Connexion Montérégie: Les services écosystémiques dans un paysage agricole

La Montérégie. Un défi de conservation.

Le Plan d'aménagement et de développement (PMAD) de la Communauté Métropolitaine de Montréal (CMM) prévoit la conservation de 17 % du Grand Montréal pour maintenir la biodiversité.
Quels espaces verts doivent-être conservés ou restaurés pour en tirer le plus de bénéfices ?

La grande question scientifique

Comment la configuration du paysage (la quantité et l'emplacement des différentes parcelles d'habitat) et la fourniture de multiples services écosystémiques sont-ils liés dans ce paysage?

La carte montre l'emplacement des sites d'échantillonnage pour quatre projets qui abordent chacun des aspects importants de cette question.

Faites défiler vers le bas pour explorer chacun de ces projets !

Comment les petites parcelles forestières luttent-elles contre la perte de biodiversité et le changement climatique ?

Avec Carly Ziter

Comment les fragments forestiers de la Montérégie affectent-ils les services écosystémiques des champs agricoles avoisinants ?

Avec Matthew Mitchell

Quels habitats à proximité du verger sont les plus importants pour les abeilles pollinisatrices de pommiers ?

Avec Kyle Martins

Comment la fragmentation des forêts affecte-t-elle la biodiversité des insectes à la cime des arbres, et quelles sont les conséquences pour les services écosystémiques dans les parcelles forestières ?

Avec Dorothy Maguire

Comment les petites parcelles forestières luttent-elles contre la perte de biodiversité et le changement climatique ?

Avec Carly Ziter
Photo credits: Alex Tran

Plan d'étude

Nous avons mis en place des transects linéaires du bord à l'intérieur de 24 parcelles forestières différentes, et nous avons mesuré les espèces et la taille des arbres pour calculer leur diversité et les stocks de carbone.

Photo credits: Alex Tran

Petits boisés - Un rôle clé!

De petits fragments de forêt jouent un rôle important dans la diversité régionale et le stockage du carbone, faisant des boisés un élément important de la conservation dans cette région.

Photo credits: Alex Tran

Carbone, gestion et biodiversité

Nous avons observé à la fois des synergies et des compromis entre la biodiversité et les stocks de carbone, en fonction de la gestion forestière. Les peuplements forestiers non aménagés stockaient moins de carbone en moyenne que ceux qui étaient aménagés (p. ex. pour la production de sirop d'érable), mais ont démontré une relation positive entre la diversité fonctionnelle et les stocks de carbone aérien. Les peuplements aménagés présentaient une relation négative entre le carbone et la biodiversité des arbres, démontrant que l'influence anthropique peut modifier le lien entre la biodiversité et les stocks de carbone dans les systèmes naturels.
Lien vers l'article scientifique.

Comment les fragments forestiers de la Montérégie affectent-ils les services écosystémiques des champs agricoles avoisinants ?

Avec Matthew Mitchell
Photo credits: Alex Tran

Plan d'étude.

Nous avons mesuré les services écosystémiques - y compris la production agricole, la régulation des ravageurs, la fertilité des sols, le stockage du carbone et la régulation de la qualité de l'eau - à des distances croissantes des fragments de forêt dans les champs de soja.

Photo credits: Alex Tran

Services écosystémiques, éloignement des forêts et isolement

Les services écosystémiques ont été affectés à la fois par la distance de la forêt et par le degré d'isolement du fragment de forêt des autres boisés. Cela met en évidence l'importance de gérer activement les fragments de forêt et de considérer l'emplacement dans le paysage pour augmenter les multiples avantages des boisés dans les paysages agricoles.

Chaque service écosystémique a montré son propre modèle distinct de fourniture à mesure que la structure du paysage variait, fournissant ainsi la preuve que l'hétérogénéité du paysage - la variété des types de forêts et de champs présents dans le paysage - est essentielle pour assurer la fourniture de multiples services écosystémiques.

Lien vers l'article scientifique.

Les abeilles sauvages favorisent-elles la pollinisation et la production de fruits dans les vergers ?
Quels habitats à proximité du verger sont les plus importants pour les abeilles pollinisatrices de pommiers ?

Avec Kyle Martins
Photo credits: Alex Tran

Plan d'étude

Nous avons étudié la pollinisation des cultures de pommes, de bleuets et de framboises par les abeilles sauvages dans 58 vergers de la Montérégie.

Photo credits: Alex Tran

Les abeilles jouent un rôle clé dans les vergers

La quantité de pommes produites et le nombre de pépins dans ces pommes augmentaient avec l'augmentation de la diversité fonctionnelle des abeilles. La conservation des habitats des abeilles sauvages à proximité des vergers peut aider à sécuriser la pollinisation des cultures en encourageant une plus grande diversité d'abeilles.

La nouaison des pommes et la nouaison des graines étaient plus élevées dans les vergers où la diversité des abeilles était élevée. La complémentarité entre les abeilles gérées et non gérées a conduit à cette relation. Les vergers avec des habitats d'abeilles (prairies, forêts) à proximité avaient une plus grande diversité d'abeilles lorsque les cultures étaient en fleurs. Lien vers l'article scientifique.

Photo credits: Alex Tran

Comment la fragmentation des forêts affecte-t-elle la biodiversité des insectes à la cime des arbres, et quelles sont les conséquences pour les services écosystémiques dans les parcelles forestières ?

Avec Dorothy Maguire
Photo credits: Alex Tran

Plan d'étude

Nous sommes montés à la cime des arbres pour mesurer la biodiversité des insectes et l'activité d'alimentation des arbres dans des parcelles forestières de tailles variables et dans leurs liens avec d'autres parcelles.

Photo credits: Alex Tran

Les parcelles forestières comme réservoirs de biodiversité

La fragmentation des forêts médie l'impact de la biodiversité des insectes sur les services écosystémiques, mais même de petites parcelles de forêt étaient des réservoirs essentiels de biodiversité.

De petites parcelles de forêt se sont avérées être des réservoirs essentiels pour la biodiversité des insectes. L'augmentation de la connectivité des fragments forestiers a réduit la lutte contre les arthropodes dans les peuplements d'érables et les effets de lisière et de canopée sur les insectes herbivores.
Lien vers l'article scientifique

La structure du paysage, la configuration spatiale des éléments du paysage et les connexions entre les différents écosystèmes ou éléments du paysage jouent un rôle important et varié dans la fourniture de services écosystémiques.

Il est important pour la gestion du paysage de prendre en compte la structure du paysage pour gérer efficacement les multiples services écosystémiques.

Développement de scénario

Mais qu'est-ce que cela signifie pour l'avenir de la région ? Les relations entre la structure du paysage et les services écosystémiques sont complexes, et les implications et les résultats des différentes stratégies de gestion ne sont pas toujours immédiatement évidents. Les scénarios – des séries d'histoires sur les futurs possibles d'une région – peuvent être utiles pour explorer ces résultats. Nous avons travaillé vec des intervenants locaux clés, y compris l'Union de Producteurs Agricole, la Chambre de Commerce, le Centre de la Nature de Mont Saint Hilaire, Ouranos, Nature Action Québec, et plus, pour explorer les futurs possibles pour cette région et les résultats pour l'écosystème prestations de service.

La Vallée-de-Richelieu, une Municipale Régionale de Comté de la Comté, dans le scénario Whole-System

Dans ce scénario, une crise économique entraîne une densification résidentielle tandis que le longicorne asiatique (Anoplophora glabripennis) envahit, décimant les populations d'érables. La production agricole se déplace vers l'élevage basé sur les pâturages, tandis que les terres agricoles marginales sont converties à l'agroforesterie.

Used with permission of the artist, Denis Bainville

Le scénario de la demande d'énergie.

Dans ce scénario, le développement du gaz de schiste s'étend, entraînant une perte de terres agricoles, tandis que le développement urbain et résidentiel est limité. Des installations éoliennes sont également développées.

Used with permission of the artist, Denis Bainville

Le scénario de développement périurbain

Dans ce scénario, la croissance résidentielle accrue entraîne la perte de terres agricoles et de forêts, entraînant une perte de connectivité du paysage et de la production agricole dans certaines zones.

Used with permission of the artist, Denis Bainville

Le scénario du développement vert

Ici, il y a un virage vers le développement durable, où les énergies renouvelables, les tramways verts, les couloirs verts, les zones protégées et l'agriculture qui intègre les principes de l'agroforesterie sont mis en avant.

Used with permission of the artist, Denis Bainville

Et après ?

Nous poursuivons ces questions et plus encore dans une série de paysages de travail à travers le Canada. Vous pouvez en apprendre davantage sur ResNet du CRSNG à nsercresnet.ca

Le travail présenté ici était un projet plus vaste composé de travaux effectués par un grand groupe d'étudiants diplômés, de chercheurs postdoctoraux et d'étudiants de premier cycle, notamment :

Chercheurs postdoctoraux: Cécile Albert, Sylvestre Delmotte, Delphine Renard et Marta Terrado.

Graduate students: Martine Larouche, Kate Liss, Dorothy Maguire, Matt Mitchell, Kyle Martins et Carly Ziter

Les étudiants de premier cycle et le personnel technique comprennent : Max Luke, Emery Hartley, Emily Pedersen, Katrina O'Kane, Tereza Jarnikova, Claudia Atomei, Thomas Nicole, Marissa Nolan, Yelena Zhimbey, Brianna Levenstein, Carhlotte Lapeyre, Piumi Abeynayaka, Natasha Salter, Natasha Dudek, Divya Sharma, Sara Saldanha, Rebekah Kipp, Shauna Mahajan, Lucie Taliana, Hsin Hui Huang, Aaron Ball et Karine Dancose.

Références

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Liss, K.N., Mitchell, M.G.E., MacDonald, G.K., Mahajan, S., Méthot, J., Jacob, A.L., Maguire, D., Metson, G., Ziter, C., Dancose, K., Martins, K., Terrado, M., and Bennett, E.M. 2013. Variability in ecosystem service measurement: a pollination service case study. Frontiers in Ecology and the Environment 11(8):414–422.

Maguire, DY, EM Bennett, and CM Buddle. 2016. Sugar maple tree canopies as reservoirs for arthropod functional diversity in forest patches across a fragmented agricultural landscape in southern Quebec, Canada. Ecoscience 23

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Martins, K.T., C.H. Albert, M.J. Lechowicz, A. Gonzalez. 2018. Complementary crops and landscape features sustain wild bee communities, Ecological Applications 28: 1093-1105 

Martins, K.T., A. Gonzalez and M.J. Lechowicz. 2017. Patterns of pollinator turnover and increasing diversity associated with urban habitats, Urban Ecosystems 20: 1359-1371

Mitchell, MGE, A. Gonzalez, and E. M. Bennett. 2015. Strong and nonlinear effects of fragmentation on ecosystem service provision at multiple scales. Environmental Research Letters 10: 094014.

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Mitchell, M.G.E., E. M. Bennett, and A. Gonzalez. 2013. Linking landscape connectivity and ecosystem service provision: current knowledge and research gaps. Ecosystems 16: 894-908.

Mitchell, MGE E M. Bennett, A Gonzalez, M Lechowicz, J Rhemtulla, JA Cardille, K Vanderheyden, G Poirier-Ghys, D Renard, S Delmotte, C Albert, B Rayfield, M Dumitru, H-H Huang, R Kipp, M Larouche, K Liss, D Maguire, K Martins, M Terrado, C Ziter, L Taliana, K Dancose. 2015. Montérégie Connection: Connecting landscape structure, biodiversity, ecosystem services, and stakeholders at multiple scales for decision-making. Ecology and Society 20(4): 15.

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