B01: Landwirtschaftliche Biodiversität und assoziierte Dienstleistungen entlang von rural-urbanen Landschaften - Feldstudien und Modellentwicklung

Biodiversität und Landwirtschaft sind eng miteinander verbunden. Da die Urbanisierung einen weltweit mächtigen Faktor der Landnutzungsänderungen darstellt, erfährt die Aufrechterhaltung der Landwirtschaft innerhalb und am Rande von Städten große Aufmerksamkeit. Unsere Ergebnisse zeigen, dass ein Wechselspiel zwischen Entfernung zum Stadtzentrum, Landbedeckung der umliegenden Landschaft und landwirtschaftlichen Praktiken die funktionelle Biodiversität beeinflusst. Wir testen die Hypothese, dass die sozio-ökologische Tragfähigkeit der Produktionssysteme von der nachhaltigen Nutzung von Ökosystemdienstleistungen abhängt, wozu die funktionelle Biodiversität von Bestäubern wie auch von biologischen Antagonisten von Schädlingen zählt. In diesem Projekt untersuchen wir die geplante und assoziierte Biodiversität in Polykulturen und Monokulturen entlang rural-urbaner Gradienten (in enger Zusammenarbeit mit A01, A02, B02, C05, C04, C03, C02 und C01). Die Untersuchungen an den landwirtschaftlichen Nutzflächen umfasst experimentelle Feldstudien, in denen die Bestäuber und Schädlings-Antagonisten manipuliert werden, sowie ein räumlichzeitliches Modell, um den Beitrag der Bestäubung auf den Ertrag zu quantifizieren – unter Berücksichtigung des Beitrags der Schädlings-Antagonisten. Pflanze-Bestäuber sowie Bestäuber-Antagonisten-Interaktionen werden mit agrarökologischen und sozioökonomischen Faktoren, der Landschaftsheterogenität und der Produktivität von Anbausystemen in Verbindung gebracht. Diese Verbindung wird durch eine Kombination von detaillierten Studien und Experimenten auf Betriebsebene sowie durch eine hohe Anzahl von schnell durchführbaren Ökosystemmessungen auf Haushaltsebene erreicht, wodurch deutlich wird, wie Bestäubung und biologische Kontrolle den Ertrag und die Verwundbarkeit der kleinbäuerlichen Haushalte beeinflussen. Verbesserte Simulationsmodelle des Stadtwachstums, von Fruchtfolgen und der Bestäubung von Nutzpflanzen sollen den Effekt urbaner Ausdehnung und ihrer assoziierten Veränderung in der Verteilung landwirtschaftlicher Flächen sowie von städtischen Parkanlagen und Grünflächen illustrieren. Die Modellierung alternativer Stadtlandschaften thematisiert den Einfluss zunehmender Flächenversieglung vs. zunehmender Begrünung der Stadt mit Parkanlagen und Landwirtschaft auf Bestäubung und biologische Kontrolle, über den spezifischen Kontext von Bengaluru hinaus. In enger Zusammenarbeit mit den anderen FOR2432 Projekten sollen Modell-Szenarien deutlich machen, wie der sozio-ökonomische Kontext (Erziehung, Armut, Nahrungsmittelpreise, politische Rahmenbedingungen, Religion, Migration) Veränderungen von Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen bewirkt. Wir zielen darauf, die ökologischen und sozialen Notwendigkeiten in Einklang zu bringen und zur Entwicklung nachhaltiger Stadtentwicklungspläne beizutragen.

Prof. Dr. C. Westphal
Funktionale Agrarbiodiversität
Universität Göttingen

Prof. Dr. K. Wiegand
Ökosystemmodellierung
Universität Göttingen

Prof. Dr. T. Tscharntke
Agrarökologie
Universität Göttingen

Dr. Ingo Grass
Agrarökologie
Universität Hohenheim

Matthias Spangenberg
Doktorand

Gabriel Marcacci
Doktorand

Arne Wenzel
Doktorand

Indisches Partner-Projekt:
Plant and insect diversity in agro-ecosystems along the rural-urban interface
K.N. Ganeshaiah, University of Agricultural Sciences, Bangalore                   S. Devy, Ashoka Trust for Research in Ecology and the Environment, Bangalore

Landwirtschaftliche Biodiversität und assoziierte Dienstleistungen entlang von rural-urbanen Landschaften - Feldstudien und Modellentwicklung

Biodiversität und Landwirtschaft sind eng miteinander verbunden, weil Biodiversität elementar für die Landwirtschaft ist, und umgekehrt die Landwirtschaft zum Naturschutz und zur nachhaltigen Biodiversitätsnutzung beiträgt. Da die Urbanisierung einen weltweit mächtigen Faktor der Landnutzungsänderungen darstellt, hat die Aufrechterhaltung der Landwirtschaft innerhalb und am Rande von Städten große Aufmerksamkeit erfahren. Entlang rural-urbaner Gradienten sollte die landwirtschaftliche Intensivierung zunehmen und die Einwanderung von Arten aus der umgebenden Landschaft abnehmen, wodurch die funktionelle Biodiversität verringert wird.

In diesem Teilprojekt testen wir die Hypothese, dass die sozio-ökologische Tragfähigkeit der Produktionssysteme von der nachhaltigen Nutzung von Ökosystemdienstleistungen abhängt, wozu die funktionelle Biodiversität von Bestäubern wie auch den biologischen Antagonisten von Schädlingen zählt. In diesem Projekt untersuchen wir die geplante und assoziierte Biodiversität in Polykulturen und Monokulturen entlang rural-urbaner Gradienten (in enger Zusammenarbeit mit A01, B02, C05, C02 und C01). Die Untersuchungen an den landwirtschaftlichen Nutzflächen umfasst experimentelle Feldstudien, in denen die Bestäuber und Schädlings-Antagonisten manipuliert werden, sowie ein räumlich-zeitliches Modell, um den Beitrag der Bestäubung auf den Ertrag zu quantifizieren – unter Berücksichtigung des Beitrags der Schädlings-Antagonisten. Pflanze-Bestäuber sowie Bestäuber-Antagonisten-Interaktionsnetze, funktionell wichtige Eigenschaften der Lebensgemeinschaften, und der experimentelle Ausschluss von Bestäubern und Antagonisten an Phytometerpflanzen sollen zeigen, wie Bestäubung und biologische Kontrolle den Ertrag und die Verwundbarkeit der kleinbäuerlichen Haushalte beeinflussen.

Die Entwicklung von Modellregeln bezüglich der Förderung des Fruchtansatzes und des Ertrags durch Bestäubung ist geplant – unter Berücksichtigung der biologischen Kontrolle. Einfache Simulationsmodelle sollen den Effekt urbaner Ausdehnung und ihrer assoziierten Veränderung in der Verteilung landwirtschaftlicher Flächen sowie von städtischen Parkanlagen und Grünflächen illustrieren. Szenarien thematisieren den Einfluss zunehmender Flächenversieglung versus zunehmender Begrünung der Stadt mit Parkanlagen und Landwirtschaft auf Bestäubung und biologische Kontrolle, die als räumliche Verbindungsglieder in sozial-ökologischen Systemen fungieren.

In enger Zusammenarbeit mit den anderen FOR2432 Projekten sollen Modell-Szenarien deutlich machen, wie der sozio-ökonomische Kontext (Erziehung, Armut, Nahrungsmittelpreise, politische Rahmenbedingungen, Religion, Migration) Veränderungen von Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen bewirkt. Von besonderem Interesses wird die gemeinsame Bewertung von Spezialisierung versus Diversifizierung in den Produktionssystemen sowie die Bedeutung der agrochemischen Intensivierungsstrategien sein. Wir erwarten in diesem Projekt einen Überblick über die Ökosystemleistungen und –fehlleistungen in urbanen versus ruralen Produktionssystemen und zielen darauf, die ökologischen und sozialen Notwendigkeiten in Einklang zu bringen und zur Entwicklung nachhaltiger Stadtentwicklungspläne beizutragen.

Poster B01 (2016)

Marco Sciani