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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.91.2019.tde-27032019-175059
Document
Auteur
Nom complet
Hugo Reis Medeiros
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2019
Directeur
Jury
Righi, Ciro Abbud (Président)
Boscolo, Danilo
Godoy, Wesley Augusto Conde
Metzger, Jean Paul Walter
Ribeiro, Felipe Martello
Ribeiro, Milton Cezar
Titre en anglais
The effects of landscape structure and crop management on insect community and associated ecosystem services and disservices within coffee plantation
Mots-clés en anglais
Agroecological strategies
Ecosystem services
Insect diversity
Landscape structure
Resumé en anglais
Habitat loss and fragmentation are considered the major threat to biodiversity at global scale. The main driving force behind this process is agricultural intensification that is based on pesticide overuse and expansion of monocultures resulting in landscape simplification as well as loss of species and associated ecosystem services. Despite recognized importance, little is known about how agricultural intensification affects the occurrence of different insect functional groups at multiple spatial scales in the Neoptropical region. The aim of this study is investigate how landscape structure and local factors (e.g. microclimate and pesticides) affect insect community and the provision of ecosystem services and disservices in crop matrix. For this, wasps (natural enemies), bees and flower flies (pollinators) were collected in 16 coffee plantations and in 16 forest fragments located in different landscape contexts in southeast Brazil. Moreover, the abundance of the coffee leaf miner Leucoptera coffeella (pest) and mortality rates related to predation (biological control) were estimated within coffee plantations. Landscape structure was represented by the following metrics: percentage of forest cover, landscape diversity and edge. These metrics were calculated at four spatial scales 250, 500, 750 and 1000 meters in the surroundings 0of coffee-forest interfaces. Over 13 months, we collected 13,658 wasps distributed in 86 species and 26 genres; 8,393 bees belonging to 116 species and 73 genres; and 4,984 flower flies within 63 species and 20 genres. Pest abundance and biological control varied from 5.3 to 32.5 % and from 12.7 to 72.8 %, respectively. Pest abundance was negatively correlated with the increment of forest cover and decreasing temperature. Species richness and abundance of wasps and bee species richness increased with increasing forest cover. The beta diversity of wasps and bees presented high values of nested component between pairs of interfaces located in landscapes with high and low forest cover indicating species loss in structurally simple landscapes dominated by monocultures. These results were found at all spatial scales from 250 to 1000 meters suggesting that forest conservation and restoration can enhance the balance between crop production and biodiversity conservation, and that it should be promoted at landscape scale. Increasing forest cover in crop dominated landscapes can result in higher availability of resources resulting in the high species diversity and provision of associated ecosystem services such as pollination and pest biological control.
Titre en portugais
Os efeitos da estrutura da paisagem e do manejo agrícola sobre a comunidade de insetos e seus serviços e desserviços em plantações de café
Mots-clés en portugais
Agroecologia
Estrutura da paisagem
Insetos benéficos
Serviços ecossistêmicos
Resumé en portugais
A fragmentação e perda de habitats são consideradas as maiores ameaças à biodiversidade em escala global. A principal força condutora desses processos é a intensificação da agricultura, que se baseia no uso excessivo de pesticidas e expansão das monoculturas, resultando na simplificação da paisagem e na perda de espécies e de serviços ecossistêmicos associados a eles. Apesar da reconhecida importância, pouco se sabe sobre como a intensificação da agricultura afeta a ocorrência de diferentes grupos funcionais de insetos em múltiplas escalas espaciais na região Neotropical. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi analisar como a estrutura da paisagem e fatores locais (ex. microclima, pesticidas) afetam a comunidade de insetos e a provisão de serviços e desserviços na matrix agrícola. Para tanto, vespas (inimigos naturais), abelhas e sirfídeos (polinizadores) foram coletados em 16 plantações de café e em 16 fragmentos florestais adjacentes, situados em diferentes contextos de paisagem na região Sudeste do Brasil. Além disso, a abundância do inseto praga Leucoptera coffeella e sua taxa de mortalidade relacionada à predação (controle biológico) foram estimadas no interior dos cafezais. A estrutura da paisagem foi representada pelas métricas: porcentagem de cobertura florestal, diversidade da paisagem e densidade de bordas. Elas foram calculadas em quatro escalas espaciais: 250, 500, 750 e 1000 metros, no entorno das interfaces café-floresta. Dentre os resultados, destacamos que ao longo de 13 meses foram coletadas 13658 vespas - distribuídas em 86 espécies e 26 gêneros; 8393 abelhas - distribuídas em 116 espécies 73 gêneros; e 4984 sirfídeos - compreendendo 63 espécies e 20 gêneros. A abundância da praga e o controle biológico variaram de 5.3 a 32.5 % e de 12.7 a 72.8 %, respectivamente. A abundância de L. coffeella apresentou correlação negativa com o aumento de cobertura florestal e diminuição da temperatura. A riqueza de espécies e abundância de vespas e a riqueza de espécies de abelhas aumentaram com o incremento da cobertura florestal. A diversidade beta de vespas e abelhas apresentaram altos valores do componente "nested" entre pares de interfaces localizadas em paisagens com alta e baixa cobertura florestal, indicando a perda de espécies em paisagens simplificadas dominadas por monoculturas. Esses resultados foram encontrados em todas as escalas espaciais, entre 250 e 1000 metros, sugerindo que a conservação e restauração florestal podem melhorar o balanço entre a produção agrícola e a conservação da biodiversidade e que devem ser implantadas em escala de paisagem. O aumento de cobertura florestal em paisagens estruturalmente simplificadas pode aumentar a disponibilidade de recursos resultando no aumento de diversidade de espécies e da provisão de serviços ecossistêmicos como a polinização e o controle biológico de pragas.
 
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Date de Publication
2019-04-08
 
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