Produits phytopharmaceutiques et biodiversité : les liaisons dangereuses

La contamination de l’environnement par les pesticides (largement utilités en agriculture) contribue largement au déclin de la biodiversité.
Nicolas Duprey/Flickr

Wilfried Sanchez, Ifremer; Laure Mamy, Inrae; Sophie Leenhardt, Inrae et Stéphane Pesce, Inrae

Avec environ 300 substances détenant au niveau européen une approbation valable pour la France, les produits phytopharmaceutiques, plus communément appelés « pesticides », sont largement utilisés pour protéger les cultures des organismes vivants nuisibles.

Ils sont toutefois accusés de contribuer à l’érosion de la biodiversité, aux côtés d’autres facteurs comme la détérioration et la destruction des habitats, le changement climatique, et la surexploitation des espèces.

Mais qu’en est-il réellement ?

Pour répondre à cette question, l’Ifremer et INRAE viennent de conclure une expertise scientifique collective portant sur les effets des produits phytopharmaceutiques sur la biodiversité et les services écosystémiques.

Conclusion : la contamination des milieux terrestres (incluant l’atmosphère) et aquatiques par les produits phytopharmaceutiques contribue au déclin de la biodiversité, et impacte le fonctionnement des écosystèmes et de certains services qu’ils nous rendent. Cependant, le rapport identifie également plusieurs leviers capables de réduire cet impact.

Les produits phytopharmaceutiques contaminent tous les milieux

Le développement des réseaux de surveillance de l’environnement et l’amélioration des méthodes d’échantillonnage, mais aussi d’analyse permettent d’avoir une connaissance de plus en plus fine de la contamination environnementale par les produits phytopharmaceutiques, en métropole comme en outre-mer.

Cette contamination est complexe. Déjà, parce qu’elle implique plusieurs molécules : les substances actives, leurs produits de transformation, ainsi que des adjuvants et des co-formulants utilisés dans les préparations commerciales.

De plus, elle est inégalement répartie en fonction des propriétés physico-chimiques des molécules : les insecticides sont essentiellement retrouvés dans les sols, les sédiments et les organismes, alors que les herbicides sont plutôt dans l’eau.

Les zones agricoles dans lesquelles les produits phytopharmaceutiques sont majoritairement utilisés sont – très logiquement – les plus contaminées, que ce soit au niveau des sols, de l’air, des cours d’eau qui les traversent et des eaux côtières adjacentes. Les organismes qui y vivent sont également contaminés, témoignant ainsi de leur exposition.

Cependant, la contamination de l’environnement et des organismes dépasse largement ces zones agricoles. Certaines molécules vont se diffuser le long du continuum terre-mer jusqu’à plusieurs centaines, voire milliers, de kilomètres de leur lieu d’utilisation.

Ainsi, des molécules interdites depuis de nombreuses années (comme le DDT, le lindane ou le HCB) sont retrouvées dans les grands fonds marins, à 3 000 mètres de profondeur.

Les produits phytopharmaceutiques fragilisent la biodiversité et les services qu’elle nous rend

Les données scientifiques analysées dans le cadre de cette expertise renforcent le lien de causalité entre l’utilisation de produits phytopharmaceutiques et le déclin constaté depuis plusieurs décennies de certaines populations, notamment dans les espaces agricoles.

C’est en particulier le cas des invertébrés terrestres (incluant des insectes pollinisateurs et des prédateurs naturels de certains ravageurs des cultures) et aquatiques. Par exemple, pour les macroinvertébrés des cours d’eau européens (comme certaines larves d’insectes et des mollusques), il est estimé que les produits phytopharmaceutiques peuvent induire jusqu’à 40 % de pertes au sein de ces populations.

Les insecticides (comme les néonicotinoïdes et les pyréthrinoïdes) apparaissent comme les familles de molécules les plus impliquées dans ces effets sur les invertébrés terrestres et aquatiques.

C’est également le cas des oiseaux, en raison essentiellement de l’intoxication par des insecticides néonicotinoïdes, ainsi que des effets indirects découlant de la raréfaction de leurs ressources alimentaires causée par le déclin des insectes.

Oiseau au corps brun, aux ailes noires avec une bande jaune et un masque rouge. Il est en en vol, sur le point de rejoindre d’autres oiseaux au sol
Les chardonnerets élégants font partie des oiseaux les plus victimes des pesticides.
Jeff-Photo/Flickr, CC BY-NC-ND

Cet exemple illustre le fait que les produits phytopharmaceutiques agissent à la fois au travers d’effets directs de la molécule sur les organismes et d’effets indirects. Outre la réduction des ressources alimentaires, ces derniers impliquent notamment la détérioration ou la destruction des habitats naturels.

Les produits phytopharmaceutiques (en interaction avec d’autres facteurs de stress) sont également fortement suspectés de contribuer au large déclin des populations de chauves-souris et d’amphibiens.

Concernant les effets observés sur les microorganismes, les végétaux et les autres vertébrés, ils sont moins clairement mis en évidence dans la littérature scientifique. Cependant, il apparaît nettement que la contamination par les produits phytopharmaceutiques affecte la capacité à assurer une partie de leur rôle écologique qui contribue au bon fonctionnement des écosystèmes.

Par exemple, en zone agricole, les fongicides et le cuivre entraînent une forte inhibition de la dégradation de matière organique (telles que des feuilles mortes) par les champignons microscopiques et les bactéries, ce qui prive les écosystèmes d’un apport important de nutriments.

Malgré les connaissances relatives à la contamination du milieu marin, les effets des produits phytopharmaceutiques sur la biodiversité qu’il héberge sont peu renseignés. Il n’est pas donc pas possible de conclure sur le rôle de ces molécules dans le déclin de la biodiversité marine.

Concernant les effets des produits phytopharmaceutiques sur les services écosystémiques, c’est-à-dire sur les services rendus par la nature, cette expertise a mis en lumière un manque de données important. Elle révèle toutefois la difficulté à concilier l’utilisation de ces substances avec la préservation des services écosystémiques.

En effet, la production végétale cultivée bénéficie des effets des produits phytopharmaceutiques. Inversement, la pollinisation est négativement impactée par ces substances en raison du déclin des insectes pollinisateurs. De même, la disparition des prédateurs naturels tels que les oiseaux va impacter négativement la lutte contre les ravageurs des cultures et entraîne un accroissement des ravageurs. À terme, et en raison de la dépendance des cultures aux services de pollinisation et de lutte contre les ravageurs, la production végétale cultivée pourrait être dégradée.

Différents leviers permettent de préserver la biodiversité et les services écosystémiques

Pour réduire la pression exercée par les produits phytopharmaceutiques sur la biodiversité et les services écosystémiques et ainsi préserver ces derniers, plusieurs leviers peuvent être combinés.

Le premier levier est réglementaire. La réglementation européenne pour la mise sur le marché des produits phytopharmaceutiques est l’une des plus exigeantes au monde. Elle a conduit ces dernières années au retrait de plusieurs molécules en raison de leur dangerosité (atrazine, DDT, paraquat, asulame, chlordécone par exemple), alors que nombre d’entre elles sont encore autorisées dans d’autres régions du monde.

Néanmoins, les méthodes d’évaluation des risques sur lesquelles repose cette réglementation présentent des limites. Notamment, elles ne prennent pas suffisamment en compte la complexité des effets sur la biodiversité.

Le second levier concerne les modalités d’application des produits phytopharmaceutiques, ainsi que certains aménagements paysagers (bandes enherbées, haies…).

Un petit étang entouré d’arbres plantés le long de plusieurs cercles concentriques
Vue aérienne d’une expérimentation INRAE de verger circulaire, conçu pour favoriser la biorégulation et éviter l’utilisation de pesticides.
Bertrand Nicolas/INRAE, Fourni par l’auteur

En effet, les caractéristiques du paysage en elles-mêmes sont un facteur majeur de modulation des impacts des produits phytopharmaceutiques sur la biodiversité. Ils sont ainsi aggravants dans le cas de paysages simplifiés, ou atténuants dans le cas de mosaïques paysagères multipliant les interfaces entre zones traitées et non traitées et assurant la connectivité des zones refuges.

Le paysage joue à la fois sur les effets directs en limitant l’exposition des organismes par interception des molécules, et sur les effets indirects en préservant les ressources alimentaires et les habitats. Ainsi, cette expertise confirme le rôle clé du paysage dans la préservation des habitats et des zones refuges pour la biodiversité.

Enfin, un autre levier porte sur l’utilisation de substances présentant une faible persistance et une faible écotoxicité.

Dans ce contexte, les produits de biocontrôle (insectes, acariens, bactéries, virus, phéromones, substances naturelles) sont de plus en plus mis en avant pour protéger les cultures. Ceux-ci constituent des alternatives prometteuses à l’utilisation de produits chimiques de synthèse, lorsqu’ils consistent à réguler la pression des ravageurs sans nécessairement les éliminer. Des travaux restent toutefois nécessaires pour caractériser les effets de ces alternatives sur la biodiversité.

À ces leviers s’ajoute évidemment la réduction, voire l’arrêt, du recours aux produits phytopharmaceutiques, qui fait l’objet d’autres expertises et études en cours au sein d’INRAE.

Si cette expertise scientifique collective montre que la connaissance sur la contamination des milieux par les produits phytopharmaceutiques, ses effets sur la biodiversité et les leviers pour les réduire a augmenté au cours des 15 dernières années, elle met aussi en évidence des zones d’ombre.

C’est par exemple le cas pour les effets sur la biodiversité marine et ultra-marine, mais aussi pour la connaissance des produits de transformation des substances actives ou des effets combinés des différentes pressions ; autant de sujets sur lesquels la communauté scientifique devra se mobiliser afin d’éclairer avec plus de précision les décisions publiques.The Conversation

Wilfried Sanchez, Ecotoxicologue – Directeur scientifique adjoint, Ifremer; Laure Mamy, Directrice de Recherche en Science du Sol, Inrae; Sophie Leenhardt, Chef de projet expertise scientifique collective, Inrae et Stéphane Pesce, Directeur de recherche en écotoxicologie microbienne aquatique, Inrae

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.

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Postiamo una traduzione in italiano effettuata con google translator per favorire la lettura dell’articolo. Il testo cui fare riferimento è quello in lingua originale pubblicato da Theconversation.

 

Prodotti fitosanitari e biodiversità: collegamenti pericolosi

Con circa 300 sostanze in possesso di un’approvazione valida per la Francia a livello europeo, i fitofarmaci, più comunemente noti come “pesticidi”, sono ampiamente utilizzati per proteggere le colture dagli organismi viventi nocivi.

Tuttavia, sono accusati di contribuire all’erosione della biodiversità, insieme ad altri fattori come il deterioramento e la distruzione degli habitat, il cambiamento climatico e lo sfruttamento eccessivo delle specie.

Ma cos’è veramente?

Per rispondere a questa domanda, Ifremer e INRAE ​​hanno appena concluso una relazione scientifica collettiva di esperti sugli effetti dei prodotti fitosanitari sulla biodiversità e sui servizi ecosistemici .

Conclusione: la contaminazione degli ambienti terrestri (compresa l’atmosfera) e acquatici da parte dei prodotti fitosanitari contribuisce al declino della biodiversità e ha un impatto sul funzionamento degli ecosistemi e di alcuni servizi che ci forniscono. Tuttavia, il rapporto individua anche alcune leve in grado di ridurre tale impatto.

I prodotti fitosanitari contaminano tutti gli ambienti

Lo sviluppo di reti di monitoraggio ambientale e il miglioramento dei metodi di campionamento , ma anche di analisi , consentono di avere una conoscenza sempre più approfondita della contaminazione ambientale da prodotti fitosanitari, sia nella Francia continentale che altrove.-mare.

Questa contaminazione è complessa. Già, perché coinvolge diverse molecole: sostanze attive, i loro prodotti di trasformazione, oltre a coadiuvanti e coformulanti utilizzati nei preparati commerciali.

Inoltre, è distribuito in modo non uniforme a seconda delle proprietà fisico-chimiche delle molecole: gli insetticidi si trovano principalmente nel suolo, nei sedimenti e negli organismi, mentre gli erbicidi si trovano maggiormente nell’acqua.

Le aree agricole in cui vengono prevalentemente utilizzati i fitofarmaci sono – molto logicamente – le più contaminate, sia dal punto di vista del suolo, dell’aria, dei corsi d’acqua che le attraversano e delle acque costiere adiacenti . Anche gli organismi che vi abitano sono contaminati, a testimonianza della loro esposizione.

Tuttavia, la contaminazione dell’ambiente e degli organismi va ben oltre queste aree agricole. Alcune molecole si diffonderanno lungo il continuum terra-mare fino a diverse centinaia, anche migliaia, di chilometri dal loro luogo di utilizzo.

Così, molecole vietate da molti anni (come DDT, lindano o HCB) si trovano nei fondali profondi, a una profondità di 3.000 metri.

I prodotti fitosanitari indeboliscono la biodiversità e i servizi che ci fornisce

I dati scientifici analizzati nell’ambito di questa perizia rafforzano il nesso di causalità tra l’uso di prodotti fitosanitari e il declino osservato per diversi decenni in alcune popolazioni, in particolare nelle aree agricole.

Ciò è particolarmente vero per gli invertebrati terrestri (compresi gli insetti impollinatori e i predatori naturali di alcuni parassiti delle colture) e gli invertebrati acquatici. Ad esempio, per i macroinvertebrati nei corsi d’acqua europei (come alcune larve di insetti e molluschi), si stima che i prodotti fitosanitari possano indurre perdite fino al 40% all’interno di queste popolazioni .

Gli insetticidi (come neonicotinoidi e piretroidi) sembrano essere le famiglie di molecole maggiormente coinvolte in questi effetti sugli invertebrati terrestri e acquatici.

Questo vale anche per gli uccelli, principalmente per l’ avvelenamento da insetticidi neonicotinoidi , nonché per gli effetti indiretti derivanti dalla scarsità delle loro risorse alimentari causata dal declino degli insetti.

Uccello dal corpo marrone, ali nere con una striscia gialla e maschera rossa.  È in volo, sta per unirsi ad altri uccelli a terra
I cardellini europei sono tra gli uccelli più colpiti dai pesticidi. Jeff-Photo/Flickr , CC BY-NC-ND

Questo esempio illustra il fatto che i prodotti fitosanitari agiscono sia attraverso effetti diretti della molecola sugli organismi che attraverso effetti indiretti. Oltre alla riduzione delle risorse alimentari, queste comportano in particolare il deterioramento o la distruzione degli habitat naturali.

Anche i prodotti fitosanitari (in interazione con altri fattori di stress) sono fortemente sospettati di contribuire all’ampio declino delle popolazioni di pipistrelli e anfibi.

Per quanto riguarda gli effetti osservati su microrganismi, piante e altri vertebrati, sono meno chiaramente evidenziati nella letteratura scientifica. Tuttavia, appare chiaramente che la contaminazione da prodotti fitosanitari pregiudica la capacità di garantire parte del loro ruolo ecologico che contribuisce al corretto funzionamento degli ecosistemi.

Ad esempio, nelle aree agricole, fungicidi e rame portano a una forte inibizione della degradazione della materia organica (come le foglie morte) da parte di funghi e batteri microscopici, che privano gli ecosistemi di un importante apporto di nutrienti.

Nonostante la conoscenza della contaminazione dell’ambiente marino, gli effetti dei prodotti fitosanitari sulla biodiversità che ospita sono poco conosciuti. Non è quindi possibile concludere sul ruolo di queste molecole nel declino della biodiversità marina.

Per quanto riguarda gli effetti dei prodotti fitosanitari sui servizi ecosistemici, ovvero sui servizi forniti dalla natura, questa perizia ha evidenziato una significativa carenza di dati. Tuttavia, rivela la difficoltà di conciliare l’uso di queste sostanze con la conservazione dei servizi ecosistemici.

Infatti, la produzione vegetale coltivata beneficia degli effetti dei prodotti fitosanitari. Al contrario, l’impollinazione è influenzata negativamente da queste sostanze a causa del declino degli insetti impollinatori. Allo stesso modo, la scomparsa dei predatori naturali come gli uccelli avrà un impatto negativo sulla lotta contro i parassiti delle colture e porterà a un aumento dei parassiti. Alla fine, ea causa della dipendenza delle colture dai servizi di impollinazione e controllo dei parassiti, la produzione di piante coltivate potrebbe essere degradata.

Diverse leve aiutano a preservare la biodiversità ei servizi ecosistemici

Per ridurre la pressione esercitata dai prodotti fitosanitari sulla biodiversità e sui servizi ecosistemici e quindi preservare questi ultimi, è possibile combinare più leve.

La prima leva è normativa. Le normative europee per l’immissione sul mercato dei prodotti fitosanitari sono tra le più rigorose al mondo. Ha portato negli ultimi anni al ritiro di diverse molecole a causa della loro pericolosità (atrazina, DDT, paraquat, asulame, clordecone per esempio), mentre molte di esse sono ancora autorizzate in altre regioni del mondo.

Tuttavia, i metodi di valutazione del rischio su cui si basa questo regolamento presentano dei limiti. In particolare, non tengono sufficientemente conto della complessità degli effetti sulla biodiversità .

La seconda leva riguarda i termini di applicazione dei fitofarmaci, oltre a determinati paesaggi (strisce erbose, siepi, ecc.).

Un piccolo laghetto circondato da alberi piantati lungo diversi cerchi concentrici
Veduta aerea di un esperimento di frutteto circolare INRAE, progettato per promuovere la bioregolamentazione ed evitare l’uso di pesticidi. Bertrand Nicolas/INRAE ​​​​, Fornito dall’autore

Le caratteristiche del paesaggio, infatti, sono di per sé un fattore importante nella modulazione degli impatti dei prodotti fitosanitari sulla biodiversità. Sono quindi aggravanti nel caso di paesaggi semplificati, o attenuanti nel caso di mosaici paesaggistici moltiplicando le interfacce tra aree trattate e non trattate e garantendo la connettività delle aree di rifugio.

Il paesaggio gioca sia sugli effetti diretti limitando l’esposizione degli organismi per intercettazione di molecole, sia sugli effetti indiretti preservando le risorse alimentari e gli habitat. Questa competenza conferma quindi il ruolo chiave del paesaggio nella conservazione degli habitat e delle aree di rifugio per la biodiversità.

Infine, un’altra leva riguarda l’uso di sostanze a bassa persistenza e bassa ecotossicità .

In questo contesto, i prodotti di biocontrollo (insetti, acari, batteri, virus, feromoni, sostanze naturali) sono sempre più proposti per proteggere le colture. Queste costituiscono alternative promettenti all’uso di prodotti chimici di sintesi, quando consistono nel regolare la pressione dei parassiti senza necessariamente eliminarli. Tuttavia, il lavoro è ancora necessario per caratterizzare gli effetti di queste alternative sulla biodiversità.

Oltre a queste leve c’è ovviamente la riduzione, o addirittura la cessazione, dell’uso di fitofarmaci , oggetto di altre valutazioni e studi in corso all’interno dell’INRAE.

Mentre questa competenza scientifica collettiva mostra che la conoscenza della contaminazione degli ambienti da parte dei prodotti fitosanitari, dei suoi effetti sulla biodiversità e delle leve per ridurli è aumentata negli ultimi 15 anni, mette anche in evidenza le aree grigie.

È il caso, ad esempio, degli effetti sulla biodiversità marina e ultramarina, ma anche della conoscenza dei prodotti di trasformazione delle sostanze attive o degli effetti combinati di diverse pressioni; tanti i temi sui quali la comunità scientifica dovrà mobilitarsi per informare con maggiore precisione le decisioni pubbliche.

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