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Pollinisation

La pollinisation est un service de régulation essentiel au fonctionnement des écosystèmes. Elle consiste en la fécondation des plantes à fleurs et est à la base du maintien et de la diversification des populations.

Pour près de 90 % des plantes sauvages et 75 % des espèces cultivées à l'échelle mondiale [1, 2], elle est assurée par des animaux dits « pollinisateurs », qui transportent le pollen d'une fleur à l'autre. Parmi ceux-ci, les plus efficaces sont les insectes et en particulier les abeilles (sauvages et domestiques) qui, de par leur comportement de butinage, transportent le pollen sur de plus longues distances, en quantités importantes et visitent un grand nombre de fleurs.

De nombreux bénéfices sont tirés de ce service, tels que la production de denrées alimentaires (les fruits, le miel, ...) et autres produits d'origine végétale (biocarburants, matériaux de construction, médicaments,...) ainsi que le maintien de paysages diversifiés et d'une biodiversité végétale d'intérêt patrimonial [3].

La valeur de ce service peut être évaluée à l'aide de méthodes plus ou moins intégratives (ex : [4, 5, 6]) qui tiennent compte par exemple de la richesse ou l'abondance estimées ou mesurées en pollinisateurs ou en plantes mellifères, de la part de la production agricole sensible au déclin des abeilles, des pratiques culturales utilisées, de la présence d'éléments paysagers d'intérêt pour les pollinisateurs,...


[1] OLLERTON J., WINFREE R. & TARRANT S., 2011. How many flowering plants are pollinated by animals? Oikos, 120(3), 321-326.
[2] GALLAI N., SALLES J.-M., SETTELE J. & VAISSIERE B.E., 2009. Economic valuation of the vulnerability of world agriculture confronted with pollinator decline. Ecological Economics, 68(3), 810-821.
[3] BRETAGNOLLE V. & GABA S., 2015. Weeds for bees? A review. Agronomy for Sustainable Development, 35(3), 891-909.
[4] ZULIAN G., MAES J. & PARACCHINI M.L., 2013. Linking Land Cover Data and Crop Yields for Mapping and Assessment of Pollination Services in Europe. Land, 2(3), 472-492.
[5] WINFREE R., GROSS B.J. & KREMEN C., 2011. Valuing pollination services to agriculture. Ecological Economics, 71, 80-88.
[6] RICKETTS T.H., REGETZ J., STEFFAN-DEWENTER I., CUNNINGHAM S.A., KREMEN C., BOGDANSKI A., GEMMILL-HERREN B., GREENLEAF S.S., KLEIN A.M., MAYFIELD M.M., MORANDIN L.A., OCHIENG' A. & VIANA B.F., 2008. Landscape effects on crop pollination services: are there general patterns? Ecology Letters, 11(5), 499-515.

Description

La pollinisation assure la reproduction sexuée des plantes à fleurs (Angiospermes). Elle consiste en l'acte de féconder ces plantes par le transport de pollen depuis les étamines (organes sexuels mâles) jusqu'au pistil et les ovaires (organes sexuels femelles). Ces organes sont portés par des fleurs qui sont souvent mâles et femelles (hermaphrodites), parfois l'un ou l'autre (unisexuées). L'ovaire devient alors une graine, entourée d'un fruit, qui pourra à son tour produire une plante.

Une reproduction sexuée efficace assure à la fois la production de fruits et de graines de meilleure qualité (meilleure conformation ou pouvoir germinatif) et/ou en plus grande quantité.

Liens avec les typologies de services disponibles :

Processus

La reproduction sexuée des plantes à fleurs peut être assurée par des animaux (zoogamie), tels que des insectes (entomogamie), des oiseaux (ornithogamie) ou des mammifères (ex : chauves-souris = chiroptérogamie) ; et/ou le vent (anémogamie) et/ou l'eau (hydrogamie). Certaines espèces s'autopollinisent (autogamie).

La pollinisation entomophile concerne la grande majorité (~ 78 % en zone tempérée, 94 % dans les milieux tropicaux) des plantes à fleurs [1]. Les insectes pollinisateurs (papillons, syrphes, abeilles et coléoptères) sont particulièrement efficaces. En explorant les fleurs à la recherche de nourriture (pollen et/ou nectar), ils se frottent aux étamines, récoltant involontairement des grains de pollen qu'ils abandonnent ensuite en partie au contact d'une autre fleur. Ils assurent ainsi une fertilisation croisée et donc à long terme, le maintien d'une certaine diversité génétique. De par leur comportement alimentaire et morphologie (appareils pileux optimisant récolte du pollen), les abeilles* sont les pollinisateurs majeurs [7, 8], d'autant plus efficaces que certaines sont spécialisées sur des espèces végétales particulières.



* Sont inclues l'abeille domestique (Apis mellifera) et les sauvages (abeilles solitaires et bourdons).

[1] Ollerton J., Winfree R. & Tarrant S., 2011. How many flowering plants are pollinated by animals? Oikos, 120(3), 321-326.

[7] Winfree R., Williams N.M., Dushoff J. & Kremen C., 2007. Native bees provide insurance against ongoing honey bee losses. Ecology Letters, 10(11), 1105-1113.

[8] Garibaldi L.A., Steffan-Dewenter I., Winfree R., Aizen M.A., Bommarco R., Cunningham S.A., Kremen C., Carvalheiro L.G., Harder L.D., Afik O., Bartomeus I., Benjamin F., Boreux V., Cariveau D., Chacoff N.P., Dudenhöffer J.H., Freitas B.M., Ghazoul J., Greenleaf S., Hipólito J., Holzschuh A., Howlett B., Isaacs R., Javorek S.K., Kennedy C.M., Krewenka K.M., Krishnan S., Mandelik Y., Mayfield M.M., Motzke I., Munyuli T., Nault B.A., Otieno M., Petersen J., Pisanty G., Potts S.G., Rader R., Ricketts T.H., Rundlöf M., Seymour C.L., Schüepp C., Szentgyörgyi H., Taki H., Tscharntke T., Vergara C.H., Viana B.F., Wanger T.C., Westphal C., Williams N. & Klein A.M., 2013. Wild Pollinators Enhance Fruit Set of Crops Regardless of Honey Bee Abundance. Science, 339(6127), 1608-1611.

Bénéfices et impacts

De nombreux bénéfices sont tirés du service de pollinisation, lui conférant une valeur économique, environnementale et socioculturelle importante.

Sa contribution à la production végétale est certainement l'un des plus connus. A l'échelle mondiale, le rendement de plus de 75 %* des plantes cultivées dépend directement (quantité et/ou qualité de fruit) ou indirectement (production de semences, multiplication sexuée, programmes de sélection) de la pollinisation entomophile [2] . Ces espèces végétales contribuent à environ 35 % en volume de la production mondiale [9] . Une étude de 2009 a chiffré la valeur économique totale de l'activité pollinisatrice des abeilles sauvages et domestiques à plus de 150 milliards d'€/an pour l'année 2005 (soit 9,5 % de la valeur commerciale de production alimentaire mondiale destinée à l'alimentation humaine) [9] . En Wallonie, les principales cultures entomophiles sont le colza, certaines cultures maraichères, les cultures fruitières (pommiers, poiriers, cerisiers,...) et horticoles sous serres (tomates, courgettes, aubergines, poivrons,...).

Certaines cultures autofertiles (exemples : pois, haricots, lentilles, maïs, colza, lin,...) peuvent également tirer profit d'une fertilisation croisée assurée par les pollinisateurs et ainsi voir leur rendement et leur pouvoir germinatif augmentés.

La majorité des pollinisateurs est composée d'espèces sauvages. Seules certaines espèces ont été domestiquées. L'exemple le plus connu est celui de l'abeille domestique, élevée dans un objectif de production de miel, qui bénéficie au secteur apicole, et de pollinisation des cultures adjacentes. Certaines espèces de bourdons sont également élevées pour assurer la pollinisation d'espèces cultivées sous serre.

Outre la fourniture de denrées alimentaires, les pollinisateurs contribuent directement à la production de médicaments, de biocarburants, de fibres, de bois d'œuvre,...

Les pollinisateurs participent aussi à la reproduction de nombreuses espèces végétales qui ne sont pas mobilisées par l'homme. Ils interviennent dans la conservation de paysages, d'espèces végétales et animales présentant de l'intérêt d'un point de vue esthétique et/ou patrimonial. La pollinisation entomophile permet par exemple le maintien d'une certaine diversité végétale (adventices) dans les agro-écosystèmes [3] .

Les pollinisateurs peuvent également constituer une source d'inspiration artistique et scientifique.

Menaces : Depuis les dernières décennies, les pollinisateurs font face à un déclin significatif à l'échelle mondiale. En Belgique, ce phénomène a été constaté dès les années 80 et a fait l'objet de la publication d'une première liste rouge des insectes belges [10] .

Plusieurs facteurs sont généralement identifiés comme responsables de leur déclin : le changement climatique, la réduction des habitats et l'appauvrissement génétique, les maladies, l'utilisation de produits chimiques, la présence d'espèces exotiques envahissantes ainsi que la réduction de la disponibilité en ressources florales [11, 12, 13] .

La prise de conscience générale des risques relatifs à la perte de pollinisateurs a eu lieu suite au congrès de Rio de 1992 et la signature de la déclaration de Sao-Paulo** en 2004 par la Belgique. Elle prévoyait entre autres d'assurer le suivi des populations de pollinisateurs, d'identifier l'ampleur, les causes et les conséquences d'un tel phénomène. Depuis lors, de nombreux projets de recherche ont été mis en place sur le territoire (ex : STEP , BELBEES , SAPOLL ) et ont pour objectif à termes d'optimiser les mesures de conservation.

Récemment, un rapport de l' IPBES a été présenté aux gouvernements réunis à Kuala Lumpur en février 2016. Il reprend une vingtaine de messages clés destinés aux décideurs et relatifs à l'importance de la pollinisation pour la sécurité alimentaire mondiale [14] .

Notons toutefois que la majeure partie du service de pollinisation des cultures est fournie par un sous-ensemble de pollinisateurs. Environ 80 % de la pollinisation des cultures mondiale peuvent être attribués aux activités de seulement 2 % des espèces d'abeilles sauvages, les plus courantes et abondantes [15] . Focaliser les efforts de conservation sur les espèces rares et menacées ne permet donc pas d'assurer la protection du service de pollinisation des cultures tel qu'il est perçu actuellement, dans notre région.

Mesures en faveur des pollinisateurs

Si la plupart des milieux soutiennent le service de pollinisation, ils le font en intensité variable selon leur mode de gestion, la situation géographique et la période considérée.

Afin d'optimiser la valeur de ce service dans les paysages agricoles, l' IPBES a proposé trois approches complémentaires afin de concilier conservation des pollinisateurs et production agricole :

(a) Pratiquer une intensification écologique (gérer les fonctions écologiques pour optimiser la production agricole tout en minimisant les dommages causés à l'environnement) ;

(b) Favoriser les systèmes agricoles diversifiés en associant science ou connaissances locales ;

(c) Investir dans des infrastructures écologiques en protégeant, restaurant et connectant des espaces d'habitats (semi-)naturels diversifiés. C'est ce qui a été mis en évidence avec le concept d' « infrastructure verte » lancé au niveau européen en 2013. Lorsque ces éléments viennent à manquer dans le paysage des pollinisateurs, il est possible d'intervenir en installant des MAE (mesure agro-environnementale) de type « bandes fleuries », de pratiquer la fauche tardive, de réduire l'usage de produits chimiques,... tout en veillant à la connectivité fonctionnelle des éléments.

Une pollinisation efficace et stable nécessite à la fois une abondance et une diversité spécifique suffisantes de pollinisateurs. L'installation de pollinisateurs d'élevages sur un site déficitaire apparait comme alors comme une solution insatisfaisante.

En effet, l'abeille domestique ne contribue qu'à 15 % de la pollinisation entomophile des cultures. Le rôle des pollinisateurs sauvages est donc considérable et permettrait également d'augmenter l'efficacité pollinisatrice des abeilles domestiques en les forçant à se déplacer davantage et donc visiter un plus grand nombre de fleurs plus rapidement.

De plus, leur compétitivité pour les ressources menace la faune pollinisatrice sauvage. De nombreuses études se concentrent actuellement sur ces phénomènes de compétition qui peuvent apparaitre entre la faune domestique et sauvage.

Différentes mesures en faveur des pollinisateurs ont été mises en place en Wallonie ou à plus large échelle.

· Projet SAPOLL – Sauvons nos pollinisateurs/Samenwerken voor pollinators (2016-2020)

Le projet SAPOLL initie la mise en place, avec les acteurs de Wallonie, de Flandre et du nord de la France, d'un plan d'action transfrontalier en faveur des pollinisateurs sauvages. Ce plan se veut l'initiateur d'actions en faveur des pollinisateurs, en apportant le contexte scientifique, didactique et appliqué nécessaire à chacun, qu'il s'agisse de citoyens, de décideurs, d'entrepreneurs ou de gestionnaires d'espaces. Il se veut aussi adapté au contexte régional de chaque versant. Co-construit avec les acteurs du territoire transfrontalier, le plan d'action expose les enjeux et objectifs pour la région transfrontalière, ainsi que les actions et tâches à mettre en place pour la sauvegarde des pollinisateurs.

- Sensibilisation du grand public : des actions de communication, de sensibilisation et de sciences participatives sont menées afin d'avertir un public aussi large que possible du problème de déclin des pollinisateurs sauvages.

- Mobilisation des réseaux d'observateurs : le tissu naturaliste transfrontalier est interconnecté et homogénéisé au travers de groupes de travail et de formations.

- Suivi scientifique des pollinisateurs sauvages : le suivi des pollinisateurs sur l'ensemble du territoire transfrontalier sera réalisé. Les zones d'importance pour les pollinisateurs et pour le service de pollinisation seront délimitées.

· Plan MAYA

Le plan Maya, lancé en 2011 et porté par la Direction des Espaces verts de la Wallonie, a pour objectif de sauvegarder les populations d'abeilles et d'insectes butineurs en Wallonie en améliorant leur environnement. Ont été ainsi plantés plus de 7300 ares de prairies fleuries, 5500 arbres fruitiers, 11300 arbres d'alignement et plants 178000 plants de haies. Les actions peuvent être mises en place à l'échelle des provinces, communes ou des particuliers qui souhaitent mettre en place un jardin « Maya ». Ce plan s'intègre dans le Réseau Wallonie Nature . Ce réseau propose, par diverses actions transversales ou sectorielles, de réintégrer la nature, partout et par tous.

· Mesures agri-environnementales

L'agriculteur peut directement contribuer à leurs besoins alimentaires soit en semant un mélange adapté de fleurs, soit en leur conservant des milieux d'accueil favorables (prairies fleuries, prairies extensives, talus enherbés, haies fleuries). Les méthodes agri-environnementales (MAE), dans le cadre du « Programme de Développement rural de la Région wallonne », offrent un cadre légal qui rémunère l'agriculteur pour ce type d'action favorable à la nature.

En plus des MAE, les jachères riches en légumineuses autorisées par la législation en la matière et entretenues après floraison (mélanges d'au moins deux familles avec un minimum de 20 % par famille) ou fortement diversifiées en espèces (comme les jachères «faune sauvage») peuvent également apporter une contribution favorable au maintien des populations d'abeilles sauvages.

L'agriculteur peut assurer la conservation (1) ou la création d'habitats (2).

(1) Conservation d'éléments du réseau écologique et du paysage (MAE 1), prairies naturelles (MAE 2), prairies de haute valeur écologique (MAE 8)

(2) Création de bordures herbeuses extensives (tournières enherbées, bandes de prairies extensives en bordue de cours d'eau ou de réserve naturelle) (MAE 3), couvertures hivernales du sol avant cultures de printemps (MAE 4), bandes de parcelles aménagées (accueil de la faune et de la flore, lutte contre l'érosion, bandes fleuries, de messicoles) (MAE 9).


* Soit 70 % des espèces cultivées à destination de l'alimentation humaine.

** www.biodiv.org/doc/case-studies/agr/cs-agr-pollinator-rpt.pdf (04/02/2016).

[2] Gallai N., Salles J.-M., Settele J. & Vaissière B.E., 2009. Economic valuation of the vulnerability of world agriculture confronted with pollinator decline. Ecological Economics , 68 (3), 810-821.

[3] Bretagnolle V. & Gaba S., 2015. Weeds for bees? A review. Agronomy for Sustainable Development , 35 (3), 891-909.

[9] Klein A.-M., Vaissière B.E., Cane J.H., Steffan-Dewenter I., Cunningham S.A., Kremen C. & Tscharntke T., 2007. Importance of pollinators in changing landscapes for world crops. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 274(1608), 303‑-313.

[10] Rasmont P. & Mersch P., 1988. Première estimation de la dérive faunique chez les bourdons de la Belgique (Hymenoptera : Apidae). Annales de la Société royale zoologique de Belgique , 118 (2), 141-147.

[11] Potts S.G., Biesmeijer J.C., Kremen C., Neumann P., Schweiger O. & Kunin W.E., 2010. Global pollinator declines: trends, impacts and drivers. Trends in Ecology & Evolution , 25 (6), 345-353.

[12] Senapathi D., Carvalheiro L.G., Biesmeijer J.C., Dodson C.-A., Evans R.L., McKerchar M., Morton R.D., Moss E.D., Roberts S.P.M., Kunin W.E. & Potts S.G., 2015. The impact of over 80 years of land cover changes on bee and wasp pollinator communities in England. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences , 282 (1806), 20150294.

[13] Kremen C., Williams N.M. & Thorp R.W., 2002. Crop pollination from native bees at risk from agricultural intensification. Proceedings of the National Academy of Sciences , 99 (26), 16812-16816.

[14] IPBES, 2016. The assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on pollinators, pollination and food production. Bonn, Germany.

Indicateurs et évaluation

Différents aspects du service de pollinisation peuvent être évalués :

- Une offre potentielle, c'est-à-dire le service potentiel de pollinisation d'un territoire.

Ex : cartographie des zones propices et néfastes aux pollinisateurs [4].

- Une offre réelle en service de pollinisation.

Ex : calcul du nombre de fleurs visitées d'une culture ou échantillonnage de spécimens pollinisateurs et analyse de la composition et de la qualité des pelotes de pollen [16] ou comparaison des rendements avec et sans pollinisation entomophile [17].

- Une demande en service de pollinisation.

Ex : évaluation de la sensibilité des cultures à la disparition des pollinisateurs sur base de ratio de dépendance aux pollinisateurs des espèces cultivées sur un territoire donné (ex : [18]) ou calcul du coût de remplacement de la pollinisation entomophile [19].

- Une utilisation du service de pollinisation.

Ex : estimation de la valeur de la production agricole attribuée aux pollinisateurs [18].

[4] Zulian G., Maes J. & Paracchini M.L., 2013. Linking Land Cover Data and Crop Yields for Mapping and Assessment of Pollination Services in Europe. Land, 2(3), 472-492.

[16] Roger N., Moerman R., Carvalheiro L.G., Aguirre-Guitiérrez J., Jacquemart A.-L., Kleijn D., Lognay G., Moquet L., Quinet M., Rasmont P., Richel A., Vanderplanck M. & Michez D., 2017. Impact of pollen resources drift on common bumblebees in NW Europe. Global Change Biology, 23(1), 68–76.

[17] Birkin L. & Goulson D., 2015. Using citizen science to monitor pollination services. Ecological Entomology, 40, 3-11.

[18] EFESE, 2016. Le service de pollinisation (lien).

[19] Allsopp M.H., Lange W.J. de & Veldtman R., 2008. Valuing Insect Pollination Services with Cost of Replacement. PLOS ONE, 3(9), e3128.

Synergies et antagonismes

En assurant la reproduction des plantes à fleurs, les pollinisateurs et le service de pollinisation qu'ils fournissent sont à la base de nombreux services et bénéfices : production alimentaire et autres produits d'origine végétale (biocarburants, matériaux de construction, médicaments), diversité génétique des plantes, patrimoine culturel et esthétique, source d'inspiration artistique et scientifique,...

Ce service et les bénéfices qui en découlent peuvent être menacés par les activités anthropiques (intensification agricole, urbanisation) mais également par compétition notamment entre pollinisateurs domestiques et sauvages).