Tree diversity: an ecological weapon against pest insects

(See below for French, English and German versions, and here for full text)

The reduction of insect herbivory is one of the services provided by tree diversity in forest ecosystems. While it is increasingly acknowledged that the compositional characteristics of tree species assemblages play a major role in triggering associational resistance to herbivores, underlying mechanisms are less well known. We addressed this question in the ORPHEE experiment by assessing pine processionary moth infestations (Thaumetopoea pityocampa) across a tree diversity gradient from pine monocultures to five species mixtures. We showed that tree species richness per se had no effect on the probability of attack by this pest. By contrast, the infestation rate was strongly dependent on plot composition. Mixtures of pines (Pinus pinaster) and birches (Betula pendula) were less prone to T. pityocampa infestations, whereas mixtures of pines and oaks (Quercus spp.) were more often attacked than pine monocultures. By taking into account the relative height of pines and associated broadleaved species, this effect could be explained by pine apparency. Pines were on average 343 ± 5 cm height. Birches, as fast growing trees, were slightly taller than pines (363 ± 6 cm), while oak trees were significantly smaller (74 ± 1 cm). Host trees of T. pityocampawere then partly hidden in mixtures of pines and birches but more apparent in mixtures with oaks. We suggest that reduced pine apparency disrupted visual cues used by female moths to select host trees prior to oviposition. This study highlights the need to take into account tree traits such as growth rate when selecting the tree species that have to be associated in order to improve forest resistance to pest insects.


Die Reduktion von Pflanzenfraß durch Insekten ist eine der Leistungen, die von der Baumdiversität in Waldökosystemen erbracht wird. Während zunehmend anerkannt wird, dass die Zusammensetzung von Baumgemeinschaften eine wichtige Rolle beim Auslösen von gemeinschaftlicher Abwehr gegen Herbivore spielt, ist über die zugrunde liegenden Mechanismen wenig bekannt. Wir untersuchten diese Frage im ORPHEE-Experiment, indem wir den Befall durch den Pinienprozessionsspinner (Thaumetopoea pityocampa) über einen Gradienten von Monokultur bis zur Fünf-Arten-Mischung registrierten. Wir zeigten, dass der Baum-Artenreichtum per se keinen Einfluss auf die Befallswahrscheinlichkeit hatte. Dagegen hingen die Befallsraten stark von der Zusammensetzung der Bestände ab. Systeme von Pinie (Pinus pinaster) und Birke (Betula pendula) wurden weniger stark befallen, während Mischungen von Pinien und Eichen (Quercus spp) häufiger als Reinbestände von Pinien attackiert wurden. Wenn man die relative Höhe von Pinien und der vergesellschafteten Laubbaumarten in Betracht zieht, könnte dieser Effekt mit der Apparenz der Pinien erklärt werden. Die Pinien waren im Mittel 343 ± 5 cm hoch. Die Birken waren als schnellwachsende Bäume etwas höher 363 ± 6 cm) als die Pinien, während die Eichen bedeutend kleiner waren (74 ± 1 cm). Die Wirtsbäume von T. pityocampa waren damit in den Mischbeständen von Pinie und Birke teilweise verborgen, traten bei Vergesellschaftung mit Eichen aber deutlicher in Erscheinung. Wir meinen deshalb, dass die verminderte Apparenz der Pinien visuelle Signale stört, die von den Weibchen genutzt werden, um vor der Eiablage Wirtsbäume auszuwählen. Diese Untersuchung macht deutlich, dass es notwendig ist, Eigenschaften wie die Wachstumsgeschwindigkeit zu berücksichtigen, wenn die Baumarten für eine Mischkultur ausgewählt werden, um die Abwehr eines Forstbestandes gegen Schadinsekten zu verbessern.

La chenille processionnaire du pin (Thaumetopoea pityocampa de son nom latin) est l'un des principaux insectes ravageurs des pins en Europe et en Afrique du Nord. Les chenilles consomment les aiguilles en hiver et peuvent provoquer d’importantes défoliations. Qui dit défoliation dit perte de croissance pour l’arbre. Et perte de revenus pour le sylviculteur. Ce ravageur est bien connu dans la région des landes de Gascogne où il bénéficie d’une attention toute particulière de la part des chercheurs de l’INRA. Ils y étudient notamment les mécanismes écologiques qui pourraient permettre de limiter l’infestation des pins par la chenille processionnaire. En dénombrant les attaques de ce ravageur sur des pins plantés dans un dispositif expérimental à grande échelle, ils se sont aperçu que les essences feuillues, et plus particulièrement le bouleau, pouvaient jouer le rôle de garde du corps contre la chenille processionnaire. Comment ? La suite en image.

How does tree diversity may protect pines against one of their main pest?

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