Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. Auswirkungen des landwirtschaftlichen Anbaus von Energiepflanzen auf die Biodiversität Methodische Erfahrungen aus EVA 1 M. Glemnitz1, R. Platen1 & C. Saure² 1 Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e. V. (ZALF) Müncheberg 2 Büro für tierökologische Studien Berlin
Anforderungen (Naturschutz) Wie kann Nachhaltigkeit in der Biodiversität beschrieben/ quantifiziert werden?? Zitat: Schöne (2007)
Verbundvorhaben EVA Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands (Projektleitung: Thüringische Landesanstalt für Landwirtschaft) Zielstellung: Gegenüberstellung von Anbauoptionen (27 Fruchtfolgen im Basisprogramm, >80 Fruchtarten/Produktionsvarianten) Optimierung von Fruchtfolgen und Anbauverfahren ackerbaulich ökonomisch ökologisch regionsbezogene Handlungsempfehlungen Kette: Standort Anbauverfahren Fermentation Methanertrag Spielräume für reduzierten Faktoreneinsatz / mehrj. Ackerfutter/ Mischfruchtanbau / Beregnung /...
Was ist das Referenzsystem? Frage: Wodurch unterscheidet sich der Anbau von Energiepflanzen systemimmanent von traditioneller Landwirtschaft? Frage ist nicht: welche ökologischen Wirkungen hat die Landwirtschaft? Skalen: 1) Anbauverfahren (Basis: Fruchtart) 2) Anbausystem (Basis: Betrieb, Fruchtfolge, Landschaft) Baseline : Traditionelle Pflanzenproduktion, Produktionsziel: Marktfrucht
Untersuchungsregion und Kooperationen (Koordination: Thüringer Landesanstalt f. Landwirtschaft) Parzellenversuche Feldexperimente Raps - C-Weizen Große Betriebe/ weite Landschaft Ackerfutter - Mais Fruchtfolgev. 2-Harvest-Syst. red. Faktoren E - Weizen Roggen - Kartoffeln Große Betriebe/ bergige Landschaft Körnermais - Sonnenblumen W.Gerste A.futter kleine Betriebe/ struktur. Landschaft
Zielorganismen und Untersuchungsprogramm Segetalflora (2 parallele Transekte in 10m Abstand) Laufkäfer + Spinnen (1 Transekt mit 5 Barberfallen) Blütenbesucher (je 4 Farbschalen) Brutvögel (Wissenssynopse) Kartierung der Nachbarschaftsbiotope Referenzfrüchte: Winterweizen u. Mais in allen Regionen
Funktionsweise Lebensraummodell Biotische Folgewirkungen Energiepflanzenanbaus Fruchtartenbezogene Inputs Zielartenbezogene Inputs Potenzieller Habitatwert der Fruchtart Verfahrensbezogene Inputs Bewertung Anbauverfahren
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. Design Felduntersuchungen 1 Transekt je Schlag mit : 4 Gelbschalen 5 Barberfallen 10 Boniturquadrate für die Vegetation
Veränderungen im Landbau Anbau neuer Fruchtarten Was ändert sich quantitativ in der Artenanzahl wenn, Sudangras statt Mais angebaut wird? (Ergebnisse aus Praxisversuchen 2005) Artenzahl Generalisten Spezialisten Mais Teilspez. Mais Spezialisten Sudgras Teilspez. Sudgras Segetalflora Blütenbes. Laufkäfer Spinnen Q.: Glemnitz (2007)
Artenanzahlen als Kriterium? Artenanzahlen in fünf unterschiedlichen Kulturarten (Felderhebungen 2005-2007) Species number 35 30 25 20 15 WCereals SCereals Legumes Maize Clovergrass +/- 3! 10 5 0 Thuringia Mecklenburg
Beikrautflora: keine Laufkäfer: Rote Liste Arten?? Bayern: 0, Mecklenburg: 9 Spinnen: Bayern: 1; Thüringen: 17; Mecklenburg: 24 Blütenbesucher: 28 + 2 Erstnachweise! (vor allem für Thüringen!)
Kalkulation der Fruchtfolgeeffekte auf die potenzielle Blütenbesucher-Diversität verschiedener Energiefruchtfolgen (Felderhebungen, Thüringen 2005-7)
Komplementäre Effekte verschiedener Fruchtarten auf die Blütenbesucherfauna Daten aus Felderhebungen (2005-2007), Gebiet Thüringen 26 Thüringen Individuenanzahl je Falle 24 22 20 18 16 14 12 Winterweizen Mais 5 6 7 8 9 Monat Solitärbienen Hummeln Schwebfliegen
Beiträge zur Beta-Diversität Habitatnutzung von Ackerflächen wird bestimmt durch... Anbauzeitraum u. -länge Bestandesdichte (Dynamik) Blühaspekt der Kultur Bestandeshöhe (Dynamik) Schichtung der Vegetation
Kulturartendiversität in der Fruchtfolge 70 70 60 60 Artenanzahl BK_Artenanzahl 50 40 30 20 10 Artenanzahl LK_AZ 50 40 30 0 20 1 2 3 1 2 3 Anzahl Kulturartengruppen Anzahl Kulturartengruppen 80 70 80 21 Artenanzahl SP_AZ 60 50 40 Artenanzahl BB_Artenanzahl 60 40 30 20 20 Spinnen 1 2 3 Anzahl Anzahl Kulturartengruppen 1 2 3 Anzahl Anzahl Kulturartengruppen
Ableitung des Erhebungsdesigns Regionale Biotopinventur Auswahl Flächentypen und Anzahl Wiederholungen geomorfologische Gebietsanalyse Störungsgradienten
Standortgradienten unter Feldgehölzen cluster 3 cluster 2 cluster 1 cluster 5
Einfluß der Kulturartenvielfalt Diversität der Kulturarten beogen auf Anbauzeitraum, Vegetationsarchitektur, Blühaspekt und Schichtung wirkt in allen untersuchten Organismengruppen deutlich diversitätsfördernd Die Artmächtigkeit (Deckungsgrade, Biomasse) steigen insgesamt (kummulativ) nicht, die Variationsbreite in den Artabundanzen sinkt tendenziell Kulturartenvielfalt als Indikator der Habitatqualität geeignet (analog zu Schindler & Schumacher 2007) kein allgemeiner Zusammenhang zwischen Kulturartenvielfalt und dem Vorkommen funktioneller Gruppen
Effekte der Anbaugestaltung mehrjährige Fruchtarten: vor allem für höhere trophische Ebenen vorteilhaft, fördern spezielle Zönosen, wirken unterschiedlich auf einzelne Organismengruppen (Spinnen <> Laufkäfer) Kulturpflanzen mit Blühaspekt: wenig bis keine Effekte auf Blütenbesucher spezielle Förderung einzelner Artengruppen (Sommerannuelle Beikräuter, xerophyle Laufkäfer,..) Diversitätsbeitrag auf Grund der kurzen Anbauperiode jedoch gering Vorgezogene Erntetermine (Ganzpflanzenernte): bei regelmäßiger Anwendung verhinderte Reproduktion einzelner Arten (Beikräuter 25-33%) stark verringerte Individuenanzahl bei Laufkäfern
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