Vulnerability of biodiversity in the agro-ecosystems as influenced by green veining and land-use intensity

• Research unit: ART (FAL)
• Project number: 04.14.1.3
• Brief title: GREENVEINS

Key words (English)

biodiversity, land use, rural landscape, ecological infrastructure, intensity of production

Short description (German)

Im 20. Jahrhundert bewirkten die Intensivierung der Landnutzung und die Abnahme 'ökologischer Infrastruktur' ('green veining', z.B. Hecken, Säume) eine dramatische Veränderung der Agrarlandschaften. Diese Veränderung wird im Allgemeinen für die Abnahme der Biodiversität verantwortlich gemacht. Aber nicht alle landschaftlichen Veränderungen bewirken den gleichen Verlust der Biodiversität und nicht jeder Artenschwund ereignet sich sofort. Viele Arten können immer noch in einer Landschaft vorkommen, obwohl die Bedingungen für ihr langfristiges Überleben kaum oder gar nicht mehr gegeben sind. Da viele Arten in den landwirtschaftlichen Gebieten auf einer ähnlichen Massstabsebene operieren, wird vermutet, dass es eine Art Grenzwert gibt, jenseits dessen Arten vermehrt aussterben. Darauf stützt sich die Hypothese, dass eine Gefahrenzone identifiziert werden kann, in der eine weitere Intensivierung der Produktion und/oder Ausräumung der Landschaft zu einem Zusammenbruch der Biodiversität führt. Für eine nachhaltige Nutzung der Agrarlandschaft bezüglich biologischer Vielfalt ist es wichtig zu wissen, wie Agrarlandschaften jenseits dieser Gefahrenzone gehalten werden können oder wieder aus dieser in einen sicheren Bereich zurückgeführt werden können.

Project aims (German)

Das Hauptziel ist es, ein Vorgehen zu entwickeln für die Beurteilung der Verwundbarkeit der Biodiversität im Agrarökosystem.
- Die Beziehung zwischen Biodiversität, Landschaftsstruktur und Intensität der Landnutzung wird beschrieben und quantifiziert.
- Diese Beziehung wird im Hinblick auf Verwundbarkeit oder Nachhaltigkeit der Biodiversität in einer Agrarlandschaft interpretiert.
Aus den Erkenntnissen sollen Empfehlungen über den Anteil an "low-input"-Habitaten in der Agrarlandschaft abgeleitet werden, welche in Richtlinien einfliessen können (z.B. über den Anteil an ökologischen Ausgleichsflächen guter Qualität).

Description of results (German)

Billeter, R., J. Liira, D. Bailey, R. Bugter, P. Arens, I. Augenstein, S. Aviron, J. Baudry, R. Bukacek, F. Burel, M. Cerny, G. De Blust, R. De Cock, T. Diekötter, H. Dietz, J. Dirksen, W. Durka, M. Frenzel, R. Hamersky, F. Hendrix, F. Herzog, S. Klotz, B. Koolstra, A. Lausch, D. Le Coeur, J. Maelfait, P. Opdam, M. Roubalova, A. Schermann, N. Schermann, T. Schmidt, O. Schweiger, M. Smulders, M. Speelmans, P. Simova, J. Verboom, W. van Wingerden, M. Zobel and P. Edwards (2008). Indicators for biodiversity in agricultural landscapes: a pan-European study. Journal of Applied Ecology (2008) 45, 141–150.

Dormann C.F., Schweiger O., Arens P., Augenstein I. Aviron St., Bailey D., Baudry J., Billeter R., Bugter R., Bukacek R., Burel F., Cerny M., De Cock R., De Blust G., DeFilippi R., Diekötter T, Dirksen J., Durka W., Edwards P.J., Frenzel M., Hamersky R., Hendrickx F., Herzog F., Klotz St., Koolstra B., Lausch A., Le Coeur D., Liira J., Maelfait J.P., Opdam P., Roubalova M., Schermann-Legionnet A., Schermann N., Schmidt T., Smulders M. J. M., Speelmans M., Simova P., Verboom J., van WingerdenW., Zobel M. (2008) Prediction uncertainty of environmental change effects on temperate European biodiversity. Ecology Letters 11, 235–244.

Liira, J., Schmidt, T., Aavik, T., Arens, P., Augenstein, I.l, Bailey, D., Billeter, R., Bukacek, R., Burel, F., De Blust, G., De Cock, R., Dirksen, J., Edwards, P.J., Hamersky, R., Herzog, F., Klotz, S., Kühn, I., Le Coeur, D., Miklova, P., Roubalova, M., Schweiger, O., Smulders, M.J.M., van Wingerden, W.K.R.E., Bugter, R., Zobel, M. (2008) Plant functional group composition and large-scale species richness in the agricultural landscapes of Europe. Journal of Vegetation Science 19(1), 3–14.

Schweiger O., Musche M., Bailey D., Billeter R., Diekotter T., Hendrickx F., Herzog F., Liira J., Maelfait J.P., Speelmans M., Dziock F. (2007) Functional richness of local hoverfly communities (Diptera, Syrphidae) in response to land use across temperate Europe. Oikos 116(3), 461 – 472.

Hendrickx, F., Maelfait, J.P., van Wingerden, W., Schweiger, O., Speelmans, M., Aviron, S., Augenstein, I., Billeter, R., Bailey, D., Bukacek, R., Burel, F., Diekötter, T., Dirksen, J., Herzog, F., Liira, J., Roubalova, M., Vandomme, V., and Bugter, R. (2007) How landscape structure, land-use intensity and habitat diversity affect components of total arthropod diversity in agricultural landscapes. Journal of Applied Ecology 44, 340 – 351.

Bailey D., Herzog F., Augenstein I., Avirion S. Billeter R., Baudry J. (2007) Thematic resolution matters: Indicators of landscape pattern for European agro-ecosystems. Ecological Indicators 7, 692 – 709.

Bailey D., Billeter R., Aviron S., Schweiger O., Herzog F. (2007) The influence of thematic resolution on metric selection for biodiversity monitoring in agricultural landscapes. Landscape Ecology 22, 461 – 473.

Herzog F., Steiner B., Bailey D., Baudry J., Billeter R., Bukácek R., de Blust G., de Cock R., Dirksen J., Dormann C. F., de Filippi R., Frossard E., Liira J., Schmidt T., Stöckli R. Thenail C., van Wingerden W., Bugter R. (2006) Assessing the intensity of temperate European agriculture at the landscape scale. European Journal of Agronomy 24(2), 165 - 181.

Schweiger O., Maelfait J.P., van Wingerden W., Hendrickx F., Billeter R., Speelmans M., Augenstein I., Aukema B., Aviron S., Bailey D., Bukacek R., Burel F., Diekötter T., Dirkens J., Frenzel M., Herzog F., Liira J., Roubalova M. and Bugter R.. (2005). Quantifying the impact of environmental factors on arthropod communities in agricultural landscapes across organisational levels and spatial scales. Journal of Applied Ecology 42, 1129 – 1139.

Bailey D., Herzog F. (2004) Landscape monitoring. In: Wiersma B. (ed.) Environmental monitoring. Boca Raton / London; CRC Press, 307 – 335.

Transfer and application (German)

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Transfer and application (English)

For more detailed information please contact the person in charge of the project

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Transfer and application (Italian)

Per ulteriori informazioni vogliate contattore il responsabile menzionato.

Knowlegde improvements / Publications (German)

- Bailey D. and Herzog F., 2003. Landscape monitoring. In: Wiersma B. (ed.) Environmental monitoring. Boca Raton / London; CRC Press (in print).
- Burel F. et al., 1999. Comparative biodiversity of agricultural landscapes along an intensification gradient. Acta Oecologica 19, 47-60
- Edwards P.J., Kollmann J. and Wood D., 1999. Determinants of agrobiodiversity in the agricultural landscape. In: Agrobiodiversity: Characterization and Management. Wood D. and Lenné J.M. (eds.). CABI Publishing, pp. 183-210
- Herzog F. and Lausch A., 2000. Supplementing land-use statistics with landscape metrics: some methodological considerations. Environmental Monitoring and Assessment 72, 37 - 50.
- Lausch A., Herzog F., 2002. Applicability of landscape metrics for the monitoring of landscape change: issues of scale, resolution and interpretability. Ecological Indicators 2, 3 - 15.

Process / State of work (German)

Im Zentrum des Projektes stehen 24 Testgebiete, die über die Agrarlandschaften der gemässigten Klimazone Europas verteilt sind. Die Testgebiete werden so ausgewählt, dass sie eine Matrix bilden mit Gradienten von hoher bis geringer Produktionsintensität bzw. geringem bis hohem Anteil an ökologischer Infrastruktur. In diesen Testgebieten werden Daten zur Biodiversität und zur Landschaft / Landnutzung erhoben. Die Datenanalyse zielt darauf ab, das Verhältnis zwischen Biodiversität (z.B. Arten, Artgruppen - taxonomische wie auch funktionelle - und Metapopulationen von Arten auf verschiedenen Massstabsebenen) und (Veränderungen der) Landschaftsstruktur und Intensität der Landnutzung zu beschreiben. Die Ergebnisse dienen dazu, ein theoretisches Modell auszuarbeiten, das die erwartete Biodiversität aufgrund der Struktur und Nutzung der Landschaft beschreibt. Durch die Einbindung von Vertretern gesellschaftlicher Gruppen sollen die Ergebnisse in Bezug auf die nachhaltige Sicherung der Biodiversität interpretiert werden.
Die FAL ist verantwortlich für die Landschaftsanalyse von 11 Testgebieten und für die Einschätzung der Intensität der Landnutzung in allen Testgebieten. Die FAL wird auch zur Analyse der Resultate und zur Gestaltung des Modells beitragen, in dem der Zusammenhang zwischen Landschaftsstruktur und Biodiversität abgeleitet wird.
Das Projekt trägt bei zur KA " Ökologisierung der Landwirtschaft - Wirkungskontrolle und -verbesserung ".

Customers / Reporting (German)

Scientific community, Behörden und NGOs.

Publications / Results (German)

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Publications / Results (English)

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Publications / Results (French)

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Publications / Results (Italian)

Per ulteriori informazioni vogliate contattore il responsabile menzionato.