Interplay of crop diversity and agricultural area in agroecosystem services: Analytical and empirical study on local water quality

This study expands the framework for analyzing the interplay of agricultural area and crop diversity on agroecosystem services by incorporating the species‐area relationship concept from biology. We estimate panel fixed effects models that include both agricultural area and crop diversity, along with their interaction term. This approach allows us to derive a crop diversity threshold‐the point at which agricultural land no longer exerts a negative marginal effect on water quality, driven by adjustments along the intensive margin rather than the extensive margin. By replicating well‐established water quality models from the literature and conducting robustness checks, we validate this framework. Our results empirically demonstrate that crop diversity can mitigate the adverse impact of agricultural land on water quality, aligning with the goals of conservation programs. This framework provides a more comprehensive understanding of agriculture's non‐unidirectional contributions to water quality, rather than only negative impacts, which are pervasive in the literature. Moreover, the thresholds identified in this study provide valuable insights for prioritizing regions for landscape‐based, crop diversity‐driven conservation strategies and policy design. Cette étude élargit le cadre d'analyse des interactions entre la superficie agricole et la diversité des cultures sur les services agroécosystémiques en intégrant le concept biologique de la species‐area relationship (relation aire‐espèces). Nous estimons des modèles de panel à effets fixes incluant à la fois la superficie agricole, la diversité des cultures et leur terme d'interaction. Cette approche permet d'identifier un seuil de diversité des cultures — le point à partir duquel les terres agricoles n'exercent plus d'effet marginal négatif sur la qualité de l'eau — en raison d'ajustements à la marge intensive plutôt qu’à la marge extensive. En reproduisant des modèles de qualité de l'eau bien établis dans la littérature et en réalisant des tests de robustesse, nous validons ce cadre analytique. Les résultats montrent empiriquement que la diversité des cultures peut atténuer les effets négatifs des terres agricoles sur la qualité de l'eau, ce qui concorde avec les objectifs des programmes de conservation. Ce cadre offre ainsi une compréhension plus nuancée du rôle de l'agriculture sur la qualité de l'eau, en reconnaissant des contributions qui ne sont pas uniquement négatives, contrairement à ce qui domine dans la littérature. De plus, les seuils identifiés fournissent des indications utiles pour prioriser certaines régions dans la mise en œuvre de stratégies de conservation axées sur le paysage et la diversification des cultures, ainsi que pour la conception de politiques publiques.