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Ertragssteigerungen und Biodiversität

Meta-Analyse: Wie viele Arten verlieren wir durch höhere Erträge?

| Autor/ Redakteur: Susanne Hufe* / Dr. Ilka Ottleben

Ob Zusammenlegung von Ackerflächen, höherer Pestizid- und Düngemittel-Einsatz oder mehr Tieren, die auf einer Fläche weiden – um die Erträge zu steigern, wird die Landwirtschaft zunehmend intensiviert. In welchem Maß der Ertrag dabei tatsächlich zunimmt und wie hoch gleichzeitig der Verlust an Biodiversität ausfällt, darüber ist bislang jedoch kaum etwas bekannt. Das hat ein internationales Forscherteam dazu bewogen mit einer Meta-Analyse genau auf diesen Zusammenhang zu fokussieren.

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Rund 80 Prozent der Landflächen in Europa sind besiedelt und werden land- und forstwirtschaftlich genutzt.
Rund 80 Prozent der Landflächen in Europa sind besiedelt und werden land- und forstwirtschaftlich genutzt.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay)

Leipzig – Intensive Landwirtschaft gilt vielen als Ursache allen Übels, wenn es um Themen wie Bienensterben, Überdüngung und andere geht. Doch gut beraten ist, wer sich dabei auf Fakten statt auf ein „Bauchgefühl“ berufen kann. Um den Ertrag bewirtschafteter Nutzflächen zu steigern, wird die Landnutzung intensiviert. In welchem Maß der Ertrag dabei zunimmt, und wie hoch gleichzeitig in punkto Artensterben der Verlust der biologischen Vielfalt ausfällt, darüber ist bislang jedoch kaum etwas bekannt.

Ein internationales Team von WissenschaftlerInnen hat nun unter Leitung des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Daten weltweiter Forschungsarbeiten ausgewertet, in denen sowohl Ertrag als auch Biodiversität vor und nach Intensivierungsmaßnahmen untersucht wurden.

Fakten gefragt: Welchen Preis zahlt die Natur für welchen Ertrag?

Rund 80 Prozent der Landflächen in Europa sind besiedelt und werden land- und forstwirtschaftlich genutzt. Um die Erträge weiter zu steigern, wird die Nutzung intensiviert: Flächen werden zusammengelegt, um sie mit größeren Maschinen effizienter zu bewirtschaften. Es werden vermehrt Pestizide und Düngemittel eingesetzt oder eine größere Anzahl an Tieren auf der Weide gehalten.

„Solche Maßnahmen wirken sich nicht nur positiv auf den Ertrag, sondern meist auch negativ auf die Biodiversität aus", sagt UFZ-Biologe Dr. Michael Beckmann. „Denn auch landwirtschaftlich genutzte Flächen bieten Tier- und Pflanzenarten einen wertvollen Lebensraum - dem wird häufig zu wenig Beachtung geschenkt.“ In bisherigen Studien werden die Auswirkungen intensivierter Landnutzung zudem meist nur von einer Seite betrachtet: entweder mit Blick auf den Ertragszuwachs oder den Biodiversitätsverlust. „In welchem Verhältnis beides zueinander steht, und für welchen Ertrag die Natur letztlich welchen Preis zahlen muss, darüber wissen wir leider noch viel zu wenig", sagt Beckmann. Mit seiner aktuellen Studie möchte das Wissenschaftlerteam hier mehr Licht ins Dunkel bringen.

10.000 thematisch relevante Studien gesichtet

Dafür haben die Forscher etwa 10.000 thematisch relevante Studien gesichtet und nach solchen gefahndet, in denen vor und nach Intensivierungsmaßnahmen sowohl Messdaten für Ertrag als auch für Biodiversität erhoben wurden. „Der Großteil der Studien ist dabei durchs Raster gefallen. Nur 115 Studien haben tatsächlich beide Parameter auf den gleichen Flächen gemessen und waren damit für uns relevant“, sagt Beckmann. Die 449 untersuchten Nutzflächen dieser Studien sind jedoch rund um den Globus verteilt, befinden sich in unterschiedlichen Klimazonen und die Dauer ihrer Nutzung variiert stark.

Um sie für ihre Berechnungen nutzen können, entwickelten die Forscher ein komplexes Rechenmodell, das die bestehenden Unterschiede berücksichtigt und die Daten vergleichbar macht. Anschließend fassten sie jeweilige Ertragszuwächse sowie Biodiversitätsverluste zusammen. „Wir konnten zeigen, dass die Intensivierung der Landnutzung im Mittel zu einer Ertragssteigerung von 20 Prozent führt, gleichzeitig aber mit einem Artenverlust von neun Prozent einhergeht“, sagt Beckmann.

Drei Kategorien der Intensität der Landnutzung

Die Intensität der Landnutzung lässt sich anhand verschiedener Indikatoren ableiten (z.B. manuelle Bearbeitung von Ackerland oder Verzicht auf Pestizide -> niedrige Intensität / Nutzung großer Maschinen und chemischem Dünger -> hohe Intensität). In den drei dominierenden Produktionssystemen (Lebensmittel, Futtermittel, Holz) erhöht die Intensivierung den Ertrag (+ 20,3%, roter Pfeil), führt jedoch auch zu einem Artenverlust (-8,9%, blauer Pfeil).
Die Intensität der Landnutzung lässt sich anhand verschiedener Indikatoren ableiten (z.B. manuelle Bearbeitung von Ackerland oder Verzicht auf Pestizide -> niedrige Intensität / Nutzung großer Maschinen und chemischem Dünger -> hohe Intensität). In den drei dominierenden Produktionssystemen (Lebensmittel, Futtermittel, Holz) erhöht die Intensivierung den Ertrag (+ 20,3%, roter Pfeil), führt jedoch auch zu einem Artenverlust (-8,9%, blauer Pfeil).
(Bild: UFZ)

Um einen detaillierteren Einblick in die Auswirkungen von Intensivierungsmaßnahmen zu bekommen, haben die Forscher die untersuchten Nutzflächen in drei Intensitätsklassen - niedrig, mittel oder hoch - eingeteilt. Auf diese Weise konnten die Ergebnisse aller drei landwirtschaftlicher Produktionssysteme - Ackerland, Graslandschaft oder Wald - miteinander verglichen werden. Flächen mit mittlerer Nutzungsintensität zeigten nach Intensivierungsmaßnahmen mit 85 Prozent den höchsten Ertragsanstieg. Mit 23 Prozent hatten sie aber auch den größten Verlust an Arten. Flächen mit bereits hoher Nutzungsintensität zeigten dagegen zwar keine signifikanten Artenverluste, hatten aber noch einen Ertragszuwachs von 15 Prozent.

„Zunächst klingt das ja ganz hervorragend: Mehr Ertrag ohne Verlust von Arten“, sagt Beckmann. „Doch wo schon zu Anfang durch hochintensive Nutzung nicht mehr viel Biodiversität vorhanden ist, kann natürlich auch nicht mehr viel verlorengehen. Hier ist der kritische Punkt womöglich schon überschritten.“ Beim Vergleich der Auswirkungen von Intensivierungsmaßnahmen auf Ackerland, Graslandschaft und Wald schnitt der Wald hinsichtlich niedriger Artenverluste am besten ab. Die Studienergebnisse deuten darauf hin, dass intensivierte Landnutzung in Einzelfällen, wie etwa der Holzproduktion, auch zu Ertragssteigerungen führen kann, ohne dass dies zu Lasten der Biodiversität geht.

Die vorliegende Studie macht deutlich, wie groß der Einfluss der Intensität landwirtschaftlicher Produktion für den Schutz von Biodiversität sein kann. Sie zeigt generelle Trends und identifiziert Wissenslücken. Konkrete Handlungsempfehlungen für einzelne Regionen lassen sich daraus aber nicht ableiten.

„Um zu verstehen, unter welchen Bedingungen Landnutzung mit geringem bzw. besonders hohem Risiko für die Artenvielfalt verbunden ist, ist weitere Forschung notwendig“, sagt Michael Beckmann. „Nur so können wir in Zukunft effiziente Landnutzung betreiben und gleichzeitig die Artenvielfalt schützen. Denn Artenschutz kann und muss auch in unseren genutzten Kulturlandschaften stattfinden."

Originalpublikation: Beckmann, M. et al.: Conventional land-use intensification reduces species richness and increases production: A global meta-analysisConventional land-use intensification reduces species richness and increases production: A global meta-analysis; Global Change Biology (2019) http://dx.doi.org/10.1111/gcb.14606

* S. Hufe: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), 04318 Leipzig

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