the first international ragweed review

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14/06/2012
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AMBROISIE
ISSBN 1271-3341
N° 27 - Juin 2012
Revue apériodique de l’Association Française d’Etude des Ambroisies (AFEDA)
Aperiodic review of the French Foundation For Ragweed Study
Association à but non lucratif, régie par la loi de 1901, Inscription en Préfecture du Rhône N° 17509-JO du 28/02/1983
Edited by Chantal Déchamp, Henriette Méon et Patrick Chevrolat
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Les noms d’Ambrosia artemisiifolia L. en Europe et en Russie
The names of Ambrosia artemisiifolia L. in Europe and in Russia
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AMBROISIE
ISSBN 1271-3341
N° 27-Juin 2012/June 2012
Revue officielle apériodique de l’
Association Française d’Etude des Ambroisies :AFEDA
Aperiodic review of French Foundation For Ragweed Study
Association à but non lucratif, régie par la loi de 1901, Inscription en Préfecture du Rhône N° 17509-JO du 28/02/1983
Directeurs de publication.
Directors of publishing services:
Docteur Chantal Déchamp
Henriette Méon
Comité de rédaction.
Editorial board
C. Déchamp, H. Méon
P. Chevrolat
Photo-France
175 Rue Bataille 69008 Lyon
Imprimeur. Printer
Imprimerie Brailly
Saint-Genis-Laval F 69230
AFEDA
Présidente. Chairwoman
Docteur Chantal Déchamp
Vice Présidente.
Vice-chairwoman
Henriette Méon,
Docteur ès sciences
Trésorier. Treasurer:
Bernard Boudol
Administrateurs
Administrative council
Bernard Boudol
Michel Calleja
Patrick Chevrolat
Dr. Chantal Déchamp
Gaëtan Guignard
Dr. Raoul Harf
Dr. Danielle Mégret
Henriette Méon
Vincent Penel
Michel Poët
AFEDA 25 Rue Ambroise Paré
69800 Saint-Priest France
Membres correspondants/Corresponding members
Autriche/Austria : Professor Dr. Fatima FERREIRA, Salzburg
University, Head of the Christian Doppler Laboratory for Allergy
Diagnosis and Therapy.
Croatie/Croatia : Professor Edita STEFANIC, J.J. Strossmayer
University, Faculty of Agriculture.
Espagne/Spain : Dr. Jordina BELMONTE, Universitat
Autònoma de Barcelona, Botany Unit and Institute of
Environmental Science and Technology, Responsible of the
Aerobiological Network of Catalonia (Xarxa Arobiològica de
Catalunya, XAC).
France/France : Yves AUDA, CNRS, Géosciences
environnement, Université Paul Sabatier, Toulouse.
Observatoire Midi-Pyrénées, Toulouse.
France/France : Gaëtan GUIGNARD, Lecturer, Université
Lyon 1, Botany, Curator of the Herbarium LY (Université
Claude-Bernard Lyon 1).
France/France : Bernard LACAZE, Pôle Image Université
Paris-Diderot, PRODIG, CNRS, Paris.
Hongrie/Hungary : Lewente KISS, Plant Protection Institute of
the Hungarian Academy of Sciences, Head Department of Plant
Pathology.
Italie/Italy : Dr. Paolo BOTTERO, Magenta Hospital (Milan),
allergy and clinical immunology outpatient clinic, internal
medicine division.
Suggestion for citation, entire volume : Déchamp C.,
Méon H., Chevrolat P. eds AFEDA, France. Ambroisie,
the first international ragweed review, 2012, 27.
Ambroisie, the first international ragweed review, 2012, 27
1
SOMMAIRE/SUMMARY
Foreword/Editorial. Association Française d’Etude des Ambroisies (AFEDA)
Chantal Déchamp, Henriette Méon
GEOGRAPHIC INVESTIGATION
1. L’ambroisie en Région Poitou-Charentes (France): le pari d’une stratégie de lutte régionale fondée
sur une approche locale du risque.
Ragweed in Poitou-Charentes Region (France): the gamble of a regional fighting strategy based on a
local risk management approach.
Michel Caillon, Camille Godard, Sébastien Léonard.
p. 5
CLINICAL INVESTIGATION
2. Evolution de la prévalence de la pollinose due aux ambroisies en Europe : études ou estimations,
1987-2010.
Evolution of prevalence of ragweed pollinosis in Europe: studies or estimations, 1987-2010.
Chantal Déchamp.
p. 13
Second International Ragweed Conference, Lyon, March 28-29, 2012
Foreword. Tamas Komives, Michel Thibaudon, Bernard Clot
GEOGRAPHIC INVESTIGATION
3. Occurence of ragweed plants and pollen in Latvia.
Etat des lieux des Ambroisies et de leur pollen en Lettonie.
Olga Ritenberga, Laimdota Kalnina, Karlis Agris Gross, Maija Gudovicha.
p. 21
CLINICAL INVESTIGATION
4. Ragweed pollinosis primary prevention: over ten years experience of the Lombardy Region and the
Local Health Unit ASL Milan1.
Prévention primaire de la pollinose due aux ambroisies: 10 ans d’expérience en Région de Lombardie
de l’unité de santé de l’ASL de Milan1.
Maira Bonini, Giuseppe Cislaghi, Paola Colombo, Nicoletta Cornaggia, Agostina Panzeri, Edgardo
Valerio, Maria Gramegna.
p. 27
5. Evaluation de l’efficacité d’un projet de mobilisation pour la lutte contre l’herbe à poux sur la
qualité de vie des personnes allergiques.
Assessment of the effectiveness of a mobilization project for the control of ragweed on the quality of
life of allergic individuals.
Elisabeth Masson, Nolwenn Noisel, Diane Lyse Benoît, Linda Pinsonneault, Johanne Groulx,
Geneviève Hénault, Marie-Josée Simard.
p. 33
AEROBIOLOGY
6. The Rhône valley and beyond, spreading areas for Ambrosia: 98 years of pollen counts.
La vallée du Rhône et au delà, aires de propagation de l’ambroisie : 98 ans de comptes de pollen.
Chantal Déchamp, Henriette Méon, Vincent Penel.
p. 43
2
MODELING
7. Modeling the 2011 ragweed season in the French region Rhône-Alpes with the dispersion model
CHIMERE.
Simulation numérique de la saison 2011 d’ambroisie dans la Région Rhône-Alpes à l’aide du modèle
chimie-transport CHIMERE.
Eric Chaxel, Camille Rieux, Isabelle Rios, Michel Thibaudon, Gilles Oliver.
p. 49
CONTROL
8. Indigenous insects associated with invasive common ragweed Ambrosia artemisiifolia (L.)
in Hungary.
Les insectes indigènes associés à l’envahissante ambroisie, Ambrosia artemisiifolia (L.) en Hongrie.
Zsuzsa Basky.
p. 58
9. An innovative method, the soil dust flux allows an evaluation of the short ragweed fight of a
community: the Saint-Priest municipality example in the Rhône department.
Une méthode innovante, le fluxage des pollens de la poussière du sol permet l’évaluation de la lutte
contre l’ambroisie d’une collectivité : exemple de la mairie de Saint-Priest dans le Rhône.
Chantal Déchamp, Henriette Méon.
p. 64
10. Preliminary examination of the adoption of various forms of nitrogen in the early growth stages of
ragweed.
Consommation des différentes formes d’azote lors des stades précoces de croissance de l’ambroisie.
Dragana Marisavljevic, Dragan Cakmak, Danijela Pavlovic, Erika Pfaf Dolovac,
Ljiljana.Radivojevic.
p. 69
ECONOMY
11. The economic impact of ragweed in agriculture
Impact économique de l’ambroisie sur l’agriculture
Fabien Lagarde.
p. 73
AMBROISIE : L’APRR S’ENGAGE
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AMBROISIE, the first international ragweed review
Revue officielle de l’Association Française d’Etude des Ambroisies
Official review of the French Foundation for Ragweed Study
25 Rue Ambroise Paré 69800 Saint-Priest France
E mail : [email protected]
http://assoc.wanadoo.fr/afeda
N° 27: 20 € (port compris, carriage paid)
N°s 25 and 26 : 30 €(port compris, carriage paid)
Adhésion/Membership 2012: 45 €.
Les adhésions et ventes au numéro sont payables au comptant par chèque à la commande et ne sont mises en
service qu’après réception du règlement. Règlement par chèque ou virement à l’ordre de l’AFEDA, envoyé à
l’adresse de l’association. Memberships and/or subscriptions must be paid with the complete order and sent
to AFEDA 25 Rue Ambroise Paré 69800 Saint-Priest FRANCE. Payment by card is not accepted. For paying by
transfer, please ask bank references only by mail to AFEDA.
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Les opinions exprimées dans les articles n’engagent que les auteurs. La responsabilité leur en incombe.
Aucun article ne peut être reproduit sous forme d’imprimé, de photocopie, microfilm ou autre procédé sans l’autorisation express de
l’éditeur : Association Française d’Etude des Ambroisies, 2012©.
3
Foreword
After 30 years of investigations in Lyon…
- East Lyon is the gamble of the Ambrosia spread in France -,
we are happy for editing some works presented at the “International Ragweed Conference” at Lyon on
28 and 29 March 2012.
Unhappily some works previously had been published in other reviews.
But naturally these edited papers are the best!
Moreover some authors have no time to send their papers before the deadline: but we wanted this
review for the International Ambrosia day, at the end of June…
Latecomers can send their paper for the next number of the review.
We thank reviewers who quickly have analyzed all these works.
We thank sponsors who permit to edit this review.
For these reasons we edit the first presented papers that have been submitted to the review before the
congress.
Remember that we could see Ambrosia seedlings the day of the congress in Lyon.
Editorial
Après 30 ans d’investigations à Lyon…
- Lyon-Est est le berceau de l’expansion de l’ambroisie en France -,
nous sommes heureuses d’éditer certaines publications présentées lors de « the International Ragweed
Conference » à Lyon les 28 and 29 March 2012.
Malheureusement certains travaux avaient été déjà publiés.
Bien entendu ceux-ci sont les plus intéressants !
L’emploi du temps de certains auteurs ne leurs permettaient pas de les envoyer avant la date limite
mais notre objectif était d’avoir ce numéro pour la Journée de l’Ambroisie.
Les retardataires peuvent envoyer leur article pour le prochain numéro.
Nous remercions les « reviewers » d’avoir envoyé leurs commentaires aussi rapidement.
Nous remercions les sponsors de nous avoir permis d’éditer ce numéro.
Pour toutes ces raisons, certains articles envoyés à la revue avant le congrès, sont édités dans les
premières pages.
Rappelez-vous l’ambroisie a eu l’idée de parfois sortir de terre, le jour du congrès !
La présidente
Chantal Déchamp
La vice-présidente
Henriette Méon
4
L’ambroisie en Région Poitou-Charentes (France): le pari d’une stratégie
de lutte régionale fondée sur une approche locale du risque
Ragweed in Poitou-Charentes Region (France): the gamble of a regional
fighting strategy based on a local risk management approach
Michel Caillon1, Camille Godard2, Sébastien Léonard2
Résumé
La présence d’ambroisie (Ambrosia artemisiifolia L) en Région Poitou-Charentes suscite depuis quelques années
de la part d’acteurs d'horizons différents, agriculteurs, associations de protection de l’environnement, personnels
de santé, des inquiétudes d’ordre économique, sanitaire et environnemental. Alors que l’abondance de cette
espèce est encore limitée à certains territoires et que le risque d'allergie pollinique est émergent, des acteurs
régionaux comme l'Agence Régionale de Santé, l'association Poitou-Charentes Nature et la Fédération Régionale
de Défense contre les Organismes Nuisibles (FREDON) tentent d’inscrire cette problématique à l'agenda
politique et de structurer un plan régional d’action. S’appuyant notamment sur la mise en œuvre d’une première
initiative multi-partenariale de gestion au plan local, les freins et les leviers se dessinent dans un contexte où
d’autres enjeux, d’autres risques, complémentaires ou contradictoires, interfèrent. Dans un climat économique
tendu, des propositions visant l’efficience sont évoquées.
Abstract
The presence of ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) in Poitou-Charentes Région has given rise, these last few
years, to economic, health and environmental concerns among farmers, associations of environmental protection,
and health specialists. While the growth of the species is still limited to some areas and the danger of allergy just
emerging, regional agencies such as the Agence Régionale de Santé, the association Poitou-Charentes Nature,
and the Fédération Régionale de Défense contre les Organismes Nuisibles are attempting to place the ragweed
issue on the political agenda and to develop a regional plan of action. Relying in particular on the
implementation of a first multi-partner management structure on the local level, a system of brakes and levers is
appearing in a context where other problems and risks, complementary or contradictory, are interfering. In the
climate of a tight economy, propositions aiming at efficiency are being suggested.
Mots-clés: ambroisie, Ambrosia artemisiifolia L., Région Poitou-Charentes, stratégie de lutte régionale.
Keywords: ragweed, Ambrosia artemisiifolia L., Poitou-Charentes Region, regional fighting strategy.
1
2
Poitou-Charentes Nature, 14 Rue Jean Moulin 86240 Fontaine-le-Comte, [email protected]
Fédération Régionale de Défense contre les Organismes Nuisibles (FREDON Poitou-Charentes), 13 route de la forêt 86580
Biard, [email protected].
5
Introduction
La Région Poitou-Charentes, territoire à dominante rurale et agricole, connaît un développement
progressif de l’ambroisie (Ambrosia artemisiifolia L.). On sait d'après la consultation des herbiers
régionaux et des archives de la Société Botanique du Centre-Ouest que cette plante envahissante,
d'abord signalée dès 1791 (7), y a été ensuite introduite à plusieurs reprises à partir de 1920 avec des
lots de semences contaminés en provenance d'Amérique du Nord d'où elle est originaire, puis
probablement après la deuxième guerre mondiale, avec l'installation de quatre camps américains des
forces de l'OTAN (8). Elle est maintenant présente de manière sporadique sur la majeure partie de son
territoire mais deux foyers plus vastes, de l'ordre de 500 km², avec des infestations importantes de
parcelles agricoles et de bords de route ont été identifiés dans l'Angoumois et dans le Mellois et à sa
périphérie, tandis que plusieurs foyers secondaires se maintiennent depuis plus de 10 ans autour de
Montmorillon, de Jonzac et au Nord-Ouest de Niort (Fig. I). Comme dans la Région Rhône-Alpes c'est
avec la mise en place en 1994 dans l’Union Européenne de la réforme de la Politique Agricole
Commune que l’ambroisie s'est brusquement développée surtout dans les parcelles de tournesol (9) ;
25% de la superficie française de cette culture étaient déjà implantés en Poitou-Charentes en 2008. On
la rencontre aussi en abondance dans les inter-cultures estivales succédant soit à la moisson des
céréales d'hiver et de colza soit à des calamités agricoles survenues pendant le printemps.
Jusqu’à ces dernières années, aucune prise en charge opérationnelle et collective n’avait été engagée,
les difficultés ou désagréments ressentis étant restés assez limités. Quelques initiatives localisées,
issues du monde agricole ou d'associations de protection de l’environnement, ont permis d’alerter les
pouvoirs publics. En Charente la Fédération Départementale des Groupements de Défense contre les
Organismes Nuisibles a rencontré les services déconcentrés de l’État chargés de l'agriculture et de la
santé pour demander la prise d’un arrêté préfectoral de lutte obligatoire. Une cartographie régionale a
été élaborée par l'association Poitou-Charentes Nature et l'Observatoire Régional de l'Environnement
sur la base d’observations de naturalistes et de négociants en grains (4), des actions à caractère
pédagogique ont été engagées avec certains établissements scolaires, notamment agricoles (17).
En 2008, Poitou-Charentes Nature a lancé une importante campagne de communication qui s'est
traduite par des articles dans les quotidiens régionaux et les périodiques spécialisés. Des informations
ont été transmises en direct sur les radios locales et les chaînes de télévision régionale et nationale.
Plusieurs milliers de dépliants et d'affiches adaptés aux situations concrètes ont été diffusés vers des
publics ciblés : agriculteurs, médecins généralistes et allergologues, pharmaciens, associations de
protection de la nature (16). Des journées de formation ont été organisées pour sensibiliser des
militants associatifs ou des jeunes en situation d'emploi tremplin-environnement.
Mais c'est en 2010 qu'une meilleure coordination des porteurs d’enjeux a permis, avec les
participations financières de l’Agence Régionale de Santé, du Conseil Régional, du Fonds Européen
de Développement Régional (FEDER) et du Syndicat mixte du Pays Ruffécois, d’enclencher une
dynamique multi-partenariale déclinée à la fois au plan régional et sous la forme d'un site pilote au
plan local (11). Bien qu’aucune mesure réglementaire n’ait été spécifiquement adoptée à ce jour,
l’enjeu sanitaire est bel et bien considéré et vient d’être inscrit comme action prioritaire au sein du
deuxième Plan Régional Santé-Environnement qui va se poursuivre jusqu'en 2014 (14). Une démarche
opérationnelle, co-pilotée par l’association Poitou-Charentes Nature, la FREDON Poitou-Charentes et
l’Agence Régionale de Santé, prend donc forme aujourd’hui.
L’ambroisie en Région Poitou-Charentes : l’émergence d’une situation à risques ?
Depuis plusieurs années déjà, des dysfonctionnements d’ordre agro-économique sont relevés par des
agriculteurs qui, concernés par l'ambroisie dans leur exploitation, ont été localement amenés à
renoncer à la culture du tournesol. Partant de la nécessité de modifier la rotation des cultures et les
pratiques agricoles, les agriculteurs s’adaptent tant bien que mal à cette nouvelle « mauvaise herbe ».
D’autres cultures peuvent aussi être contaminées telles que celles de tabac, de sorgho, de pois, de maïs
et plus rarement les cultures maraîchères (11). Il n'est pas exceptionnel de rencontrer l'ambroisie dans
6
les jardins des zones pavillonnaires où elle est introduite dans des mangeoires ou des lieux de
distribution sous la forme de graines de tournesol ou de mélanges de graines contaminés provenant du
commerce et destinés aux petits oiseaux. Elle est fréquente dans les jachères florales qui, représentant
ainsi un nouveau vecteur de contamination, sont déconseillées.
Ponctuellement, des symptômes allergiques apparaissent aussi aux dires des exploitants et salariés
agricoles interviewés à l’occasion d’enquêtes menées sur les territoires infestés. En Charente les
cabinets des allergologues sont de plus en plus fréquentés et le Centre Régional d'Allergologie ouvert
en 2010 au Centre Hospitalier Régional pourrait envisager de mener une étude épidémiologique de
prévalence de l'allergie au pollen d'ambroisie sur l'ensemble de la Région Poitou-Charentes. Un réseau
de capteurs polliniques de type Lanzoni géré par Atmo Poitou-Charentes et constitué de trois capteurs
fixes et d'un capteur mobile (Fig. I) a permis un suivi sur six ans de la progression de l'intensité du
risque allergique dans l'ensemble de la Région et de sa mise en relation avec l'évolution de
l'importance des foyers où l'espèce prolifère. C'est ainsi qu'on a pu constater que les concentrations
observées au plus fort de la saison pollinique de l'ambroisie avaient atteint en 2009, lors de la semaine
7
37, 100 grains/m3 d’air à Angoulême (1) franchissant ainsi pour la première fois le seuil du risque
allergique invalidant défini par l'Association Française d'Étude des Ambroisies (6).
Pour l'instant, les impacts directs sur le fonctionnement des écosystèmes naturels et sur leur
biodiversité ne semblent pas déterminants bien que l'espèce ait tendance un peu partout à s'infiltrer
dans les espaces herbacés des bords de route. Par contre, la gestion agricole de l’ambroisie, qui peut
aller dans les cas les plus critiques jusqu'à l’abandon de la culture de tournesol (18), n'est pas
compatible avec certaines dispositions prises au titre de la politique de protection de l’eau. En effet, les
engagements contractualisés par les agriculteurs sous forme de mesures agro-environnementales
(MAE) visant à réduire de 50% d'ici 2018 l’utilisation des produits phytosanitaires sur leur
exploitation sont difficiles à tenir lorsque cette culture est abandonnée alors même qu'elle est peu
gourmande en eau, en fertilisants azotés et en produits phytosanitaires. A l’inverse, à défaut de pouvoir
produire du tournesol, la possibilité de contractualiser une « Mesure Agro Environnementale
territorialisée biodiversité », avec par exemple, l'implantation d’une luzerne sur cinq ans, devient une
véritable aubaine permettant de « valoriser la terre » par une contrepartie financière versée à
l’agriculteur.
De même, le développement important de l’ambroisie dans les inter-cultures d’été pose le problème de
l'opportunité de certaines modalités de gestion fixées par arrêté préfectoral au titre de la « Directive
Nitrates » pour éviter les excédents azotés susceptibles de contaminer les eaux souterraines ou de
surface par le lessivage des sols lors des pluies d'hiver. En effet la repousse des céréales à paille après
la moisson est considérée comme une option possible de « Cultures Intermédiaires Pièges A Nitrate »
(CIPAN) en Région Poitou-Charentes. Ces repousses constituent alors un couvert éligible ce qui
entraîne l'obligation de non intervention dans ces parcelles. Or ces repousses, si toutefois elles se
produisent, n'ont pas un pouvoir couvrant suffisant pour empêcher les levées d'ambroisies, leur
développement végétatif et leur floraison, donc aussi l'émission de leur pollen puis la production de
graines, ce qui contribue à augmenter d'année en année le stock semencier du sol.
En outre la mise en culture de nouvelles variétés de tournesol tolérantes aux herbicides ravive dans
l'opinion publique les tensions autour des biotechnologies génétiques et plus largement autour des
modèles actuels de développement économique agricole. En effet l'utilisation massive et répétée
d'herbicides n'est pas sans risque car elle peut engendrer l'apparition de formes de résistance non
seulement chez l'ambroisie mais aussi chez d'autres adventices fréquentes dans les parcelles de
tournesol telles que le chénopode blanc et l'amarante réfléchie. D'ailleurs certains malherbologues
estiment que l'application de plusieurs générations de molécules d'herbicides de synthèse au fil des
années a contribué à laisser le champ libre à de nouvelles espèces envahissantes restées jusque là
discrètes voire inconnues dans le paysage végétal agricole mais qui rencontrent l'opportunité de se
développer grâce à leur résistance naturelle aux désherbants et à la baisse de situation compétitive.
La gestion de ce « nouveau risque » d'allergie à l’échelle des territoires va donc nécessiter la prise en
considération d’autres enjeux faisant déjà l’objet de programmes d’actions et de mesures
réglementaires comme la protection de la qualité de l’eau et celle de la biodiversité dans le réseau
communautaire européen Natura 2000, lequel est destiné à la conservation d'espaces naturels à grand
intérêt patrimonial. Mais l’absence à ce jour, d’un cadre réglementaire national ou régional mettant en
exergue l’enjeu sanitaire lié au développement de l’ambroisie et précisant les modalités de sa prise en
charge, constitue un élément limitant des possibilités d’intervention au plan local en Région PoitouCharentes.
Une nécessaire appropriation du risque au plan local.
Comme en témoignent plusieurs travaux en sociologie du risque (3) et en psychologie sociale de la
cognition, la communication comportementale autour des risques environnementaux est délicate. En
effet elle s'avère peu efficace par rapport aux actions de prévention de risques sanitaires tels que la
consommation du tabac et de l'alcool (13). Une des raisons réside dans le fait que dans le premier cas
le risque est surtout subi (pollution atmosphérique, réchauffement climatique...) et que la victime n'a
guère de possibilité d'agir efficacement, alors que dans le second cas l’individu peut agir directement.
Engager une telle démarche à grande échelle au titre de la prévention sanitaire et pour susciter la
8
mobilisation autour de la lutte contre le développement de l’ambroisie, nous a paru constituer un axe
utile, certes, mais limité en termes d’impacts.
Aussi dans un contexte où l’ambroisie reste encore très méconnue, l’appropriation au plan local par les
élus et les représentants du monde rural nous a semblé être un point de départ à la fois nécessaire et
déterminant. Ainsi, avec le concours du Syndicat mixte du Pays Ruffécois, une première action locale
et coordonnée a pu être initiée par la FREDON sous la forme d'actions de sensibilisation vis-à-vis du
risque sanitaire auprès des acteurs du développement agricole et rural, par exemple avec la
présentation de données cartographiques précises et de concentrations de grains de pollen dans l'air
mesurées à partir des capteurs polliniques, avec aussi la mise en place de groupes de réflexion, de
visites de parcelles d'expérimentation destinées à évaluer l'efficacité de différentes techniques de
désherbage ou de conférences et communiqués de presse. Dès lors une véritable scène locale de débat
et de gestion du risque a été créée (10), mobilisant l’ensemble des acteurs du développement rural et
agricole : chambres d’agriculture, coopératives agricoles, instituts techniques comme le Centre
Technique Interprofessionnel des Oléagineux Métropolitains (CETIOM) et ARVALIS-Institut du
Végétal, collectivités territoriales et syndicats d’adduction en eau potable.
Une dynamique est donc à ce jour engagée au plan local pour élaborer collectivement un programme
d’actions à mettre en œuvre dès 2011 (11). De nouveaux territoires voisins également concernés
rejoignent progressivement la « scène locale de risques » et la renforcent progressivement si bien qu'à
une échelle plus large, le sujet est évoqué avec les partenaires institutionnels, Conseils Généraux,
Conseil Régional, services déconcentrés de l’État en charge de l'agriculture et de l'environnement,
lesquels commencent alors à s’interroger sur leur rôle et la politique à mettre en œuvre.
Vers la généralisation des « scènes locales de risques »? Perspectives et propositions.
L’appropriation par les acteurs à l'échelon régional se fait progressivement mais la scène locale reste
fragile, notamment du point de vue réglementaire du fait de l'absence de politique publique et de
règlements applicables en Région Poitou-Charentes mais peut-être aussi par le manque de légitimité
des premiers acteurs engagés.
Dans l'éventualité d’une mise à l’agenda politique et de la prise de mesures de prévention, des
questions restent encore en suspens pour déployer une stratégie régionale. En effet les ressources ne
sont pas extensibles et l'efficience des dispositifs mis en place devra être recherchée.
Au plan régional, nous l'avons évoqué, la démarche est conditionnée par une prise en charge politique
du risque sanitaire engendré par le développement de l’ambroisie qui devrait s’appuyer sur un arrêté
préfectoral de portée régionale pris au titre de la santé publique et par la structuration d’un dispositif
régional de surveillance et de veille informationnelle.
Au plan local, la consolidation des premières équipes et la constitution de nouvelles scènes locales de
gestion du risque à l’échelle des foyers identifiés pourraient favoriser l’appropriation de l’enjeu par
l’ensemble des acteurs concernés en Région. Ces scènes locales, lieux d’échanges, de suivi et
d’évaluation, pourraient idéalement s’appuyer sur d'autres programmes opérationnels déjà existants
sur les territoires : dispositifs de reconquête de la qualité des eaux à l'échelle des bassins versants, de
maintien de la biodiversité tels que Natura 2000, de développement agricole sous la forme de groupes
de développement et de formation professionnelle initiale ou continue, de réduction de pesticides dans
le cadre du « plan écophyto 2018 » (12), d'implication des services techniques des collectivités locales
avec la Charte terre saine « Votre commune sans pesticides » animée par le Conseil Régional PoitouCharentes et signée par plus de 150 communes (20).
A ces différentes scènes locales s'ajoutent des actions à visées plus préventives et où d'autres acteurs
contribueront à réduire la propagation géographique de l'ambroisie dont les semences qui peuvent
conserver leur pouvoir germinatif plusieurs dizaines d'années sont susceptibles d'être transportées sur
de longues distances par les moissonneuses ou par les engins de travaux publics opérant sur de grands
chantiers linéaires comme celui de la Ligne à Grande Vitesse Sud Europe Atlantique sur son trajet en
Poitou-Charentes et dont l'ouverture est prévue en 2016 (Fig. 1). On sait en effet que des réapparitions
massives d'ambroisie interviennent lors d'une reprise de cultures de printemps longtemps après le
remplacement d'anciennes surfaces agricoles contaminées par des cultures de plantes pluriannuelles à
9
fort pouvoir couvrant. On peut aussi citer le cas d'une petite colonie d'ambroisies apparue brusquement
en 2006 au centre de la Région Poitou-Charentes dans un massif forestier à l'occasion de travaux de
terrassement effectués sur le parking d'un ancien camp militaire américain où furent stationnés des
véhicules et des troupes venues des Etats-Unis entre 1953 et 1967 (Fig. I). L'introduction de quelques
semences d'ambroisie remonterait à cette période et aurait pu engendrer quelques générations
productrices de nouvelles semences dont quelques-unes seraient entrées en dormance pendant 40 ans
sous une couche de pierres et de macadam.
Conclusion : la lutte contre l'ambroisie, vers quel avenir ?
Depuis 2005 il aura donc fallu cinq années pour qu'une première prise de conscience limitée à
quelques botanistes amateurs et agronomes professionnels qui connaissaient l'existence de l'ambroisie
en Poitou-Charentes et sa capacité à proliférer finisse par déboucher sur un véritable projet de lutte
organisée et concertée à l'échelle d'un modeste territoire. Ce délai qui peut paraître long a pourtant été
nécessaire au moins dans un premier temps pour alerter et convaincre les services publics en charge de
l'agriculture, de la santé et de l'environnement ainsi que le Conseil Régional d'attribuer à l'association
Poitou-Charentes Nature le financement de recherches préliminaires permettant d'évaluer le nombre, la
surface et la densité des foyers de contamination, d'analyser et interpréter les résultats des relevés
polliniques, d'identifier les causes qui ont facilité la pénétration puis la prolifération de l'ambroisie
dans notre territoire régional et pour estimer à plus long terme ses conséquences sanitaires et agroéconomiques. La petite équipe initiale de pionniers de Poitou-Charentes Nature s'est maintenant
élargie pour devenir un important dispositif partenarial d'acteurs représentatifs des principaux pôles
d'activités concernés directement ou indirectement par la problématique de l'ambroisie (19). Cette
ouverture a facilité l'émergence d'un premier réseau animé sur le terrain par la FREDON, préfigurant
la vaste opération régionale qui va pouvoir s'intégrer jusqu'en 2014 au deuxième Plan Régional Santé
Environnement (14).
Les cinq années qui viennent de s'écouler nous ont permis de dégager deux enseignements essentiels.
Le premier repose sur le caractère illusoire d'une éradication totale de l'ambroisie en raison
principalement de la longévité de ses semences dans le sol et de sa relative résistance aux herbicides.
On sait maintenant que son caractère invasif est d'avantage une conséquence des changements
écologiques induits par les pratiques agricoles des grandes cultures intensives qu'une cause apparente
de l'érosion de la biodiversité. Le suivi de l'évolution du cortège des adventices du tournesol depuis 30
ans montre en effet un déclin progressif des messicoles indigènes relayées par l'apparition d'une
dizaine de nouvelles adventices de grande taille dont l'ambroisie qui seule est allergisante (15). Toutes
sont nitrophiles, héliophiles et plus tolérantes aux désherbants. Leur cycle de reproduction est
synchronisé avec celui du tournesol. Préconiser la lutte à outrance contre ces nouvelles venues
reviendrait à augmenter le risque de nouvelles invasions provenant de la sélection d'espèces devenues
plus résistantes. Cela nécessiterait la mise au point de nouvelles molécules d'herbicides et irait à
l'encontre du « plan écophyto 2018 » lequel vise au contraire à en limiter l'emploi. Ne serait-il pas
préférable, pour éviter la perspective de ce cycle infernal, d'envisager l'opportunité de restaurer l'agroécosystème initial par des pratiques agricoles qui le rendraient moins accueillant pour l'ambroisie et
permettraient ainsi de réguler ses populations à des niveaux de densité acceptable ? Des solutions
techniques qui ont déjà fait leurs preuves dans d'autres régions françaises contaminées ne manquent
pas : faux semis, désherbinage*, décontamination des engins de récolte, destruction des repousses
d'ambroisies par hersage, cultures intermédiaires à fort pouvoir couvrant, rotations longues avec
assolements plus variés, etc.
Le deuxième enseignement concerne l'absolue nécessité d'articuler entre eux les différents échelons
décisionnels mobilisables pour mieux gérer l'ambroisie qu'elle ne l'est actuellement (2). Le niveau
national devrait avoir pour vocation d'interroger les autres niveaux non seulement pour collecter les
données sur l'évolution des foyers d'invasions et les risques d'allergie, pour évaluer à grande échelle
les actions menées mais surtout pour dynamiser tous les autres niveaux d'intervention et articuler sa
propre politique avec celles des instances européennes. Il revient au niveau régional de mettre en place
des stratégies de veille et d'information du public et surtout de prendre les décisions politiques qui
s'imposent par voie de décret préfectoral afin, non pas de fixer des sanctions qui auraient un caractère
10
dissuasif sur les acteurs locaux, mais plutôt d'inciter ces derniers et les accompagner dans leur
appropriation des moyens de lutte et de prévention les plus adaptés au terrain. Il nous paraît crucial
que ce niveau local soit défini sur la base de territoires décentralisés non seulement pour faciliter la
mutualisation des compétences et des ressources disponibles mais aussi et surtout pour répondre aux
attentes des acteurs potentiels directement concernés par la mise en œuvre de projets à la conception
desquels ils devront être associés.
Rendre visible le « risque sanitaire ambroisie » et susciter sa prise en charge cohérente sur le long
terme à partir d'objectifs opérationnels dans chaque territoire va donc maintenant constituer un axe
stratégique déterminant pour contrôler l'invasive, enrayer sa progression et si possible obtenir sa
régression. Tout dépendra alors de la solidarité citoyenne, de la responsabilité et de la volonté
individuelle et collective des personnes et des services impliqués dans la gestion préventive et curative
de l'ambroisie ainsi que de la nécessaire complémentarité de leurs engagements partagés aux différents
échelons du territoire régional. En attendant, espérons que la publication au journal officiel d'une
législation réclamée depuis plusieurs années par la Direction Générale de la Santé voie enfin le jour...
*désherbinage : il associe sur le même matériel l’arrachage mécanique des « mauvaises herbes » dans
les inter-rangs par binage et leurs destructions dans les rangs par pulvérisation d’herbicide, ainsi leur
quantité diminue.
Tableau 1. Résultats du comptage du nombre de communes des 4 départements de la Région
Poitou-Charentes où l'ambroisie a été identifiée entre 1920 et 2010.
Table 1. Results of counting the number of communes* in the 4 departments of PoitouCharentes Region where ragweed has been identified between 1920 and 2010.
Départements
Nombre avant
1990
Première année
d'identification
Departments
Number before
1990
First year of
identification
Nombre
Nombre de
total
communes
1990infestées à la fois
2010
avant et après 1990
Number of infested
Total
communes both
number
before and after
19901990
2010
Nombre
total
20042010
Années 2004 -2010
Years 2004-2010
Total
number
20042010
04 05 06 07 08 09 10
Charente
16
1920
5
43
41
12
0
5
11
1
0
12
Charente Maritime
2
1927
0
16
11
5
0
2
0
2
1
1
Deux-Sèvres
6
1934
3
31
26
7
0
8
7
3
0
1
Vienne
1
1955
1
17
16
6
0
4
3
3
0
0
TOTAL
25
9
107
94
30
0
19 21
9
1
14
*In France, the « commune » is the smallest territorial entity.
Références
(1) Atmo Poitou-Charentes, 2009. Une plante très allergisante, l'ambroisie. Vent d'Ouest, bulletin 56,
4.
11
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(9) Déchamp C., Calleja M., Deviller P., Harf R., Méon H., 2001. L'ambroisie dans le Rhône et la
Politique Agricole Commune. Phytoma, La défense des végétaux, 538, 19-23.
(10) Decrop G., Dourlens C., Vidal-Naquet P.A., 1997. Les scènes locales de risque. Contrat de Plan
État-Région Rhône-Alpes. Pôle Grenoblois d'Etude et de Recherche sur la prévention des Risques
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(11) Godard C., Leonard S., Viguié C., 2010. Mise en place d'un plan d'action pour la gestion d'un des
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FREDON Poitou-Charentes, 48 p.
(12) Leonard S., 2008. La réduction des pesticides par les communes en Poitou-Charentes :
l'appropriation locale d'une situation à risques. FREDON Poitou-Charentes. Mémoire d'études,
Université de Tours, Master 2, Mention Sciences Sociales, 91 p.
(13) Peretti-Watel P.2001. La société du risque. Paris, Éditions la Découverte, 123 p.
(14) http://www.ars.sante.fr/PRSE2.103266.0.html (consulté le 23/12/2010).
(15) http://www.imep-cnrs.com/ecoveg/pdf/FRIED.pdf (consulté le 23/12/2010).
(16) http://www.poitou-charentes-nature.asso.fr/IMG/pdf/_plaquette-ambroisie-web.pdf (consulté le
23/12/2010).
(17)
http://www.poitou-charente-nature.asso.fr/IMG/pdf_Programme_stage_Melle_06.05.09.pdf
(consulté le 23/12/2010).
(18) http://www.poitou-charentes-nature.asso.fr/IMG/pdf_Rapport_ambroisie_Bruzeau.pdf (consulté
le 23/12/2010).
(19) http://www.poitou-charentes-nature.asso.fr/Mise-en-place-d'-un-reseau-de-suivi.html (consulté le
23/12/2010).
(20) http://www.terresaine-poitou-charentes.fr/(consulté le 23/12/2010).
12
Evolution of prevalence of ragweed pollinosis in Europe:
collected data 1987-2010
Evolution de la prévalence de la pollinose due à l’Ambroisie en Europe:
données 1987-2010
Chantal Déchamp1
Abstract
In the world, only one study was realized about the relationship between the concentrations of
ragweed pollen and the prevalence of ragweed pollinosis. It took place in Québec. The question of
ragweed pollinosis (with or without asthma) prevalence in Europe is often asked. Pollinosis includes
different symptoms, rhinitis being the most frequent. There is a lot of clinical reports about ragweed
rhinitis or pollinosis but studies about prevalence are scarce. For understanding the European situation
in a meta-analysis, it is necessary to distinguish different kinds of publications: studies where authors
tell about the percentage of ragweed pollinosis, either by comparison with the total number of
pollinosis or of respiratory allergies treated in their units, official evaluations without epidemiological
study, clinical or biological hypersensitivity studies, epidemiological studies. We have collected all
available data from Central Europe, Switzerland, Northern Italy and the Rhône valley in France. In
these countries of the Ancient World, most invaded by common ragweed, the increase of this allergy is
clear. Moreover because of climate change, the weed begins to spread to the North, we must not wait
if we hope to stop this spread.
Epidemiological studies are difficult to realize without bias. As, now, European Union is interested in
ragweed subject, it would be important to realize prevalence studies in each polluted country with a
common protocol. It is necessary to persuade medical experts to realize these studies everywhere, even
in new polluted areas where this allergy begins to be observed.
Résumé
Une seule étude a été réalisée dans le monde au sujet de la relation entre les concentrations de pollen
d’ambroisie et la prévalence de la pollinose qu’ils causent. Elle a été effectuée au Québec. Cette
question de la prévalence de la pollinose -avec ou sans asthme- due à l’ambroisie est souvent discutée.
Elle se manifeste par des symptômes variés dont la rhinite est le plus fréquent. Les publications
concernant ce sujet sont nombreuses mais celles relatives à la prévalence sont rares. Pour réaliser cette
méta-analyse, les publications citées ont du être classées en différentes catégories : fréquence de cette
pollinose dans un service d’allergologie ou vis-à-vis des autres pollinoses observées par l’auteur,
évaluations officielles sans étude épidémiologique, recherches de l’hypersensibilité clinique ou/et
biologique d’une population générale, études épidémiologiques. Toutes les publications disponibles
d’Europe Centrale, de Suisse, du Nord de l’Italie et de la vallée du Rhône ont été étudiées. Dans ces
pays, les plus envahis par l’ambroisie de l’Ancien Monde, l’augmentation de la fréquence de cette
maladie est mise en évidence. De plus, en raison du changement climatique, la plante commence à
s’étendre au Nord des régions étudiées, il convient donc de ne pas attendre pour tenter d’arrêter cette
progression.
Les études épidémiologiques sont difficiles à effectuer sans biais. L’Union Européenne s’intéressant
depuis peu à cette question, il serait important désormais de réaliser des études de prévalence avec un
protocole commun, en persuadant les experts de les effectuer aussi dans les zones où la plante
commence à proliférer.
Key words: common ragweed, pollinosis, asthma, epidemiology, prevalence, Europe.
Mots-clés: Ambroisie, pollinose, asthme, épidémiologie, prévalence, Europe.
1
Association Française d’Etude des Ambroisies, (AFEDA), 25 Rue Ambroise Paré, 69800 Saint-Priest, FRANCE. [email protected].
13
Introduction
In the world, only one work was published about the relationship between ragweed pollen
concentrations and prevalence of ragweed pollinosis. Banken (2), compared two regions in Quebec,
one, where the distribution of ragweed is high and the other, located at the northern limit of its
distribution. The prevalence rate of ragweed rhinitis showed a significant difference between the two
studied municipalities: 7.22% and 3.77% (p<0.025). The mean concentration of pollen grains/m3 was
at the same time also significantly different: 314 and 68 pollen grains/m3 (p<0.05). Comtois and
Gagnon (9) had shown in Montreal Metropolis that the ragweed threshold able to produce a pollinosis
could be so low than 1-3 pollen grains/m3 of air.
There are some publications about ragweed pollinosis in Europe but the studies to express prevalence
are uncommon. It is necessary to remind that this pollinosis, when it has begun, is developing each
year, in August and September for the sufferer who lives in a polluted area.
Methods
To understand the evolution of ragweed pollinosis in Europe, publications have to be classified:
hypersensitivity studies in healthy people, percentage of ragweed pollinosis in a service, citations
without study, ie. evaluations and prevalence studies. Estimations are essentially published in
countries of Central Europe and Switzerland, prevalence studies are published in Hungary, in the
Milano area (Northern Italy), in the Lyon or Valence areas, the middle Rhône valley (France).
Analysis
1. A ragweed hypersensitivity demonstration in Hungary, among healthy children and
teenagers.
Erdei et al (17) performed an allergy screening in 5 Hungarian towns on 376 random samples of 10-11
years-old school-children. These children were considered as healthy in their parent’s questionnaires.
38% of them proved to be sensitive to ragweed. This sensitivity varied from 25% in Tata up to 50% in
Szeged. Similar studies were performed in healthy 14-18 years old teenagers, their sensitivity was
lower than 20%.
2. Ragweed pollinosis percentages versus total pollinosis or versus respiratory allergies.
-Déchamp et al (12) observed 150 ragweed versus 634 grass pollinosis in a 18 years retrospective
comparative study (L. Pradel hospital, Lyon).
-Bottero et al (7) reported the number of ragweed pollinosis in their unit (Magenta Hospital). It was in
1988: 44 (19.3% of the pollinosis total number) and 103 (42.4%) in 1998 (before the end of the
season: 31 August); during the same period grass pollinosis were 124 (54%) and 79 (32.5%).
-Davet et al (11) considered ragweed pollinosis treated in their department in Geneva but not in the
general population. Between 1999 and 2006, they treated 1509 allergic sufferers, 838 presented
respiratory symptoms and 211 late summer symptoms, 56 had a demonstrated ragweed sensitization:
3.7% of this allergic population. So, this pollinosis is still rare in this area.
3. Ragweed pollinosis frequency in Central Europe: official estimations.
-In Bosnia-Herzegovina Federation, Gadzo et al (18) considered that “there is no official data”.
-In Croatia and North-Croatia, Merdic et al (24) wrote: “it is considered that 10% of the population
suffer from a pollinosis due to ragweed”.
-In Czech Republic, Rybnicek (28) thought that 15% of the general population was suffering from a
ragweed pollinosis.
-In Hungary, Jàrai-Komlodi (21) considered that 59% of the allergic population (15% of the general
population) was suffering from a ragweed pollinosis, later Vitanyi et al (30) considered that it was
20% of the general population, in 2004, Makra, Juhasz et al (22) considered that it was 20% and
finally, Nekam and Paldy (25) that it was 40-60%.
14
4. Prevalence studies in Hungary: immigrants and natives.
-Dervaderics et al (16) found a difference in the sensitization to ragweed pollen between native and
immigrant workers of the “nuclear power plant” in Hungary. The percentage of sensitized people
against common allergens was almost the same in the two groups: 695 immigrants and 185 natives.
More immigrants (69%) than native workers (20%) exhibited a high sensitivity (skin prick-tests and
specific antibodies dosages: p<0.0001). Symptoms occurred in 57% of the immigrant workers and in
18% of the natives (p<0.0001). The authors thought that native workers living with the pollen,
developed a natural tolerance to it. In fact “immigrant” workers came from the North of the same
country.
-It is interesting to remark that in the USA, Maternowski and Mathews (23) found inverse results in
foreign and native students, prevalence was greater in the native population than in the immigrant
ones. It became the same, after two years of exposition.
5. Prevalence studies in the Milano area: Magenta hospital, western part of Milano, 15 years of
studies.
-Pastori et al (26), in a health public service, made a skin prick-test to 1116 children: 11.3% were
positive but ragweed pollinosis prevalence was only 3.9%.
-Bonini et al (3), showed, in an adult population, that in one area, prevalence that was 2,4% in 1997
became 5.2% in 2005; in an other area, prevalence that was 4.3% in 1997, became 11% in 2008. In the
same paper, she studied prevalence in general population in a third area: it was 9.2% in 1996 and
became 15% in 2005.
-At last Bonini et al (5) studied the results of a questionnaire sent to 1373 workers: in 1996, 9% of
them had a ragweed pollinosis and 14% in 2004.
6. Prevalence studies in the Rhône valley, Valence area, 100 km in the South of Lyon.
-Couturier et al (10) gave 270 questionnaires in a school, the week of the school start. Pupils were 2-11
years old, there were 214 answers, 20% of these pupils had a ragweed pollinosis.
-Annesi Maesano et al (1) inquired about rhinitis in every patient who only one day consulted 379
doctors (461 000 habitants, 1 288 answers). Ragweed rhinitis prevalence was 16%. It was probably
lower than the ragweed pollinosis one.
7. Prevalence studies in the Rhône valley
-Déchamp et al (13) studied prevalence on 755 adults from the same public service working in 3
different places. It was the first publication on the prevalence of ragweed pollinosis established by self
administered questionnaire and specific antibodies dosages. In the exposed area the prevalence of
ragweed specific antibodies was 70% in group 1: clinical symptoms (cs) during the ragweed
pollination period (rpp), 37% in group 2: cs during the rpp and other periods of the year, 14% in group
3: cs outside the rpp and 6% in group 4: no cs. The overall biological prevalence in exposed sites was
10.3%. From these results the prevalence of ragweed pollinosis in the Lyon area was in 1989, 3.1%.
-Harf et al (19) inquired on 646 workers in 6 factories of the Rhône valley, prevalence varied from 2.7
to 11.8%, it varied from an establishment to an other, was higher for workers that lived in a rural area
or worked outside.
-Déchamp et al (14) realized in 1993 a phoned questionnaire on 300 000 homes with a selection of 1
800 homes: 905 persons responded. Survey was made by phone, diagnostic was not medical. This
inquiry was made three months after the season and there was an exceptional rain during the week of
the pollen peak. So this prevalence was low: 2%.
-Because of bias in prevalence studies, Harf (19) began in 1998 the first study about the cost of
pollinosis in towns located in the Rhône and Isère departments around Lyon. 15 allergists have
contributed to the study. The author compared two areas and two kinds of pollinosis, one area where
the distribution of ragweed was high and the other located at the northern limit of its distribution. In
the northern area, allergists observed 796 grass pollinosis and 269 ragweed pollinosis, in the southeastern one, they observed 235 grass pollinosis and 264 ragweed pollinosis. So already in 1988, the
number of specialized consultations was in a Rhône valley polluted area greater for ragweed than for
grass (>1) like in USA.
15
Discussion
In the definition, pollinosis gathers a lot of symptoms, such as rhinitis, conjunctivitis, asthma,
tracheitis and other symptoms such as prurit of the ears, of the throat and sometimes other
troubles. As an example, Annesi Maesano (1) only studied the rhinitis and not the pollinosis,
it is more difficult to realize studies without bias about pollinosis than about ragweed rhinitis.
Problems: in some great countries we do not find such studies, are they too difficult to realize?
Problems: in some areas there are pollinosis but some of the sufferers do not go to the doctor, others
are not seen by medical experts but by general practitioners who do not publish and so the decisionmakers say that there is no sufferer.
So it is possible that everywhere the frequency of ragweed pollinosis would be higher.
Conclusion
When studies are repeated with the same protocol, we can appreciate the spread of the ragweed
pollinosis but if studies are made with different protocols it is difficult. Nevertheless we can see the
general evolution of the disease. In Northern Italy, studies were repeated with the same protocols.
Bottero (1990) saw the first Italian ragweed pollinosis in 1984, now, in these polluted areas, Bonini et
al (2009) report: 15% of the population is affected. In Hungary, Nekam and Paldy (2008, 25) report an
evaluation of 40 to 60% of the population. In France, in the Lyon area, Touraine (1965, 29) consulted
the first ragweed pollinosis in 1964, now in the polluted areas, prevalence of ragweed pollinosis is
about 20% of the population, sometimes at the same frequency than grass pollinosis. Moreover we
now that everybody does not consult a doctor and drugs are not always registered by the French social
security department because they are not reimbursed.
Now as European Union is interested in this subject, it would be important to realize prevalence
studies with the same protocol even in the countries where it begins to grow.
References
1. Annesi-Maesano, I. et GAIRCM. Prévalence de l’allergie à l’Ambrosia en Drôme-Ardèche 2002.
Communication personnelle.
2. Banken, R. 1990. Les campagnes d’éradication de l’herbe à poux. Bulletin d’information en santé
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dans la population générale adulte en province de Milan: étude préliminaire. Ambroisie, 21, 10-11.
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Ambrosi artemisiifolia L. in provincia di Milano. Folia Allergol. Immunol. Clin. 37, 99-105.
7. Bottero, P., Pallela, M.,Venegoni, E., Grittini, A, Bellino, S., Sangiovanni, G., Vitali, M. 1999. Pollinose dans
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18
BREAKING NEWS
Les ambroisies du bois de Vincennes !
Durant l’été 2011, nous avons été informée par Monsieur Jean DERRIDA, botaniste
« amateur », dit-il, de l’existence d’Ambroisies sur le territoire de la ville de Paris dans le 12ème
arrondissement. Voici les éléments de localisation transmis. L’investissement est important
puisque ce monsieur a réalisé de nombreux clichés, a arraché tous les plants et a adhéré à
l’AFEDA! Il nous a informé que c’est un lieu de jogging habituel et de passage de poussettes : le
nez des bébés serait donc, comme pour les polluants, juste à la hauteur du pollen émis !
« La localisation exacte est l'avenue des Minimes dans le bois de Vincennes :
http://maps.google.com/maps?q=Avenue+des+Minimes,+Paris,+France&hl=fr&sll=48.857193,2.36
6117&sspn=0.00809,0.01929&t=h&z=15
Les pieds d'ambroisie se trouvent sur le côté sud de l'avenue, en bordure du Parc Floral de Paris; ils
sont disséminés sur une centaine de mètres et j'en ai vu très approximativement une cinquantaine de
pieds, certains très petits et d'autres déjà grands (1m 50).
L'endroit est effectivement un bord de route ensoleillé, situé entre une route goudronnée
fermée aux voitures et la clôture du Parc Floral de Paris (donc assez loin du zoo). Cette bande de
terrain est couverte de terre de remblai argileuse et laissée en friche. Il n'y a aucune ambroisie de
l'autre côté de la route et les colonies d'ambroisie ne se trouvent que sur une centaine de mètres, à
partir d'environ 50m du carrefour avec le Cours des Maréchaux (j'ai exploré les alentours et je n'ai
rien vu d'autre). Il y avait une cinquantaine de pieds répartis en 4 ou 5 petites colonies. Les plantes
étaient de toutes tailles, certaines d'1m50, avec un "tronc" de 2 cm de diamètre et d'autres qui avaient
du germer il y a moins d'un mois. Il est vraisemblable que d'autres ambroisies pousseront encore à cet
endroit de graines non encore germées, cette année ou l'année prochaine. ».
A la suite de ces informations très précises, j’ai écrit à Monsieur l’adjoint chargé des espaces verts, de
l’environnement et du développement durable de la -Mairie du 12ème arrondissement, 130 Avenue
Daumesnil, 75012 Paris- pour lui expliquer ce qu’il en était mais je n’ai jamais reçu de réponse.
Je me permettais de lui demander l’origine de ce remblai, ce qui aurait pu aider à résoudre
partiellement la situation ou tout au moins empêcher qu’elle ne se renouvelle.
Quelque temps plus tard, une autre adhérente parisienne habitant très près m’a informé que pour la
première fois les jardinières de sa terrasse avaient été envahies d’ambroisie alors qu’elle nourrissait
depuis deux ans les oiseaux en hiver !
Des ambroisies dans le Bois de Vincennes, cela ne semble pas très sérieux !
19
Chantal Déchamp
Foreword
This special issue contains papers presented at the Second International Ragweed
Conference held in Lyon in March 28-29, 2019. The conference was organized by the
International Ragweed Society (IRS) and was attended by 60 scientists from 12 countries and
a total of 40 presentations were included in the final program. The presentations were
arranged into seven separate sessions according to their subjects.
The issue focuses on the theoretical and practical aspects of the spread of ragweed (Ambrosia
artemisiifolia L.) in Europe and other parts of the world and covers a wide range of subjects
from basic research to field applications, including laboratory, pilot, and modeling studies
leading to innovative approaches. It is very interesting to see how the wish to fight against this
plant makes it a wonderful model for studies in many different disciplines.
It is our pleasure to thank the leading scientists actively involved in ragweed-related research
who served as chairpersons of the scientific sessions. Finally, we are grateful to the authors of
papers for submitting their camera ready manuscripts to us, which made possible the timely
publication of this issue.
Dr .Tamas Komives
President of the IRS
Dr. Michel Thibaudon
General Secretary of the IRS
Dr. Bernard Clot
Vice-President of the IRS
Conference photograph (taken on March 29, 2012)
20
Occurence of ragweed plants and pollen in Latvia
Etat des lieux des Ambroisies et de leur pollen en Lettonie
Olga Ritenberga1, Laimdota Kalnina2, Karlis Agris Gross3, Maija Gudovicha4
Abstract
Ragweed poses a health and an agricultural risk that need to be assessed in Latvia by determining the growth of
ragweed plants and pollen transported from local sources and neighboring countries. It has been stated that the
northern border for the growth of ragweed exists at the 55o latitude north and Latvia is situated between the 55 and
58°latitude north. This study investigates the collection of ragweed plants during field studies of other plants (19702007) and pollen collected from aerobiological monitoring in Riga starting from 2003.
Ragweed is classified as an invasive plant species and was found growing alongside main transportation routes
(railways and roads) in Latvia. The most harmful species, A. artemisiifolia, represented 84% of all the ragweed
plants, followed by 9% of A. trifida and 5% of A. psilostachya. Field studies in 2007 that located ragweed were
repeated, but no plants were found in the same locations in 2011. Herbariums have revealed that ragweed plants have
flowered between the middle of July until September. Aerobiological studies have revealed ragweed pollen during
the day within a two weeks period between late August and the start of September that suggests pollen from local
sources. The pollen concentration only reached a concentration of 2-3 grains/m3 over the two weeks period starting
in August. Ragweed pollen is presently not a threat in Latvia, but more studies need to be conducted to follow any
changes over time.
Résumé
L’ambroisie représente un risque pour la santé et l’agriculture qui doit être évalué en Lettonie en estimant l’existence
des plantes et le transport des grains de pollen depuis des sources locales et des pays voisins. La limite nord de
l’existence de l’ambroisie est établie à 55° de latitude Nord et la Lettonie se situe entre le 55ème et le 58 ème degré de
latitude Nord. Cette étude établit la liste des ambroisies lors d’études de terrain concernant d’autres plantes. L’espèce
la plus dangereuse, A. artemisiifolia, représente 84% des ambroisies identifiées, suivie par A. trifida (9%) et A.
psilostachya (5%). Les études de terrain de 2007 ont mis en évidence de l’ambroisie de manière répétée mais aucun
plant n’a été retrouvé dans les mêmes lieux en 2011. Les herbiers ont montré que des plants d’ambroisie fleurissent
entre le milieu du mois de juillet et le mois de septembre. Les études aérobiologiques ont montré des pollens
d’ambroisie durant 2 semaines entre fin août et début septembre, ce qui suggère des sources locales. Les
concentrations polliniques ne dépassent pas 2-3 grains/m3 pour une période de 2 semaines débutant en août. Le
pollen d’ambroisie n’est pas actuellement un danger en Lettonie mais il est nécessaire de suivre d’éventuels
changements dans l’avenir.
Keywords: ragweed, invasive weed, pollen, Latvia.
Mots-clés: ambroisies, plante invasive, pollen, Lettonie.
1
Faculty of Geography and Earth Science, University of Latvia, Rainis bvld.19, LV-1586 Riga, Latvia. email: [email protected]; tel: +371
67331766; fax: +371 67332704
2
Faculty of Geography and Earth Science, University of Latvia; [email protected]
3
Institute of Biomaterials and Biomechanics, Riga Technical University, Latvia. [email protected]
4
Laboratory of Botany, Institute of Biology, University of Latvia, Miera street 3, LV-2169, Salaspils, Latvia. [email protected]
21
Introduction
The increasing number of allergic reactions from pollen in Latvia has led to investigations supported by
aerobiological monitoring starting from 2003. Pollen affects as many as 15-20% of the Riga population –
nearly 120 000 people, about half of whom are children. The most allergenic pollen in Latvia arise from:
birch (Betula L.), alder (Alnus Mill.), hazel (Corylus L.), grass (Poaceae) and mugwort (Artemisia L.) (4).
According to the World Health Organization, approximately 15% of the population in Europe are sensitive
to pollen allergens. The most dangerous pollen is birch (Betula L.) in Northern Europe and olive (Olea) in
the Mediterranean areas of Central Europe. Ragweed (Ambrosia) pollen, another allergen from Southern
Europe is on the rise (11). Little information is presently available about its presence in Latvia and
provides the basis for this study.
Common ragweed grows in great number within the South-European part of Russia and has been
established in Belarus and Russia since the middle of 20th century (6). In Lithuania, the first A.
artemisiifolia was reported in 1884. This same species was found about 50 years later, in 1933 in Estonia,
(7) but a little later (1936) in Latvia (10). Different species of ragweed (A. trifida), however, were first
detected in Latvia in 1900 (10). A. artemisiifolia is the most harmful of genus Ambrosia, because of
aeroallergens. Three species of genus Ambrosia (A. artemisiifolia, A. trifida and A. psilostachya) are
included in the list of quarantine weeds of Latvia and will be reported here.
The distribution of ragweed pollen is determined from where the plant is grown and the transportation in
air from the source. Latvia shares its borders with the Baltic Sea and four countries – Estonia, Russia,
Belarus and Lithuania. Since ragweed is known as a ruderal species, cases of ragweed presence were
possibly connected with increased trade through Latvia via rail and with imported agricultural products.
The presence of ragweed pollen depends upon climate and weather. The northern border for the
establishing of ragweed is the 50-55th parallel north (8). Latvia lies between latitudes 55° and 58°. Pollen
transport in air flow depends on the weather (wind speed and direction, precipitations) and pollen grain
aerodynamic behaviour. Pollen transported in air retains allergenic elements and presents a health risk (5).
Pollen grains can be transported up to 1000 km from its source (9). During the pollen season (March to
July), pollen may thus additionally be transported to Latvia from Poland, Ukraine, Finland and Sweden.
Pollen may thus originate from 8 countries.
Since 2008 ragweed pollen grains have been found in aerobiological samples. The periodicity of its
presence during the last four years has also led to questions about possible local emission sources of
ragweed pollen. It was hypothesized that a higher mean annual air temperature may influence ragweed
pollen naturalization in Latvia. The temperature for ragweed germination requires a temperature of 6ºC (2)
and a soil temperature of 8-10 ºC (3). The vegetation period of ragweed has been reported as 150-180 days
(2; 3). The shortest period has been reported on the coast of Eastern Russia and longer periods in SouthEastern Europe. Beyond the 55º N parallel, naturalization of ragweed is limited to the length of the day
and temperature (1).
The aim of this study is to determine the distribution of ragweed in Latvia and dispersion of ragweed
pollen from aerobiological monitoring.
Methods
According to herbarium data from the Institute of Biology at the University of Latvia, samples of A.
artemisiifolia, A. trifida and A. psilostachya (Fig. I) were selected from 44 sites during a 40-years period
(1970-2007). Data were collected from observations next to main railway routes in Latvia (Fig. II).
Ragweed plants were found as early as 15 July (recorded in 2002) up to 29 October (in 1985) as additional
samples from trips intended to study other plants. In all cases, a small number of ragweed samples (1-3
plants) were found.
22
Figure I. Three species of ragweed from the University of Latvia herbarium (a) A. trifida,
(b) A. artemisiifolia and (c) A. psilostachya.
Trois espèces d’ambroisie de l’herbier de l’Université de Lettonie.
Pollen monitoring was conducted at two sites; in Riga (56° 57' 2.5524"N, 24° 6' 58.4454"E), surrounded
by numerous parks. Riga has a moderate continental climate, with a mean air temperature of -5°C in
winter (January) and +18°C in summer (July).
An aerobiological survey has been operating since March 2003 in Latvia with a Hirst type 7-day Burkard
trap positioned 24 m from ground level on the main building of the University of Latvia. A height of 24 m
is sufficient for providing free air circulation. Sampling lower to the ground is associated with turbulence
between buildings and variations in the air-ground temperature that leads to incorrect results. Sampling at
15 – 25 m allows pollen collection in the Burkard trap from locations as far as 30 km from Riga without
obstruction to the free passage of air.
Figure II. Transportation routes in Latvia (in green), locations where the ragweed plant has been found
(red dots) and aerobiological monitoring site Riga.
Routes de transport (en vert) entre les sites de Lettonie où des plants d’ambroisie (points rouges) ont été
trouvés et sites de contrôle aérobiologique : Riga et Rezekne
23
Vaseline was added to provide an adhesive surface for collecting pollen on the tape. Daily sections of the
tape were mounted with gelvatol (polyvinyl alcohol) under a cover glass. Pollen and spores were assessed
in an “Axiostar” transmission light microscope. For low pollen concentrations, twenty four vertical lines
were inspected on each slide to determine the concentration of ragweed pollen. When pollen concentration
is moderate to very high, twelve vertical lines were instead examined.
Pollen counted through the microscope was recalculated to provide a concentration (grain/m3) by
multiplying sum of pollen and factor of microscope (0,68), based on numerous parameters (such as slide
area, counted area, diameter of field of vision, width of slide and number of counted lines of slide).
Pollen data are analyzed with respect to the mean air temperature necessary for the growth of ragweed and
the vegetation period as stated in literature.
Results and Discussion
Analysis of herbarium data has shown that A. artemisiifolia, A. trifida and A. psilostachya respectively
occurred in collected samples at 84%, 9% and 5%. A. artemisiifolia is the most common in Latvia. Field
studies in Riga, Jurmala and Salapils in 2007 were repeated in the same location in August 2011, but no
ragweed plants were found. This suggests that the seeds were not fully developed or the conditions for
further growth of ragweed may not be suitable.
Data from herbariums have shown that the earliest flowering for ragweed (A. trifida) is July 14, 2002 in
Riga. A sample (A. artemisiifolia) with flowers was identified as late as September (1992) from an
analysis of plants from the last decade. Despite a decrease from the peak temperature, the mean air
temperature in September since 2006 is ≥14.0°C. Seeds were not found in the plants collected up to
October (Fig. III).
Figure III. Mean air temperature (2008-2011) for possible ragweed growth, pollen season and plant
collection.
Moyenne de température de l’air (2008-2011) permettant la croissance de l’ambroisie, saison pollinique et
période de la collecte des plants d’ambroisie.
The pollen season in Latvia, starting in March and ending in September, can be divided into four main
periods – the spring tree pollen period, the coniferous tree pollen period, the grass pollen period and the
weed pollen period. Weed pollen can occur earlier, but is mostly found in the last quarter. The first and
last two quarters are the most dangerous for allergenic people. Weed pollen is first found in mid-July and
is mostly connected to mugwort (Artemisia) flowering. The end of the weed pollen season has been noted
in September during the last decade. Ragweed pollen is present in the air over Latvia at this time (Fig. IV).
24
Figure IV. Pollen grains of ragweed observed in slides from Riga aerobiological monitoring station.
Grains de pollen d’ambroisie d’après des lames de la station aérobiologique de Riga.
Since 2008, ragweed pollen grains have been detected in aerobiological samples (Fig. IV). The reason for
not finding ragweed pollen in aerobiological data from 2003 to 2007 is still not clear. Either flowering of
ragweed in the previous year (during 2003-2007) took place in the middle of September, when the
aerobiological monitoring was stopped or there are only a small number of plants in Riga and its
surroundings. Since 2008, ragweed pollen has only been observed for a two week period from the end of
August until September. An exception is for 2008 when ragweed pollen was first detected at the end of
July. The daily concentration of ragweed pollen in the air over Riga has never reached the moderate (≥10
grains/m3) or high (≥30 grains/m3) concentration level. In all cases, daily ragweed pollen concentration
was around 2-3 grains per m3 during the two weeks period.
The highest pollen concentration was found during the middle of the day. Ragweed pollen on the slides
were observed between 12:00 and 18:00 with a maximum concentration at 16:00. There were only two
exceptions during the 4 years period when ragweed pollen was found at night. Undoubtedly, pollen
records are dependent on wind speed and direction, which provides more favourable conditions for longdistance transport of particles. Moreover, the mean wind speed of ragweed pollen in the atmosphere is 2.5
m/s originating mostly from South-Eastern Europe during August-September. The regularity and
collection time (diurnal cycle) of ragweed pollen confirms the presence of local emission sources in the
Riga and its surroundings.
Conclusion
There is still no information about the impact of ragweed and its pollen on human health and agriculture in
Latvia. This is explained by the low concentration of pollen and plant distribution. Plants have only been
found near roads and railways. Ragweed has no status as a naturalised species in Latvia. Despite the
regular appearance of pollen in air during the day, that suggests emission from local sources, it is still not
clear whether ragweed should be established in Latvia. The temperature is sufficiently high for a long
period necessary for the development of flowers. That means that pollination is possible from local
sources.
Further aerobiological and botanical studies are required to investigate the distribution of the ragweed
plant and the dispersion of pollen in the air.
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26
Ragweed pollinosis primary prevention: over ten years experience of the
Lombardy Region and the Local Health Authority ASL Milan 1
Prévention de la pollinose due à l’Ambroisie : 10 ans d’expérience de la
Région Lombardie et de l’Autorité locale de la Santé, ASL Milan 1
Maira Bonini1, Giuseppe Cislaghi1, Paola Colombo1, Nicoletta Cornaggia2,
Agostina Panzeri2, Edgardo Valerio1, Maria Gramegna2
Abstract
Over the last decade of 1900s, an increased prevalence of allergy to ragweed has been assessed in Lombardy, so
public health primary prevention measures were taken. The first regional preventive measure was the “Regional
President’s Ordinance” designed in 1999 to control the ragweed spread using a method including only mowing
three times a year before pollination and consequently to protect the citizen’s health. Subsequently, an
epidemiological study confirmed the necessity to improve the first preventive measure. Parallel, the Department
of Medical Prevention of Local Health Authority Milan 1 improves and perfects the first preventive indications
by implementing a set of action aimed at primary prevention of ragweed pollinosis: aerobiological monitoring of
ragweed pollen; surveillance of grow over stands; education of the population and of the public authority;
epidemiological study showed that at least 14% of the sample examined was allergic to ragweed, showing an
increase of prevalence from 9.2% in 1996 to 14% in 2005; carry-out assessment of direct health cost due to
ragweed; carry out studies, demonstrating the effectiveness of different methods for fighting ragweed in order to
reach a wider preventive measures implementation. The results of these studies are at the root of the actual
regional indications. Today, the ragweed spreading seems contained enough; unfortunately often prevention
measures were not well implemented and some problems still remain. Now we are thinking at a different form of
regional indications, perhaps a law.
Résumé
Durant les années 1990, une augmentation de la prévalence de l’allergie due à l’ambroisie a été observée en
Lombardie, des mesures de prévention ont été prises, parmi celles-ci la première au niveau régional fut l’
“Ordonnance du Président de Région” destinée en 1999 à contrôler l’expansion de l’Ambroisie : elle utilisait une
méthode incluant seulement trois fauchages par an avant la pollinisation afin de protéger la santé des citoyens.
En liaison, une étude épidémiologique confirma la nécessité d’améliorer les premières mesures préventives.
Parallèlement, le Département de prévention médicale de l’Autorité locale de la Santé de Milan 1 améliora les
premières indications de prévention par une autre série d’actions portant sur la pollinose: mesure du pollen,
surveillance de la croissance de la plante sur place, éducation de la population et des services publics ; une étude
épidémiologique a montré qu’au moins 14% de l’échantillon concerné était allergique à l’ambroisie, une
augmentation de la prévalence de 1996 (9,2%) à 2005 (14%), a mis en évidence le coût sanitaire direct, a
entrepris des études démontrant l’efficacité des différentes méthodes de lutte afin d’atteindre une meilleure
amélioration des mesures. Aujourd’hui, l’expansion de l’ambroisie semble assez contenue, malheureusement les
mesures de prévention ne sont pas bien exécutées et des problèmes demeurent encore. Maintenant, nous
réfléchissons à une forme différente de l’action régionale : peut-être une loi.
Key-words: common ragweed, pollinosis, prevention for human health.
Mots-clés: ambroisie à feuilles d’armoise, pollinose, prévention de la santé humaine
1
Department of Medical Prevention, Public Health, Local Health Authority of Milan 1, Italy. Corresponding author address: via Spagliardi,
19 – 20015 Parabiago (Mi) Italy; Email: [email protected]
2
Prevention Unit, General Directorate for Healthcare, Lombardy Region, Italy
27
Over the last decade of 1900s, an increased prevalence of allergy to ragweed has been assessed in
Lombardy (Northern Italy), especially in the North-West of the Province of Milan (5), although this
area has been colonized by Ambrosia artemisiifolia since the 1940s (11).
So public health primary prevention measures were taken. Indeed, since 1997, the Lombardy Region
formed a study group in order to face the problem of ragweed spread and its correlated pollinosis (6,
7). The main actions of this group were: first mapping of regional territory by aerobiological
monitoring data; quantification and functioning of pollen traps; indication to the Local Health
Authority who must at least have one pollen trap; epidemiological study about the prevalence of
ragweed allergy in the population of at risk areas (North-West of the Province of Milan and South of
the Province of Varese) and in some control areas. The results of this study were that in the risk areas,
the prevalence reached up to 8.75% of the general adult population (Tab. 1).
Tab.1 Results of the epidemiological regional studies about prevalence
of ragweed pollinosis on the general adult population.
Consequently, in 1999, the Region promulgated the first regional measure on the subject (9), the
“Regional President’s Ordinance”, which was designed to control the spread of the plant using a
method including only mowing three times a year before ragweed pollination. The ultimate goal was
obviously to protect the health of citizens. This measure defined also the function of the Local Health
Authority. These functions are: to consult and to collaborate with the Mayor, to inform and to sensitize
population, to control the Ordinance application. Subsequently, prevention “Guidelines” were
published (8), which confirmed the previous indications. The epidemiological study was repeated in
2005 in the same areas and using the same methods. Unfortunately, the results showed an increase of
maximum estimated prevalence up to 12-15% (Tab. 1) and confirmed the necessity to improve the
first indications.
Parallel to these actions, the Department of Medical Prevention of Local Health Authority Milan 1
also followed closely the regional indications and went further, collaborating with the Region in order
to improve and perfect the preventive indications. Indeed, this Local Health Authority is located in
North-West of the Province of Milan (Fig. I), which is one of the most polluted area by ragweed in
Lombardy and in Italy (Fig. II). A set of actions aimed at primary prevention of ragweed pollinosis
were implemented and improved. In particular, these interventions are listed below.
28
Figure II.
Ragweed pollen distribution in Lombardy. SPI Year 2011* (*only Cremona and Desenzano: year
2008; Bergamo: 2007; Mantova: 2003).
Répartition des pollens en Lombardie. SPIYear 2011* (*Cremona et Desenzano :
seulement 2008 ; Bergamo : 2007 ; Mantova :
2003).
Figure I.
Jurisdiction of the Local Health Authority Milan 1.
L’Autorité locale de la Santé, Milan 1
First of all, information and education of the population and of the public authority. This is a
preliminary phase to make understandable and acceptable the preventive measures. We organize
meetings and conventions, training and update courses for the staff of the Local Health Authority and
Town Administration. We inform the Mayors by annual guide lines and annual reports; the aim of this
report is to define the situation, to summarize different kinds of problem-solving, in order to obtain an
uniform level of knowledge. There is also the information to the citizens, by some articles, bill-boards
and posters, brochures, website, some special gadgets, such as “Annual pollen calendar”, distributed to
patients and citizens by General Practitioners, Pediatricians, City-Hall and Allergy Services or “Allergiocando” (Fig. III ): an educative board-game for children, distributed in primary schools and in
pediatric outpatient’s allergy department. The objectives of this board-game are to know pollinosis and
to educate the comprehension of environmental processes and their impact on human health.
The second action is the aerobiological monitoring of ragweed pollen, by three pollen stations
belonging to the Local Health Authority Milan 1 and included in the Italian Monitoring Network in
Aerobiology (R.I.M.A®) coordinated by the Italian Aerobiology Association (AIA) and weekly we
send the pollen bulletin to Allergy Services, Doctors Associations, Chemist’s shops and Town
Councils by e-mail and publish it on our website.
Another action is the control of the territory (Fig. IV), that is surveillance of grow over stands: in 2011
there were about 700 stands grow over by ragweed (Fig. V).
We carry out a specific well-designed epidemiological study about the prevalence of ragweed allergy
in the population, in collaboration with Allergy Service of Magenta Hospital. The study was
conducted by questionnaire sent with the pay-packet and subsequently the diagnosis was confirmed by
a specialist allergy evaluation. The results showed that at least 14% of the population sample
examined (health workers) was allergic to ragweed, showing an increase of prevalence from 9.2% in
1996 to 14% in 2005. In addition a high percentage of asthma (more than 40%) was observed in
ragweed allergic patients (2).
29
Fig. IV. Surveillance activity. Contrôle du territoire.
30
Looking these results we can say that ragweed is a public health problem in our area.
We carry-out an annual assessment of direct health cost due to ragweed: in example for 2009 this cost
was about 1.705.893 € (3).
We carry out studies on methods to limit the ragweed spreading, in collaboration with the Region and
the Province of Milan. These studies demonstrated the effectiveness of different methods for fighting
ragweed, in order to reach a wider preventive measures implementation. The experimental design was
“not repeated large land parcels”: in each parcel we tested one method and in witness parcel no
method. The experimental fields were farm land located in the Local Health Authority jurisdiction.
The results showed that different methods can be useful to limit ragweed spreading and pollen
production, such as: mowing one or two times a year, covering grounds by vegetation or materials
such as wood chips or geotextile membranes, ground ploughing, disk-harrowing, chemical control.
These results are at the root of the actual regional indications for the prevention of ragweed spreading
(1, 10). In particular, these actual indications are different for various grow over stands, as follows. In
urban areas there are possible two mowings: the first is at the end of July (last week) and the second
one is at the end of August (third week); one mowing is only possible in the agricultural areas during
the phenological phase “bud inflorescence” (first fifteen days of August).
Today, the ragweed spreading seems contained enough: in some of the most polluted areas, the
ragweed pollen has diminished and in others it is stable (4). Unfortunately, in other areas pollen has
increased, probably because the prevention measures were not well implemented by the owners of
infested grounds due to financial reasons or lack of sensibility.
Indeed, some problems still remain: not executed preventive measures, insufficient sensibility by
Local Administrations (Fig. VI ), difficulty to adopt annual Local Health Authority indications and,
last but not least important, mayors can bring modifications or not transposing Local Health Authority
indications (Fig. VII).
In conclusion
Seeing our problems, now we are thinking at a different form of regional indications, perhaps a law.
However we believe that international collaboration is essential for development of research,
education, information, laws, concerning the fight against ragweed.
References
(1) Bonini M, Bertani G, Bottero P, Cavagna B, Colombo P, Cislaghi G, Pellino P, Colombo R. 2008.
Expérimentation de modalités de limitation de la prolifération de l'Ambrosia artemisiifolia dans différentes
catégories de culture. Ambroisie, 25, 39-43.
(2) Bonini M, Bottero P, Milani M. 2009. Prevalence and clinical severity of ragweed allergy in a Health care
population in Magenta town: an epidemiological study on 1373 subjects. Allergy; 64 Suppl. 90:S429.
31
(3) Bonini M. 2010. Rapporto Ambrosia – Attività di prevenzione anno 2010. Available from:
http://www.aslmi1.mi.it/ambrosia.html.
(4) Bonini M., Cislaghi G., Colombo P., Valerio E., Za A., Russo A., Bottero P. 2012. Ragweed pollen trend in
Northern Italy (North-West Milan area) and its potential impact on public health. Abstract, Second International
Ragweed Conference, Lyon (France), March 28-29 2012.
(5) Bottero P, Venegoni E, Riccio G, Vignati G, Brivio M, Novi C, Ortolani C. 1990. Pollinosi da Ambrosia
artemisiifolia in Provincia di Milano. Folia Allergol. Immunol. Clin., 37, (2), 99-103.
(6) D.G.R. 24 gennaio 1997 – n° VI/24264: “Costituzione di un gruppo di studio regionale per la prevenzione
delle allergopatie da Ambrosia”.
(7) D.D.G 29 settembre 2004 - n° 16190: “Istituzione di un gruppo di lavoro al fine di attuare la sorveglianza
dell’espansione territoriale della pianta ambrosia e per organizzare studi epidemiologici intesi a valutare
l’andamento dell’incidenza delle allergopatie da ambrosia, in applicazione al decreto del Direttore Generale
Sanità 4 maggio n° 7257”.
(8) D.D.G. 4 maggio 2004 - n° 7257. Approvazione delle linee guida “Prevenzione delle allergopatie da
ambrosia in Lombardia” per gli anni 2004-2006. B.U.R.L. – S.O. n° 21, 17 maggio 2004.
(9) O.P.G.R. 29 marzo 1999 - n° 25522 . Ordinanza contingibile e urgente ai sensi dell’art.32 della legge 23
dicembre 1978, n° 833. “Disposizioni contro la diffusione della pianta Ambrosia nella Regione Lombardia al
fine di prevenire la patologia allergica ad essa correlata”. B.U.R.L. – S.O. n° 15, 12 aprile 1999.
(10) Regione Lombardia. Prevenzione delle allergopatie da ambrosia in Lombardia. Circolare n°
H1.2011.0011637, 14 aprile 2011.
(11) Stucchi C. 1942. L'Ambrosia elatior. Nuovo Giorn Bot Ital , 112.
32
Évaluation de l’efficacité d’un projet de mobilisation pour la lutte contre
l’herbe à poux sur la qualité de vie des personnes allergiques.
Assessment of the effectiveness of a mobilization project for the control of
ragweed on the quality of life of allergic individuals.
Elisabeth Masson1, Nolwenn Noisel1, Diane Lyse Benoît2, Linda Pinsonneault1,
Johanne Groulx1, Geneviève Hénault1, Marie-Josée Simard3
Résumé
L’herbe à poux (Ambrosia artemisiifolia L.) est une mauvaise herbe répandue dans l’Est du Canada. Alors que la
prévalence annuelle de rhinite allergique s’élève à 17 % dans la population québécoise, 9 % a reçu un diagnostic
médical d’allergie au pollen de l’herbe à poux. Dans le but de réduire la présence d’herbe à poux sur le territoire, une
initiative a donc été menée par la Direction de santé publique de la Montérégie dans une municipalité du sud du
Québec. L’objectif était de réduire les symptômes de rhinite allergique et améliorer la qualité de vie des personnes
allergiques en diminuant les concentrations de pollen.
Le projet, d’une durée de 4 ans, reposait sur l’action collective et la mobilisation communautaire par le biais
d’actions concertées. Les effets sur la qualité de l’air étaient évalués par la mesure des concentrations de pollen et de
la densité des plants d’herbe à poux. L’évolution des effets sur la santé était documentée par questionnaires RQLQ
(rhinoconjunctivitis quality of life questionnaire). Les résultats de l’évaluation ont été comparés avec une ville
témoin sans intervention.
L’implication soutenue des organisations locales a engendré la diminution de la densité des plants d’herbe à poux et
des concentrations de pollen dans la ville mobilisée. De plus, les symptômes nasaux, oculaires et la qualité de vie des
participants allergiques se sont améliorés, contrairement à ceux de la ville témoin. Ce projet est le premier à montrer
l’efficacité de la mobilisation pour le contrôle de l’herbe à poux.
Abstract
Common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) is widespread in eastern Canada. Over a period of 12 months,
approximately 17 % of the general population in the province of Quebec reported allergic rhinitis (AR) symptoms;
meanwhile, 9 % already received a medical diagnosis of ragweed allergy. Considering the importance of this public
health issue, an initiative was led by the Montérégie Department of Public Health. It aimed at mobilizing numerous
community actors to promote ragweed’s control on the territory. The project’s objectives were to reduce ragweed
related AR symptoms and improve quality of life (QoL) for allergic people, by controlling ragweed growth and
reducing pollen concentrations.
The intervention city was mobilized by convincing all stakeholders to participate in a ragweed control campaign and
to modify ragweed management. Pollen concentrations and plant densities were measured during the ragweed
flowering period in both intervention and control cities. The temporal evolution of health effects was documented by
the rhinoconjunctivitis quality of life questionnaire (RQLQ).
The sustained and repeated implication of local organizations allowed a reduction in ragweed density and pollen
concentrations from 2007 to 2010. The results of the experimental group suggested that nasal and ocular symptoms
along with QoL improve during the same period, which was not observed in the control group. Overall, the study
showed that the mobilization project had a positive impact on the severity of AR symptoms within the experimental
group and as compared with the control group. This study is the first attempt to demonstrate the effectiveness of the
ragweed control initiative.
Mots-clés: Ambrosia artemisiifolia L., effets sur la santé, mobilisation communautaire, concentration de pollens, rhinite
allergique, étude évaluative.
Keywords: Ambrosia artemisiifolia L., health effects, community mobilization, pollen concentration, allergic rhinitis,
evaluative study.
1
2
3
Direction de santé publique, Agence de la santé et des services sociaux de la Montérégie, Longueuil, Québec, Canada ; [email protected] Centre de recherche et de développement en horticulture, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Saint-Jean-sur-Richelieu, Québec, Canada. Centre de recherche et de développement sur les sols et les grandes cultures, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Québec, Québec, Canada. Ambroisie, the first international ragweed review, 2012, 27
33
Contexte
Avec une prévalence de 17 % au Québec, la rhinite allergique est fréquemment présente dans la
population et les pollens en sont les principaux agents étiologiques (8). Parmi les végétaux produisant des
aéroallergènes (arbres, graminées et mauvaises herbes), l’herbe à poux produit le pollen ayant un des plus
forts potentiels allergéniques (4). En 2008, à l’échelle provinciale, environ une personne sur dix (9 %) a
reçu un diagnostic d’allergie au pollen de l’herbe à poux. Les effets de l’herbe à poux sur la santé se
manifestent principalement par des éternuements et des picotements des yeux et du nez. L’allergie au
pollen de l’herbe à poux peut également exacerber l’asthme chez les personnes prédisposées. Les
différents symptômes peuvent devenir incommodants et altérer, de façon parfois importante, la qualité de
vie des personnes touchées (troubles du sommeil, perturbation des activités quotidiennes et difficultés à
travailler, par exemple). L’ensemble de ces effets engendre des coûts associés aux frais médicaux, à la
perte de productivité et aux autres frais divers, coûts estimés en 2005 entre 156 et 234 millions de dollars
pour le Québec (9).
Compte tenu des répercussions des changements climatiques, la distribution géographique de l’herbe à
poux et la période de pollinisation tendent à s’accroître (2). Si aucun contrôle de la plante n’est effectué, la
durée et l’intensité des symptômes ainsi que la prévalence de l’allergie au pollen de l’herbe à poux
augmenteront inévitablement, ce qui contribuera à diminuer de façon notable la qualité de vie des
personnes affectées et entraînera des coûts additionnels pour la société. La mobilisation des partenaires
des communautés, par l’implantation de différentes stratégies de contrôle de l’herbe à poux, pourrait donc
réduire sa présence sur le territoire et ainsi avoir un effet positif sur la qualité de l’air, permettant la
réduction des symptômes et l’amélioration de la qualité de vie des personnes allergiques. Cette hypothèse
constitue le point de départ de l’étude d’évaluation réalisée entre 2007 et 2010 par la Direction de santé
publique (DSP) de l’Agence de la santé et des services sociaux de la Montérégie et Agriculture et
Agroalimentaire Canada (AAC) et soutenue par la Table québécoise sur l’herbe à poux (TQHP) et la Ville
de Salaberry-de-Valleyfield.
Objectifs de l’étude
L’étude avait pour objectif d’évaluer l’impact sanitaire et environnemental d’un projet de mobilisation
d’une communauté pour la lutte contre l’herbe à poux sur la qualité de vie des personnes allergiques. Pour
ce faire, le projet visait à :
- évaluer les stratégies d’action déployées quant au processus et à l’atteinte des résultats de la mobilisation
pour le contrôle de l’herbe à poux (volet mobilisation);
- déterminer si la mobilisation pour la lutte contre l’herbe à poux permet de réduire la présence de l’herbe
à poux sur le territoire étudié et les concentrations de pollen de source locale (volet environnement);
- déterminer si la mobilisation permet de réduire des symptômes d’allergie au pollen et d’améliorer la
qualité de vie (volet santé).
Méthodologie
L’étude a été réalisée en trois volets complémentaires, soit le volet mobilisation, le volet environnement et
le volet santé, chacun concernant l’un des objectifs ci-dessus. À l’aide de devis spécifiques, l’étude visait,
d’une part, à apprécier le processus de mobilisation dans le milieu expérimental (Salaberry-de-Valleyfield,
intervention intensive et concertée pour le contrôle de l’herbe à poux) et, d’autre part, à évaluer l’efficacité
des interventions dans ce milieu sur les plans environnemental et sanitaire, en comparant les résultats
obtenus à la situation dans un milieu témoin (intervention minimale pour le contrôle de l’herbe à poux).
34
Volet mobilisation
L’évaluation a été réalisée uniquement dans le milieu expérimental. Deux stratégies d’action ont été
évaluées :
1) la mise sur pied d’un comité de mobilisation communautaire (CMC) formé de partenaires du milieu;
2) la mise en œuvre d’un plan triennal d’actions concertées pour le contrôle de l’herbe à poux dans sept
secteurs d’activité ciblés (voies de transport, agricole, commercial, industriel, institutionnel, municipal,
résidentiel). L’évaluation du processus s’est faite dans une perspective diachronique (historique) (1) basée
sur un cadre d’analyse associé aux conditions de réussite d’une concertation efficace (3). Des indicateurs
spécifiques de résultats ont été définis pour l’évaluation du plan d’actions concertées ainsi que de son
processus d’implantation. Une approche formative a été adoptée pour l’évaluation du processus et de
l’action en cours de réalisation. La participation des représentants siégeant au CMC a été fortement
encouragée.
Les participants à l’étude étaient les partenaires du CMC, les partenaires de la TQHP ayant apporté un
soutien et les organisations sollicitées dans les sept secteurs d’activité ciblés. L’évaluation a été réalisée
annuellement, de 2008 à 2010 (de T1 à T3) et reposait sur un devis mixte (approches qualitative et
quantitative). Quatre méthodes de collecte de données ont été utilisées :
- des entrevues semi-dirigées (entrevues individuelles et entrevues de groupe) auprès des partenaires;
- des enquêtes auprès des partenaires et des organisations sollicitées par questionnaire postal autoadministré ;
- une collecte d’information documentaire (procès-verbaux, rapports d’activité) ;
- le suivi des résultats du plan d’actions concertées, en particulier les résultats relatifs au contrôle de
l’herbe à poux réalisé par les organisations sollicitées (méthodes, périodes, degré d’infestation).
Volet environnement
L’évaluation du volet environnement repose sur un devis quasi expérimental de type pré-test, post-test
avec groupe de comparaison non équivalent. Une première collecte de données (densité de plants et
concentration de pollen) a été réalisée dans les deux milieux à l’étude (expérimental et témoin à T0 [2007])
pour évaluer le niveau de base. Par la suite, les concentrations de pollen ont été mesurées chaque année
dans les deux milieux, alors que les densités de plants ont été mesurées chaque année dans le milieu
expérimental mais seulement à la fin de l’étude (T3) dans le milieu témoin. Les données collectées
incluaient des inventaires d’herbe à poux (inventaire urbain) (nombre de plants/m2) dans les différents
habitats (résidentiel, industriel, aménagé, perturbé) par observation à l’aide d’une grille stratifiée divisant
les territoires étudiés en secteurs de 1,5 km2. De plus, les concentrations de pollen (nombre de grains de
pollen/m3) ont été déterminées par comptage des grains en laboratoire à partir d’un échantillonnage
journalier effectué pendant la dernière quinzaine d’août. Les pollens étaient collectés par des capteurs
Rotorod et étaient disposés selon les habitats, pour un total de 30 capteurs. Quinze capteurs ont été
installés dans chaque ville, dont deux capteurs à 15 m de hauteur (indicateur régional) et deux autres en
zone agricole.
Volet santé
L’impact du projet de mobilisation sur la santé a été évalué à l’aide d’un devis quasi expérimental de type
série chronologique avec groupe de comparaison non équivalent. La population à l’étude était constituée
d’un groupe expérimental initial de 219 adultes allergiques au pollen de l’herbe à poux et vivant dans le
milieu avec intervention intensive. Ce groupe a été comparé à un groupe de 221 adultes souffrant de la
même allergie et vivant dans le milieu avec intervention minimale (groupe témoin). Les participants
étaient recrutés sur une base volontaire et devaient habiter dans les secteurs géographiques à l’étude,
délimités par le projet. Les variables retenues concernaient l’impact de l’allergie sur les symptômes et la
qualité de vie, tel que mesuré par le questionnaire RQLQ (Rhinoconjunctivitis Quality of Life
Questionnaire) (6), ainsi que certaines variables de confusions potentielles (autres allergies, prise de
médicaments, présence d’animaux au domicile, habitudes tabagiques, etc). Le RQLQ est un questionnaire,
validé en français et en anglais, qui permet de calculer un score de qualité de vie et différents scores de
35
gravité de symptômes liés à la rhino-conjonctivite allergique, à l’aide d’une échelle de Likert à sept points.
L’ensemble des données a été collecté à l’aide de questionnaires dans les deux langues (anglais et
français). Les questionnaires étaient soit acheminés par courrier postal et auto-administrés, soit
administrés par téléphone par un membre de l’équipe de recherche. La collecte de données a été réalisée
chaque année de 2007 à 2010 inclusivement (représentant T0, T1, T2 et T3; T0 étant le niveau de base) sur
une durée d’une semaine. La collecte de données était réalisée dans la semaine précédant la fête du Travail
(premier lundi de septembre), semaine pendant laquelle les concentrations de pollen d’herbe à poux sont
généralement élevées.
Analyses statistiques
Les concentrations de pollen et les densités de plants ont été analysées par analyse factorielle de variance
sur les données transformées (ln (√(x+0,5) + 1). Des comparaisons multiples ont été effectuées selon le
test de Hochberg’s GT2 au seuil de probabilité de α = 0,05. Les résultats présentés sont basés sur des
valeurs retransformées.
Les analyses des variables sanitaires sont effectuées sur des données non transformées, car les différences
de scores de gravité des symptômes et de qualité de vie entre T0 et T3 remplissent les conditions de
distribution normale et d’homogénéité des variances. La différence entre les groupes au temps T0 ainsi que
les évolutions des symptômes sont analysées à l’aide de tests de t de Student et de Khi-carré de Pearson,
au seuil α = 0,05.
Résultats
De façon générale, l’étude a montré des résultats positifs pour les trois volets. Ces résultats sont d’ordre
qualitatif pour le volet mobilisation, alors qu’ils sont quantifiables et statistiquement significatifs pour les
deux derniers volets.
Volet mobilisation
La mobilisation, entreprise par trois partenaires (Ville de Salaberry-de-Valleyfield, Centre de santé et de
services sociaux du Suroît ainsi que Crivert, un groupe écologique mandaté pour réaliser la mobilisation),
a reçu un appui collectif important, car plus d’une douzaine de partenaires des secteurs d’activité ciblés
ont constitué le CMC. Le comité a élaboré le plan triennal d’actions concertées pour le contrôle de l’herbe
à poux à l’échelle du territoire géographique du milieu expérimental.
Le processus de concertation et de gestion était initialement prévu au sein du CMC et ce, dans une
perspective de concertation intersectorielle (basée sur une approche de collaboration) (7). Toutefois, le
manque de disponibilités de plusieurs partenaires a demandé la révision de cette stratégie. Malgré tout,
l’appui des partenaires du CMC au projet est demeuré présent pendant les trois années. Ainsi, dès la 2ème
année du projet, les trois partenaires initiaux ont réalisé ce processus, en collaboration avec la DSP de la
Montérégie. Des ressources du secteur d’activité agricole (Union des producteurs agricoles, ministère de
l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec) ont pris part au processus de concertation,
agissant comme relayeurs auprès des producteurs agricoles.
Une équipe de mobilisation constituée d’un nombre variable d’étudiants, différents de T1 à T3, était
encadrée par le groupe des trois partenaires. Ce groupe a vu au financement des activités et a soutenu la
production des communications, la logistique et le suivi évaluatif. Ce fonctionnement s’est avéré très
efficient (priorités, suivi rapproché, planification) mais les démarches annuelles pour renouveler l’équipe
de mobilisation et voir au financement des activités ont nui à la stabilité de l’équipe et alourdi le processus
de gestion.
La mise en œuvre du plan d’actions concertées, notamment par la diffusion d’information appropriée ainsi
qu’une démarche d’influence auprès des organisations des sept secteurs d’activité, a incité une
organisation locale sur trois (416 organisations mobilisées) à participer au contrôle de l’herbe à poux ou à
appuyer publiquement l’intervention. La mobilisation a été significative à compter de T2. La participation
36
au plan d’actions concertées s’est concrétisée en peu de temps. Ainsi, en 2010 (T3), les objectifs de
participation ou d’appui étaient atteints (Fig. I) pour les voies de transport et les secteurs commercial et
municipal, alors qu’ils étaient pratiquement atteints pour les autres secteurs. Pour le secteur résidentiel,
aucun objectif n’avait été fixé étant donné la difficulté à évaluer son atteinte.
Cette participation a exigé du temps et des déplacements sur le terrain par l’équipe de mobilisation. Bien
qu’importante, cette démarche a été marquée par des difficultés à joindre les organisations et les
responsables de l’entretien des terrains (mauvaises coordonnées, période des vacances estivales,
fermetures).
Figure I. Objectifs visés et participation réelle pour le contrôle de l’herbe à poux par secteur d’activité,
2010. Expected and actual participation to the activities of mobilization for the control of ragweed among
the different sectors, 2010.
Parmi les 416 organisations mobilisées, 165 ont contrôlé activement l’herbe à poux durant l’été (Fig. II),
une bonne proportion l’a contrôlée chaque semaine ou toutes les deux semaines. Les organisations
propriétaires de vastes terrains ayant une présence importante d’herbe à poux ont appliqué un contrôle de
la plante entre la mi-juillet et le début du mois d’août, soit avant la libération de son pollen. Les
organisations ont perçu, au fil du temps, que le contrôle de la plante était réalisable par des moyens
efficaces, faciles à appliquer et peu exigeants en termes de ressources (résultats statistiquement
significatifs non présentés). Malgré le fait que l’herbe à poux n’était pas présente sur leurs terrains, 249
organisations ont toutefois appuyé le projet activement (Fig. II). Le taux de refus de participer au projet est
par ailleurs jugé faible (< 5 %).
La majorité des partenaires du CMC souhaitent la poursuite du contrôle de l’herbe à poux à l’échelle
municipale. Ils trouvent important de regrouper des partenaires ciblés pour orienter l’action et soutenir les
organisations par une stratégie de communication et de déterminer une approche adaptée à chacun des
secteurs d’activité ciblés et au degré d’infestation des terrains.
Volet environnement
Sur le plan environnemental, il n’y a pas de différence significative des densités de plants d’herbe à poux
37
Figure II. Répartition des organisations mobilisées en fonction de la présence ou de l’absence d’herbe à
poux, par secteur d’activité. Repartition of the mobilized organizations according to the presence of
ragweed among the different sectors.
entre T0 et T3 pour le milieu témoin. Par contre, le contrôle de l’herbe à poux dans le milieu expérimental
générait un effet significatif sur le nombre de plants dans les habitats résidentiels (3 vs 1 plants/m2),
industriels (11 vs 4 plants/m2) et perturbés (20 vs 7 plants/m2) (Fig. III). Cependant, dans l’habitat
perturbé, certains endroits se sont révélés plus problématiques (par exemple, les dépôts à neige et les bords
de routes). Les habitats résidentiels ont des populations d’herbe à poux statistiquement plus faibles que les
autres habitats dans les deux milieux (témoin et expérimental).
En ce qui concerne les concentrations de pollen à T3 (Fig. IV), elles sont généralement statistiquement plus
faibles dans le milieu expérimental que dans le milieu témoin (101 vs 235; 192 vs 312; 111 vs 174; 447 vs
823 grains/m3, respectivement pour les habitats résidentiels, industriels, aménagés et perturbés). Dans le
milieu expérimental, les concentrations de pollen sont plus faibles à T3 qu’à T0 ou similaires, sauf pour
l’habitat industriel. Par contre, dans le milieu témoin, une tendance statistiquement significative à la
hausse se dégage dans tous les habitats entre T0 et T3.
Volet santé
Sur les 440 participants recrutés, 388 ont répondu au T0, 357 au T1, 330 au T2 et 309 au T3, pour des taux
de réponse de 88 %, 81 %, 75 % et 70 % respectivement. Ces valeurs atteignent l’objectif final de 70 % de
taux de participation. À partir d’analyses préliminaires, la comparaison des groupes à T0 montre que ceuxci présentent les mêmes caractéristiques (Tab. 1), à l’exception de l’exposition à la fumée secondaire, qui
est plus fréquemment rapportée dans le groupe expérimental (différence statistiquement significative). Les
deux groupes sont équivalents (non statistiquement différents) en ce qui concerne la gravité des
symptômes nasaux et oculaires ainsi que l’altération de la qualité de vie à T0.
Les analyses bivariées portant sur l’évolution des différents scores suggèrent une amélioration
statistiquement significative, dans le groupe expérimental, entre le début et la fin de l’intervention pour les
38
Figure III. Évolution des densités de plants d’herbe à poux dans le milieu expérimental et le milieu
témoin, de 2007 à 2010 (données retransformées). Evolution of ragweed plant density in intervention and
control cities between 2007 and 2010 (back transformed data).
Figure IV. Évolution des concentrations de pollen d’herbe à poux dans le milieu expérimental et le milieu
témoin, de 2007 à 2010 (données retransformées). Evolution of ragweed pollen concentrations in
intervention and control cities between 2007 and 2010 (back transformed data).
trois effets sur la santé étudiés (Tab. 2). A contrario, aucune amélioration significative n’a pu être mise en
évidence dans le groupe témoin (une seule différence significative non maintenue dans le temps).
Finalement, les différences de scores (∆T0-T3) étudiés sont statistiquement différentes entre les deux
groupes en ce qui concerne les symptômes nasaux et la qualité de vie.
39
Tableau 1. Principales caractéristiques des groupes à l’étude à T0
Table 1. Main characteristics of participants at T0
Tableau 2. Évolution des scores de symptômes de rhinoconjonctivite et de qualité de vie en fonction du
temps dans chacun des groupes à l’étude.
Table 2. Evolution of the scores of rhinoconjunctivitis symptoms and quality of life in experimental and
control groups
40
En plus d’être statistiquement significative, l’amélioration des symptômes nasaux atteint le seuil de
différence clinique de 0,5 (MID : Minimal Important Difference) pour 46 % des participants du groupe
expérimental, seuil qui traduit un effet bénéfique observable par les participants (5). Lorsque la différence
de symptômes est rapportée au score initial et exprimé en pourcentage, l’amélioration clinique de ces
symptômes atteint 50 %.
Conclusion
L’étude a montré que la mobilisation, à l’échelle municipale, basée sur une gestion concertée de
l’intervention pour le contrôle de l’herbe à poux, a permis une implication soutenue et répétée des
différents partenaires et des organisations sollicitées, en dépit des difficultés éprouvées. Cette mobilisation
a eu pour effet le contrôle de l’herbe à poux sur le territoire à l’étude, permettant ainsi la diminution des
densités de plants ainsi que des concentrations de pollen dans certains habitats, en particulier dans
l’habitat résidentiel.
Par ailleurs, les résultats du volet santé ont permis de mettre en évidence une diminution de la gravité des
symptômes de rhino-conjonctivite allergique, notamment pour les symptômes nasaux, ainsi qu’une
amélioration de la qualité de vie dans la communauté où l’intervention pour le contrôle de l’herbe à poux
a été réalisée.
Cette étude conclut la première phase du Projet Herbe à poux 2007-2010. Une seconde phase est en cours
de réalisation et comprend deux objectifs principaux. Le premier consiste en une évaluation de
l’intervention sous l’angle coût-conséquence (coûts de l’intervention intensive concertée versus
l’intervention minimale et coûts liés aux effets de l’allergie au pollen de l’herbe à poux). Le second
objectif vise à inclure une dimension spatiale et une dimension de modélisation afin de caractériser
l’exposition pollinique à l’échelle individuelle. Cette seconde phase est financée par le Fonds vert dans le
cadre de la mesure 21 du Plan d’action 2006-2012 sur les changements climatiques.
Remerciements
Ce projet de recherche est une initiative de la Table québécoise sur l’herbe à poux (TQHP). Nous
remercions Jacques Lemaire, professeur agrégé de la Faculté de médecine et des sciences de la santé de
l’Université de Sherbrooke, pour sa collaboration aux analyses statistiques et Nathalie Bernier de la
Direction de santé publique de la Montérégie pour son soutien technique. De plus, nous remercions MarieJohanne Nadeau, coordonnatrice du secteur Santé environnementale à la Direction de santé publique de la
Montérégie et Lucie Laflamme du ministère de la Santé et des Services sociaux du Québec pour leur
soutien au projet. Finalement, nos remerciements s’adressent à la Ville de Salaberry-de-Valleyfield pour
son importante implication tout au long de l’étude, les nombreux collaborateurs locaux et l’ensemble des
participants allergiques.
Références
(1) Angers M. (1996). Initiation pratique à la méthodologie des sciences humaines, CEC, Anjou, 381 p.
(2) Breton M. C., Garneau M., Fortier I., Guay F. et Jacques L. (2006). Relationship between climate, pollen
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types of pollen (author’s transl.). Wien Klin Wochenschr, 92 (5), 161-164.
41
(5) Juniper E. F. (1997). Measuring health-related quality of life in rhinitis. Journal of Allergy and Clinical
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in rhino-conjunctivitis. Clinical and Experimental Allergy, 21 (1), 77-84.
(7) Lebeau A., Vermette G. et Viens C. (1997). Bilan de l’action intersectorielle et de ses pratiques en promotion de
la santé et en prévention des toxicomanies au Québec. Gouvernement du Québec, ministère de la Santé et des
Services sociaux, Direction générale de la planification et de l’évaluation, 101 p. et annexes. (Études et analyses; 38);
cité dans Centre de collaboration nationale sur les politiques publiques et la santé (2008). Un glossaire annoté des
concepts en matière de gouvernance intégrée : version préliminaire pour discussion. Institut national de santé
publique du Québec, p. 2.
(8) Ministère de la Santé et des Services sociaux (2011). Enquête québécoise sur la santé de la population (2008) :
quelques repères – Le Québec et ses régions, ministère de la Santé et des Services sociaux, 22 p.
(9) Tardif, I. (2008). Portrait des coûts de santé associés à l’allergie au pollen de l’herbe à poux, année 2005, rapport
d’enquête produit par la Direction de santé publique de la Montérégie pour la Table québécoise sur l’herbe à poux.
Agence de la santé et des services sociaux de la Montérégie, 92 p.
42
The Rhône valley and beyond, spreading areas for Ambrosia:
98 years of pollen counts
La vallée du Rhône et au-delà : aires de propagation de l’ambroisie :
98 ans de comptes de pollen
Chantal Déchamp1, Henriette Méon1, 2, Vincent Penel1, 3
Abstract
In France, there is a rumour about Ambrosia pollen counts « they are increasing ».
The aim of the study is a try for an evaluation of the changing tendency of Ambrosia pollen counts in the
polluted areas where AFEDA pollen traps (Cour method) temporary or always stand: the Rhône valley but also
beyond.
AFEDA installed a trap at Lyon-Bron (Lyon-East) in 1982, other traps in 1984 at Ambérieu-en-Bugey,
Montélimar, Nevers. Later AFEDA and GAICRM installed traps according to the places of spreading of the
plant: Lyon-Saint-Exupéry (Lyon Great-East), Valence, Vienne, then Angoulême, Dijon, Vichy. Studied criteria
are: the seasonal weekly average concentration, the weekly pollen peak, the length of the allergic risk -threshold
5-, the length of the invalidating allergic risk -threshold 100-.
Since 1984 to 2005, the weekly season average increased 5 times in Ambérieu, since 1984 to 2007 it increased,
2.5 times in Nevers and since 1984 to 1995, 2.5 times in Montélimar.
Then the increase was often stopped. In Lyon-Bron, Lyon-Saint-Exupéry, Nevers, every criterion decreases, in
Montélimar they decrease, are stable or increase, in Valence they decrease or are stable, in Ambérieu they are
stable or increase. The results of 40 criteria (10 cited areas, 98 Ambrosia pollination seasons, 882 weeks) are
exposed. Criteria decrease, are stable or moderately increase in 28 cases, are nil in 4 cases and only increase in 8
cases (for 2 of these 8 cases, the 3 other criteria are good). So Ambrosia pollen do not increase in a lot of areas,
except in Ambérieu. Nevertheless, in this town the weekly season average concentration is much lower than in
Valence, Montélimar, Lyon-Saint-Exupéry.
Résumé
En France, une rumeur concerne les comptes de pollen d’Ambrosia « ils augmentent ». L’étude a pour but
d’étudier leur évolution dans les zones polluées de la vallée du Rhône et au-delà.
L’AFEDA a installé un capteur de pollen (modèle Cour) à Lyon-Bron (Est de Lyon) en 1982, d’autres capteurs à
Ambérieu-en-Bugey, Montélimar, Nevers en 1984. Plus tard, AFEDA et GAICRM ont installé des capteurs
selon les lieux d’extension de la plante : Lyon-Saint-Exupéry (Grand-Est de Lyon), Valence, Vienne puis
Angoulême, Dijon, Vichy. Les critères étudiés sont : la concentration moyenne hebdomadaire du total
saisonnier, la concentration hebdomadaire du pic pollinique, la durée du risque allergique -seuil 5 grains-, la
durée du risque allergique invalidant -seuil 100 grains-.
De 1984 à 2005, la moyenne hebdomadaire du total saisonnier a augmenté de 5 fois à Ambérieu-en-Bugey et
deux fois et demi à Nevers, de 1984 à 1995 de 2 fois et demie à Montélimar.
Plus tard à Lyon-Bron, Lyon-Saint-Exupéry, Nevers, tous les critères diminuent, à Montélimar, ils diminuent,
sont stables ou augmentent, à Valence, ils diminuent ou sont stables, à Ambérieu-en-Bugey, ils sont stables ou
augmentent. Les résultats de 40 critères (10 capteurs, 98 saisons polliniques, 82 semaines) sont exposés. Les
critères diminuent, sont stables ou augmentent modérément 28 fois, sont nuls 4 fois, augmentent 8 fois (dans 2
de ces 8 cas, les 3 autres critères sont correctes). Ainsi les pollens d’Ambrosia n’augmentent pas dans la majorité
des cas, sauf à Ambérieu. Dans cette ville néanmoins, les concentrations moyennes sont beaucoup plus basses
qu’à Valence, Montélimar, Lyon-Saint-Exupéry.
Key-words: Ambrosia, pollen counts, pollen trap, AFEDA, Rhône valley.
Mots-clés: Ambrosia, comptes de pollen, capteur de pollen, AFEDA, vallée du Rhône.
1
Association Française d’Etude Des Ambroisies (AFEDA), 25 Rue Ambroise Paré, 69800 Saint-Priest, France. [email protected]
Université Lyon 1, Département des Sciences de la Terre, 2 rue R. Dubois, 69621 Villeurbanne Cedex, France.
3
Laboratoire de biologie, 13 rue Farnerie, BP129, 26001 Valence, Cedex. France
2
43
The most ancient identifications of Ambrosia in France were in Allier department (dt) in 1863, in
Briennon in Loire dt in 1865, in Durette-en-Beaujolais in Rhône dt in 1875 (1). The most ancient
specimen of the herbarium Bonaparte of Lyon University was dated on the 09/17/1876 par A. Boulud
(4). Since 1865, the plant spreads in the areas of extensive farming, however it was also identified in
the Paris region, the East, the North, the West, the Drôme dt, the South where its proliferation will be
lesser than now during these first years.
From about 50 years, short ragweed is intensively spreading in France. What is the evolution of pollen
counts from the start of the first measures?
The aim of the study.
It is a try for an evaluation of the changing tendency of Ambrosia pollen counts in the polluted areas:
from Lyon to the Rhône valley but also beyond.
- Two kinds of data are studied:
-- Areas were measures were realized in 1984 and later, beyond the Rhône valley: Nevers, Ambérieuen-Bugey, on the Rhône valley: Lyon-Bron, Montélimar (Fig. I).
-- Other areas that were not included in the 1984 project: beyond the Rhône valley, Vichy, Dijon,
Angoulême, Lyon-Saint-Exupéry, Aubenas, on the Rhône valley: Vienne, Valence.
- Studied criteria are, the seasonal weekly average concentration, the weekly pollen peak, the length of
the allergic risk in weeks -threshold 5-, the length of the invalidating allergic risk in weeks -threshold
100-.
Fig. I. Map of pollen traps (in blue and red).
Implantation des capteurs (en bleu et rouge).
Fig. II. Pollen trap, Cour model.
Capteur de pollen AFEDA, modèle Cour.
Material and Methods.
Material is a Cour’trap (Fig. II).
This sensitive trap (2) allows for significant measurements as from 0.1 pollen grains per m3 of air. It
has been operating at Lyon-Bron since 1982. So French Foundation For Ragweed Study (AFEDA)
defined (3, 5) a pollen peak and thresholds (T.): T.0.1, T.5, T.100 are corresponding to a weekly
pollen concentration average/m3 of air. Threshold 5 is reached when the Ambrosia concentration is
equal or greater than 5 pollen grains/m3: it starts the period of the allergic risk; threshold 100 is
reached when the Ambrosia concentration is equal or greater than 100 pollen grains/m3: it starts the
period of the invalidating allergic risk. So the length of the allergic risk and the length of the
invalidating allergic risk were well defined.
44
Fig. IV. Weekly seasonal average
concentrations in France in 1984, (in blue,
towns studied in this work).
Moyenne saisonnière des concentrations en
pollen d’Ambrosia en France en 1984, (en bleu
les villes étudiées dans cet article).
Fig. III. The Rhône valley
La vallée du Rhône
Two elements favoured the Ambrosia spreading around Lyon:
1- to the East: the wonderful extension of the city.
Urbanisation progressively took the place of the newly polluted cultures by the introduction of new
seeds; these ancient cultures were sometimes transformed in abandoned or fallow lands as long as new
buildings were not established;
2- to the South, a lot of communication means drove to this area.
In France, the Rhône Valley (Fig. III) is considered as a part situated on each side of the Rhône River
downstream from Lyon. Since antiquity it is under anthropogenic hold. From Lyon, Rhône curves run
towards Vienne, cross the narrow pass of “Tain et Donzère”, flow through Valence, Montélimar,
Avignon, up stream from Arles, then spread out in a broad valley. Since 1934, the river banks are
landscaped by the “Compagnie Nationale du Rhône”. Since 1958 to 1970, the “Autoroutes du Sud de
la France” built the A 7 motorway, this valley already including two national roads, N 7 and N 86;
later, after the stream railways, the “Train-à-grande-vitesse” (TGV) succeeded, nowadays it reaches
the Mediterranean Sea. The wind on the whole is in dominance North-South.
The fist measures realized in 1984 (Fig. IV).
After the first measures only realized in Lyon-Bron in 1982 and 1983, 1984 measures realized in other
areas showed that in France, Lyon was the area the most polluted by Ambrosia pollen (3). We study
the evolution of these first data.
Then other measured areas were studied, since 1996-1997.
The choice of the areas depended of the budgets and the plant spreading (Fig. I), but sometimes, the
period of works was too short (no budget from government but only from loco-regional institutions
and members of the foundation).
45
Results
1) Areas were measures were realized in 1984 and later, beyond the Rhône valley: Nevers,
Ambérieu-en-Bugey, on the Rhône valley: Lyon-Bron, Montélimar (Fig. I).
Nevers: 190 km to the north-west of Lyon and Rhône valley. Since 1984 to 2007, the weekly season
average increases2 2.5 times. Since 2007 to 2011, the weekly season average decreases, the weekly
pollen peak decreases, the length of the allergic risk decreases, the length of the invalidating allergic
risk is nil.
Ambérieu: 46 km to the north-east of Lyon and Rhône valley. Since 1984 to 2005, the weekly season
average increases 5 times. Since 2005 to 2011, the weekly season average moderately increases, the
weekly pollen peak increases, the length of the allergic risk increases, the length of the invalidating
allergic risk is stable.
Montélimar: 134 km to the south of Lyon, on the Rhône valley. Since 1984 to 1995, the weekly
season average increases 2.5 times. Since 1995 to 2011, the weekly season average is stable, the
weekly pollen peak decreases, the length of the allergic risk increases, the length of the invalidating
allergic risk is stable.
Lyon-Bron: since 1982 to 2011, the weekly season average decreases, the weekly pollen peak
decreases, the length of the allergic risk decreases, the length of the invalidating allergic risk
decreases.
So for the areas studied in 1984 till a new analysis: Montélimar (1995), Ambérieu (2005), Nevers
(2007), the Ambrosia pollen concentrations increase from 2.5 to 5 times; it is the same increase for
Lyon till the first Montélimar analyse (1994-1995). This period is the period of the first Commun
Agricultural Policy bylaws about sunflowers and fallow lands (5). Later the Lyon concentrations
decrease (Tab.1 and Fig. V).
46
2) Other areas that were not included in the 1984 project: beyond the Rhône valley, Vichy,
Dijon, Angoulême, Lyon-Saint-Exupéry, Aubenas, on the Rhône valley: Vienne, Valence (Tab. 2
and Fig. VI).
Vichy, Dijon, Angoulême: every criteria increases except the length of the allergic risk in Vichy that
is stable but the number of measured years do not permit a real evaluation.
Lyon-Saint-Exupéry: pollen counts began in 1996, their decrease follows the decrease of Lyon-Bron
(15 kilometres as the crow flies). Since 1996 to 2011: 144 weeks are analyzed (5). The weekly season
average decreases, the weekly pollen peak decreases, the length of the allergic risk decreases and the
length of the invalidating allergic risk decreases.
Aubenas: in 2001 a pollen trap measured only some weeks, pollen peak was low, 39 pollen grains/m3
but now this area is much polluted, the length of the allergic risk was 4 weeks.
Vienne: since 2001 to 2002, two years are only analyzed because the new Vienne mayor (Isère
deputy) suppressed the budget of the pollen trap. So there is no pollen trap in Vienne since ten years.
Each criterion decreases but it is impossible to give a conclusion about 2 years.
Valence: is at 100 km to the South of Lyon; since 1997 to 2008: 108 weeks are analyzed. The weekly
season average is stable, the weekly pollen peak increases, the length of the allergic risk is stable, the
length of the invalidating allergic risk decreases. Even in this much polluted town, 3 criteria on 4 are
stable or decrease.
So for the areas measured in 1984, till a new analysis, the Ambrosia pollen concentrations increase
from 2.5 to 5 times; on the contrary from the last years (since 1996-1997), tendency is a decrease
except in Ain department where increase is moderate. Nevertheless, concentrations are much lower
than the registered concentrations in Montélimar, Valence, Lyon-Saint-Exupéry, they are close to the
Lyon-Bron ones.
47
In conclusion
The data of 10 areas, i.e. 98 years, 882 weeks, 40 criteria are exposed (Tab. 3, 4).
Criteria decrease, are stable or moderately increase in 28 cases, are nil in 4 cases. They only increase
in 8 cases and for Valence and Montélimar the 3 other criteria are good. For the other towns, Vichy,
Dijon, Angoulême, Vienne, Aubenas: the number of years is insufficient for a conclusion.
Ambérieu is to take in account: the increase of criteria is moderate three times on four but
concentrations are much lower than Lyon-Saint-Exupéry and Valence.
Table 3. Number of studied years and weeks.
Nombre d’années et de semaines étudiées.
Table 4. Criterion evolution.
Evolution des critères.
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herbier Bonaparte. Allergie et Immunologie, 35, 5, 178-180.
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et la Politique Agricole Commune. Le rôle des jachères européennes et des cultures de
tournesol sur la pollution biologique aéroportée par le pollen d’ambroisie. Phytoma, 538, 1316. Summary in English.
(6) Déchamp C., Méon H. 2009. Evolution des comptes polliniques d’Ambroisie de l’AFEDA
en Région Rhône-Alpes : 1982-2008. Evolution of AFEDA ragweed pollen counts in the
Rhône-Alpes Region, 1982-2008. Ambroisie, the First International Ragweed Review, 26, 1618.
48
Numerical simulation of the 2011 ragweed season in the French region
Rhône-Alpes using the dispersion model CHIMERE
Simulation numérique de la saison ambroisie 2011 dans la Région RhôneAlpes à l’aide du modèle de chimie-transport CHIMERE
Eric CHAXEL1, Camille RIEUX1, Isabelle RIOS1, Michel THIBAUDON2,
Gilles OLIVER2
Abstract
Allergies due to ragweed pollens are a main concern in region Rhône-Alpes (France) for several years. In order
to better understand the development of ragweed in the region and better understand how its spatial distribution
affects levels of pollen grains in the atmosphere, numerical modeling is applied.
The chemical transport model CHIMERE, used for calculating dispersion and chemical reactions of gazes and
aerosols in the atmosphere, has been set up to take into account ragweed pollens. A spatial inventory of plant
probability distribution is used. A simple phenological model account for large scale temporal variation of
emissions and intraday emissions of pollens have been set up using measurements of pollen counts at a
monitoring station influenced by nearby emissions. Daily concentration of pollen grains computed by the
CHIMERE model are compared with pollen counts at 15 monitoring stations across the Rhône-Alpes region,
located at different sites with various typology: rural, suburban and urban. Model running for period July to
September 2011 shows good agreement with measurements of daily pollen abundance (in grains.m-3) available
for the same period. Comparison shows that the numerical dispersion model CHIMERE is able to explain dayto-day variation in pollen concentrations. Based on pollen abundance an allergenic risk scale is proposed and
validated using regional drug consumption. This pure deterministic tool is also valuable for dimensioning and
assessing actions set up by local authorities to struggle ragweed and to reduce its harmful effects on population.
Résumé
Les allergies dues aux pollens d'ambroisie sont une préoccupation majeure dans la région Rhône-Alpes (France)
depuis plusieurs années. Afin de mieux comprendre le développement de l'ambroisie dans la région et comment
sa répartition spatiale influe sur les niveaux de grains de pollen dans l'atmosphère, la modélisation numérique est
appliquée. Le modèle de chimie-transport CHIMERE, utilisé pour le calcul de la dispersion des réactions
chimiques et des aérosols dans l'atmosphère a été modifié pour prendre en compte les pollens d'ambroisie. Un
inventaire de la distribution de probabilité de présence de la plante sur le territoire de la région Rhône-Alpes est
utilisé. Un modèle phénologique simple prend en compte la cinétique générale de la saison de pollinisation et les
émissions de pollens horaires sont calculées en utilisant un modèle de libération fondé sur les conditions
météorologiques. Les concentrations quotidiennes de grains de pollen calculées par le modèle CHIMERE sont
comparées avec les quantités de pollen mesurées à 15 stations de surveillance localisées dans la région RhôneAlpes. Ces stations ont des typologies variées : rural, suburbain et urbain. Le modèle CHIMERE opéré pour la
période juillet à septembre 2011 montre un bon accord avec les mesures de comptage journalier de pollens (en
grains.m-3) disponibles pour la même période. La comparaison montre que la simulation numérique est en
mesure d'expliquer au jour le jour la variation des concentrations de pollen. Une échelle de risque allergique
potentiel fondée sur les quantités journalières de pollen est proposée et validée à l'aide des consommations
régionales de médicaments. Cet outil de modélisation déterministe sera utilisé pour dimensionner et évaluer les
actions mises en place par les autorités locales pour lutter contre l’ambroisie et réduire ses effets néfastes sur la
population.
Keywords: ragweed, pollen, modeling, allergenic risk, population exposure
Mots-clés : ambroisie, pollen, modélisation, risque allergique, exposition de la population
1
2
Air Rhône-Alpes, 3 allée des Sorbiers, 69500 Bron (France), Corresponding author: Eric CHAXEL ([email protected])
RNSA, Brussieu (France)
49
Introduction
Pollen grains are microscopic biological particles, released in large quantities in the atmosphere, which
may cause allergic reactions in 10-20% of the population (9). In the French administrative region
Rhône-Alpes, the main allergenic pollens are those released by grasses, birch and ragweed. Ragweed
is an invasive plant whose pollen is highly allergenic. It is massively present in the Rhône-Alpes
region, where it is a real public health issue. For several years, associations monitoring air quality
(Association Agrées de Surveillance de la Qualité de l’Air) in the Rhône-Alpes region are monitoring
pollen although this is not one of their regulatory missions. Measurements network in France are
operated by AFEDA (French Association of ragweed study) and RNSA (National Network for
Monitoring Aerobiological) with different monitoring methods. Monitoring pollen contents of the air
Rhône-Alpes is currently provided by sensor networks. If metrological approach remains essential, it
provides information at the level of measurement sites and has no prospective dimension. Air RhôneAlpes initiated a project to develop a modeling tool for pollen, similar to those used for physicochemical air pollution (1). Such tools have already been used for birch pollen and validated (Sofiev et
al. 2006). Very recently these numeric tools coupling emissions, dispersion and sedimentation have
been used for ragweed in North American continent (4). Modeling pollen has three objectives: first
establishing a mapping of ragweed pollen concentrations in the atmosphere and assessing the potential
exposure of populations, secondly conducting prediction of episodes of high population exposure to
pollen in order to allow people with allergies to adapt their behaviour and their anti-allergic treatment.
Finally modeling enable evaluating scenarios of actions to avoid spreading of ragweed toward
decreasing concentrations of pollen in the atmosphere and lowering population exposure.
After a first modeling study focusing on year 2010 described by Air Rhône-Alpes (1) , this paper deals
with model validation on the year 2011. For sanitary purposes, translation of atmospheric
concentrations of pollen in ragweed "allergy risk" and a calculation of population exposure to allergy
risk is necessary. This work presents a simple way to decline daily pollen abundance into a potential
"allergenic risk". After describing the methodology of modeling ragweed pollen, the following
sections provide an evaluation of the modeling results in regard with measurement data from
monitoring networks. In conclusion the report provides areas for improvement and prospects of the
project.
Materials and Methods
Modeling chain description
Modeling pollen has various applications showed in Fig. I. The main goal of modeling is to reproduce
a potential “allergenic risk” due to airborne pollen emitted by ragweed. Modeling allows
understanding various mechanisms responsible for the risk in order to reduce population exposure and
lower financial cost of allergy treatments. Once validated modeling tools can be used to forecast the
“allergenic risk”, to test local policies aiming at struggling ragweed and to evaluate the impact of
climate change on ragweed distribution.
Modeling the pollen content of the air involves understanding different biological and physical
phenomena, and its implementation involves several calculation steps (left part of Fig. I). The pollen
modeling chain is composed of 4 different steps. First step is the realization of a spatial inventory of
sources (i.e. distribution of the emitting plant species) with a sufficient spatial resolution. The spatial
inventory is derived from the work of Rieux (8). The second step consists in modeling the emission of
pollen which is mainly determined by weather conditions. Two types of emission models must be
considered: model of pollen production (phenological model) that predicts the kinetics and amplitude
of the annual pollen season to come and models of release that account for very short-term pollen
emission within a time period of several hours. The third step in the chain of modeling is the transport
of pollen in the atmosphere. Modeling transport implies itself different stages: land surface
characterization, meteorological calculation and dispersion, sedimentation. The last stage consists in
making the relation between pollen atmospheric concentrations and “allergenic risk”.
50
Model calibration and validation implies the availability of databases of robust pollen concentration
from field experiments and measurement networks.
Phenological and liberation emission models
Despite phenology of ragweed has been extensively studied, developing a mechanistic phenological
model for ragweed is still challenging. Mechanistic models based on temperature sums are very robust
for tree pollens as birch but such models still have poor results with ragweed (Laaidi et al. 2003). For
this modeling study a more robust approach is used: the phenology model is an empirical model (i.e.
based on measurements) defined by dates of start and of end of pollination. For a given day pollen
grains are released depending on biological and meteorological parameters: these processes are called
“liberation”. A liberation model based on diurnal cycle of the plant and on meteorological parameter is
proposed. With this approach, the emission of pollen (in grains.h-1.m-2) for an hour h and for a day J is
given by (I).
(I) E( J, h ) = fpheno( J ) × fliberation( h ) × Etotal
The phenological model answers the question: how many pollen grains are potentially emitted by a
plant a given day and by extension when ragweed can effectively emit pollen grains? Our model is
established by analysing data of pollen from measurements at a location with the largest historical
dataset and with a good regional representation. Roussillon (Isère) is a station located in the heart of a
ragweed-infested zone with data available for the period 2002-2011. The station is little affected by
the import of exogenous pollen grains and thus reflects faithfully the potential emission of ragweed at
a given time. To model the yearly variation of concentrations, a Gaussian model is used to describe the
large scale kinetic. This non-dimensional model is expressed with the function (II) where x is given by
(III). Jstart and Jend are respectively the day of year of the start and the end of the season. J is the current
day. Jhalf is the day of year of the half-season and is calculated with (IV).
(II) fpheno( J ) = e-αx²
(III) x = ( Jhalf – J ) / ( Jstart – Jend )
(IV) Jhalf = (Jstart + Jend ) / 2
A fitting is realized to determine α, Jstart - Jend and Jhalf which are deduced simply from the mean daily
counts for the period 2002-2011. Parameters fitted are α = 20, Jhalf = 243 (August 31st) and Jstart - Jend =
59.
The liberation model is decomposed in two sub-models: a function fbio taking into account the
biological cycle of the plant during a given day and a function fmeteo taking into account suspension of
pollen in the atmosphere, taking into account meteorological parameters: the atmospheric turbulence
u* (called the friction velocity) and the volumetric soil moisture wv (volume of water per volume of
soil).
(I ) fliberation( h ) = fbio( h ) ×fmeteo( u*,wv )
A daily time profile of release was modelled on the basis of the statistical data of metrological pollen
concentration with high time resolution (one value / two hours; RNSA). Daily profiles of
concentration were normalized and then averaged. This treatment is based on records matching the
pollen season in 2007 that were selected according to two criteria: the location of the sensor nearby
infested zones and the weather since selected days correspond to periods of high pressure regime
(sunny period without rain, homogeneous) in order to neglect the effect of weather on the emission
profile. The atmospheric concentration depends on the "volume" of atmosphere in which pollen grains
are released. This volume is defined by the height of the boundary layer. A theoretical emission profile
is derived by adjusting the concentration profile with the boundary layer height given by the
meteorological calculation.
The model accounting for suspension of pollen in the atmosphere uses two meteorological variables:
the friction velocity u* and the volumetric soil moisture wv (12). Friction velocity u* is proportional
with turbulence and indicates how effectively a pollen grain is lifted up from a plant or dissociable in
the liberation model. In this model both variables friction velocity u* and soil moisture varies spatially
and with time and are given by the meteorological calculation. The parameterization
51
Figure I. Diagram of the modeling chain (left part), its application (low part) and factor affecting
airborne pollen concentrations (right part).
Schéma de la chaine de modélisation (partie gauche), ses applications (partie inférieure) et les facteurs
influençant les concentrations de pollens dans l’air (partie droite).
follows the classical approach of dust emission modeling in a simplified manner. The pollen vertical
flux is modelled with a functional approach similar to that formulated for dust emission in CHIMERE
model (Vautard et al. 2005). For our application the threshold friction velocity u* above which
emission occurs is taken as 0.05 m.s-1 in place of 0.1 m.s-1 in the original model.
Total emission Etotal in formula (I) is a dimensional variable equal to the maximum number of pollen
grains potentially emitted by a surface during one day. For our simulations, Etotal is given the value of
1.5×1014 (grains.km-2.day-1). These constant has been determined by running the dispersion model
CHIMERE.
Meteorological and chemistry-transport model
The transport model consists in several individual models. The model uses for our study is based on a
mechanistic meteorological model and a chemistry transport model (CTM) CHIMERE. The setup of
these models are extensively discussed by Chaxel (2) in the difference that the meteorological model
MM5 initially described in this work has been replaced by the last version of the Weather and
Research and Forecast (WRF version 3.3) developed by National Center for Atmospheric Research
(NCAR, USA). Such tools were designed to study ozone production (3). Both models, WRF and
CHIMERE, are deterministic eulerian model with means that they give a spatial discretization based
on Cartesian grids describing the low part of the troposphere. Such models are called regional or
mesoscale models since their spatial extension is several thousand kilometres horizontally. CHIMERE
52
is a deterministic model mesoscale eulerian (5) developed by IPSL (Institut Pierre Simon Laplace,
France).
Model CHIMERE calculates concentration of airborne gaseous or particulate species at each 3kmcells of the mesh of the domain with an hourly time step. To perform a calculation of dispersion, the
model CHIMERE requires several inputs. First, 3-dimensional meteorological fields are calculated by
WRF with hourly steps. Secondly, the deposition parameters of the canopy are calculated using the
Corine Land Cover by summing the fractions of different land uses in each 3km-cell of CHIMERE
mesh. Concentrations of pollen (boundary conditions) outside the core-domain are taken as zero which
means that imports from the regions of Eastern Europe are neglected. Gaseous and particulate
emissions from the surface, in addition to pollen, air pollutants are emitted: nitrogen oxides (NOx),
carbon monoxide (CO), ammonia (NH3), volatile organic compounds (NMVOC) and particulate
matter (PM10 and PM2.5). These pollutants do not interact with pollen grains that are inert. A grain of
pollen can be modelled as a particle with a diameter and a given density. The study of the literature
shows that the pollen particles are larger than the particles measured in air quality (PM10) that are less
than 10 microns in diameter. Ragweed pollen will be treated as particles with a diameter of 10 to 20
microns and a density of 1000 kg.m-3. Emissions calculated by our emission model (in grains.km2.day1
) are converted into CHIMERE emission units taking into account grain diameter and density.
CHIMERE model runs for an entire pollen season, which lasts two months (20 July to 20 September).
Model initial concentrations are set to zero with a 3-day spinup used to stabilize the model.
Figure II. Mean daily pollen abundances at 15 sites of region Rhône-Alpes in 2011.
Concentrations de pollens en moyenne journalière dans 15 sites de la Région Rhône-Alpes en 2011.
Results
Results from CHIMERE model are evaluated using 15 stations operated by RNSA in region RhôneAlpes. Pollen abundances are measured at these stations using HIRST-sensor on two time periods: 2hour abundance and daily abundance expressed in grains.m-3. Raw results from CHIMERE are 3dimensional concentrations fields in grains.m-3 available every hour. Concentrations of CHIMERE at
surface level, a layer between surface and 40 m above the ground, are summed on the same time
periods as measurement to compare them one with each other. Data taken into account are pollen
abundances with at least one grain at one given site. “Zero grain” data means no data collected or no
grains measured by the sensor: for this reason “zero grain” data are excluded from the dataset used for
validation.
Figure II shows results of comparison for year 2011 for annual pollen abundances of ragweed pollen.
CHIMERE results are in good agreement with measurements in terms of spatial variability and
53
amplitude of abundance at all stations except at Valence where measurements are underestimated by
CHIMERE.
Statistics are calculated with daily pollen abundance for each site where data are available for a given
day of year 2011. Summary and statistics are given in table 1.
Time series of figure III show that day – to - day variation of concentrations are quite large. The model
reproduces quite well the temporal variation and the amplitude of the different peaks corresponding
with episodes with high pollen abundances both near infested zone (figure IIIa and figure IIIb) and
near low-infested zone (figure IIIc and figure IIId). These episodes are characterized by high
temperatures and strong southerly wind over the region. During these episodes, pollen grains are
measured in areas in which ragweed is not present: this occurs between August 20th and 30th when
daily abundances higher than 20 grains.m-3 are recorded in Annemasse station (figure IIId).
Table 1. Statistics of results from CHIMERE for daily pollen abundances at 15 sites of Rhône-Alpes
Region in 2011
Résultats statistiques à partir de CHIMERE pour les concentrations quotidiennes de pollen dans 15
sites de la Région Rhône-Alpes.
Annual
Annual
Mean
observed
modelled
normalized
Data
Sites
available
abundance
abundance
Bias
Mean
Mean
Correlation
bias
error
(r2)
RMSE
Amberieu-en-B.
54
2250
1123
-1.01
-20.86
26.59
0.55
34.63
Annecy
33
291
163
-0.81
-3.87
6.42
0.4
11.05
Annemasse
35
223
111
-0.86
-3.2
4.46
0.35
7.84
Bourg-en-B.
47
634
1195
0.04
11.94
21.38
0.13
40.77
Bourgoin-J.
41
1546
1572
-0.45
0.65
29.39
0.3
52.55
Chambery
36
316
309
-0.51
-0.22
6.1
0.45
9.41
Coux
47
686
358
-0.59
-6.97
10.35
0.17
15.57
Genas
54
3659
2830
-0.52
-15.34
34.47
0.72
50.86
Grenoble
46
638
329
-0.89
-6.71
9.47
0.39
15.53
Lyon
53
1816
1395
-0.65
-7.94
19.32
0.56
31.2
Lyon W
47
1233
658
-0.8
-12.24
16.55
0.55
25
Rhône N
34
213
72
-1.35
-4.14
4.99
0.27
8.38
Roussillon
54
5890
6242
-0.27
6.53
82.17
0.23
132.32
Saint-Etienne
48
202
72
-1.15
-2.71
3.58
0.01
5.33
Valence
58
2853
5741
0.4
49.79
64.89
0.33
99.2
54
Figure III. Time series of daily pollen abundances calculated by CHIMERE (red line) and
measured (grey line) at 4 sites of Rhône-Alpes. 2 sites are in ragweed-infested zones:
Genas (a), Lyon (b) and 2 sites are in ragweed-poor zones: Grenoble (c), Annemasse (d).
Séries temporelles des concentrations de pollens en moyenne journalière calculées par
CHIMERE (ligne rouge) et mesurées (ligne grise) dans 4 sites de Rhône-Alpes. 2 sites
sont dans des zones infestées par l’ambroisie : Genas (a), Lyon (b) et 2 sites dans des
zones peu infestées par l’ambroisie : Grenoble (c), Annemasse (d).
Discussion
Pollen concentrations are often not understandable for the public. The quantification of an allergenic
risk from concentrations of pollen, however, is a delicate exercise. A potential allergenic risk
scale was derived from daily doses of pollen (Table 2).
This level of risk, based only on the tolerable daily pollen abundance, does not take into account all
aggravating factors that can induce allergies. It does not also consider the sensitivity of the
population from exposure to ragweed pollen: correspondence dose / risk cover only the infested
areas and should not be taken for frontline areas infested or not. With this scale, a risk map can
be made each day. To get a synthetic view of geographic areas and populations affected by ragweed
pollen, maps of number of days of occurrence of a certain risk are useful.
55
The map in figure IV shows the number of days with an allergic risk qualified as "very high". Maps of
allergenic risk are interpretable with other environmental and health parameters. A recent study of
ORS shows ragweed-related drug consumption in region Rhône-Alpes at the French administrative
division “communes” level (7). Map of figure IV is very similar with maps of consumption of drug for
population A given by ORS for year 2010. The number of occurrence (in days) of the potential
allergenic risk “high” and “very high” calculated by CHIMERE is processed for each commune of the
region Rhône-Alpes by taking into account model mesh at 3 km and commune boundaries. A linear
regression shows that the model results for communes bigger than 2000 inhabitants are well correlated
with ORS data for year 2009. Correlation coefficient of 0.56 shows that the potential allergenic risk
that is proposed can account for real allergy cases which is an encouraging result for this simplified
approach of the “allergenic risk”. Nevertheless the lack of emissions data outside of Rhone-Alpes
region must be taken into account when interpreting results: some border areas of the region may be
more exposed, because of imports of pollen from the surrounding regions that are not taken into
account by the model CHIMERE.
Conclusion
A comprehensive mechanistic modeling tool for ragweed has been developed and tested for year 2011.
The modeling chain based on the mesoscale meteorological model WRF and the chemistry transport
model (CTM) CHIMERE has been extensively validated using both meteorological measurements and
airborne pollen abundances. Botanical inventories based on field reports are compulsory input data to
build a robust spatial inventory of sources. Regular updates of these inventories are necessary to know
precisely the development of the plant in foreign regions. Further research must be carried out to
improve mechanistic modeling of ragweed pollen using phonological, liberation and transport model.
Modeling gives spatial and temporal description of contamination by airborne ragweed pollen. The
allergenic risk needs to be validated with data of drug consumption at local scale to better understand
population exposure and occurrence of allergy. Next step of the modeling work will focus on
evaluating the effects on pollen abundances of anti-ragweed actions at scales ranging from regional to
local in order to plan effective ways of struggle ragweed and its harmful pollen.
Acknowledgments
This work has been conducted with a financial support from ARS Rhône-Alpes and Region RhôneAlpes.
56
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57
Indigenous insects associated with invasive common ragweed
Ambrosia artemisiifolia (L.) in Hungary.
Les insectes indigènes associés à l’envahissante ambroisie,
Ambrosia artemisiifolia (L.) en Hongrie.
Zsuzsa Basky 1
Abstract
Common ragweed, Ambrosia artemisiifolia (L.), is a widespread invasive weed species in Europe. In order to
estimate the hampering effect of native arthropods on the invasive ragweed, weekly insect collection was made
by sweep net from May to September. Phytophagous insects found on ragweed were univoltine with high
dispersal ability. Three polyvoltine aphid species with low dispersal ability colonized ragweed. The effect of
these aphid species on plant development and pollen production was studied. Common ragweed plants grown in
a greenhouse were artificially infested with five apterous individuals of either Aphis fabae Scopoli,
Brachycaudus helichrysi (Kaltenbach) or Myzus persicae (Sulzer) at the 4-leaf stage. Feeding by all three aphid
species over a five week period significantly reduced plant height, the number of male inflorescences, the length
of racemes, pollen emission and plant dry weight. Brachycaudus helichrysi produced the largest colonies,
followed by A. fabae and M. persicae.
In a field experiment, the growth rate of A. fabae on caged ragweed plants was similar to that in the greenhouse,
but the final numbers of B. helichrysi and M. persicae after 30 days was ten and seven times lower respectively
than under greenhouse conditions. On exposed field plants, B. helichrysi was significantly more abundant than
the other two species. However, no aphid species affected the height or dry weight of either caged or exposed
plants during a 30 day period. However, longer exposure (83 and 112 days) resulted in significant plant height
and dry weight decrease regardless of the aphid species.
Résumé
L’ambroisie, Ambrosia artemisiifolia (L.), est une mauvaise herbe envahissante très répandue en Europe. Pour
estimer l’effet néfaste des arthropodes indigènes sur cette plante, des insectes ont été collectés chaque semaine à
l’aide d’un filet fauchoir de mai à septembre. Trois espèces d’aphidiens de plusieurs générations avec une faible
capacité de dispersion ont colonisé l’ambroisie. L’effet de ces espèces d’aphidiens sur le développement des
plants et la production pollinique a été étudié. Les plants d’ambroisie poussés en serre, au stade de 4 feuilles, ont
été artificiellement infestés par 5 individus aptères soit Aphis fabae Scopoli ou Brachycaudus helichrysi
(Kaltenbach) ou Myzus persicae (Sulzer). La consommation par ces trois aphidiens pendant une période de 5
semaines a significativement réduit la hauteur des plants, le nombre des inflorescences mâles et leur longueur,
l’émission de pollen et le poids sec des plants. B. helichrysi a produit les plus grandes colonies, suivi par A.
fabae et M. persicae.
En expérimentation de plein air, le taux de croissance de A. fabae sur des plants sous cage a été similaire à celui
en serre. En plein air, B. helichrysi a été significativement plus abondant que les deux autres espèces. Cependant,
aucune espèce d’aphidiens n’a affecté la hauteur ou le poids sec des plants soit en plein air soit sous serre
pendant une période de 30 jours. Néanmoins, une exposition plus longue (83 ou 112 jours) a entraîné une
diminution significative de la hauteur des plants et de leur poids sec quelque soit l’espèce d’aphidiens.
Key-words: common ragweed, aphid damage, Brachycaudus helichrysi, Aphis fabae, Myzus persicae
Mots-clés : ambroisie à feuilles d’armoise, dégats des aphidiens, Brachycaudus helichrysi, Aphis fabae, Myzus
persicae.
1
Plant Protection Institute, Centre for Agricultural Research, Hungarian Academy of Science 1022 Budapest, Herman Ottó u. 15. Hungary.
E-mail: [email protected]
58
Ragweed was introduced into Hungary in the early 1920s (8, 9) from the USA and Canada.
Regular weed surveys since the 1950s detected the spread of the species in Hungary. In 1997
ragweed became the most dominant weed species (1st in ranking), covering 4.7 % of the arable
crop area (3). Recently, 5 million of the 6.5 million arable hectares of crop area in Hungary has
become infested by ragweed, 750 000 ha of which is classified as heavily infested (12). Each
plant can produce billion of pollen grains and airborne pollen counts may reach 1000 grains/m3
(5). The pollen is highly allergenic and is prevalent during August and September (4, 13). Ten
percent of the human population in Hungary suffers from ragweed pollen allergy (12).
The new invader found few natural enemies. Three aphid species with low dispersal ability
came to our attention because Brachycaudus helichrysi (Kaltenbach) caused chlorotic spots and
leaf distortion on infested plants (Basky, personal observation). On rare occasions, Aphis fabae
Scopoli formed dense colonies on ragweed stems. Myzus persicae (Sulzer) was found on the
lower surface of fully expanded leaves. These observations raised the question whether
indigenous aphids were able to have an impact on the development and pollen production of
ragweed in Hungary. The aim of our investigation was to characterise the effects of aphid
feeding on ragweed development and pollen emission.
Insect collection
Ragweed infested sunflower fields, cereal stubbles and waste lands were sweep netted at 78
occasions from May to September. Each occasion 80 sweep net samples were taken. Collected
insects were divided into orders. Phytophagous insects were identified into species, categorized
according to life cycle and host plant specificity in relation to ragweed (7).
Aphids and plants
The colonies of A. fabae, B. helichrysi and M. persicae were established from individuals
collected from common ragweed. Aphids were reared on ragweed seedlings in a greenhouse
where temperatures ranged from 20-30oC during daytime and 15-20oC at night with a
photoperiod of 14:10 (L:D = light: dark). Supplemental lighting was provided by Tungsram
HgMI 1000W/D1 standard daylight metal halide lamps giving 7500-8000 lx. Potted plants with
aphids were covered with a wire frame that supported a fine organdy mesh.
Aphid damage and pollen emission
Five apterous individuals of either A. fabae, B. helichrysi or M. persicae were placed on each of
20 potted ragweed seedlings at the 4-leaf stage with 20 uninfected plants serving as controls.
After aphid transfer, an organdy wire frame cage enclosed both infested and uninfected plants.
Ten plastic trays accommodated the 80 pots of the experiment. Plants were kept moist by filling
the plastic trays with water daily.
Both the height of plants and the length of flower spikes (racemes) were measured 20, 27 and
35 days after infestation. On each sampling date, airborne pollen counts were estimated using a
Hirst-type pollen trap (6). Plants were placed individually into a 45×50×45 cm chamber
connected to the trap. The distance between the intake of the trap and the ragweed inflorescence
was 17 cm. Air sampling was conducted for 5 minutes per plant and the chamber was vacuumpurged for 2 minutes between each measurement. After the pollen measurements, all plants
were harvested. Plants were then transferred to individual Berlese funnels and held for 5 days at
25-30ºC to extract the aphids and dry the plants. The recovered aphids were counted under a
stereo microscope and each plant was weighed to 0.1 g.
Field experiment
Common ragweed emerged in the beginning of May. Two weeks later at the 4-leaf stage, 80
plants were selected and enclosed in cages. All other plants were removed from this caged area
to leave a single ragweed plant in the middle. Using a fine brush, five apterous adult individuals
of either A. fabae, B. helichrysi or M. persicae were placed on the top of each ragweed plant.
59
Twenty randomly selected cages were infested with each aphid species and 20 cages were left
uninfected. In the uncaged treatments, 80 common ragweed plants at the 4-leaf stage were
labelled, but surrounding plants were not removed. Twenty plants were then artificially infested
with 5 apterous adults of either A. fabae, B. helichrysi or M. persicae and 20 plants were left
uninfected as controls.
One month later, plant height was measured and plants were harvested and processed as
described under “Aphid damage and pollen emission”. Plant dry weight was measured and the
aphids were counted.
Statistical analysis
Data were analysed using the Statistica Program Package (11). ANOVA was used to compare
treatment effects within experiments and the Tukey HSD test was used to separate means.
Stepwise regression analysis was used to test the effect of aphid species as a categorical
predictor of pollen emission by plants.
Results and discussion
Insect collection
From May to the end of September 6936 insect individuals were collected by sweep net. The
most frequently occurring insects were Cycads (25%), followed by plant bugs (Heteroptera)
(22%). Proportions of flies (Diptera), Hymenoptera, and spiders (Araneae) were equally ca. 9
percent. Beetles (Coleoptera) made up 8 percent of the total catch, followed by thrips
(Thysanoptera) 5%, psyllids (Psillidae) 4%, butterflies (Lepidoptera) and aphids (Aphididae) 2
%, Collembola made up 4% and others 1%. The majority of the collected phytophagous species
were polyphagous. Apart from plant bugs, psyllids and aphids most species were univoltine,
above all except aphids the other species had high dispersal abilities and thereby they were not
suitable biological control agent candidates (7).
Aphid damage and pollen emission
Although plant height was not affected by any aphid species after 20 days (F = 2.56; df = 3,76;
P = 0.06), it was significantly reduced at 27 and 35 days after infestation by all three aphid
species (F = 9.43 and 13.69 respectively; df = 3,76; P < 0.001 in both cases; Fig. 1A). The
number of male inflorescences was reduced after 35 days of aphid feeding (F = 317.41; df =
3,76; P < 0.001; Fig. 1B). Raceme length was reduced first by A. fabae (being significant at
27days, F = 3.30; df = 3,76; P < 0.02), and after 35 days of feeding by all three aphid species
(F = 7.44; df = 3,76; P < 0.001; Fig. 1C). After 35 days of infestation, pollen emission by
aphid-infested plants was reduced by two thirds or more, regardless of the aphid species (F =
5.90; df = 3,76; P < 0.001; Fig. 1D) and plant dry weight was also reduced (F = 11.73; df =
3,76; P < 0.001; Fig. 1E). Plants infested with B. helichrysi bore more aphids after 35 days than
did those with A. fabae or M. persicae (F = 23.50; df = 3,76; P < 0.001; Fig. 1F).
Field experiment
Neither plant height (F = 1.35; df = 3,76; P = 0.26), nor dry weight (F = 1.61; df = 3,76; P =
0.19) was significantly affected by the artificial aphid infestation in the field cages (Fig. 2 A,
B). However, the final number of aphids varied according to species (F = 17.49; df = 3,76; P <
0.001), A. fabae achieving significantly higher aphid numbers in 30 days than either B.
helichrysi or M. persicae. The latter two did not differ from each other (Fig. 2 C).
On the uncaged plants, artificial aphid infestation did not significantly affect either plant height
(F = 1.27; df = 3,76; P = 0.29) or dry mass (F = 0.96; df = 3,76; P = 0.41). However, artificial
aphid infestation did affect the final numbers of A. fabae and B. helichrysi found on plants 30
days later (F = 3.81; df = 3,76; P < 0.01 and F = 3.37; df = 3,76; P < 0.02, respectively), but
not the final number of M. persicae (F = 2.07; df = 3,76; P = 0.21). The mean number of A.
60
fabae and B. helichrysi was 26 and 30, respectively, while that of M. persicae was 3.5 on the
artificially infested exposed plants.
Fig I. [Mean±95% confidence interval (P=0.05)] height of ragweed plants (A), number of male flowers (B),
length of racemes (C), number of pollen grains/m3 (D), plant dry mass (E), final aphid number (F) 35 days after
infestation with either 5 Aphis fabae (A.f.), 5 Brachycaudus helichrysi (B.h.), 5 Myzus persicae (M.p.). Columns
with different letters are significantly different (Tukey HSD).
Discussion
Apart from the three aphid species, the collected phytophagous insect species were univoltine,
most of them were polyphagous and had high dispersal ability. Therefore the detailed study on
the effect of insect feeding on ragweed development was carried out with the aphid species.
Five individuals of each aphid species proved to be a sufficient initial infestation rate to ensure
colony establishment on common ragweed under greenhouse conditions. Aphid feeding
reduced pollen production by retarding plant development, resulting in reduced plant weight.
The larger the aphid colony was, the more reduced was the emission of pollen.
Under field conditions the rainy, cool weather after emergence of ragweed was favourable to
plant development but adversely affected the growth rate of B. helichrysi and M. persicae
populations. The reproduction of B. helichrysi and M. persicae was approximately 10 times
lower in the field cages than in the greenhouse. In spite of the cool weather, the performance of
A. fabae in the field was similar to that in the greenhouse; very large colonies of A. fabae
developed on the stems of the vigorously growing ragweed plants in the cages (Fig. I and II)
Since the cages excluded aphid natural enemies, it seems likely that only weather conditions
affected the performance of the aphids. Under field conditions, plant development was more
61
vigorous than in the greenhouse, resulting in increased plant height and dry weight; therefore,
even at high density, aphids (A. fabae) were not able to retard plant development.
Fig II. [Mean±95% confidence interval (P=0.05)] height of ragweed plants (A), plant dry mass (B), final number
of aphids (C) 30 days after infestation with either 5 Aphis fabae (A.f.), 5 Brachycaudus helichrysi (B.h.), 5
Myzus persicae (M.p.). Columns with similar letters are not significantly different (Tukey HSD) P<0.05.
A. fabae is a species of temperate regions and is not present in the Mediterranean area (2). B.
helichrysi is a Palaearctic species; it is widespread in the Mediterranean region where it is
anholocyclic (2). This indicates that the temperature requirement of B. helichrysi is higher than
that of A. fabae. The results of the field cage experiment support the assumption that the
climatic requirement of A. fabae was better fulfilled during late spring under our field
conditions than that of B. helichrysi.
Under exposed conditions, nothing prevented alate aphids from settling on any plant. B.
helichrysi colonised all plants regardless the presence of aphid species. However, no such
additional colonisation occurred in the case of A. fabae and M. persicae. B. helichrysi became
the most abundant species (both on the infested and uninfested exposed plants) followed by A.
fabae and M. persicae. There is no direct competition between the aphid species for feeding
sites as B. helichrysi feeds in the youngest growing axillary shoots of the plants, A. fabae feeds
on the stems, and M. persicae feeds mainly on the lower surfaces of fully expanded leaves.
However, even though aphids do not feed at the same sites on the plant, they may still interact
with one another via induced changes in plant physiology (10). Therefore, it is possible that
systemic alterations of phloem contents by B. helichrysi deterred other species from settling or
establishing on B. helichrysi infested plants.
In a later field study (1), when artificially infested caged and uncaged ragweed plants were
exposed to aphids and natural enemies for a longer period (2-3 months), the height and the dry
weight of the plants were significantly decreased due to feeding damage by A. fabae and B.
helichrysi regardless of the level of caging.
62
However, statistical significance is not necessarily equivalent to biological significance. We
can conclude that naturally occurring aphids can enhance the ability of native vegetation to
counter the weed but their effect is not strong enough on its own to drive down the number of
this invasive species.
Acknowledgements
I am grateful to Balázs Kiss for collecting insects by sweep net and for collecting A. fabae. My grateful
thanks are due to Ágnes Valiskó Hornyák for her technical help. Special thanks are due to Donát Magyar
for the pollen measurements. The project was supported by GVOP-3.1.1-2004-05-0111/3.0.
References
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artemisifolia L.) in Hungary. Redia, XCII, 211-213.
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(3) Béres I., 2004. Integrated weed management of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.). (In
Hungarian) Hungarian Weed Res. Technol. 5, 1-14.
(4) Béres I., Kazinczi G., Narwal S. S., 2002. Allelopathic plants. 4. Common ragweed (Ambrosia elatior L. Syn.
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(8) Lengyel G., 1923. The occurrence of Ambrosia artemisiifolia in Hungary (In Hungarian). Botanikai
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(9) Moesz G., 1926. The new occurrence of some interesting plant species. (In Hungarian). Botanikai
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and corridors in the Carpathian Basin: biological invasions in Hungary. Biological Invasions 5, 349-356.
63
An innovative method, the soil pollen dust flux allows an evaluation of the
short ragweed fight of a community: the Saint-Priest municipality example
in the Rhône department.
Une méthode innovante, le fluxage des pollens de la poussière du sol permet
l’évaluation de la lutte contre l’ambroisie d’une collectivité : exemple de la
mairie de Saint-Priest dans le Rhône.
Chantal Déchamp1, Henriette Méon1,2
Abstract
Pollen are transported a long way in atmosphere, so parameters of airborne pollen measured by a pollen trap
cannot evaluate a local short ragweed fight. Some communities asked an Ambrosia pollen soil index for
determined areas. The pollen dust flux, method developed in 1973, was used in this aim. Filters are the same as
those of the AFEDA traps (Cour model).
Aim. To study on 3 different tracks: the A pollen per/dust-gram, the A pollen/km, their percentages versus total
pollen number at the end of an A pollination season (2010) and at the start of the following one (2011) - to know
what is remaining from the last season -, then, after a fight (2011), to compare data before and after this fight. At
the end to compare the A ground dust flux pollen percentages to the A atmospheric pollen percentages of the
atmospheric trap situated at less than 5 km of the sampling sites, during the flux weeks, 30 and 38.
Results. At the start of the season: A pollen has almost disappeared from the ground, the A pollen/dust-gram
decreased on two sites, the A pollen/km always decreased. After the fight, at the end of the A pollen season, the A
pollen/dust gram decreased on one site, the A pollen/km everywhere decreased, the A pollen percentages
everywhere decreased: about 50%. The ground A pollen percentages always were close to the atmospheric pollen
percentages of the trap, the same week.
Conclusion. This method can control an institution fight. Cheaper than a trap, it mainly takes in account a
limited territory.
Résumé
Les pollens sont transportés loin dans l’atmosphère, ainsi les pollens comptés grâce à un capteur de pollen
peuvent difficilement évaluer des mesures locales de lutte contre l’ambroisie. Certaines communautés
demandent une évaluation de cette lutte. La méthode de comptage des pollens au sol, par fluxage, développée en
1973, est employée dans ce but, elle utilise les mêmes filtres que les capteurs de pollens AFEDA (modèle Cour).
Objectifs. Etudier sur 3 trajets différents, les pollens d’Ambrosia (A) par gramme de poussière, par kilomètre,
leurs pourcentages versus le nombre total de pollens, d’abord en fin de saison de pollinisation (2010), ensuite au
début de la suivante (2011) - pour connaître ce qui reste de la saison précédente -, puis, après une lutte contre
l’ambroisie (2011), pour connaître son efficacité ; enfin comparer les pourcentages mesurés par fluxage à ceux
du capteur atmosphérique implanté à moins de 5 km des circuits, les semaines de fluxage, 30 et 38.
Résultats. En début de saison, les pollens d’A ont presque disparu du sol, les pollens par gramme de poussière
diminuent sur deux sites, les pollens par kilomètre diminuent partout. Après la lutte, en fin de saison, les pollens
d’A par gramme de poussière diminuent sur un site, les pollens par km diminuent partout, les pourcentages
diminuent partout d’environ 50%. Enfin, dans les 9 cas, les pourcentages de pollen du sol sont proches, la même
semaine, de ceux du capteur atmosphérique.
Conclusion. Cette méthode permet de contrôler des actions locales de lutte contre l’ambroisie. Son coût, moins
élevé que celui d’un capteur, prend en compte une action de lutte réalisée au niveau d’un territoire défini.
Key-words: pollen dust flux, control method, fighting ragweed, Cour trap, Ambrosia pollen.
Mots-clés: fluxage des pollens au sol, méthode de contrôle, lutte contre l’ambroisie, capteur Cour, pollen
d’Ambrosia.
1
2
Association Française d’Etude Des Ambroisies (AFEDA), 25 Rue Ambroise Paré, 69800 Saint-Priest, France. [email protected].
Université Lyon 1, Département des Sciences de la Terre, 2 rue R. Dubois, 69621 Villeurbanne Cedex, France.
64
Pollen are able to be transported a long way in atmosphere, so the parameters of the airborne pollen
measured by a pollen trap cannot be used for a local short ragweed fight assessment. Some
communities asked an Ambrosia (A) pollen soil index for a determined area. The pollen dust flux
method developed in 1973 and 1974 (1, 2, 3) to identify the vegetation in a lot of countries was used in
this aim. Filters are the same as those used for pollen counts with AFEDA traps (Cour model) (Fig. I).
Deposited pollen on a dry ground (no tarred soil) are able to be put in air suspension by a current of air
with turbulences. To obtain pollen, two filters, fixed on the rear of a car, collect the dust cloud raised
when the car is going at about 40km/h (Fig. II). Then each taxa is identified, counted and configured
after chemical treatments of the filters in the laboratory.
Fig. I. AFEDA pollen trap (Cour model).
Capteur de pollen AFEDA (modèle Cour).
Fig. II. Cars and filters before and after the soil
dust flux. Voitures et filtres avant et après le
fluxage de la poussière du sol.
Aims of the study
1. To count the A pollen from 3 different tracks, then to study the ground A pollen per dust gram, the
ground A pollen per km and their percentages versus the total pollen number:
-at the end of an Ambrosia pollination season (2010) and at the start of the following one (2011), to
see what is remaining from the last season;
-at the end of 2 following Ambrosia pollination seasons (2010 and 2011), after a fight against short
ragweed realized in 2011.
2. To compare the A ground dust flux pollen percentages to the A atmospheric pollen percentages of
the trap situated at less than 5 km of the sampling sites during the flux weeks: number 30 and 38.
Material
Study took place in Saint-Priest town in the South-East of Lyon, it is the second town in surface area
of the Rhône department (Fig. III). This town was 30 years ago the place of the ragweed spreading
around Lyon when there was a wonderful extension of the city to the East. Three dust flux sampling
sites (Fig. IV) are selected to take in account the Saint-Priest town diversity and the ground
heterogeneity: they are the same in 2010 and 2011: technologic park (Fig. V), rural area (Fig. VI),
town centre (Fig. VII). These tracks are forbidden to circulation (fences) and we were the first, the day
of the study, to drive on them. Meteorological conditions were without precipitations from 3 days
(Tab. 1)
Table 1. Meteorological conditions. Conditions météorologiques (* Minima+maxima/2)
Meteorological conditions: criteria
22/09/2010 01/08/2011 21/09/2011
Precipitations height (mm), 3 days before the dust flux
0
0
0
Precipitations height (mm), the day of the dust flux
0
0
0
Cumulated mean temperatures* sum (°C), 3 days before the dust flux
56,1
60,7
45,8
Cumulated mean temperatures* (°C) , the day of the dust flux
19,7
22,2
15,8
65
Results
1. At the end of an A pollen season (2010) and at the start of the following one (2011), to see what
is remaining for the last season.
At the start of the season: A pollen were always at less than 2% of the total pollen; the A pollen/dust
gram decreased in two sites; the A pollen/km always decreased (Fig. VIII).
Fig. III. The three pathways. Les trois circuits.
Fig. IV. Saint-Priest town in the Rhône
department and the trap area. Situation de la
ville de Saint-Priest dans le département du
Rhône, emplacement du capteur de pollen.
Fig. V. Technologic park. Parc technologique
2. At the end of the A pollen seasons 2010 and 2011, after a 2011 fight: the A pollen percentages
always decreased, the A pollen/dust gram decreased in one site, the A pollen/km decreased
everywhere, the criterion - A pollen/km - gives the best results.
3. The Ambrosia pollen percentages in dust flux and on atmospheric pollen trap are always close
the same week (Tab. 2).
Fig. VI. Rural area. Zone rurale
Fig. VII. Town centre. Centre ville.
66
Fig. VIII. Data evolution. Evolution des données.
Table 2. Comparison: Ambrosia pollen % in dust flux and on the atmospheric pollen trap
the same week. Comparaison des % de pollen d'Ambrosia sur le filtre du fluxage au sol et
sur le capteur atmosphérique la même semaine.
Week
Year
Technologic
Rural
Town
Dust flux average
Atmospheric
Parc
area
Centre
3 sites
pollen trap
30
2011
1,4
0,2
1,8
1,1
1,2
38
2010
25
27
16
22,7
21,4
38
2011
11,5
11
9
10,5
9
Table 3. Total pollen and Urticaceae, Cedrus pollen
%/dust gram, %/kilometre versus total pollen
Ground flux pollen
Technologic park
Rural area
% vs total pollen
Town centre
22/09/2010: the end of the season, %/ dust gram, %/kilometre
% Urticaceae pollen
1,37
2,57
Week 38 2010
5,06
1rst/08/2011:season began a month earlier
% Urticaceae pollen
Pollen trap
0,83
Week 30 2011
4,4
25,4
5,1
21/09/2011: the end of the 2nd season
57,32
Week 38 2011
% Urticaceae pollen
0,7
0,75
0,55
4,08
Ground flux pollen
Technologic park
Rural area
Town centre
Pollen trap
22/09/2010:before the start of the season, %/ dust gram, %/kilometre
% Cedrus pollen
2
1,17
1,41
rst
1 /08/2011: the start of the season
% Cedrus pollen
17,71
Week 30 2011
0
0
0,25
21/09/2011: the season began earlier than last year
% Cedrus pollen
Week 38 2010
23,52
Week 38 2011
7,05
67
0
21,69
31,2
Discussion
1. This method depends on a lot of conditions. For that reason, we must study a lot of criteria. Pollen
must be counted then evaluated by:
- dust gram (that depends on the type of ground, its humidity, meteorological conditions…);
- kilometre (that also depends on the precedent conditions and other ones…).
2. Percentages of A pollen differently depends on the surrounding vegetation and thus of the taxa
pollination seasons. For A these percentages (3 times/3) are always lower than 2% at the start of the
pollination season. We did not find any bibliographic reference about this subject (remaining pollen on
the ground before the start of the next pollination season) but we can observe (because every taxon
was counted and identified: about 50 taxa) that it is the same result for Urticaceae and Cedrus, of
which we have the data of their pollination season during this study (Tab. 3). Their pollen percentages
also are 5 times on six at less than or equal to 2% before their pollination season.
3. Ambrosia pollen percentages on the ground were always close to those on the trap, the same week
(30, 38) (Tab. 2).
Conclusion
At the start of the A season: A pollen almost has disappeared from the ground. The number of A
pollen/dust gram is everywhere very low except in the “Rural area” (always the most invaded). The
number of A pollen/km is always low.
At the end of the second season, after a fight: the number of A pollen per dust gram decreased in
“Technologic park” and increased in the “Rural area” and in the “Town centre", nevertheless their
percentages always decreased of about 50%. Ground humidity is a criterion not possible to measure on
many kilometres and it influences the kind of turbulence created by the car. The number of A pollen
per kilometre and their percentages decreased everywhere, it seems to probably be the best criterion.
The profit for the town
The decrease of the ground A pollen are interesting because that means that plants and seeds decreased
after the fight and therefore will more decrease in the future.
This method could be an interesting way to control the yearly municipality fight. Cheaper than a trap
control, it mainly takes in account the town territory. It would be important to compare these results
between a lot of towns to establish a security index, for example, like for air pollutants, phreatic layer
pollutants. This index would be a reference to not exceed.
Acknowledgments
Thanks to SupAgro (Montpellier), palynology team for having made analyses in 2010 and 2011.
Thanks to Saint-Priest (Rhône) municipality and particularly to M. P. C. Crozat and his team for being
an active partner for this project.
References
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sédimentation des pollens et des spores à la surface du sol. Pollen et Spores. Paris, XVI, 1, p. 103-141.
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Conedera M. (ed.) 3rd Int. Symposium of Environmental Weeds and Invasive Plants. Extended abstracts. October
2 to 7 2011. Monte Verità, Ascona, Switzerland. Available from Internet <http://www.wsl.ch/epub/ewrs>
Birmensdorf, Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL.
68
Preliminary examination of the uptake of various forms of nitrogen at
early growth stages of common ragweed
Consommation des différentes formes d’azote lors des stades précoces de
croissance de l’ambroisie : études préliminaires.
Dragana Marisavljevic1, Dragan Cakmak2, Danijela Pavlovic1,
Erika Pfaf Dolovac1, Ljiljana Radivojevic3
Abstract
The study was to determine the competitive capacity of common ragweed over oats by comparing nitrogen
uptake in forms of ammonium and nitrate at early growth stages. The soil analysis after the first pair of
common ragweed leaves development indicated that it had considerably lower content of ammonium (1.25
mg/kg) than the soil in with oats (3,5 mg/kg) while the content of nitrate was lower for oats (23.92 mg/kg) than
common ragweed (56.58 mg/kg). In plant material, nitrogen was much higher in common ragweed (3.29%) than
in oats (1.55%). In the second pair of leaves, ammonium continued to decrease in soil under common ragweed,
while the uptake of nitrate increased and was lower than under oats. The analysis of carbon in plant material in
the first pair of leaves showed the nitrogen level was higher in oats, while the second concentration of nitrogen
was higher in ragweed. This is explained by the presumption on accumulation of energy for plant’s intensive
growth and spread. These results reveal higher capacity of common ragweed to utilize the ammonium from soil
at early development stages, The pH values in the soil in which ragweed was grown was much lower than pH of
soil where oats were grown, pH value increases as the plant grows, which is probably the result that, after using
up the available ammonium-N and since ammonification processes are not happening quickly enough to
produce that form of nitrogen for its further growth, the plant switches to nitrate-N.
Résumé
L’objet de l’étude est de déterminer la capacité compétitive de l’ambroisie par rapport à l’avoine en comparant
la consommation d’azote sous forme d’ammonium et de nitrate lors des stades précoces de croissance. Les
analyses de sol après le développement de la première paire de feuilles de l’ambroisie montrent un taux
d’ammonium très inférieur (1.25 mg/kg) à celui de l’avoine (3,5 mg/kg) tandis que le taux de nitrate est moindre
pour l’avoine (23.92 mg/kg), ambroisie (56.58 mg/kg). Dans la plante, l’azote est beaucoup plus important chez
l’ambroisie (3.29%) que chez l’avoine (1.55%). Lors de la deuxième paire de feuilles, l’ammonium continue à
diminuer dans le sol de l’ambroisie, tandis que la consommation de nitrate augmente et est plus faible que celle
de l’avoine. L’analyse des plantes lors de la première paire de feuilles montre un niveau d’azote plus élevé chez
l’avoine tandis que la concentration secondaire est plus élevée chez l’ambroisie. Ceci peut s’explique par une
accumulation d’énergie par la plante pour la croissance intense et la dissémination. Ces résultats montrent une
capacité plus forte de l’ambroisie à utiliser l’ammonium du sol lors des premiers stades de développement. La
valeur du pH du sol où pousse l’ambroisie est très inférieure à celle du sol où pousse l’avoine, cette valeur
augmente lorsque la plante croît, ce qui est probablement le résultat du fait que, après avoir utilisé l’ammonium
–N et pendant l’ammonification, la production de cette forme d’azote pour sa croissance future n’étant pas assez
rapide, la plante se reporte sur le nitrate-N.
Key- words: Ambrosia artemisiifolia, early stage, nitrogen uptake, ammonium, nitrate.
Mots-clés: Ambrosia artemisiifolia, stades précoces, consommation d’azote, ammonium, nitrate.
1
Institute for Plant Protection and Environment, Teodora Drajzera 9, 11 000 Belgrade, Serbia; E-mail: [email protected].
Institute for Soil Science, Teodora Drajzera 7 , 11 000 Belgrade, Serbia
3
Institute for Pesticides and Environment, Banatska 31b, 11 000 Belgrade, Serbia
2
69
Introduction
Common Ragweed (Ambrosia artemisiifolia) is present in the whole territory of Serbia. At the
beginning of its occurrence on non-agricultural land, no control measures were undertaken, thus
enabling ragweed to turn from naturalized into invasive weed species, which now accounts for 5 - 25
% of the area (8, 9). In order to shed light on the phenomenon of ragweed competitiveness and
invasiveness, preliminary investigation of nitrogen uptake in early stages of plant growth was carried
out and presented in this paper.
The soil used in the study was the degraded tchernozem*, which was fertilized with complex NPK at
the rate of 150 kg/ha N, P2O5, K2O. Common ragweed seedlings were grown until the second pair of
leaves developed, that is, three leaves in case of oats. Common ragweed was investigated at two
different growth stages – when the first and the second pair of leaves were developed, while the
growth of oat seedlings was interrupted at the occurrence of the above development stages of
ragweed. The soil in which the ragweed was grown was air-dried ground and sieved through 2 mm
mesh. The content of ammonium and nitrate in soil, as well as pH value, were then determined. The
whole ragweed plants were dried at 105°C and pulverized into a homogenous plant material, which
was then analyzed for the content of nitrogen and carbon using the CNS analyzer (Vario model EL III
ELEMENTAR Analysasysteme GmbH, Hanau, Germany). Ammonium-N and nitrate-N in soil were
determined using the Kjeldahl method, while soil pH was measured in 1/2.5 water solution by pH
meter. Statistical analyses were performed with SPSS version 16 software. The effects of treatments
on the variables were tested by ANOVA. Statistical differences between the treatments were
determined using t test (95%) by a Pearson for Fisher’s LSD.
Results
The experiment revealed considerable differences in soil composition, especially in content of
ammonium-N. The lowest concentration of ammonium was observed in soil where ragweed was
grown, particularly in the phase when the second pair of leaves developed; it was 0.17 mg/kg which is
a significant statistical difference in comparison to 3.5 mg/kg that was determined for soil where oats
were grown (Tab. 1). The results for the soil nitrate content are quite different from ammonium one.
The highest nitrate concentration (56.58 mg/kg) was recorded in soil where the ragweed with the first
pair of leaves was growing. The soil where oats were grown showed constantly low level of nitrate,
23.92 mg/kg and 23.75 mg/kg. The values for soil where ragweed was grown until the development of
the second pair of leaves were much smaller (19.27 mg/kg) and statistically similar to oats-related
results.
The soil pH values (in water solution) showed statistically significant differences among analyzed soil
samples. The lowest pH value was found in soil where ragweed was grown in the phase of the first
pair of leaves development (7.63). This value significantly increased in the phase of the second pair of
leaves development (7.7), but it still remained below the level recorded for oats (7.74 in both
measurements).
The content plant material nitrogen of ragweed with the first pair of leaves developed was much
higher than in oat plants in the same development phase, while in the phase when ragweed had two
pairs of leaves developed, this value was lower in ragweed than in oats. The carbon content plant
material varies between the two development phases in which this parameter was observed: it
increases in case of ragweed and decreases in case of oats (Tabl. 2).
70
Discussion
In contrast to other plant nitrogen nutrients may be taken up in form of a cation as NH4+ or an anion as
NO3-. Uptake rates are mainly determined by the physiological need of plants and not so much by the
fact whether the source is a cation or an anion (2). Many species display preference for NH4+ over
NO3- including those of forest trees (3) and grasses (5). It is well-known that plants with high mass
yield (rice, trees) are inclined to use ammonium as a source of nitrogen and from the results of this
study it could be concluded that, in early development stages, ragweed exhibits the same property.
That enables to gain advantage over other plants. Since the ammonification process in soil
(decomposition of organic matter), in early spring is not intensive, the ammonium form of nitrogen
uptake enables ragweed to use up the most of available nitrogen from soil. On the other hand, nitrate
adsorption can be reduced, it is due to an increased content of ammonium ions (6), moreover the
ammonium ion uptake is not influenced by nitrate ion (4). The inclusion of ammonium-N into further
organic compounds has no impact on the reduction processes that utilize plant’s energy necessary for
its growth.
It has also been noticed in ragweed that, after using up the available reserves of ammonium, its uptake
of nitrate-N rapidly increases. Such behavior only enhances competitive advantage of ragweed over
other plants in this nutrient uptake and clearly shows that ragweed has high capacity to activate nitrate
reductase, since it is one of the factors that affect nitrate uptake from soil (1). This shows that ragweed
is a plant capable of “choosing” the source of nitrogen, since nitrate uptake poses no problem for this
species.
The soil pH values where ragweed and oats were grown also confirm the conclusion on increased
ammonium-N uptake. It has been proved before that ammonium uptake is associated with a pH
decrease in the nutrient solution and NO3- uptake with a pH increase (7). The values obtained in this
study indicate that the soil pH in which ragweed was grown is much lower than the soil pH where oats
were grown. The pH value increases as the plant grows, which is probably the result of the fact that,
after using up the available ammonium-N and since ammonification processes are not happening
quickly enough to produce that form of nitrogen for its further growth, the plant switches to nitrate-N.
The analysis of carbon content in plant material showed that in the phase of the first pair of leaves
development, the nitrogen level was higher in oats, while in the phase of the second pair of leaves
development, nitrogen concentration was higher in ragweed. This is explained by the presumption on
accumulation of energy for intensive growth and spread of the plant.
71
Conclusion
Common ragweed preserves the energy for nitrogen assimilation into amino-acids due to avoidance of
nitrogen reduction process. The occurrence of energy accumulation is confirmed by the increased
carbon content in common ragweed with two pairs of developed leaves. These results are preliminary
but they indicate that one of the properties of common ragweed that make it highly invasive could be
its capacity to absorb ammonium at early stages of growth, which speeds up its development.
*Tchernozem is a stable type of land-soil. 8000-10000 years ago, it was formed on the loose surface in
Vojvodina (part of Serbia) under favorable climate, vegetation and morphologic factors. The characteristics are:
A (65-80 cm), humus accumulative horizon, AC (40-50 cm), transitional horizon and C, the parent rockhorizon. The color of A horizon is brownish black and structure is crumby. Clay particles are 45-50% and that
granulometric composition is very favorable. The pH is about 7.5-8.0. Tchernozem is rich with organic matter,
low level of easily accessible phosphorus and potassium is more frequent. Generally it is a natural rich fertile
land-soil.
Acknowledgment
The authors are grateful to the Ministry of Education and Science of the Republic of Serbia for
financial support Project No.TR 31043.
References
(1) Aslam M., Travis R.L., Huffaker, R.C. 1992. Comparative kinetics and reciprocal inhibition of nitrate and
nitrite uptake in roots of uninduced and induced barley (Hordeum vulgare L.) seedlings. Plant Physiol., 99,
1124-1133.
(2) Marschner H., Haussling M., George E. 1991. Ammonium and nitrate uptake rates and rhizosphere pH in
non-mycorrhizal roots of Norway spruce (Picea abies L. Karst.). Trees, 5, 14-21.
(3) Mengel K., Viro M. 1978. The significance of plant energy status for uptake and incorporation of NH4nitrogen by young rice plants. Soil Sci. Plant Nutr., 24, 3, 407-416.
(4) Mengel K., Robin P., Salsac L. 1983. Nitrate reductase in shoots and roots of maize seedlings as affected by
the form of nutrition and the pH of nutrition solution. Plant Physiol., 71, 618-622.
(5) Mengel K., Kirkby E. 2001. Principles of plant nutrition Nitrogen. Ed. Kluwer Academic publishers, 397431.
(6) Minotti P.L., Williams D.C., Jackson W.A. 1969. Nitrate uptake by wheat as influenced by ammonium and
other cations. Crop Sci., 9, 9-14.
(7) Roco E., Mengel K. 2000. Nitrogen losses from entire plants of spring wheat (Triticum aestivum) from
tillering to maturation. Eur. J. Agron., 13, 101–110.
(8) Vrbnicanin S., Malidza G., Stefanovic L., Elezovic I., Stankovic-Kalezic R., Marisavljevic D., RadovanovJovanovic K., Pavlovic D., Gavric M. 2008. Distribution of some economically harmful invasive and quarantine
weed species in the territory of Serbia. Plant Doctor, XXXVI, 5, 303-313.
(9) Vrbnicanin S., Karadzic B., Dajic-Stefanovic Z. 2004. Adventive and invasive weed species in the territory
of Serbia, Acta Biologica Jugoslavica, series G, 13, 1-12.
72
Impact économique de l’ambroisie sur l’agriculture
The economic impact of ragweed in agriculture
Fabien Lagarde1
Résumé
Une étude du Centre Technique Interprofessionnel des Oléagineux et du Chanvre (CETIOM) et
d’ARVALIS-Institut du Végétal a mesuré l’impact économique de l’ambroisie sur le monde agricole.
Diminution du revenu de l’agriculteur, augmentation des charges liées à la lutte, les producteurs ont
tout intérêt à gérer la plante invasive. Ils doivent avoir accès à une palette de solutions techniques la
plus large possible. Avec l’arrivée des tournesols tolérants à des désherbants de post-levée, les
agriculteurs disposent désormais d’un nouvel outil complémentaire pour gérer de manière efficace
l’adventice invasive.
Abstract
Ragweed will entail a loss of the farmer’s income when it develops and will incur additional costs
when dealt with. A study carried out by the Centre Technique Interprofessionnel des Oléagineux et du
Chanvre (CETIOM) and ARVALIS-Institut du Végétal shows the harmful economic impact of
ragweed on agriculture. With the arrival of Sunflowers tolerant to post-flowering weed-killers, farmers
now have an additional tool to efficiently deal with the invasive plant.
Mots-clés: ambroisie, impact économique en agriculture, tournesols tolérants
Key-words: common ragweed, economic impact in agriculture, tolerant sunflowers
L’ambroisie est un grand ennemi du monde agricole. L’étude réalisée récemment par le CETIOM
(Centre technique Interprofessionnel des Oléagineux et du Chanvre) et ARVALIS (Institut du
Végétal) et présentée lors du colloque Ambrosia 2012 (29 et 30 mars derniers à Lyon) montre l’impact
économique néfaste de l’ambroisie sur l’agriculture. Invasive et allergène, elle crée de graves allergies
en santé humaine et n’épargne pas non plus l’économie agricole. Entre manques à gagner et surcoûts
liés à la lutte, l’ambroisie fait des ravages. Elle entraîne une diminution des revenus de l’agriculteur
lorsqu’elle se développe et génère une augmentation des charges même lorsqu’elle est bien gérée.
Petite bombe à retardement, elle a des effets différés car, en cas de prolifération, les graines
d’ambroisie restent viables pendant plus de 10 ans dans le sol alors que certaines parcelles peuvent
être soumises à plusieurs centaines de plantes/m², capables de produire plusieurs milliers de graines.
Les pertes peuvent ainsi atteindre les 2/3 du rendement en l’absence de désherbage et plus de 30 % en
cas désherbage mal maîtrisé.
Sur l’ensemble des départements de la région Rhône-Alpes, les pertes de production potentielles si le
contrôle de l’ambroisie n’est pas assuré ont été évaluées à plus de 10 millions d’euros. Elles montrent
bien l’importance économique d’une lutte adaptée et efficace sur les cultures de printemps.
Pour lutter contre l’ambroisie, les agriculteurs doivent disposer de diverses solutions, d’une boîte à
outils. L’exemple du tournesol est caractéristique : avec l’arrivée des tournesols tolérants à des
désherbants de post-levée, les agriculteurs disposent désormais d’un nouvel outil complémentaire aux
solutions mécaniques et chimiques existantes pour gérer de manière efficace l’adventice invasive.
1 CETIOM : Centre
Technique Interprofessionnel des Oléagineux et du Chanvre. [email protected] Ambroisie, the first international ragweed review, 2012, 27
73
Les tournesols tolérants offrent une liberté de décision aux producteurs
Les agriculteurs peuvent désormais choisir entre différentes stratégies de désherbage (chimique,
mécanique, combinée) ainsi qu’entre différents types d’herbicides pour concevoir leur programme de
désherbage. Des semences de diverses variétés de tournesols tolérants à certains herbicides appliqués
après la levée sont mises sur le marché par les semenciers. L’utilisation du désherbant dans ce
cadre reste facultative. En effet, si la maîtrise des mauvaises herbes par le binage, par exemple, est
satisfaisante, l’application du désherbant n’est absolument pas obligatoire. Il faut savoir
qu’aujourd’hui, près d’un hectare sur deux est biné dans les régions traditionnelles de culture de
tournesol en France.
En augmentant la période d’application potentielle du désherbant, en particulier en attendant de voir
apparaître les mauvaises herbes, ces solutions permettent à l’agriculteur d’être plus autonome et de
faire des choix en fonction de ses observations au champ. Il a recours aux produits phytosanitaires
uniquement s’il constate la présence d’adventices problématiques.
Des tournesols en phase avec le Grenelle de l’environnement
Le désherbage des tournesols tolérants ne nécessite que de faibles quantités d’herbicide de l’ordre de
quelques dizaines de grammes par hectare. Cette innovation permet de combiner toutes les techniques
de désherbage disponibles. Au-delà du binage, déjà largement utilisé par les producteurs, les
tournesols tolérants permettent d’envisager une solution chimique localisée sur le rang couplé à un
binage de l’inter-rang et ainsi de réduire jusqu’à 70 % les quantités d’herbicides utilisées avec une
bonne garantie sur la qualité du désherbage de la culture.
Gestion responsable
La question des résistances (comme pour les antibiotiques en médecine) est inhérente à la biologie.
Pour toutes les grandes cultures produites en France, le développement de mauvaises herbes
résistantes vis-à-vis des herbicides est possible. Le phénomène est connu depuis de nombreuses
années : l’utilisation systématique d’un même désherbant (ou d’un même antibiotique pour les
bactéries) dans la durée peut provoquer la sélection de lignées de mauvaises herbes résistantes (ou de
souches bactériennes). Les organismes techniques (instituts techniques, chambre d’agriculture…)
répertorient les cas de résistance observés, informent régulièrement les producteurs sur les conditions
d’utilisation à risque (monoculture…) et les accompagnent dans leurs démarches de maîtrise des
mauvaises herbes à l’échelle de la rotation.
La lutte efficace contre l’ambroisie en parcelles agricoles passe par une large boîte à outils utilisée de
manière responsable et durable. Il en va de l’intérêt des personnes allergiques et des agriculteurs,
premières victimes de la plante invasive.
Pour en savoir plus : www.tournesol-tolerant.cetiom.fr
74
The economic impact of ragweed in agriculture
Ragweed is one of the big threats in the agricultural world. A study recently carried out by the
CETIOM (Centre technique Interprofessionnel des Oléagineux et du Chanvre) and ARVALIS (Institut
du Végétal) and presented during the Ambrosia symposium on March 29th and 30th 2012 in Lyon,
showed the harmful economic impact of Ragweed on agriculture.
The invasive and allergenic plant has a serious impact on human health and also affects the
agricultural economy. Ragweed will entail a loss of the farmer’s income when it develops and will
incur additional costs when dealt with. It acts like a small time-bomb, and in case of proliferation,
ragweed seeds will stay in the ground for more than 10 years and considering that certain plots of land
will be affected by several hundred plants per square meter, they are thus capable of producing several
thousand seeds. If untreated with herbicides the losses can reach 2/3rds of the harvest and by more
than 30 % if poorly treated.
In all the Rhône-Alpes departments, if Ragweed is not controlled, there is an estimated loss of more
than 10 million euros. These potential losses show the importance of an adapted and effective fight for
these spring crops.
To fight Ragweed, farmers must have various solutions. The example of Sunflower is typical. With
the arrival of Sunflowers tolerant to post-flowering weed-killers, farmers now have an additional tool
(other than mechanical or chemical solutions) to efficiently deal with the invasive plant.
Resistant Sunflower offer a choice for farmers
Farmers can now choose between different weeding strategies (chemical, mechanical or a mixed
solution) as well as different types of weed-killer to use as a treatment. A wide range of Sunflower
seeds resistant to post-flowering weed-killers has been launched on the market by all most of seed
companies. The use of herbicides therefore becomes optional. Indeed, if weeding by hoeing has
satisfactory results ; using weed-killer is unnecessary. Today, almost one hectare out of two is hoed in
traditional Sunflower cultivation in France.
By increasing the period of potential application of the weed-killer (especially by waiting to see if
weeds appear) these solutions allow farmers to be more autonomous and to choose a solution
according to their observations in the field.
Sunflowers and the Grenelle de l’environnement (State environement agreements)
Tolerant sunflowers need only small quantities of weed-killer. Only a dozen grams per hectare are
enough to protect the field. This new method allows farmers to choose between various solutions.
Other than hoeing, already widely used by farmers, resistant Sunflower would allow a local chemical
spraying on the plants combined with hoeing in-between the plants therefore reducing the use of
weed-killer by up to 70 % with guaranteed results.
Responsible Management
The question of resistance (like antibiotics in medicine) is inherent to Biology. For all the large-scale
crops produced in France, the development of resistant weeds to herbicides is a possibility. The
phenomenon has been known for many years: the systematic use of the same antibiotic or weed-killer
can, in the long term, create a different strain of bacteria or herbicide-resistant weeds. These
developments are listed by the various technical agencies (technical institutes, farmers' associations…) and regularly inform farmers of the risks involved (single-crop farming…) and help
them control weeds in crop rotation.
The struggle against Ragweed can succeed through sustainable and responsible action. It is in the
interest of allergy-sufferers and farmers alike who are in the front line of the invasive plant.
Further information can be found on: www.tournesol-tolerant.cetiom.fr
75
.
.
ambroisie
,
aprr s engage !
Depuis 1996, APRR est engagé dans la lutte contre
cette plante invasive avec des actions variées :
> Identifier la plante sur tout le réseau d’autoroutes
(plus de 2 000 km) chaque année.
> Cartographier et signaler les sites à ambroisie
au personnel autoroutier d’entretien du réseau.
> Participer aux travaux de l’AFEDA (colloques).
> Former le personnel d’année en année
pour qu’il apprenne à identifier l’ambroisie.
> Inscrire dans la politique d’exploitation
des autoroutes la volonté de maîtriser l’espèce.
> Expérimenter des méthodes de lutte curative :
arrachage, fauchage, herbicide, etc.
> Offrir le terrain autoroutier comme site
expérimental pour l’INRA : thèse de Boris Fumanal.
> Approcher des méthodes de lutte préventive
notamment dans les chantiers de génie civil.
> Participer en 2005 aux journées Ambroisie
organisées à Saint Exupéry (plaine de l’Ain).
> Participer aux travaux d’un groupe de travail
monté par le ministère de la Santé depuis 2008.
> Présenter la lutte sur une infrastructure
de transport au colloque d’Aix-les-Bains en 2008.
> Alimenter la cartographie nationale en 2010.
> Participer au comité technique de l’observatoire
de l’ambroisie depuis 2011.
> Présenter la lutte sur les chantiers au colloque
de Lyon « Ambrosia 2012 ».
APRR
Quatrième groupe autoroutier en Europe, APRR, filiale d’EIFFAGE, exploite avec sa filiale
rhônalpine AREA un réseau de 2 263 kilomètres d’autoroutes. Axe de communication majeur
en Europe, ce réseau comprend notamment l’axe Paris-Lyon, un axe Bourgogne-Europe du Nord,
des autoroutes dans la région Rhône-Alpes et des autoroutes au centre de la France.
www.aprr.fr
Contact : Etienne Cuénot
[email protected]
+33 (0)3 80 77 69 46
der de couverture 2012.qxp
15/06/2012
14:24
Page 1
24 juin 2012 : 30 ANS
ANNIVERSAIRE DU CAPTEUR DE LYON-BRON
Les premières journées Internationales de l’Ambroisie ont pour but de faire prendre conscience de l’effort
nécessaire pour informer le public et les professionnels des problèmes engendrés :
- dans le domaine de la Santé Publique, par le polluant biologique qu’est le pollen de l’ambroisie,
- dans le domaine agricole, par le caractère envahissant de la plante elle-même.
A cette occasion les thèmes de recherche publiés par l’AFEDA dans ses livres et ses publications ne seront pas évoqués mais
rappelons-les.
Premières études cliniques françaises de la maladie,
Premières enquêtes épidémiologiques françaises en médecine,
Premières études biochimiques françaises du pollen d’Ambrosia artemisiifolia,
Premières évaluations des situations des infestations agricoles en Rhône-Alpes,
Première installation d’un capteur de pollen à la station météorologique de Lyon-Bron en 1982.
D’autres capteurs ont été installés pour rechercher les zones envahies en 1984 à Ambérieu-en-Bugey, Chambéry, Clermont-Ferrand,
Grenoble, Gréoux-les-Bains, Lus-la-Croix-Haute, Mâcon, Montélimar, Nevers, Saint-Etienne, puis plus tard, à Angoulême, Dijon,
Tarare, Valence, Vienne, Vichy.
Les traces fossiles d’Ambrosiacés ont été recherchées.
Plus récemment premières recherches de coût sur le plan de la santé.
Une recherche majeure a été l’identification de la longueur d’onde de l’ambroisie (en collaboration avec le
CNRS -Toulouse- et le CNES). Elle a permis l’identification de la plante depuis l’espace par satellite.
Les pouvoirs publics pourraient l’utiliser s’ils le désiraient.
Il convient d’attirer l’attention sur le fait que l’AFEDA a mis au point pour la première fois au monde
la recherche des pollens d’ambroisie au sol par fluxage avant et après leur saison et a comparé leurs
pourcentages à ceux du capteur aérien de Lyon-Bron très proche,
cela représente la nouveauté de cette journée.
PROGRAMME
14h-15h : sur le perron du château. Accueil par la présidente : Docteur Chantal DÉCHAMP.
--14h15. Le capteur de pollen (modèle Cour), son fonctionnement.
Docteur Henriette MÉON, palynologue, Université Lyon 1. Vice-présidente AFEDA.
--14h30. La botanique de l’ambroisie, apprendre à la reconnaître quelque soit son stade.
Gaëtan GUIGNARD, maître de conférences, biologie végétale, Université Lyon 1. CA AFEDA
14h45 : à l’arrière du château.
Le système de fluxage des pollens du sol. Docteur Chantal DÉCHAMP.
Une voiture montrera comment l’AFEDA a mis en évidence la lutte entreprise par Saint-Priest.
15h : Salle François 1er.
Rafraîchissements, faisons connaissance… Remise aux participants volontaires d’un QUIZZ.
15h30-16h : Salon Mezzanine.
Visite d'affiches : par exemple : cartes de l’ambroisie en France, en Europe, réalisées par l’AFEDA.
Exposition des livres, revues, bulletins d’adhésion édités par l’AFEDA (vente possible).
16h : Salon Panoramique, vue sur les monts du Beaujolais.
Présentation des orateurs : Patrick CHEVROLAT, responsable de la communication, CA AFEDA:
-- La botanique de l’Ambroisie en images. Gaëtan GUIGNARD.
-- Question à Docteur Nicole DONAT, allergologue parisienne : adhérente AFEDA,
comment sont arrivées les ambroisies chez votre premier malade de Nevers en 1964 ?
-- La pollinose due aux ambroisies, son traitement. Docteur Danielle MEGRET allergologue, CA AFEDA.
-- Les objectifs des comptes de pollen: un meilleur traitement de la pollinose, un suivi de l’évolution de
l’envahissement de l’ambroisie. Henriette MÉON, Docteur-es-Sciences.
-- Les résultats du fluxage des pollens du sol. Saint-Priest, première ville de France à avoir mis en route ce
système de contrôle créé par l’AFEDA. Dr. Chantal DÉCHAMP.
-- Questions des participants aux orateurs. -- Résultats du Quizz
-- Conclusion. La présidente. Dr. Chantal DÉCHAMP.
20 €
http://assoc.wanadoo.fr/afeda

the first international ragweed review

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