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
Konventionelle versus ökologische Intensivierung Herbizide Insektizide Kunstdünger Natürliche Schädlingskontrolle Bestäubung Bodenfruchtbarkeit Diversitätseffekte Mischkulturen -> Erhalt / Wiederherstellung ökologischer Leistungen Bommarco et al. (2012) TREE
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
Rückgang von Bestäubern - Honigbienen Anzahl Bienenvölker in Europa: Zeitraum 1985-2005 Ganz Europa: -11.2 ± 5.9% ns Zentraleuropa: -23.3 ± 4.9% ** Andere Staaten: +5.9 ± 9.7 ** 20% increase 20% decrease Potts et al. (2010) Journal of Apicultural Research
Rückgang von Bestäubern - Honigbienen Anzahl Bienenvölker in Deutschland: Zeitraum 1971-2010 http://www.deutscherimkerbund.de/index.php?zahlen-daten-fakten
Agrarflächen mit Honigbienen unterversorgt Annahme: ausreichende Honigbienendichte in 1,5 km Radius um Bienenstand
Fehlen Bestäuber in Agrarlandschaften? Untersuchungen an 5 Kulturpflanzen Deutschland Erdbeeren Gradient von monotonen zu vielfältigen Landschaften Frankreich Kürbis Schweden Raps England Ackerbohnen Polen Buchweizen
Ohne Bienen bleiben die Erdbeeren klein Insektenbestäubung Selbstbestäubung Windbestäubung
Auswirkungen der Landschaftsstruktur Visitation rates of all pollinators Blütenbesucherraten 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 r²= 0,55 p= 0,015 0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Proportion Anteil of Ackerland arable land (%) (%) Geringere Blütenbesucherraten in ausgeräumten Agrarlandschaften Krewenka et al., unpublished data
Mittleres Frischgewicht (g) Fruchtgewicht und Besucherraten 16 Mean fresh weight (g) 14 12 10 8 6 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 Visitation Blütenbesucherraten rates of all pollinators Besucherraten positiv mit Frischgewicht korreliert Krewenka et al., unpublished data
Ökonomischer Wert der Insektenbestäubung Ertragswert Erdbeeren nach aktuellen Marktpreisen: Insektenbeitrag = Ertrag (offen) Ertrag (isoliert) Wert der Bestäubungsleistung Mean amount ± SEM Ertrag / ha 2247.35 ± 632.88 % Ertrag Bestäuber 33.66 ± 8.61 -> Wert der Bestäubungsleistung ~ 757 / ha Krewenka et al., unpublished data
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. 2012 Oecologia
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, 499-515
Landschaftseffekte auf Bestäuber Bestäuberdiversität Blütenbesucherraten 50% reduction: 1507m 50% reduktion: 668m Ricketts et al. (2008) Ecology Letters 11, 499-515
Fruchtansatz (%) Bestäuberdiversität erhöht Fruchtansatz 90 80 70 60 50 40 0 4 8 12 16 20 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, 955-961
Bestäuberdiversität erhöht Fruchtansatz 500 Number of seeds Anzahl Samen 400 300 200 100 3 4 5 6 7 8 9 10 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
Hängen Erträge von der Bestäuberdiversität ab? Globaler Datensatz, 41 Kulturpflanzen, 600 Flächen Garibaldi et al. (2013) Science
Wildbienen steigern Erträge Positiver Zusammenhang zwischen Besucherrate und Fruchtansatz Garibaldi et al. (2013) Science
Blüten-Besucherrate hängt von der Bestäuberdiversität ab Garibaldi et al. (2013) Science
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. 2012 Global Change Ecology Hoehn et al. 2008, Proceedings of the Royal Society of London, Series B
Effektivität von Agrarumweltmaßnahmen Scheper et al. (2013) Ecology Letters
Effektivität von Agrarumweltmaßnahmen FS Blühstreifen OF Ökologische Bewirtschaftung GS/NR - Graseinsaat/Natürliche Begrünung EG Extensive Grünlandbewirtschaftung Scheper et al. (2013) Ecology Letters
Effektivität von Agrarumweltmaßnahmen Scheper et al. (2013) Ecology Letters
Bienenarten (Feld) Blütenarten 1 Agrarumweltprogramme 0 1 0 16 Weizenfelder konventionell öko 20 12 16 8 12 8 4 4 10 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 5 3 2 1 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 0.5 0.0 0.01 0 Göttingen Marburg Soest 0.01 Göttingen Region Marburg Soest Göttingen Marburg Soest Holzschuh et al. (2007) Journal,of Applied Ecology
Bienenarten (Randstreifen) Ökoflächen fördern Bienenvielfalt auf Landschaftsebene 15 10 5 3 2 1 öko konventionell 0 öko: R = 0.477 * konv: R = 0.426, p = 0.0545 0 10 20 30 % Ökofläche (750 m Radius) Holzschuh et al. (2007) Journal,of Applied Ecology
Effektivität von Agrarumweltmaßnahmen Blühpflanzendiversität! Scheper et al. (2013) Ecology Letters
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
Sicherung der Erträge von Kulturpflanzen Ökologische versus konventionelle Intensivierung Bommarco et al. (2012) TREE