Teilprojekt 3: Strukturvielfalt und Biodiversität

Im Projektverbund wird vom JKI der Schwerpunkt Biodiversität vorrangig betreut und koordiniert.
Die fortführenden Untersuchungen sollen darlegen, wie durch die Erschließung von nachhaltigen Agroforstsystemen Strukturvielfalt und Biodiversität gefördert werden. Strukturvielfalt ist als eine Komponente der Biodiversität aufzufassen und sie ist die Voraussetzung für Folgeprozesse, die die Biodiversität in Fauna und Flora nachhaltig beeinflussen.

Die Funktionelle Biodiversität wird vom Thünen Institut für Biodiversität untersucht. Ziel ist die Bewertung ökosystemarer Dienstleistungen welche in Agroforstsystemen (kombinierte Nahrungs- und Energieproduktion) durch Biodiversität erbracht werden.

 

  • TEILPROJEKT 3.1 - Strukturvielfalt

    Die Strukturvielfalt wird durch die linienförmige Anordnung von forst- und landwirtschaftlichen Arten als Alley-Cropping-System vorgegeben und durch den Anbau von Klon-oder Sortenmischungen  innerhalb der Arten weiter diversifiziert. Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen Baum- und Ackerstreifen im Hinblick auf Produktivität und Biodiversität zu quantifizieren.

    Unter dem Aspekt der Anpassung an den Klimawandel (Einfluss der Baumstreifen auf Mikroklima und Bodenwasserhaushalt) wird das Zusammenspiel abiotischer und biotischer Parameter für die Produktivität des Gesamtsystems  unter folgenden Fragestellungen  untersucht:

    • inwieweit die Baumreihen am Rand der Baumstreifen von den Umweltfaktoren in höherem Maße profitieren als die mittleren Baumreihen
    • inwieweit die landwirtschaftlichen Kulturen in den Randbereichen zu den Baumstreifen aufgrund der Konkurrenzeffekte der angrenzenden Bäume in ihrer Wuchsleistung beeinträchtigt werden
    • inwieweit die Konkurrenzeffekte auf den Ackerstreifen mit zunehmender Entfernung zu den Bäumen geringer werden

    Die Veränderungen im Mikroklima (Wind-, Verdunstungsschutz) werden durch die Schutzfunktion der Baumstreifen mit Hilfe von Wettersensoren erfasst.

    Aufgrund unterschiedlicher Produkte in einem Agroforstsystem (Energieholz, Nahrungs-, Futtermittel) werden Energiegehalte und Energiebilanzen als zusätzliche Parameter berechnet, die die Produktivität nicht nur von Teilen, sondern vom Gesamtsystem beschreiben und den Besonderheiten eines Agroforstsystems (Kombination von ausdauernden und einjährigen Arten) Rechnung tragen. Als Biodiversitätskriterien werden Revierkartierungen (Bestimmung der Brutvogelarten) durchgeführt und das Vorkommen von Nützlingen und Schädlingen in den Ackerstreifen am Beispiel der Blattläuse und ihrer Antagonisten quantitativ erfasst. Weiterhin wird die Begleitvegetation bestimmt.

  • TEILPROJEKT 3.2 - Funktionelle Biodiversität

    Die Bedeutung von Baumstreifen für die Erhaltung und Förderung funktionaler Aspekte der Biodiversität wird durch das Thünen-Institut für Biodiversität vergleichend untersucht.

    Die Arbeitsziele im Einzelnen sind dabei:

    • Erfassung von Indikatoren ökosystemarer Dienstleistungen im Agroforstsystem im Vergleich zu konventionellen Ackerschlägen.
      • Schädlingskontrolle:
        • Bonitierung des Blattlausbefalls sowie Quantifizierung der Parasitierungsrate
        • Quantifizierung der Prädation (Blattläuse, Fliegenpuppen, Samen von Segetalpflanzen) durch Raubarthropoden
      • Mineralisierung von Pflanzennährstoffen: Abbau von organischem Material im Boden durch Mikroorganismen und Invertebraten (Bait-Lamina-Test)
      • Bodenbildung: Abschätzung der Aktivität von Regenwürmern im Boden
    • Quantifizierung des Austauschs von Arthropoden zwischen den Baumstreifen und den Ackerstreifen im Frühjahr (Wiederbesiedlung) und im Herbst (Aufsuchen der Überwinterungshabitate)
    • Erfassung der raum-zeitlichen Dynamik der Aktivitätsdichten von Schadinsekten (Blattläuse) und ihrer natürlichen Gegenspieler (u.a. Raubarthropoden, Parasitoide) in den Ackerstreifen.
    • Vergleich der Diversität, Komposition und Aktivitätsdichte von natürlichen Gegenspielern und Schadinsekten in den Varianten des  Agroforstsystems mit konventionellen Ackerschlägen und semi-natürlichen Habitaten.
    • Taxierung des ökonomischen Werts der erbrachten ökosystemaren Dienstleistungen sowie der Wertverluste durch Dis-Services anhand der Ergebnisse der Indikatorerfassung.