Bestäubung wie ergänzen sich Wildbienen und Honigbienen - und was fehlt in heutigen Agrarlandschaften

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1 Bestäubung wie ergänzen sich Wildbienen und Honigbienen - und was fehlt in heutigen Agrarlandschaften Ingolf Steffan-Dewenter Lehrstuhl Tierökologie und Tropenbiologie Universität Würzburg Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie

2 Konventionelle versus ökologische Intensivierung Herbizide Insektizide Kunstdünger Natürliche Schädlingskontrolle Bestäubung Bodenfruchtbarkeit Diversitätseffekte Mischkulturen -> Erhalt / Wiederherstellung ökologischer Leistungen Bommarco et al. (2012) TREE

3 Anzahl Kulturpflanzen Produktionsvolumen (Mt) Wie viele Kulturpflanzen benötigen Bestäuber? 124 wichtigsten Kulturpflanzen (FAO Datenbank), Keine Ertragssteigerung Ertragssteigerung Unbekannt Auch Getreide Insektenbestäubung führt bei ~70 % der Kulturpflanzen zu Ertragsteigerung Nur 35 % des Produktionsvolumens (Getreide) Höherer Ertragswert insektenbestäubter Kulturpflanzen Klein et al. (2007) Proceedings of the Royal Society of London, Series B

4 Rückgang von Bestäubern - Honigbienen Anzahl Bienenvölker in Europa: Zeitraum Ganz Europa: ± 5.9% ns Zentraleuropa: ± 4.9% ** Andere Staaten: +5.9 ± 9.7 ** 20% increase 20% decrease Potts et al. (2010) Journal of Apicultural Research

5 Rückgang von Bestäubern - Honigbienen Anzahl Bienenvölker in Deutschland: Zeitraum

6 Agrarflächen mit Honigbienen unterversorgt Annahme: ausreichende Honigbienendichte in 1,5 km Radius um Bienenstand

7 Fehlen Bestäuber in Agrarlandschaften? Untersuchungen an 5 Kulturpflanzen Deutschland Erdbeeren Gradient von monotonen zu vielfältigen Landschaften Frankreich Kürbis Schweden Raps England Ackerbohnen Polen Buchweizen

8 Ohne Bienen bleiben die Erdbeeren klein Insektenbestäubung Selbstbestäubung Windbestäubung

9 Auswirkungen der Landschaftsstruktur Visitation rates of all pollinators Blütenbesucherraten r²= 0,55 p= 0, Proportion Anteil of Ackerland arable land (%) (%) Geringere Blütenbesucherraten in ausgeräumten Agrarlandschaften Krewenka et al., unpublished data

10 Mittleres Frischgewicht (g) Fruchtgewicht und Besucherraten 16 Mean fresh weight (g) Visitation Blütenbesucherraten rates of all pollinators Besucherraten positiv mit Frischgewicht korreliert Krewenka et al., unpublished data

11 Ökonomischer Wert der Insektenbestäubung Ertragswert Erdbeeren nach aktuellen Marktpreisen: Insektenbeitrag = Ertrag (offen) Ertrag (isoliert) Wert der Bestäubungsleistung Mean amount ± SEM Ertrag / ha ± % Ertrag Bestäuber ± > Wert der Bestäubungsleistung ~ 757 / ha Krewenka et al., unpublished data

12 Ölgehalt Trockengewicht (%) Oil content as % dry weight Ökonomischer Wert der Insektenbestäubung höherer Ölgehalt bei Insektenbestäubung 50% 40% Autonomous Tulle bag self-pollination (+ wind) Open pollination (+ insects) Selbstbestäubung (ASP) Windbestäubung (T - Gazebeutel) Freie Bestäubung (OP- Insekten + Wind) Bommarco et al Oecologia

13 Ergebnisse generalisierbar? 16 crops Almond Atemoya Canola (2) Tomato Watermelon (3) Coffee (3) Eggplant Field Bean Grapefruit Kiwifruit Longan Macadamia (2) Muskmelon Oil palm Passion fruit Sunflower (2) 23 Untersuchungen 10 Länder Ricketts et al. (2008) Ecology Letters 11,

14 Landschaftseffekte auf Bestäuber Bestäuberdiversität Blütenbesucherraten 50% reduction: 1507m 50% reduktion: 668m Ricketts et al. (2008) Ecology Letters 11,

15 Fruchtansatz (%) Bestäuberdiversität erhöht Fruchtansatz Anzahl Bienenarten der Bienenarten Fruchansatz: Fruit set: Handbestäubt pollination Frei Open abgeblüht pollination Kaffeesträucher setzen mehr Früchte an, wenn viele unterschiedliche Bestäuberarten vorkommen Klein et al. 2003, Proceedings of the Royal Society of London, Series B 270,

16 Bestäuberdiversität erhöht Fruchtansatz 500 Number of seeds Anzahl Samen Number of bee species Anzahl der Bienenarten Höhere Bestäuberdiversität führt zu höherem Fruchtansatz bei Kürbis Höhere Samenzahl und höheres Fruchtgewicht Hoehn et al. 2008, Proceedings of the Royal Society of London, Series B

17 Hängen Erträge von der Bestäuberdiversität ab? Globaler Datensatz, 41 Kulturpflanzen, 600 Flächen Garibaldi et al. (2013) Science

18 Wildbienen steigern Erträge Positiver Zusammenhang zwischen Besucherrate und Fruchtansatz Garibaldi et al. (2013) Science

19 Blüten-Besucherrate hängt von der Bestäuberdiversität ab Garibaldi et al. (2013) Science

20 Räumliche und zeitliche Komplementarität 1 - Nomia concinna 2 - Lasioglossum sp. 3 - Apis cerana 4 - Xylocopa dejeani 5 - Nomia fulvata 6 - Ceratina cognata 7 - Trigona sp. 8 - Amegilla sp. 9 - Xylocopa confusa 10-Lasioglossum halictoides 11-Apis dorsata 12-Xylocopa nobilis. Räumliche und zeitliche Unterschiede in der Ressourcennutzung Unterschiedliche Anfälligkeit gegenüber klimatischen Bedingungen (Brittain et al Global Change Ecology Hoehn et al. 2008, Proceedings of the Royal Society of London, Series B

21 Effektivität von Agrarumweltmaßnahmen Scheper et al. (2013) Ecology Letters

22 Effektivität von Agrarumweltmaßnahmen FS Blühstreifen OF Ökologische Bewirtschaftung GS/NR - Graseinsaat/Natürliche Begrünung EG Extensive Grünlandbewirtschaftung Scheper et al. (2013) Ecology Letters

23 Effektivität von Agrarumweltmaßnahmen Scheper et al. (2013) Ecology Letters

24 Bienenarten (Feld) Blütenarten 1 Agrarumweltprogramme Weizenfelder konventionell öko Göttingen Marburg Soest 0.01 Göttingen Region Marburg Soest Göttingen Marburg Soest Holzschuh et al. (2007) Journal,of Applied Ecology

25 Bienenarten (Randstreifen) Ökoflächen fördern Bienenvielfalt auf Landschaftsebene öko konventionell 0 öko: R = * konv: R = 0.426, p = % Ökofläche (750 m Radius) Holzschuh et al. (2007) Journal,of Applied Ecology

26 Effektivität von Agrarumweltmaßnahmen Blühpflanzendiversität! Scheper et al. (2013) Ecology Letters

27 Maßnahmen zur Förderung von Bestäubern Ackerflächen Ökologische Bewirtschaftung Ackerbrachen Blütenreiche Zwischenfrüchte Blühstreifen Niststrukturen Wildbienen Stellplätze Honigbienen Reduzierter Herbizideinsatz Bestäuber- und Nützlingschonender Insektizideinsatz Landschaftsmatrix Blütenreiche Saumstrukturen Erhalt und Management naturnaher Lebensräume Schaffung neuer Strukturen zur Verbesserung der Landschaftskonfiguration Berücksichtigung von Spill-over Effekten auf Schutzgebiete

28 Sicherung der Erträge von Kulturpflanzen Ökologische versus konventionelle Intensivierung Bommarco et al. (2012) TREE