Institut für
BD Biodiversität
Landschaftsökologie
Eine zentrale landschaftsökologische Fragestellung ist, wieviel Fläche von halbnatürlichen Lebensräumen und Agrarumweltmaßnahmen notwendig ist und wie diese räumlich und zeitlich verteilt sein sollte, um bestimmte Biodiversitätsziele in Agrarlandschaften zu erreichen. Konkrete Werte für diese Schlüsselparameter der Agrarlandschaft sowie die notwendige Konnektivität und zeitliche Konstanz von Lebensräumen und Maßnahmen sind bisher kaum bekannt. Ziel unserer Forschung ist es, Schwellenwerte (Benchmarks) der Landschaftsausstattung zu ermitteln, die für das Erreichen bestimmter Biodiversitätsziele ausreichen, um Mittel der Agrarumweltförderung möglichst effizient einsetzen zu können.
Living Labs (LL) in der Agrarökologie fungieren als Katalysatoren für die Schaffung von Wissen und Innovation. Sie sind Erprobungsräume für die praktische Anwendung von innovativen Lösungen mit konkreten Umsetzungen vor Ort. LL schaffen ein effizientes Netzwerk zur Förderung des Dialogs und ein Co-Learning-Umfeld zwischen Schlüsselakteuren. Die Gestaltung und Entwicklung von Lösungsansätzen gemeinsam mit den Schlüsselakteuren, die Bewertung landwirtschaftlicher Praktiken oder die Erprobung von Maßnahmen und Technologien im Landschaftsmaßstab stehen dabei im Vordergrund.
Agrarökologische Prozesse können in einem LL im Landschaftsmaßstab analysiert werden. Hierfür etablieren wir sogenannte Landschaftslabore. Die Analyse nutzt dabei transdisziplinäre Ansätze und betrachtet verschiedene Perspektiven sowohl aus der Sicht von Landwirt*innen und Wissenschaftler*innen als auch Interaktionen, wie z.B. sozio-ökonomischen Beziehungen oder ökologisch-technologische Beziehungen. Wir nutzen LL im Sinn einer Forschungsinfrastruktur, um die Biodiversitätswirkung agrarökologischer Maßnahmen auf der Landschaftsebene zu ermitteln, die Einführung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken zu beschleunigen und künftige agrarökologische sowie agrarpolitische Initiativen in Deutschland zu unterstützen.
Landschaftslabor
Als Landschaftslabor bezeichnen wir einen speziell ausgewählten Landschaftsausschnitt, in welchem eine zielorientierte (multikriteriell), grundlegende und langfristige Veränderung der landwirtschaftlichen Produktionsweisen umgesetzt wird. Landschaftslabore dienen als Reallabore der Untersuchung landschaftsweiter Änderung von strukturgebenden Prozessen. Hier werden Prozesse oder Strukturen auf Landschaftsebene verändert, Messeinrichtungen vorgehalten, regelmäßige Monitorings durchgeführt und Daten gesammelt und zur Verfügung gestellt.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen:Jens Dauber, Sebastian Klimek, Christian Levers, Stefan Schrader, Jan Thiele
Aktuelle Themen
Living Labs (Reallabore) sind relativ neue Ansätze in der Forschung. Bislang stand die Betrachtung einzelner Nutzflächen und Feldexperimente im Vordergrund der agrarökologischen Forschung. Diese Forschungsansätze können komplexe Wechselwirkungen jedoch kaum erfassen und stoßen bei übergreifenden Fragestellungen schnell an ihre Grenzen. Die Betriebs- und Landschaftsebene, bei der systemische Ansätze eine besondere Rolle spielen, wird daher in unserer transdisziplinären Forschung stärker in den Vordergrund rücken.
Living Labs, als Landschaftslabore umgesetzt, sind für uns ein vielversprechender Ansatz, um Probleme und Herausforderungen der Landwirtschaft unter Beteiligung aller relevanten Stakeholder anzugehen. In Living Labs arbeiten Wissenschaftler*innen und Landwirt*innen gemeinsam mit Akteuren aus anderen Bereichen (GOs, NGOs und anderen Akteuren aus der Wertschöpfungskette) im realen Umfeld und zu realen Problemen. In Landschaftslaboren werden innovative agrarökologische Methoden und Maßnahmen mit Landwirt*innen und anderen Stakeholdern zusammen in Co-design-Prozessen entwickelt, umgesetzt und wissenschaftlich begleitet.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Jens Dauber, Stefan Schrader, Jan Thiele
Als Landschaftslabor wird eine speziell ausgewählte Region bezeichnet, in der eine zielorientierte (multikriteriell), grundlegende und langfristige Veränderung der landwirtschaftlichen Produktionsweisen umgesetzt wird. Es wird ein alternatives Produktionssystem etabliert, möglichst unbeeinflusst von dem umgebenden Anbausystem, welches über die zu erwartende(n) Transformationsphase(n) hinweg durch ein interdisziplinäres Monitoring und eine praxisorientierte Forschung begleitet und vergleichend beobachtet wird. Dabei werden die vier Nachhaltigkeitsfelder Umwelt/Biodiversität, Ökonomie, Gesellschaft und Politik gleichwertig durch Daten und Indikatoren abgebildet, um einen im Sinne der Nachhaltigkeit umfassenden Vergleich zwischen Status Quo und Innovation zu ermöglichen. Im Landschaftslabor wird ein Systemansatz verfolgt, der sowohl Produktionsflächen als auch Nicht-Produktionsflächen einbezieht.
Bei unseren Arbeiten in Landschaftslaboren steht derzeit die Förderung von Insekten in der Agrarlandschaft und die Nutzung der Ökosystemleistungen (Bestäubung, natürliche Schädlingskontrolle) in den Anbausystemen im Vordergrund. Zudem Analysieren wir die Struktur und Funktionsweise von LLs und vergleichbaren Forschungsinfrastrukturen multikriteriell, anhand von Indikatorensystemen, um deren Wirksamkeit im Hinblick auf eine agrarökologische Transformation der Landbewirtschaftung zu bewerten. Landschaftslabore nutzen wir auch zur Untersuchung der Bodenbiodiversität und deren Leistungen bei verschiedenen Landnutzungsformen und unterschiedlichen Bewirtschaftungsintensitäten. Dazu werden europaweit Landschaftsausschnitte als Leuchtturmstandorte eingerichtet, die als Beobachtungsplattformen dienen. Der Abbau organischer Substanz durch Bodenorganismen-Gemeinschaften in Landschaftslaboren mit unterschiedlichen Anbauschwerpunkten dient uns als Indikator für die Bewertung der Nährstoffkreislauf-Regulation als wesentlicher Ökosystemleistung des Biodiversitätspools im Boden.
Wieviel halbnatürliche Lebensräume oder Agrarumweltmaßnahmen braucht man in der Agrarlandschaft und wie sollten sie räumlich verteilt sein, um ein bestimmtes Maß an Biodiversität zu erhalten? Wir suchen nach kritischen Schwellenwerten und ermitteln Zielwerte (Benchmarks) der Landschaftsausstattung für die Förderung der biologischen Vielfalt in Agrarlandschaften.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Jan Thiele
Die Zusammensetzung der Landschaft aus verschiedenen Flächentypen (Landschaftskomposition) und deren räumliche Verteilung (Landschaftsstruktur) wirken sich auf die Biodiversität vieler Artengruppen aus. Da viele typische Pflanzen- und Tierarten der Kulturlandschaft auf intensiv bewirtschafteten Flächen keinen Lebensraum bzw. kein ausreichendes Nahrungsangebot finden, kommt halbnatürlichen Lebensräumen, wie z. B. Heuwiesen, Hecken und Feldgehölzen, und Agrarumweltmaßnahmen (z. B. Blühstreifen) eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der Biodiversität zu. Generell hängt der Artenreichtum der Agrarlandschaft stark von der Flächengröße von halbnatürlichen Lebensräumen ab. Wenn der Lebensraumanteil in der Landschaft gering ist, spielt funktionelle Konnektivität, d.h. die Möglichkeit der Neu- und Wieder-Besiedlung von Flächen, für das dauerhafte Überleben von Arten eine wichtige Rolle.
Unsere Forschung zielt darauf ab, die Auswirkungen der Landschaftskomposition und -struktur auf den Artenreichtum und die Abundanz verschiedener Organismengruppen (Insekten, Pflanzen) zu quantifizieren. Grundlage unserer Modelle ist die Analyse des Landschaftszustands und -wandels durch Berechnung von Maßzahlen der Landschaftseigenschaften (Landschaftsmaße) in Geographischen Informationssystemen (GIS). Durch Statistische Modellierung quantifizieren wir die Zusammenhänge zwischen Artenreichtum und Abundanz der Organismen und den wesentlichen Landschaftsmaßen basierend auf empirischer Feldforschung. Darüber hinaus wenden wir Simulationsmodelle der Populationen ausgewählter Arten, die verschiedene funktionelle Artengruppen repräsentieren (z. B. Bestäuber, Nützlinge), auf virtuelle Landschaften, in denen Landschaftseigenschaften gezielt variiert werden, an. Auf diese Weise untersuchen wir Gradienten der Menge, Verteilung und zeitlichen Konstanz von Lebensräumen und Nahrungsressourcen, um Schwellenwerte der Landschaftsausstattung zu identifizieren.
Art und Intensität der Landnutzung bestimmen die Grenzen ökologischer Resilienz der Nutzsysteme. Bodenorganismengemeinschaften mit ihren Funktionen und ihrem Leistungspotential haben großen Anteil an der Resilienz von Nutzökosystemen. Wir untersuchen die Bodenbiodiversität und ihre Ökosystemleistungen unterschiedlicher Landnutzungssysteme unter Berücksichtigung verschiedener Bewirtschaftungsintensitäten.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Stefan Schrader
Die Biodiversität des Bodens spielt eine zentrale Rolle für zahlreiche Ökosystemfunktionen und Ökosystemleistungen. Der genaue Beitrag, den Bodenorganismen allein und in Wechselwirkung bei der Regulierung multipler Ökosystemfunktionen und -leistungen in verschiedenen biogeografischen Regionen und Landnutzungsformen leisten, ist jedoch weitgehend unbekannt. Wir verfolgen hierzu in einem experimentellen Ansatz das Ziel, allgemeine ökologische Muster in Bezug auf die Verteilung, Häufigkeit, Vielfalt, Wechselbeziehungen und Funktionsweise von Bodenorganismen bei der Bereitstellung multipler Ökosystemfunktionen und -leistungen zu identifizieren und ihre Erhaltung und Berücksichtigung durch Maßnahmen zu unterstützen. Dafür untersuchen wir verschiedene Landnutzungsformen und unterschiedliche Intensitätsstufen im Landschaftsmaßstab (hier: Landwirtschaft, Forst, urban, Bergbaufolge, (halb)natürlich). Es werden hierzu Leuchtturmstandorte als Beobachtungsplattformen eingerichtet. Im Fokus stehen die Gewinnung neuer Erkenntnisse über die Bodenökosystemfunktionen und -leistungen im Zusammenhang mit Bodenorganismen sowie die Entwicklung neuer Indikatoren, Instrumente und Anreize zur Identifizierung und Beobachtung der Schlüsselorganismen, die zu Ökosystemleistungen in europäischen Landnutzungsformen beitragen.
Die unterschiedlichen Bewirtschaftungs- und Anbausysteme in der Agrarlandschaft steuern die Aktivität und Leistung der Bodenorganismengemeinschaften. Die Quantifizierung des biologischen Abbaus organischer Substanz in Landschaftsausschnitten mit unterschiedlichem Anbauschwerpunkt dient uns als Indikator für die bodenökologische Bewertung dieser Agrarlandschaften.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Stefan Schrader
Der biologische Abbau organischer Substanz setzt im Boden Nährstoffe für das Pflanzenwachstum frei. Die Gemeinschaften der Bodenorganismen steuern dadurch die Nährstoffkreisläufe als eine wesentliche Ökosystemdienstleistung, die für das Funktionieren von Ökosystemen unerlässlich ist. In Agrarökosystemen sind es hauptsächlich Ernterückstände und abgestorbene Wurzeln, die abgebaut werden. Die Gemeinschaften der Bodentiere erfüllen dabei verschiedene Funktionen: (i) Sie zerkleinern organische Reststoffe und schaffen damit größere Oberflächen, die einen mikrobiellen Abbau begünstigen. (ii) Sie fressen organische Substanz und wandeln sie im Verdauungsprozess zu qualitativ veränderten Ausscheidungsprodukten um, die von anderen Bodenorganismen weiterverarbeitet werden. (iii) Sie weiden mikrobiellen Bewuchs ab (Bakterien, Archaeen, Pilze, Algen, Protisten), regen dadurch mikrobielles Kompensationswachstum an und wirken letztlich als Katalysatoren vermehrter mikrobieller Aktivität. Für die Beurteilung natürlicher Prozessabläufe in Agrarökosystemen ist eine entscheidende Frage, welche Abbauleistung Bodentier-Gemeinschaften in Abhängigkeit verschiedener Anbaukulturen erbringen.
Bisher führten wir vergleichende Abbauversuche mit Regenwürmern zur Zersetzung von Streu der einjährigen Kultur Mais und der mehrjährigen Kultur Durchwachsene Silphie durch. Die Dekompositionsraten waren für die Streu der Durchwachsenen Silphie höher. Ein vergleichbares Ergebnis erzielten wir bei einem Feldversuch mit beiden Kulturen unter Einsatz von Streubeuteln für Mikroarthropoden-Gemeinschaften des Bodens. Außerdem untersuchten wir die Bedeutung einer Mischkultur für die Abbauleistung der Bodentiere. Hier zeigte sich eine höhere Abbaurate der Streu durch Mikroarthropoden-Gemeinschaften des Bodens bei Mischkultur von Mais und Esparsette im Vergleich zu den Einzelkulturen. Im nächsten Schritt werden wir dem Abbauverhalten von Bodenorganismen-Gemeinschaften mittels des TeaBag-Ansatzes auf der Landschaftsskala in sogenannten Living Labs nachgehen, die von Praxisbetrieben gebildet sind. Basierend auf einem räumlichen Raster dient der zu berechnende TeaBag-Index zur Beurteilung des Abbaus organischer Substanz unter den Anbaukulturen des jeweiligen Landschaftsausschnitts.
Insekten erbringen wichtige Ökosystemleistungen in Agrarlandschaften, wie z. B. Bestäubung von Kulturpflanzen und Kontrolle von Schädlingen durch Nützlinge. Durch den Rückgang des Artenreichtums und der Biomasse von Insekten sind diese Ökosystemleistungen eingeschränkt. Wir untersuchen, wie Bestäuber- und Nützlingsarten in Agrarlandschaften und die von ihnen erbrachten Ökosystemleistungen gezielt und effizient gefördert werden können.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Jens Dauber, Jan Thiele
Wir entwickeln Simulationsmodelle ausgewählter Bestäuber- und Nützlingsarten, um ihre Populationsentwicklung in Abhängigkeit von Landschaftsausstattung und -struktur zu prognostizieren. Hierfür verwenden wir agentenbasierte Modelle, die das Verhalten der Insekten, z.B. Nahrungssuche und Reproduktion, und Wechselwirkungen mit der Bewirtschaftung von Nutzflächen (z.B. Pflügen, Pestizideinsatz, Mahd) sowie der Phänologie der Vegetation und der Nahrungsressourcen im Jahresverlauf abbilden. Die Simulationen laufen in virtuellen Landschaftsausschnitten von einigen Quadratkilometern ab, so dass Interaktionen mit der räumlichen und zeitlichen Verteilung von Ressourcen und Stressoren auf der Landschaftsebene dargestellt und analysiert werden können. Anhand der Modelle ermitteln wir die Mindestausstattung von Agrarlandschaften für die Erhaltung der Bestäuber und Nützlinge und untersuchen wie die Populationen auf veränderte Landnutzung und Agrarumweltmaßnahmen reagieren. Dadurch kann die Wirkung von Neuerungen der Agrarpolitik oder Zukunftsszenarien der Agrarlandschaftsentwicklung auf Ökosystemleistungen und Biodiversität der Insekten vorab ermittelt werden.
Die Konnektivität von Lebensräumen in der Landschaft kann für das regionale Überleben von Arten entscheidend sein, vor allem wenn der Lebensraumanteil niedrig und die Mobilität bzw. das Ausbreitungsvermögen der Art gering ist. Wir untersuchen, welche Arthropoden- und Pflanzenarten von der Konnektivität von Lebensräumen abhängen und welche Landnutzungs- bzw. Ökosystemtypen ihre Ausbreitung hemmen oder fördern.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Jan Thiele
Die Bewegung bzw. Ausbreitung von Tier- und Pflanzenarten wird durch die verschiedenen Landschaftsbestandteile (z. B. Äcker, Wälder, Hecken u.a.) in unterschiedlichem Maße gefördert oder gehemmt. Die Wirkung von Landschaftsbestandteilen hängt dabei stark von den Eigenschaften der Arten, insbesondere Lebensraumansprüche und Bewegungs-/ Ausbreitungsvermögen, ab. Während z.B. Raine und Hecken Ausbreitungskorridore für Arten mit Vorkommensschwerpunkt in Grünland oder in Gehölzen sein können, stellen sie eventuell für Arten der Äcker Barrieren dar. Bislang sind jedoch die Kenntnisse zur Wirkung von Landschaftsbestandteilen auf die Ausbreitung von Kleintieren (Arthropoden) und Pflanzen sehr begrenzt. Wir untersuchen, 1.) welchen Widerstand verschiedene Landschaftsbestandteile der Ausbreitung von Arthropoden und Pflanzen entgegensetzen und 2.) ob und wie stark ihre Ausbreitung von der Zusammensetzung und Struktur der Landschaft abhängt. Für die Untersuchungen teilen wir Arthropoden und Pflanzen jeweils in ökologische Gruppen basierend auf Lebensraumpräferenz und Ausbreitungsvermögen ein.
Wir verwenden das Konzept des Landschaftswiderstands (landscape resistance) für unsere Untersuchungen, wobei Widerstand als Kehrwert der Konnektivität angesehen werden kann. Die Berechnung des Landschaftswiderstands basiert auf Landschaftsrastern, in denen verschiedenen Landbedeckungstypen unterschiedliche lokale Widerstände zugeordnet werden (Widerstandsraster). Der Gesamtwiderstand zwischen zwei Punkten auf dem Widerstandsraster kann dann auf Grundlage der Stromkreistheorie nach dem Ohm’schen Gesetz berechnet werden.
Im ersten Schritt ermitteln wir die lokalen Widerstände verschiedener Landbedeckungstypen für unterschiedliche ökologische Artengruppen durch einen Optimierungsalgorithmus (R-Paket resistanceGA), wobei wir Daten zu Arthropoden- und Pflanzengemeinschaften aus Feldstudien als Optimierungskriterium verwenden. Im zweiten Schritt modellieren wir den Effekt des Landschaftswiderstands auf die Artengemeinschaften mit statistischen Modellen, um die Bedeutung landschaftlicher Konnektivität für die jeweilige Artengruppe abzuschätzen.
Das Ziel dieses Forschungsthemas ist es, für möglichst viele Arthropoden- und Pflanzenarten der Agrarlandschaften festzustellen, ob Konnektivität (resp. Landschaftswiderstand) für sie von Bedeutung ist und welche Landschaftsbestandteile ggfs. die Ausbreitung fördern können oder Barrieren darstellen.
Die Betriebsgröße ist für das ökologische, wirtschaftliche und menschliche Wohlergehen von entscheidender Bedeutung, doch ist es schwierig und kostspielig, genaue Daten zur Betriebsgröße zu erhalten. Kleine Betriebe werden oft als sozial und ökologisch nachhaltiger angesehen, aber die Daten zur Betriebsgröße sind anfällig für Verzerrungen. Daten zur Feldgröße, die stellvertretend für die Betriebsgröße verwendet werden, versprechen, diese Einschränkungen durch Fernerkundungstechniken zu überwinden, aber es fehlt an empirischem Wissen über die Beziehung zwischen Betrieb und Feldgröße für größere Gebiete. Die Auswirkungen der Betriebs- und Feldgröße auf die Ernährungssicherheit und die nachhaltige Landwirtschaft zu verstehen, ist nach wie vor eine Herausforderung. Dazu gehören die Ermittlung der Determinanten von Betriebs-/Feldgrößenmustern, die Bewertung von Bewirtschaftungspraktiken entlang von Größengradienten und die Quantifizierung der ökologischen und sozioökonomischen Auswirkungen.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Jens Dauber, Christian Levers
Die Größe der landwirtschaftlichen Betriebe hängt mit dem ökologischen, wirtschaftlichen und menschlichen Wohlergehen zusammen, und das Wissen über die Verteilung der Betriebsgrößen kann die Entwicklung von Maßnahmen zur Verbesserung der Ernährungssicherheit und der landwirtschaftlichen Nachhaltigkeit fördern. Es wird davon ausgegangen, dass kleine landwirtschaftliche Betriebe sozial und ökologisch nachhaltiger sind als große Betriebe, geringere Auswirkungen auf natürliche Ökosysteme haben, ein höheres Maß an Widerstandsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit aufweisen und die Erhaltung des wirtschaftlichen Wohlstands und der Biodiversität zwischen den Generationen ermöglichen. Die Erhebung von Daten zur Betriebsgröße ist jedoch kostspielig und anfällig für Verzerrungen, was die Verfügbarkeit konsistenter Datensätze für große Gebiete erschwert. Daten über die Feldgröße als Ersatz für die Betriebsgröße sind vielversprechend, um diese Einschränkung zu überwinden, da sie das Verständnis der Bewirtschaftung auf Feldebene erleichtern und mit Hilfe von Fernerkundungstechniken zuverlässiger über größere Gebiete kartiert werden können. Allerdings ist das empirische Wissen über die Beziehung zwischen Betriebs- und Feldgröße bei größeren räumlichen Ausdehnungen noch weitgehend unklar. Darüber hinaus bleibt es eine Herausforderung, die Rolle der Betriebs- und Feldgröße für die Erreichung der Ziele der Ernährungssicherheit und der nachhaltigen Landwirtschaft zu verstehen. Dies reicht von der Ermittlung der wichtigsten Determinanten der Betriebs-/Feldgrößenmuster über die Bewertung der Intensität, mit der Betriebe und Felder entlang von Größengradienten bewirtschaftet werden (z. B. Düngemitteleinsatz, Maschineneinsatz, Anbauzyklen), bis hin zur Quantifizierung der ökologischen und sozioökonomischen Auswirkungen der Betriebs- und Feldgröße.
In diesem Forschungsthema werden die folgenden übergreifenden Forschungsfragen behandelt:
- Welche empirische Beziehung besteht zwischen der Betriebs- und Feldgröße in den deutschen Agrarlandschaften, und welche führenden räumlichen Determinanten erklären ihre Muster?
- Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Größe landwirtschaftlicher Betriebe/Felder und der Landnutzungsintensität in Deutschland?
- Welche ökologischen und sozioökonomischen Auswirkungen haben die Größe der landwirtschaftlichen Betriebe und Felder in Deutschland?
Landnutzungsmodelle sind wichtige Instrumente zur Bewältigung der Nachhaltigkeitsprobleme im Zusammenhang mit landgestützten Produktionssystemen, da sie das Verständnis und die Abschätzung der Auswirkungen verschiedener Bewirtschaftungsentscheidungen auf Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft ermöglichen. Sie helfen auch dabei, die nachhaltigsten und effektivsten Lösungen zu finden, um konkurrierende Anforderungen an die Landnutzung, wie z. B. die Nahrungsmittelproduktion und den Naturschutz, auszugleichen. Solches Wissen ist entscheidend für eine fundierte Entscheidungsfindung von politischen Entscheidungsträgern, Landbewirtschaftern und Gemeinden, um langfristige Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Christian Levers, Jan Thiele
Deutschland zeichnet sich durch ein komplexes Flächensystem aus, das zahlreichen konkurrierenden Anforderungen gerecht werden muss, unter anderem aus der Land- und Forstwirtschaft, der Urbanisierung und dem Naturschutz. Insbesondere die hochintensive Land- und Forstwirtschaft nimmt große Teile des Landes ein und ist eine der Hauptursachen für die Umweltzerstörung und den Verlust der biologischen Vielfalt in den letzten Jahrzehnten. Infolgedessen muss das Landsystem in Deutschland umgestaltet werden, um die in nationalen und internationalen Vereinbarungen und Vorschriften festgelegten Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Die Auswirkungen der erforderlichen Veränderungen im Landmanagement auf die Gesellschaft und die Umwelt sind jedoch unklar. Landnutzungsmodelle können dazu beitragen, diese Wissenslücke zu schließen, indem sie einen umfassenden und integrierten Rahmen für die Simulation und Bewertung der Auswirkungen verschiedener Landnutzungsszenarien bieten. Durch die Integration von Daten zu Landnutzungsmustern, zum Beitrag der Natur für den Menschen, zu den Auswirkungen des Klimawandels und zu sozioökonomischen Faktoren können Landnutzungsmodelle dazu beitragen, Lösungen zu finden, die einen Ausgleich zwischen den konkurrierenden Anforderungen an die Landnutzung ermöglichen. Die Ergebnisse können direkt in die evidenzbasierte Entscheidungsfindung einfließen, indem sie politischen Entscheidungsträgern, Landverwaltern und Gemeinden einen Optionsraum mit den möglichen Ergebnissen verschiedener Landnutzungsentscheidungen bieten. Dies kann dazu beitragen, unbeabsichtigte Folgen zu vermeiden und die Entwicklung langfristiger Nachhaltigkeitsstrategien zu unterstützen, die sozial, wirtschaftlich und umweltverträglich sind.
In diesem Forschungsthema befassen wir uns mit den folgenden übergreifenden Forschungsfragen:
- Welche Zielkonflikte bestehen zwischen lokalen, regionalen, nationalen und EU-weiten Politiken und Zielen für das deutsche Bodensystem, insbesondere für die Biodiversitätsmuster und -trends?
- Wo liegen die Hotspots für Zielkonflikte zwischen den verschiedenen Sektoren, z. B. Land- und Forstwirtschaft und Naturschutz, und wie sieht ihre räumlich-zeitliche Dynamik aus?
- Welches Potential besteht für die Übertragung lokaler und regionaler Maßnahmen zur Erreichung der Biodiversitätsziele auf die nationale Ebene auf der Grundlage von Landnutzungssimulationen?
- Wie können Landnutzungssimulationen genutzt werden, um politische Maßnahmen und Interventionen zu testen und so die wissenschaftliche Politikberatung zu unterstützen?
Das Grünland prägt die Kulturlandschaft im nordwestdeutschen Küstenraum und in vielen Mittelgebirgen und ist wichtig für die Erhaltung des Artenreichtums dieser Landschaften. Grünland erbringt zudem vielfältige Leistungen für Menschen.
Verantwortliche Wissenschaftler*innen: Jens Dauber, Sebastian Klimek, Jan Thiele
Diese so genannten Ökosystemleistungen reichen von der Bereitstellung heimischen Futters für die Tierhaltung über Beiträge zum Arten-, Wasser- und Klimaschutz bis hin zum Freizeit- und Erholungsnutzen für die Gesellschaft. Der Strukturwandel in der Landwirtschaft schreitet jedoch voran. Insbesondere artenreiche Grünlandflächen in Mittelgebirgsregionen sind neben einer Intensivierung der Grünlandbewirtschaftung durch einen zunehmenden Tierbestandsabbau und damit einhergehende Nutzungsauflassung und Verbuschung gefährdet. Im Tiefland sind die Ökosystemleistungen durch den Klimawandel akut gefährdet.
Wir beschäftigen uns im Grünland insbesondere mit folgenden Forschungsfragen:
- Wie sehen standortangepasste, dem Pflanzenbestand und der Betriebsstruktur entsprechende Bewirtschaftungskonzepte – insbesondere für Mittelgebirgsgrünland – aus?
- Wie können Agrarumweltmaßnahmen weiterentwickelt werden, um artenreiche Grünlandflächen gezielt zu erhalten und zu fördern?
- Welcher Art sind die Auswirkungen des Klimawandels auf die biologische Vielfalt des Grünlands, insbesondere im Hinblick auf Flora und Vegetation.
- Welchen Einfluss haben die Veränderungen der Landnutzung und ein angepasstes Wassermanagement auf die Grünlandvegetation?
