production comprenant huit types distincts et relevant de processus décisionnel différents. Puis nous avons adapté à l'échelle du territoire 19 indicateurs pour l'évaluation des mosaïques de systèmes de culture. L’évaluation de la mosaïque actuelle nous a permis de repérer de faibles niveaux de contribution aux enjeux d’autonomie alimentaire et énergétique. Différents scénarios normatifs et exploratoires intégrant des leviers de changement de la mosaïque ont été testés avec MOSAICA. Les évaluations réalisées nous ont permis d'identifier que des leviers agronomiques comme le développement du maraîchage sans intrants chimiques et des leviers sociaux comme la formation de main-d'oeuvre supplémentaire permettraient d'améliorer la contribution de l’agriculture au développement durable du territoire Guadeloupéen. La modélisation mécaniste de l’évolution du territoire agricole permet d'intégrer des connaissances sur la localisation, les performances, les impacts des systèmes de culture et sur les processus décisionnels des exploitants régissant l’orientation productive et le fonctionnement des exploitations. Cette démarche permet de visualiser les changements de système de culture et leurs impacts de manière spatialement explicite, ce qui permet de générer des connaissances sur les leviers susceptibles de faire évoluer positivement l'agriculture du territoire. La démarche et les outils mis en oeuvre sont donc particulièrement utiles pour l'aide à la décision publique pour améliorer la durabilité de l'agriculture dans son ensemble. / Current agricultural systems are responsible for many different environmental, social and economic issues at both local and global scales. Agricultural sciences have contributed to the design of several methods at the farm and field scale in order to prototype cropping systems and farming systems to address these issues. However, few methods have been designed at the regional scale, while this scale seems to be essential in order to address these issues. In order to fill this gap, we here propose a new methodological framework for i) simulating the consequences of policy changes on farmer's cropping plan, described individually, by modeling the evolution of farming systems and to ii) assess the impacts of cropping system changes at the regional scale, with a set of indicators that generate spatially explicit information on the contribution of agriculture to sustainable development. The methodological framework starts with the design of a farm typology over the territory based on the similarity of farmer's crop acreages. In parallel, a set of indicators is adapted to the landscape scale in order to assess the impacts of cropping system externalities by integrating a set of scale change procedures. A generic, multi-scale, spatially explicit bioeconomic model called MOSAICA, which uses the farm typology and the indicators, is created for generating cropping system mosaics and assessing their contribution to sustainable development. This model coupled to a scenario approach composed of exploratory and normative scenarios can simulate the impact of several types of agronomic, socio-economic, environmental, organizational and technical levers of change on the farmer's choices in terms of cropping systems and in fine the impacts of new cropping system mosaics on the contribution to sustainable development of territories. We applied this methodological framework for building scenarios of sustainable agricultural development in Guadeloupe. We first developed a typology of farming systems encompassing eight types of farming systems that revealed several different farmer's decision processes. Then, we developed 19 indicators to assess cropping system mosaics. The assessment of the current cropping system mosaic showed low levels of response of the current mosaic to economic and social issues especially the food and energy self-sufficiency. Different normative and exploratory scenarios integrating levers of change have been simulated with MOSAICA. The assessment of cropping system mosaics from these scenarios highlighted the positive effect of agronomic levers of change such as organic crop-gardening and social levers such as the vocational training of supplementary workforce for improving the contribution of agriculture to sustainable development of the guadeloupean territory. The mechanistic modeling of the agricultural territory allows us to integrate a wide range of knowledge on the location of cropping systems, their levels of performance , their impacts and the decision process of farmer's that drive the farming system characteristics and the farm functioning. This methodological framework helps visualize the cropping system changes at the regional scale and their associated impacts at the landscape scale which is helpful in order to produce knowledge on the levers of change that can improve the response of local agriculture to local and global issues. The framework and tools designed are particularly useful for decision-aid on the future levels of contribution of agriculture to sustainable development.

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’importance écologique et agronomique des abeilles sauvages dans les paysages agricoles rend cruciale la gestion de ces insectes pollinisateurs. Les abeilles sauvages utilisent plusieurs habitats dans les paysages agricoles, comme les milieux semi-naturels (bois, haies, prairies permanentes), mais aussi les parcelles agricoles. L’objectif de ce travail est de caractériser la structure des communautés de pollinisateurs et le succès de pollinisation le long de gradients de composition et de configuration des milieux semi-naturels ainsi que d’intensité des pratiques agricoles à l’échelle paysagère. Par une approche basée sur les trais écologiques, traduisant des différences d’utilisation des ressources par les abeilles sauvages, nous avons mis en évidence que i) les abeilles sauvages peu mobiles, les espèces solitaires mais aussi les espèces terricoles (nids souterrains) sont plus abondantes dans des parcelles agricoles entourées d’une forte proportion de prairies permanentes faiblement fragmentées, ii) les parcelles entourées d’une forte quantité de lisières forestières présentent une abondance plus importante d’espèces peu mobiles, d’espèces tardives, sociales et polylectiques, iii) les espèces oligolectiques sont filtrées (exclues) dans les paysages fortement boisés car ce sont des espèces profitant de ressources fournies par la mosaïque cultivée. Nous avons aussi mis en évidence que l’effet positif de la proportion en milieux semi-naturels sur la diversité des abeilles sauvages était plus important dans des paysages à la mosaïque agricole gérée de façon intensive. Nous montrons par ailleurs que l’intensité locale des pratiques agricoles peut autant influencer la diversité des abeilles sauvages que la proportion de milieux semi-naturels environnants. Enfin, nous montrons que, suivant les situations, l’abondance des espèces d’abeilles sauvages dominantes ou la présence d’un assemblage d’espèces peu communes peut expliquer le succès de pollinisation. Il semblerait que, dans le cas où le succès de pollinisation répond à l’occurrence d’espèces peu communes, la proportion de milieux semi-naturels aurait une influence positive sur le succès de pollinisation par les abeilles sauvages. Ce travail de thèse démontre l’importance d’espèces peu communes, dépendantes des milieux semi-naturels, pour le succès de pollinisation mais aussi la relation positive entre l’abondance de certains groupes d’espèces et la proportion de milieux semi-naturels. Ce travail permet donc de soutenir l’hypothèse selon laquelle les milieux semi-naturels sont garants du maintien de la diversité des abeilles sauvages et des services rendus par ces dernières. Cependant, l’effet positif des milieux semi-naturels sur la diversité des abeilles sauvages est variable, puisque il dépend des pratiques agricoles à l’échelle locale et paysagère. Les préconisations d’aménagement paysager et de modifications des pratiques ne peuvent donc être faites indépendamment les unes des autres. / The ecological and agricultural importance of wild bees in farmlands stresses the needs for management strategies for these insect pollinators. Wild bees use multiple habitats in agricultural landscapes, such as semi-natural habitats (woodlands, hedgerows, permanent grasslands) and crop fields. This study aims to characterize the community structure of wild bees and assess pollination delivery along gradients of landscape heterogeneity – based on the composition and configuration of semi-natural habitats – and landscape-wide intensity of farming practices. Using a trait-based approach, based on traits determining resource-use by wild bee species, we showed that i) the least mobile species, solitary bees and ground-nesting species were more abundant in crop fields surrounded by large amounts of little-fragmented permanent grasslands, ii) crop fields surrounded by high amount of woodland edges supported a greater abundance of little-mobile bee species, late-emerging bees, social bees and polylectic bees, iii) oligolectic bee species were filtered out in highly forested landscapes, because these species could thrive on resources provided by the crop mosaic. We also found that the positive effect of the proportion of semi-natural habitats on bee diversity was greater in landscapes with intensively managed crop mosaic. Moreover, we showed that the local intensity of farming practices had as much influence on bee diversity as the proportion of semi-natural habitats. Finally, we showed that, depending on situations, the abundance fluctuations of dominant bee species or the occurrence of an assemblage of uncommon bee species can explain variations in pollination success. In the cases where pollination success responded to the occurrence of uncommon species, the proportion of semi-natural habitats had a positive influence on pollination delivery provided by wild bees. This study shows the importance of some uncommon species, dependent on semi-natural habitats, for pollination delivery but also the positive relationship between the abundance of some species groups and the proportion of semi-natural habitats. This work therefore confirms the hypothesis that semi-natural habitats sustain the diversity of wild bee communities and pollination delivery. However, the positive effect of semi-natural habitats on bee diversity depends on farming practices at the local and landscape scale. Therefore, recommendations on the management of landscape heterogeneity and changes in farming practices cannot be given independently from each other.

Les systèmes agroforestiers intercalaires (SAI) se caractérisent par l'intégration d'espèces ligneuses disposées en rangées largement espacées dans les champs cultivés. Dans un contexte où les paysages agricoles, qu'ils soient marqués par l'intensification des pratiques agricoles ou un abandon plus ou moins marqué de l'agriculture, sont en quête de durabilité, les SAI sont proposés comme des systèmes écologiques et productifs ayant le potentiel de répondre aux enjeux vécus à l'échelle des fermes et des paysages. Afin d'optimiser la participation des SAI à la construction de paysages durables, il est nécessaire d'acquérir une vision intégrée de leur cohérence paysagère, c'est-à-dire de leur arrimage avec les dimensions écologiques et sociales des paysages, ainsi que de développer des outils pouvant guider leur aménagement dans une perspective paysagère. Or, la cohérence potentielle des SAI avec les dimensions sociales des paysages reste encore peu documentée, et les outils permettant d'envisager l'intégration et l'aménagement des SAI dans une perspective paysagère rares et peu adaptés au contexte québécois. En se basant sur un cadre conceptuel associant les approches dialectiques du paysage aux systèmes socio-écologiques, la thèse a évalué, ex-ante, certains aspects de la dimension sociale de la cohérence paysagère des SAI dans deux contextes paysagers fortement contrastés : la municipalité régionale de comté (MRC) des Maskoutains, marquée par des paysages d'intensification agricole, et celle de Charlevoix-Est, marquée par la déprise agricole. Les perceptions de 40 professionnels (agriculteurs, conseillers agricoles et forestiers, aménagistes et élus) travaillant dans des territoires à l'étude furent scrutées à travers des entrevues semi-dirigées et des groupes de discussion. L'impact des SAI et de leur aménagement (espacement des rangées et diversité des espèces ligneuses) sur l'appréciation des paysages agricoles par les résidents fut sondé via un questionnaire en ligne. La dimension écologique de la cohérence paysagère des SAI fut analysée via une revue de littérature des services écosystémiques qu'ils peuvent potentiellement fournir, une analyse des enjeux vécus dans les paysages agricoles du Québec et des entrevues semi-dirigées réalisées avec quatre experts agroforestiers. Les dimensions sociale et écologique furent ensuite combinées pour créer deux outils d'aide à la décision multicritères pour guider le choix des sites d'implantation et des aménagements des SAI dans une perspective paysagère. Les entrevues semi-dirigées et les groupes de discussion ont révélé que les facteurs influençant l'intégration des SAI dans les paysages variaient d'un milieu à l'autre. Dans les Maskoutains, les SAI s'arriment très bien aux enjeux écologiques prioritaires perçus par les acteurs et répondent même à certains enjeux esthétiques, mais leur rentabilité incertaine, l'inadéquation des politiques agricoles avec ces systèmes et les habitudes liées aux pratiques intensives limitent leur cohérence paysagère. Dans Charlevoix-Est, c'est l'intérêt esthétique des SAI et la nécessité de diversifier les revenus issus de l'agriculture qui sont apparus comme les éléments favorisant le plus l'implantation des SAI, alors que les prix du bois, très bas, sont apparus comme un élément limitant majeur. Les analyses multivariées et qualitatives des appréciations paysagères des résidents ont démontré que, peu importe la MRC ou le profil des répondants, les scénarios présentant des SAI et des paysages ordinaires étaient également appréciés, hormis pour la prairie qui s'avéra significativement plus appréciée que les SAI. Les répondants ont aussi exprimé des préférences régionales contrastées pour l'aménagement des SAI, démontré une certaine préférence pour des systèmes diversifiés et révélé que l'aspect linéaire des systèmes diminuait leur attrait. En somme, dans les Maskoutains, les SAI présentent, malgré leur pertinence écologique et les plus grandes possibilités offertes en matière de choix d'espèces ligneuses, une cohérence paysagère faible en raison de contraintes sociales relativement peu favorables à leur intégration. Le contexte de Charlevoix-Est, plus équilibré, est globalement plus propice à l'intégration des SAI, notamment à cause de facteurs sociaux plus favorables et malgré des possibilités plus restreintes en matière de diversité végétale. La thèse démontre ainsi l'importance d'une approche territorialisée et intégrant à la fois une analyse des dimensions écologiques et sociales pour choisir les sites d'implantation, les espèces et les types d'aménagement à prioriser afin d'optimiser la cohérence des SAI dans les paysages. Les résultats plaident globalement pour une diversification et une « délinéarisation » des modèles de SAI afin de mieux les arrimer aux conditions socio-écologiques des paysages, dans le respect de leurs dynamiques évolutives. / Agroforestry intercropping systems (AIS) are characterized by the integration of woody species arranged in widely spaced rows in cultivated fields. In a context where agricultural landscapes, whether shaped by the intensification of agricultural practices or by a more or less important agricultural decline, are in search for sustainability, AIS are proposed as alternative, ecological and productive land-use systems that could tackle the challenges experienced both at the farm and landscape levels. Optimizing the contribution of AIS to landscape sustainability requires an integrated vision of their landscape coherence, understood as their match with the ecological and social dimensions of landscapes, as well as the use of tools aimed at guiding their design and implementation in a broad, landscape perspective. Up to now, the potential coherence of AIS with the social dimensions of landscapes remains poorly documented, and the tools enabling the choice of optimal AIS designs following a landscape perspective rare and not suited to Quebec's context. Using a conceptual framework linking landscape dialectic approaches to socio-ecological systems, the thesis assessed, ex-ante, some aspects of the social dimension of AIS landscape coherence in two highly contrasted agricultural landscape contexts: the regional county municipality (RCM) of Les Maskoutains, shaped by agricultural intensification landscapes, and the RCM of Charlevoix-Est, featuring agricultural decline. The perceptions of 40 professionals (farmers, farm and forestry advisors, landscape planners and local authorities) working within the studied territories were scrutinized through semi-directed interviews and focus groups. The impact of AIS and of their design features (row spacing and woody species diversity) on agricultural landscape appreciation by residents was surveyed using an online questionnaire. The ecological dimension of AIS landscape coherence was analysed through a literature review of the ecosystem services they may provide, an analysis of the challenges faced within agricultural landscapes in Québec and semi-directed interviews conducted with four agroforestry experts. The social and ecological dimensions were then combined and enabled the creation of two multicriteria decision-tools aimed at guiding the implementation sites and designs of AIS in a landscape perspective. Semi-directed interviews and focus groups revealed that the factors influencing AIS integration within landscape vary between regions. In Les Maskoutains, AIS match the most crucial ecological issues perceived by stakeholders, and even some landscape aesthetic concerns, but their uncertain economic viability, the mismatch of public agricultural support to these systems and the habits linked to intensive agricultural practices limit their landscape coherence. In Charlevoix-Est, the AIS aesthetics and the necessity to diversify agricultural income appeared as the elements most facilitating AIS implementation, while very low wood prices appeared as a major constraint. Multivariate and qualitative analysis performed on the landscape appreciation declared by residents demonstrated that, regardless of the region or the profile of the respondents, AIS and ordinary agricultural landscapes were equally appreciated, excepted for the hay field which was significantly more appreciated than the other landscapes. Respondents also expressed contrasted regional preferences for AIS designs, demonstrated a slight preference for AIS featuring diversified woody species and revealed that the linear aspect of AIS was lowering their attractivity. Globally, in Les Maskoutains, AIS present, despite their high ecological relevance, a weak landscape coherence caused by a social context somehow not very favorable to their integration. The context in Charlevoix-Est, more balanced, is globally more suitable to AIS integration despite restrained possibilities in terms of woody perennial diversity. The thesis thus demonstrates the importance of a territorial approach integrating ecological and social dimensions to choose implementation sites, woody species and global AIS designs to optimize their landscape coherence. The results globally advocate for a diversification and a "delinearization" of AIS models to better match them to the socio-ecological conditions of landscape, with respect for their evolutive dynamics.