Promoting crop pest control by plant diversification in agricultural landscapes: A conceptual framework for analysing feedback loops between agro-ecological and socio-economic effects

A. Vialatte (), Anaïs Tibi (), Valérie Angeon (), Laurent Bedoussac (), Frédéric Fabre (), David Bohan (), Douadia Bougherara, A. Carpentier (), Bastien Castagneyrol (), Stéphane Cordeau (), Pierre Courtois, Jean-Philippe Deguine (), Jerome Enjalbert (), Fabienne Femenia, Hélène Fréville (), Frederic Goulet (), Regis Grateau (), Benoît Grimonprez (), Stephane Lemarié (), Nicolas Gross (), Mourad Hannachi (), Philippe Jeanneret, Laure Kuhfuss, Pierre Labarthe (), Marie Launay, Marianne Lefebvre (), Virginie Lelievre (), Gilles Martel (), Abel Masson, Mireille Navarrete (), Manuel Plantegenest (), Virginie Ravigné (), Adrien Rusch (), Frederic Suffert (), Abdoulaye Tapsoba, Olivier Therond (), Sophie Thoyer () and Vincent Martinet
Additional contact information
A. Vialatte: DYNAFOR - Dynamiques et écologie des paysages agriforestiers - ENSAT - École nationale supérieure agronomique de Toulouse - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INP - PURPAN - Ecole d'Ingénieurs de Purpan - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Anaïs Tibi: DEPE - Direction de l'Expertise scientifique collective, de la Prospective et des Etudes - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Valérie Angeon: ECODEVELOPPEMENT - Ecodéveloppement - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Laurent Bedoussac: AGIR - AGroécologie, Innovations, teRritoires - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INP - PURPAN - Ecole d'Ingénieurs de Purpan - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, ENSFEA - École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville
Frédéric Fabre: UMR SAVE - Santé et agroécologie du vignoble - UB - Université de Bordeaux - Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV) - Bordeaux Sciences Agro - Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
David Bohan: Agroécologie [Dijon] - UB - Université de Bourgogne - AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement - UBFC - Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
A. Carpentier: SMART-LERECO - Structures et Marché Agricoles, Ressources et Territoires - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
Bastien Castagneyrol: BioGeCo - Biodiversité, Gènes & Communautés - UB - Université de Bordeaux - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Stéphane Cordeau: Agroécologie [Dijon] - UB - Université de Bourgogne - AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement - UBFC - Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Jean-Philippe Deguine: UMR PVBMT - Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement - IRD - Institut de Recherche pour le Développement - UR - Université de La Réunion - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, Cirad-BIOS - Département Systèmes Biologiques - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement
Jerome Enjalbert: GQE-Le Moulon - Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon (Génétique Végétale) - INRA - Institut National de la Recherche Agronomique - UP11 - Université Paris-Sud - Paris 11 - AgroParisTech - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
Hélène Fréville: UMR AGAP - Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro - Montpellier SupAgro - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
Frederic Goulet: UMR Innovation - Innovation et Développement dans l'Agriculture et l'Alimentation - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro - Montpellier SupAgro - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement, Cirad-ES - Département Environnements et Sociétés - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement
Regis Grateau: ECO-PUB - Economie Publique - AgroParisTech - Université Paris-Saclay - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Benoît Grimonprez: CECOJI-UP [Poitiers] - Centre d’études et de coopération juridique interdisciplinaire – Université de Poitiers [EA 7353] - UP - Université de Poitiers = University of Poitiers
Stephane Lemarié: GAEL - Laboratoire d'Economie Appliquée de Grenoble - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - UGA - Université Grenoble Alpes - Grenoble INP - Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology - UGA - Université Grenoble Alpes
Nicolas Gross: UREP - Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR - VAS - VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Mourad Hannachi: SADAPT - Sciences pour l'Action et le Développement : Activités, Produits, Territoires - AgroParisTech - Université Paris-Saclay - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Philippe Jeanneret: Agroscope
Pierre Labarthe: AGIR - AGroécologie, Innovations, teRritoires - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INP - PURPAN - Ecole d'Ingénieurs de Purpan - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Marie Launay: AGROCLIM - Agroclim - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Marianne Lefebvre: GRANEM - Groupe de Recherche Angevin en Economie et Management - UA - Université d'Angers - AGROCAMPUS OUEST - Institut National de l'Horticulture et du Paysage
Virginie Lelievre: AgroEcoSystem - Département agronomie et sciences de l'environnement pour les agroécosystèmes - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Gilles Martel: UMR BAGAP - Biodiversité agroécologie et aménagement du paysage - ESA - Ecole Supérieure des Agricultures - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
Abel Masson: AgroParisTech, DEPE - Direction de l'Expertise scientifique collective, de la Prospective et des Etudes - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Mireille Navarrete: ECODEVELOPPEMENT - Ecodéveloppement - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Manuel Plantegenest: IGEPP - Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes - UR - Université de Rennes - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
Virginie Ravigné: UMR PHIM - Plant Health Institute of Montpellier - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement - IRD - Institut de Recherche pour le Développement - UM - Université de Montpellier - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro - Montpellier SupAgro - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement, Cirad-BIOS - Département Systèmes Biologiques - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement
Adrien Rusch: UMR SAVE - Santé et agroécologie du vignoble - UB - Université de Bordeaux - Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV) - Bordeaux Sciences Agro - Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Frederic Suffert: BIOGER - BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture - AgroParisTech - Université Paris-Saclay - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Abdoulaye Tapsoba: DEPE - Direction de l'Expertise scientifique collective, de la Prospective et des Etudes - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Olivier Therond: LAE-Colmar - Laboratoire Agronomie et Environnement - Antenne Colmar - LAE - Laboratoire Agronomie et Environnement - UL - Université de Lorraine - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Sophie Thoyer: CEE-M - Centre d'Economie de l'Environnement - Montpellier - UM - Université de Montpellier - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro - Montpellier SupAgro - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement

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Abstract: Given the negative environmental effects of conventional agricultural techniques, the need for biodiversity-friendly agriculture systems that rely more on ecosystem services and less on chemical inputs is becoming increasingly urgent. In this paper, we focus on crop protection strategies that are alternatives to the use of pesticides. Diversification of the plant component of agricultural areas at different space and time scales has been presented as a powerful socio-economic and agro-ecological mechanism for the sustainable control of pests. Our interdisciplinary group of scientific experts examined the literature on the ecological effects of plant diversification on pests and their natural enemies, as well as the social science literature on the conditions for farmers to adopt the corresponding practices, to assess the potential offered by plant diversification.We developed a conceptual framework that connects the agro-ecological and socio-economic components of an agricultural landscape in a dynamic loop accounting for interactions among elements at different spatial and temporal scales and their feedback effects. This article presents this framework and illustrates its application to the case of wheat production and protection. By explicitly connecting each level of agro-ecological organization with the potential socio-economic drivers and limitations underpinning the adoption and implementation of plant diversification in landscapes, this framework makes it possible to ana yse the synergies and antagonisms between different modes of diversification and the conditions of their deployment. Exploring this framework is a prerequisite to the identification of opportunities and key feed-back loops for designing diversification strategies that unlock the agro-ecological potential of f uture production systems. We conclude that there is a need for interdisciplinary research in experimental landscapes involving farmers and other local stakeholders to design sustainable future agricultural landscapes that deliver high levels of biological control services..

Date: 2021
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Published in Advances in Ecological Research, 2021, Advances in Ecological Research,, 65, pp.133-165. ⟨10.1016/bs.aecr.2021.10.004⟩

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DOI: 10.1016/bs.aecr.2021.10.004

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