Impact of pesticide use on avian populations in French vineyards: an integrative approach – VITIBIRD

Ce projet repose sur plusieurs dispositifs méthodologiques uniques (plan d’échantillonnage national, suivi historiques et à long terme des populations d’oiseaux, site expérimental BACCHUS, laboratoires d’analyses chimiques et biologiques, et infrastructures expérimentales). Les outils analytiques permettront de mesurer le degré de contamination des vertébrés vivant en zones viticoles par plusieurs pesticides ainsi que leur fonctionnement physiologique. Le dispositif paysager expérimental BACCHUS permettra de tester conjointement in natura l’impact des pratiques agricoles (bio vs. Conventionnel) et de la complexité paysagère sur le degré de contamination des oiseaux et sur leur état de santé. Enfin, les suivis historiques de comptage des oiseaux communs permettront de décrire l’évolution de la biodiversité aviaire et de l’état des populations d’oiseaux dans les paysages viticoles au cours des 30 dernières années.

Les travaux effectués lors de la première année du projet ont permis de démontrer que certains pesticides, notamment les triazoles (fongicides), pouvaient être retrouvés à des taux très importants chez les oiseaux vivant dans des zones viticoles. Des études expérimentales ont de plus montré que cette contamination pouvait engendrer des effets sublétaux en altérant le fonctionnement physiologique des oiseaux (métabolisme et gestion des réserves corporelles). Bien que de nombreux autres pans du projet soient encore en cours, nos résultats suggèrent d’ores et déjà que les pesticides, ou à minima les pratiques viticoles, peuvent contraindre les tailles de populations d’oiseaux communs dans les paysages viticoles.

Ces premiers résultats ouvrent de nombreuses perspectives qui correspondent aux objectifs initiaux du projet. Les années qui viennent permettront à VITIBIRD d’examiner (1) la contamination des écosystèmes viticoles par d’autres familles de pesticides ; (2) de comprendre leur impact sur la physiologie des organismes, sur leur état de santé et sur leur reproduction et leur développement ; (3) l’influence des structures paysagères et des pratiques conventionnelles ou biologiques sur ces oiseaux ; (4) si certaines espèces sont plus à risque dans ces paysages viticoles du fait de leur sensibilité aux pesticides ; (5) les services écosystémiques rendus par ces populations d’oiseaux.

Le projet, débuté en 2021, a d’ores et déjà permis au travers de 4 publications de démontrer la (1) contamination des oiseaux par les fongicides dans les paysages viticoles, (2) les effets sublétaux de cette contamination pour les oiseaux considérés, (3) l’impact des pratiques viticoles sur la biodiversité aviaire.

The impact of pesticides on biodiversity and health is widely debated, particularly in wine-growing agro-ecosystems where pesticides are massively used. It is precisely the impacts of the main pesticides used in vineyards (fungicides, insecticides, herbicides) on vertebrate bioindicators of these agro-ecosystems which the VITIBIRD project aims to study. It also aims to determine whether specific agricultural and landscape practices can reduce any impacts by providing alternative habitats and reducing exposure to pesticides. VITIBIRD will rely on original and robust methodologies (national sampling plan, historical and long-term monitoring of bird populations, BACCHUS experimental site, renowned chemical and biological analysis laboratories, and experimental infrastructures). Firstly, we will set up innovative tools to measure the degree of contamination of vertebrates, living in wine-growing areas, by several pesticides. Using the BACCHUS experimental landscape system, we will examine the impact of agricultural practices and landscape complexity on this degree of contamination. Secondly, using historical monitoring, we will assess the evolution of avian biodiversity and bird populations in vineyards over the last 30 years. We will determine which species have declined the most during this period, and we will identify the characteristics that make species sensitive to farming practices. Using the BACCHUS scheme, we will test the impact of landscape and farming practices on biodiversity and bird demography. Thirdly, we will examine the relationships that exist between farming practices, landscape complexity and bird health, focusing particularly on physiological systems, which are essential to the proper functioning of the organism (hormonal axes, metabolism), and on the molecular damage that can be caused by pesticides. Using field and captive experiments, we will test the impact of the pesticides most commonly found in wild birds on these physiological systems (endocrine disruption, metabolism) and on these damages (oxidative stress, telomere erosion). Finally, we will evaluate the ecosystem services provided by birds in vineyards (pest control). We will use experimental approaches to measure trophic interactions between different bird species, grapevine pests and other invertebrate pest predators. Using the BACCHUS system, we will test the impact of farming practices and landscape complexity on the ecosystem services provided by birds and on the biological control of grapevine pests. VITIBIRD will rely on the complementary expertise of several research teams and institutes (CNRS, INRAE, MNHN, Universities) in ecotoxicology, agroecology, ecophysiology and conservation biology. This project has the potential to have a huge impact on the greatest number of people (scientists, students, media, managers) because it is based on a transdisciplinary approach and involves many stakeholders (scientists, students, communities, volunteers, associations, wine-growing professionals). In conclusion, VITIBIRD will improve our knowledge on (1) the transfer of pesticides into the environment, (2) the impact of pesticides and farming practices on biodiversity and health, and (3) the socio-economic benefits rendered by biodiversity in vineyards. Through the consortium's connections with multiple educational, socio-professional and decision-making bodies, this project should make it possible to provide advice and opinions to improve the management of the wine-growing environment.