Aspekte der biologischen Vielfalt in Kurzumtriebplantagen

Aspekte der biologischen Vielfalt in
Kurzumtriebplantagen
Mirko Liesebach
Sachverständiger für Gehölze, Waldsieversdorf
Liesebach, 2006
Anbau und Nutzung von Bäumen auf landwirtschaftlichen Flächen
Fachtagung am 6. und 7. November 2006 in Tharandt / Sachsen
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Gliederung
1. Einleitung
2. Biologische Vielfalt
2.1 Vielfalt der Ökosysteme
2.2 Vielfalt der Arten innerhalb der Ökosysteme
2.3 genetische Vielfalt (innerhalb der Arten)
3. Schlussfolgerung
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Liesebach, 2006
1. Einleitung
3/32
Liesebach, 2006
Kurzumtriebsplantagen
70er Jahre
Grund:
- Energieversorgungsprobleme
Ziel:
- Steigerung des Aufkommens an inländischem Schwachholz
(Verringerung der Importabhängigkeit bei Zellstoff, Papier
und Pappe sowie Erdöl)
80er Jahre
Grund:
- Entwicklung in der Landwirtschaft
Ziel:
- alternative Nutzung landwirtschaftlicher Flächen
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Liesebach, 2006
Bedingungen an die Nutzungsform
• landwirtschaftliche Betriebsstrukturen bewahren
• Arbeitsplätze erhalten
• Einkommen sichern
• ökologisch akzeptabel
• Subventionen abbauen
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Liesebach, 2006
2. Biologische Vielfalt
„Biologische Vielfalt bedeutet die Variabilität
unter lebenden Organismen jeglicher
Herkunft,
…
dies umfasst die Vielfalt innerhalb der Arten
und zwischen den Arten
und die Vielfalt der Ökosysteme.“
(Übereinkommen über die biologische Vielfalt 1993)
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Liesebach, 2006
2.1 Vielfalt der Ökosysteme
Kurzumtriebsplantagen
im Vergleich zur
Landwirtschaft
- Extensivierung
forstlichen Bewirtschaftung - Intensivkultur
Unterschiede zu Niederwäldern:
• auf landwirtschaftlichen Flächen
• kürzere Umtriebszeiten
• züchterisch bearbeitetes und genetisch eingeengtes Material
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Liesebach, 2006
Eigenschaften der Baumarten:
•
•
•
•
hohe Jugendwüchsigkeit
gute Regenerationsfähigkeit
hohe Konkurrenzverträglichkeit
hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber biotischen
und abiotischen Faktoren
eigenes Landschaftselement:
langlebige landwirtschaftliche Sonderkultur
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Liesebach, 2006
Bewertung der Auswirkung von Pappelkurzumtriebsplantagen auf das
Landschaftsbild und den Naturhaushalt von 5 Versuchsflächen in Sachsen
- Anzahl der positiv bzw. negativ bewerteten Merkmale
Landschaftsbild
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
Erholungseignung
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
SK NO ME TH AR
Versuchsplantage
Wasserhaushalt
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
SK NO ME TH AR
Versuchsplantage
Landwirtschaft
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
SK NO ME TH AR
Versuchsplantage
Liesebach, 2006
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
SK NO ME TH AR
Versuchsplantage
Boden
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
Artenschutz
SK NO ME TH AR
Versuchsplantage
Klima
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
SK NO ME TH AR
SK NO ME TH AR
Versuchsplantage
Versuchsplantage
(geändert nach
Wolf und Böhnisch 2004)
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Fazit
Ebene der Ökosysteme:
• derzeit nur vage Beschreibungen bzw.
gutachtliche Beurteilungen
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Liesebach, 2006
2.2 Vielfalt der Arten
2.21 Sommervogelbestand
10 ha Kurzumtriebsplantage „Canstein“ (Hessen), 20 ha Wald,
50 ha Feldflur (Σ ca. 80 ha)
0
200 m
N
landwirtschaftliche
Fläche
landwirtschaftliche
Fläche
Wald
(Liesebach und Mulsow
1995, 1997, 2003)
Kurzumtriebsplantage aus
10 Versuchsfeldern mit
einer Baumart (6)
einer Mischung verschiedener
Pappel- und Weidenarten (4)
Wald
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Arten-Anzahl und Siedlungsdichte
(2 Plantagen in Nord-Hessen)
Arten-Anzahl
Canstein
Siedlungsdichte
Canstein
| Georgenhof
| Georgenhof
125
20
100
Reviere / 10 ha
Anzahl
15
10
5
75
50
25
0
0
1993 1994 1993 1994 1993 1994 1994 1998 1998
neu
Feldflur
Fichtenwald
Plantage
Plantage
1993 1994 1993 1994 1993 1994 1994 1998 1998
neu
Feldflur
Fichtenwald
Plantage
Plantage
(Jedicke 1995; Mulsow 1998; Liesebach und Mulsow 2003)
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Dominanzverteilung
(Canstein, 2 Jahre)
(%)
Feldflur
100
80
60
Feldflur
40
(%)
Hrs
Wp
Wa
Su
G
0
Ba
20
Fl
(1 dominierende Art,
wenige weitere Arten)
Kurzumtriebsplantage
100
80
Kurzumtriebsplantage
(vergleichbar Wald)
60
40
(%)
Fichtenwald
Mi
He
Rk
Zi
Su
Si
Sti
Km
Gg
Fs
Bp
Mg
A
F
G
0
B
20
Wald (Fichte)
100
80
(reiches Artenspektrum,
flacher Abfall der Dominanzwerte)
60
40
Wz
Gb
Ei
F
Bsp
Bp
Wm
G
Hm
Zi
Gf
He
Km
Mg
Si
Bm
Tm
Rk
Sg
Zk
Wg
A
Rt
0
(Liesebach und Mulsow 2003)
B
20
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Beispiele für Revierverteilung
Kurzumtriebsplantage
Feldflur (Raps)
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Liesebach, 2006
Bestätigte Arten
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Liesebach, 2006
2.22 Invertebratenfauna
Bodenfalle
(Liesebach et al. 1997, 2000; Liesebach und Mecke 2002, 2003)
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Liesebach, 2006
(Liesebach et al. 1997, 2000;
Liesebach und Mecke 2003)
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Liesebach, 2006
2.23 Laufkäfer
Feuchte-Index
Fichtenwald
4,38
8j. Aspe KU
4,05
abgeerntete KU
3,87
Gerstenacker
3,61
0%
25%
trocken-m ittel
50%
m ittel
m ittel-feucht
75%
100%
feucht
(Liesebach und Mecke 2003)
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Liesebach, 2006
Roten Listen der gefährdeten Coleoptera
der Länder Hessen und Nordrhein-Westfalen
Carabus cancellatus
Cicindela campestris
Art
Cicindela campestris
Carabus cancellatus
Pterostichus quadrivoveolatus
Badister meridionalis
Pterostichus quadrivoveolatus
Hessen
(MALTEN 1998)
z.Z. nicht gefährdet
zurückgehende Art,
Vorwarnstufe
zurückgehende Art,
Vorwarnstufe
nicht aufgeführt
Nordrhein-Westfalen
(SCHÜLE und TERLUTTER 1999)
zurückgehende Art, Vorwarnstufe
zurückgehende Art, Vorwarnstufe
gefährdet
vom Aussterben bedroht
Badister meridionalis
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Liesebach, 2006
2.24 Vegetation - Arten-Anzahl
Abbachhof | Neuhof
Arten-Anzahl
150
100
50
ge
ta
Pl
an
Br
a
ch
e
e
W
ie
s
r
Ac
ke
ge
ta
Pl
an
G
rü
nb
ra
Ac
ke
ch
e
r
0
Liesebach, 2006
(Heilmann et al. 1995; Burger 2004)
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- Blattausdauerformen
Acker
Grünbrache
Plantage
0%
20%
wintergrün
40%
vorsommergrün
60%
sommergrün
80%
100%
immergrün
- Lebensformen
Acker
Grünbrache
Plantage
0%
10%
20%
kurzlebig
30%
40%
50%
ausdauernd
60%
70%
80%
90%
100%
holzig
(Heilmann et al. 1995)
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Liesebach, 2006
Fazit
Ebene der Arten
• standardisierte Verfahren der Ökologie für
Vegetationsaufnahmen und
zoologische Beobachtungen
• Mangel:
relativ wenige Untersuchungen
kurze Untersuchungszeiträume
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Liesebach, 2006
2.3 Variation innerhalb einer Art
genetische Variation
Kulturart
weitere Arten
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Liesebach, 2006
2.31 Kulturart
Variation im Höhenzuwachs
von 16 Klonen (Salix viminalis)
300
Höhenzuwachs [cm]
250
200
150
100
50
0
78101
Bow les
78112
79036
78183
78091
79026
79046
77683
78195
77699
78021
77082
SV2
Ziev.
78090
Salix viminalis -Klon
(Liesebach et al. 2002)
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Salix-Klonmischungen
Ertrag [kg]
300
200
100
0
5x
10x
15x
20x
Mischung
Mischung
Reinkultur
(Dawson et al. 2005)
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Liesebach, 2006
2.32 Weitere Arten: Melampsora sp.
Molekulargenetische Analyse der Melampsora-Isolate
Korrespondenz- und Cluster-Analyse
Sample
5
29
36
32
38
30
42
95
136
139
161
180
183 R
189
45 A
115 P
134 D
135
164
174
179
184
186
72
175
176
74
66
187
191
7
24
138
3
7
24
138
302 306
307
M
226 270
265
208
234
251
267
Dimension 1 (38.2 %)
2
1
0
175
176
-1
Z
B
B
J
B
B
C
B
C
D
32, 38
5
29 36
30
66
74
187, 191
42, 45, 72, 95, 115,
134, 135, 136, 139,
161, 164, 174, 179,
180, 183, 184, 186, 189
-1
0
1
2
Dimension 2 (24.1 %)
Polyacrylamidgel
mit 10 Rostproben (oben) nach dem
Dau mit der Restriktase Taq I und
der Auswertung der Banden (unten)
2.0
(Liesebach et al. 2001)
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Average distance between clusters (RFLP)
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Liesebach, 2006
Fazit
Ebene genetische Vielfalt
• genetisch bedingte phänotypische Variation erfassbar
• Quantifizierung der genetischen Variation mit
biochemischen und molekulargenetischen Methoden
• Schaderreger nur in Pilotprojekten untersucht
• genetische Strukturen von Gründerpopulationen und
deren zeitliche Entwicklung unbekannt
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Liesebach, 2006
3. Schlussfolgerung
• landwirtschaftliche Flächen für Kurzumtriebsplantagen geeignet
• eigenständige Biotope
Bereicherung der Kulturlandschaft
• im Vergleich zur Feldflur stark verminderte Bearbeitungsintensität,
Ansiedlung von Arten, die in intensiv genutzten Kulturlandschaft
wenig Lebensraum
• führen nicht zu einer Verarmung der biologischen Diversität
• fallen nicht als Reservoir für Rote-Liste-Arten auf,
bieten anspruchvollen Arten Lebensraum
• wertvolle Pufferzonen und Biotopvernetzung
• genetische Vielfalt trägt zum biologischen Pflanzenschutz bei
und Konkurrenz zur Ertragssteigerung
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Liesebach, 2006
• Einbindung durch zusätzliche unterstützte Maßnahmen:
z.B. Randgestaltung, Untergliederung in Teilareale, Innenränder,
Nutzungsrhythmus, Einbindung vorhandener Landschaftselemente
finanzieller Ausgleich dieser Maßnahmen statt pauschale Prämie
für Anbau von Energiepflanzen
mind. 5 % für zusätzliche Gestaltungselemente
Erhöhung: Vielfalt und optischen Wirkung im Landschaftsbild
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Liesebach, 2006
Oben ohne
Dank
H. Mulsow (Ornitologische Beobachtungen)
A. Rose, Dr. R. Mecke (Invertebraten, Laufkäfer)
Dr. I. Zaspel, T. Stauber (Weide, Melampsora)
Technische Assistenz, Gärtnerei
Finanzierung: EU, BML
Unten mit
Liesebach, 2006
für Ihre Aufmerksamkeit !
30/32