Das Plus (+) an Diversität Artenreicher Agroforst auf Acker- und Grünland in Niedersachsen

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1 Das Plus (+) an Diversität Artenreicher Agroforst auf Acker- und Grünland in Niedersachsen Prof. Dr. Jörg Michael Greef Julius Kühn-Institut für Kulturpflanzen, Braunschweig Forum Agroforstsysteme, Dornburg-Camburg,

2 Vielfältig gestaltete Heckenstrukturen als Vorbild für Agroforstsysteme: Biodiversität und Aktionsradius verschiedener Tierarten in Hecken Quelle: LfL, Institut für Agrargökologie, 2005

3 Zielstellungen 1.Entwicklung und Erprobung eines ökologisch gestalteten Agroforstsystems auf landwirtschaftlicher Nutzfläche durch Integration von Pappeln, Weiden, Aspen und einheimischen Gehölzen als Baumstreifen 2.Prüfung der Wechselwirkungen zwischen Baum- und Ackerstreifen im Hinblick auf die Produktivität des Standortes 3.Prüfung von Effekten auf die Artenvielfalt am Beispiel der Gefäßpflanzen und der Brutvögel 4.Analyse potenzieller Verunkrautungsgefahr für angrenzende Ackerkulturen 5.Empfehlungen für die Gestaltung linienförmiger Energieholzpflanzungen zur wirkungsvollen Verbesserung der lokalen Biodiversität

4 Versuchsfläche Wendhausen, Niedersachsen Anpflanzung von Pappelklonen, Aspen einheimischen Strauchund Baumarten als Streifen für den Kurzumtrieb auf einer 24 ha Fläche Referenz -Fläche

5 Diversität durch Strukturvielfalt: Gestaltung der Baumstreifen

6 Gestaltung der Ackerstreifen (48 bzw. 96 m Breite). 3- bzw. 5-gliedrige Fruchtfolge zwischen den Baumstreifen Agroforstprojekt Nord 366 m Aussaat Wendhausen 2008/ m 48 m 24 m 24 m 225 m Mais Mais Ackerbohne W.Weizen W.Gerste W. Raps W. Raps 96 m Zaun Mittelweg: Getreide oder Grassaat 25 m 24 m 522 m 25 m 75 m 25 m 75 m 225 m W. Weizen W.Weizen W. Gerste W. Raps 75 m 24 m Fruchtfolge 1: Winterraps - Winterweizen - Ackerbohne - Mais - Sommergerste Fruchtfolge 2: Wintergerste - Winterraps - Winterweizen

7 Strukturvielfalt durch zeitlich gestaffelte Erntetermine in den Baumstreifen 1. Pappel - Variante Ernte 2011 Reihe 1 Reihe 2 2. Öko Variante Reihe 3 Reihe 4 Reihe 5 Reihe 6 keine Ernte Ernte nach 9-10 Jahren Ernte 2012 Reihe 1 Sträucher Reihe 2 Bäume Reihe 3 Reihe 4 Reihe 5 Reihe 6 3. Aspen - Variante Reihe 1 Reihe 2 Reihe 3 Aspe Reihe 4 Reihe 5 K. Pfennig

8 Strukturvielfalt und Kulturartendiversität durch Einbeziehung weiterer holzartiger (lignocellulosehaltiger) Energiepflanzen, wie z.b. Miscanthus und Switchgras Anbau von Miscanthus oder Switchgras: anstelle der Baumstreifen oder zwischen den Baumstreifen (ausschließliche Erzeugung von Holz und holzartiger Biomasse verbunden mit einer geringen Anbauintensität durch ausschließlich perennierende Kulturen Erhöhung der Produktivität Hohe C-Fixierung im Boden

9 Agroforstsystem in Wendhausen (Niedersachsen) Baumstreifen mit 3 Pappelklonen und Aspen bepflanzt Juli 2010 Juli 2010 April Juli 2009

10 Funktionelle Biodiversität im Agroforst-System Wind Mikroklima Abiotische Interaktionen Ertrag Boden Wasser Dichte Dynamik Leistung Biotische Interaktionen Ökosystemare Dienstleistungen Schädlingskontrolle Mineralisierung Bodenbildung

11 Effekte von linienförmigen Agroforstsystemen auf Acker- und Forstkulturen Wechselwirkungen zwischen Forst- und Ackerkulturen welche sind zu erwarten Wechselwirkungen in Bezug auf Ertrag, Ertragsstruktur und Ertragsstabilität: Konkurrenzeffekte in Bezug auf Licht, Bodenwasser und Bodennährstoffe Windschutz durch die Baumstreifen mit Effekten auf das Mikroklima (Temperatur, Evapotranspiration) Veränderungen im Mikroklima mit Effekten im Hinblick auf Pflanzenkrankheiten und Schädlingsbefall Veränderungen in der Biodiversität

12 Einfluß von Hecken und Baumstreifen auf das lokale Kleinklima Quelle:LfL, Institut für Agrargökologie

13 Windschattenwirkung von Baumstreifen in einem Agroforstsystem: Reduzierung der Windgeschwindigkeit in verschiedenen Abständen von Baumstreifen und im Vergleich zu einer Referenzstation Windrichtung

14 2008 Ertragskartierung für Sommergerste in Wendhausen in 2008 (Pflanzjahr der Baumstreifen) Weiße Streifen im Feld kennzeichnen die Baumstreifen. Keine von den Baumstreifen ausgehenden Wechselwirkungen (Konkurrenz bzw. Schutzwirkungen) auf die Sommergerstenerträge erkennbar.

15 Auswirkungen der Baumstreifen (2. Vegetation, Höhe ca. 3 m) auf die Ertragsfähigkeit von Weizen: In der Tendenz Ertragsreduktion vor allem auf der Leeseite der Baumstreifen 2009

16 Ertagsniveau für 4 Feldkulturen in 2010 unter dem Einfluss der angrenzenden Baumstreifen Sommergerste Ackerbohne Winterraps Winterweizen 2010 Ertragsniveau: Grün: Gelb: Rot: gering mittel hoch Ertagsniveau steigt mit zunehmender Entfernung zu den Baumstreifen an und ist in Feldmitte am höchsten

17 Brutvögel: Erfassung der Arten, deren Abundanzen und räumliche Verteilung der Reviere im Landschaftsausschnitt (1 km²) durch Revierkartierung Methode Revierkartierung

18 Landwirtschaftliche Nutzflächen (ohne Heckenstrukturen) mit Artenvielfalt und Reviermustern der Brutvogelarten Hoffmann & Lilienthal

19 Landwirtschaftliche Nutzflächen und naturnahe Biotope mit Artenvielfalt und Reviermustern der Brutvogelarten einschließlich der an Gehölzstrukturen adaptierten Arten Hoffmann & Lilienthal 2009

20 Floristische Artenvielfalt Durch Anlage von Energieholzanlagen nimmt die Vielfalt der Kleinstrukturen und korrespondierend die lokale floristische Artenvielfalt (grün: Strukturen) deutlich zu! J. Hoffmann, 2010

21 Floristische Artenvielfalt Einzelne Strukturen der Energieholzanlage sowie Teilbereiche der Ackerschläge weisen unterschiedliche floristische Artenvielfalt (Verlauf Frühjahr bis Sommer) auf! Summarisch erhöht sich dadurch die lokale Biodiversität in Agrarlandschaften! J. Hoffmann, 2010

22 Verunkrautungsgefahr Die meisten Wildpflanzenarten sind selten und ohne Konkurrenz für Kulturen. Bislang kein von den Gehölz- und Saumstrukturen ausgehender zusätzlicher Konkurrenzdruck der Spontanvegetation bei ortsüblicher Bestandesführung. r=selten <1%, + = bis 1%, 1= bis 5% (6-50 Exemplare), 2= bis 5% >50 Exemplare) J. Hoffmann, 2010

23 Ökonomischer Wert der Ökosystemaren Dienstleistungen Statistische Verschneidung von Ertrags- und Biodiversitätsdaten Ermittlung von Biodiversitätsdaten entlang von Transekten

24 Schlussfolgerungen Landschaftsstruktur Deutliche Erhöhung des Biotopstrukturanteils und der Biotopvielfalt möglich, besonders in ausgeräumten und gering durch Biotope strukturierten Ackerbau- und Grünlandgebieten. Nutzungsextensivierungen führen zu verbesserten Lebensraumbedingungen für viele Tier-und Pflanzenarten sowie zu einem wirkungsvolleren Biotopverbund Artenvielfalt Erhöhung der floristischen Artenvielfalt führt zu Mitnahmeeffekten für andere Artengruppen, z.b. für nektar- und pollensuchende Insekten (Wildbienen, Schmetterlinge u.a.) sowie im Sommer und Herbst zu verbesserten Nahrungsquellen für verschiedene Tierarten. Kulturartendiversität erhöhte Vielfalt der Kulturpflanzenarten erhöht die Agrobiodiversität