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Die Biodiversität im Zentrum der Agrarökosysteme

Flächenmässig ist mehr als ein Drittel der Ökosysteme der Schweiz von landwirtschaftlichen Aktivitäten tangiert und umfasst somit eine breite Palette an Agrarökosystemen. Die Agrarökosysteme widerspiegeln das Zusammenwirken einer Produktionsausrichtung und der Produktionsbedingungen, die von den lokalen Umweltgegebenheiten bestimmt werden (Topografie, Klima, Boden und Biodiversität). Die Agrarpraktiken und Umweltbedingungen haben sich über Jahrhunderte hinweg entwickelt. So entstand nach und nach eine Kulturlandschaft mit zahlreichen natürlichen Lebensräumen und Arten, und es wurde eine grosse Vielfalt an Kulturpflanzen und Nutztieren hervorgebracht (Vielfalt der genetischen Ressourcen).

Eine zentrale Aufgabe der Agrarökosysteme ist die Lebensmittelproduktion. Ausserdem erbringen die Agrarökosysteme Ökosystemleistungen wie beispielsweise die Regulierung der Wasser- und Bodenqualität und die Entfaltung der Agrobiodiversität und unserer kulturellen Werte. Die Agrarökosysteme sind ihrerseits abhängig von Leistungen aus anderen Ökosystemen, wie beispielsweise die Bestäubung der Kulturen durch Bienen oder andere Insekten, die biologische Schädlingsregulierung durch Nützlinge (Bestäuber und Nützlinge), die Bildung und Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit durch Bodenorganismen (Bodenbiodiversität), hochwertige Wasserressourcen und der reibungslose Ablauf des Nährstoffkreislaufs. Agrarökosysteme erleiden auch Beeinträchtigungen, die ihre Produktivität schmälern oder die Produktionskosten erhöhen können, wie beispielsweise Krankheiten, Schädlinge oder invasive Arten. Eine übermässige Bodenbearbeitung oder ein ungeeigneter Einsatz von Produktionsmitteln können bisweilen die Tragfähigkeit der Ökosysteme übersteigen und zu Beeinträchtigungen führen, die aus anderen Agrarökosystemen stammen, wenn beispielsweise allzu hohe Stickstoffüberschüsse die Biodiversität von sensiblen Ökosystemen wie Wäldern, Wasserpflanzen und Sümpfen verändern (Zhang et al. 2007, Power 2015).

Da viele Leistungen/Beeinträchtigungen von der Reichhaltigkeit der Biodiversität abhängen (Soliveres et al. 2016), muss diese auf allen Ebenen (genetische und funktionale Biodiversität, Vielfalt der Arten und Lebensräume) optimal gepflegt werden, damit der Mensch von den zahlreichen Leistungen profitieren kann, die die Agrarökosysteme erbringen, ohne andere Ökosysteme bei der Erbringung anderer, ebenfalls gesellschaftlich erwünschter Leistungen zu beeinträchtigen.

Überprüfung und Aktualisierung der Ziele im Bereich der Biodiversität

An seiner Sitzung vom 9. Dezember 2016 (BAFU und BLW 2016) hat der Bundesrat den Bericht in Erfüllung des Postulats Bertschy (13.4284) über die Umweltziele Landwirtschaft (UZL) gutgeheissen. Im Postulat wurde eine Situationsanalyse bezüglich der UZL gefordert, welche basierend auf bestehenden Rechtsgrundlagen von den betroffenen Bundesämtern gemeinsam festgelegt worden waren (BAFU und BLW 2008).

UZL im Bereich der Biodiversität (BAFU und BLW 2016)

Die Landwirtschaft leistet einen wesentlichen Beitrag zur Erhaltung und Förderung der Biodiversität. Dies umfasst die Aspekte 1. Artenvielfalt und Vielfalt von Lebensräumen, 2. genetische Vielfalt innerhalb der Arten sowie 3. funktionale Biodiversität.

1) Die Landwirtschaft sichert und fördert die einheimischen (vgl. BAFU und BLW 2008, Anhang 1), schwerpunktmässig auf der landwirtschaftlich genutzten Fläche vorkommenden oder von der landwirtschaftlichen Nutzung abhängigen Arten und Lebensräume (vgl. BAFU und BLW 2008, Anhang 2) in ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet. Die Bestände der Zielarten werden erhalten und gefördert. Die Bestände der Leitarten werden gefördert, indem geeignete Lebensräume in ausreichender Fläche und in der nötigen Qualität und räumlichen Verteilung zur Verfügung gestellt werden.

2) Die Landwirtschaft leistet einen wesentlichen Beitrag zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung von einheimischen Sorten landwirtschaftlicher Kulturpflanzen und von einheimischen Nutztierrassen. Sie erhält und fördert die genetische Vielfalt von einheimischen, mit landwirtschaftlichen Kulturpflanzen verwandten Wildarten, von einheimischen Wildarten, die für Ernährung und Landwirtschaft genutzt werden, sowie von anderen einheimischen Wildarten, wobei Arten, die auf landwirtschaftlich genutzten Flächen vorkommen, Priorität eingeräumt wird.

3) Die Landwirtschaft bewahrt und fördert die von der Biodiversität erbrachten Ökosystemleistungen.


BAFU und BLW, 2016.    

Das Teilziel 1 betreffend die Arten und Lebensräume wurde gegenüber 2008 nicht angepasst, wurde inzwischen aber operationalisiert. Es wurden quantitative und qualitative Zielwerte für die Erreichung der UZL in den verschiedenen landwirtschaftlichen Zonen festgelegt (Walter et al. 2013). Das Teilziel 2 betreffend die Vielfalt wurde ergänzt und umfasst nun das Erfordernis, die Erhaltung einheimischer Wildarten, die mit Kulturpflanzen verwandt sind oder für Ernährung und Landwirtschaft genutzt werden, zu fördern. Und schliesslich wurde das Teilziel 3 betreffend die Ökosystemleistungen gestärkt, da die Agrarökosysteme von den Ökosystemleistungen bzw. ­beeinträchtigungen abhängig sind oder solche erbringen.

Zielerreichung: Situation und Ausblick

Basierend auf den Schlussfolgerungen des Berichts in Erfüllung des Postulats Bertschy (BAFU und BLW 2016) kann die nachfolgende Bilanz bezüglich der drei Teilziele gezogen werden.

Beim Teilziel 1 konnte dank der Stärkung der agrarpolitischen Massnahmen zur Förderung der Biodiversität wahrscheinlich der Verlust von einheimischen Arten und Lebensräumen im Laufe der letzten Jahre gebremst werden. Die Etappenziele der Agrarpolitik für die Jahre 2014 bis 2017 bezüglich der Biodiversitätsförderflächen BFF (LN in der Talzone, % Vernetzung und QII) wurden nahezu erreicht (BFF). Gemäss der erforderlichen Öko-Qualität für jede Landwirtschaftszone und einer Schätzung des Zustands im Jahr 2010, wie sie in Walter et al. 2013 definiert werden, sind die Ziellücken bei den BFF mit hoher Öko-Qualität jedoch nach wie vor gross. Anhand der BFF, die für die Beiträge 2016 angemeldet wurden, kann der Zustand im Jahr 2016 abgeschätzt werden. Diese Schätzung zeigt, dass sich der Anteil an Flächen mit Öko-Qualität in der Talzone, der Hügelzone und der Bergzone I noch verdoppeln sollte. In den Bergzonen III und IV sowie im Sömmerungsgebiet wird die Fläche deutlich unterschätzt, da dort nicht alle BFF der QII angemeldet wurden.

Anteil an Flächen mit Öko-Qualität im Kulturland

Zone    Ziele
(gemäss Walter
et al. 2013)
Stand 2010
(gemäss Walter
et al. 2013)
Stand 2016
(Schätzung anhand
der BFF-Beiträge 2016)
Talzone10 (8 – 12)2,2 – 4,0 %~ 5 %
Hügelzone12 (10 – 14)3,5 – 4,5 %~ 6 %
Bergzone I13 (12 – 15)3 – 4,5 %~ 6 %
Bergzone  II17 (15 – 20)4,8 – 10 %~ 8 %
Bergzone  III30 (20 – 40)20 – 40 %~ 14 %
Bergzone  IV45 (40 – 50)40 – 50 %~ 27 %
Total16 (12 – 20)6 – 10 %~ 7 %
Sömmerungsgebiet(40 – 60)40 – 60 %~ 30 %

Schätzung des Zustands 2016: Biodiversitätsförderflächen, die für QII-Beiträge angemeldet wurden (inkl. Hochstammfeldobstbäume und Nussbäume) + Buntbrachen, Rotationsbrachen, Ackerschonstreifen, Säume auf Ackerfläche und Hecken, Feld- und Ufergehölze (QI). Für das Sömmerungsgebiet: Artenreiche Grün- und Streueflächen im Sömmerungsgebiet (QII).

Die Landwirtschaft bringt ökologisch sensible Lebensräume nach wie vor stark unter Druck. Die Biodiversität der Hoch- und Flachmoore wie auch die Trockenwiesen und ­weiden werden durch die Stickstoffeinträge aus der Tierhaltung stark beeinträchtigt (CFHA 2014, Roth et al. 2013). Ausserdem zeigt sich, dass rund 1700 Ziel- und Leitarten, wie sie in den UZL definiert sind (BAFU und BLW 2008), auch heute noch einen Abwärtstrend verfolgen. Somit ist das Teilziel 1 nicht erreicht.

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Im Zusammenhang mit dem Teilziel 2 lässt sich sagen, dass die Erhaltung der Schweizer Nutztierrassen zu 100 % in situ durch die Landwirte, also auf dem Betrieb, erfolgt. Die Beobachtung der Rassen übernehmen die anerkannten Zuchtorganisationen, die Massnahmen wie die Festschreibung der genetischen Vielfalt in den Herdebüchern und die Verankerung in geeigneten Zuchtprogrammen gewährleisten. Bei den Kulturpflanzen kann dieses Ziel mittels der Fortführung der bestehenden Massnahmen, wie sie im Nationalen Aktionsplan zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung der pflanzengenetischen Ressourcen für Ernährung und Landwirtschaft (NAP-PGREL, siehe auch Vielfalt der genetischen Ressourcen) definiert wurden, erreicht werden. Das Teilziel wurde bezüglich der Wildarten, namentlich der mit Kulturpflanzen verwandten Wildarten, noch nicht erreicht. Für letztere wurde eine erste Beurteilung basierend auf dem Nutzungspotenzial durchgeführt und daraus eine Prioritätenliste für die Schweiz erstellt. Diese Priorisierung muss unter Berücksichtigung der Bedeutung für Landwirtschaft und Umwelt weiter verfeinert werden. Und schliesslich soll eine Standortbestimmung hinsichtlich der Ex-situ- und In-situ-Erhaltung vorgenommen werden. Diese wird als Grundlage dienen für die Diskussion allfälliger Massnahmen im Bereich der Ex-situ- und In-situ-Erhaltung.

Für das Teilziel 3 gibt es bis anhin keinen spezifischen Indikator oder analytischen Rahmen, um den Stand und die Entwicklung des UZL zu beurteilen. Um dieses Ziel zu konkretisieren, müssen Beispiele aus der angewandten Forschung herangezogen werden, die aufzeigen, wie man die Biodiversität gezielt fördern und erhalten kann, um die daraus resultierenden Leistungen zu begünstigen. Zu nennen sind hier unter anderem die Arbeiten, die die Beziehung zwischen der Bodenbiodiversität und der landwirtschaftlichen Produktion (vgl. Artikel Bodenbiodiversität) oder die Bedeutung und Fördermittel von Bestäubern und Nützlingen zur Effizienzsteigerung der Agrarökosysteme (vgl. Artikel Bestäuber und Nützlinge) beleuchten.  

Biodiversitätsmonitoring gezielt weiterentwickeln

Das Biodiversitätsmonitoring Schweiz (BDM) liefert bereits heute Indikatoren zur Biodiversität, die für die Landwirtschaft relevant sind (z. B.: «Vielfalt von Artengemeinschaften in Wiesen und Weiden», «Besonders wertvolle Lebensräume», die die Entwicklung der Trockenwiesen und ­weiden dokumentieren, oder «Übermässiger Stickstoffeintrag in naturnahen Ökosystemen»). Beim Agrarumweltmonitoring dokumentieren zahlreiche Agrarumweltindikatoren (AUI) den indirekten Druck auf die Biodiversität, und zwar sowohl auf gesamtschweizerischer als auch auf einzelbetrieblicher Ebene (z. B. Ammoniakemissionen, Stickstoff- und Phosphorbilanz). Die politischen Antwort wird anhand der Entwicklung der Biodiversitätsförderflächen dokumentiert (BFF). Weitere Zustandsindikatoren ergänzen das BDM, so zum Beispiel der Index der Brutvögel, der mittels der Bezeichnung von Ziel- und Leitarten an die Bedürfnisse der Landwirtschaft angepasst wurde (siehe Abbildung unten).

In den kommenden Jahren werden gewichtige Lücken bei den Indikatoren zum Zustand der Biodiversität auf der Landwirtschaftsfläche geschlossen werden.
Zum einen wird das Programm ALL-EMA («Arten und Lebensräume Landwirtschaft – Espèces et milieux agricoles», www.all-ema.ch), das 2015 lanciert wurde, die Zustandsindikatoren des Agrarumweltmonitorings untermauern. Ab 2020 können anhand dieser Erhebungen zusammen mit jenen von Monitoringprogrammen wie dem BDM und der Wirkungskontrolle Biotopschutz Schweiz detaillierte Rückschlüsse gezogen werden auf den Zustand von Arten und Lebensräumen und auf die Wirksamkeit der Biodiversitätsförderflächen. Mit dem Programm ALL-EMA kann nicht nur die Biodiversität, die unsere Agrarökosysteme ausmacht, quantifiziert werden, sondern auch ihre Entwicklung auf lange Sicht beurteilt werden.


Zum anderen wurde basierend auf den Kulturen und Lebensräumen der Landwirtschaftsbetriebe sowie ihren detaillierten Bewirtschaftungsmethoden für 11 Artengruppen ein Wirkungsmodell erstellt, um potenzielle Auswirkungen der landwirtschaftlichen Tätigkeiten auf die Biodiversität besser nachvollziehen zu können (Jeanneret et al. 2014). Agroscope hat dieses Wirkungsmodell im Rahmen des EU-Forschungsprojektes «BioBio» im Feld validiert (Lüscher et al. 2017). Dieses Modell wird auf einzelbetrieblicher Ebene als Agrarumweltindikator herangezogen (AUI «Potenzielle Auswirkungen der landwirtschaftlichen Tätigkeiten auf die Biodiversität») und beurteilt die Betriebe der Zentralen Auswertung der Agrarumweltindikatoren (ZA-AUI, vgl. AUI). Je nach Betriebstyp und Region zeigt der AUI «Potenzielle Auswirkungen der landwirtschaftlichen Tätigkeiten auf die Biodiversität» im Laufe der Zeit kaum Schwankungen. Legt man den Fokus jedoch auf bestimmte Regionen und Betriebe, die von Anfang an beim Projekt dabei waren (30 in der Bergzone und 64 in der Talzone, von 2009 bis 2015), zeichnen sich folgende Tendenzen ab: 

Bergzone: Eine leichte Verbesserung scheint sich bei den Spinnen, Laufkäfern, Tagfaltern und Heuschrecken abzuzeichnen. Bei den Dauerwiesen sind die Düngermenge und die Anzahl Schnitte wie auch die Beweidung entscheidende Faktoren. So wurden die höchsten Werte (16 – 17 Punkte von maximal 19) auf Parzellen ohne Düngung mit einer geringen Anzahl jährlicher Schnitte und ohne Beweidung gemessen. Bezüglich der Tagfalter wurden die höchsten Werte (>25 von maximal 28) auf Mähwiesen ohne Düngung festgestellt. Diese Wiesen machen rund 25 % der Dauerwiesen aus.

Talzone: Bei den Ackerkulturen erreicht Winterweizen einen Durchschnittswert von 5,5 Punkten (von maximal 7,2). Die Felder mit mehr als 7 Punkten werden extensiv bewirtschaftet («Extenso») und nur sehr wenig gedüngt. Diese Weizenart macht rund
14 % der Winterweizenfelder aus. Bezüglich der Laufkäfer wurden die höchsten Werte (>12 von maximal 15) beim extensiven Weizen ohne Einsatz von Insektiziden und Fungiziden bei stark reduzierter Düngung festgestellt.

Literatur

Eidgenössische Kommission für Lufthygiene (EKL), 2014: Ammoniak-Immissionen und Stickstoffeinträge - Abklärungen der EKL zur Beurteilung der Übermässigkeit. Eidgenössische Kommission für Lufthygiene, Bern.
 
Jeanneret, P., Baumgartner, D.U., Freiermuth Knuchel, R., Koch, B. & Gaillard, G. (2014) An expert system for integrating biodiversity into agricultural life-cycle assessment. Ecological Indicators, 46, 224 – 231.
 
Lüscher, G., Nemecek, T., Arndorfer, M., Balázs, K., Dennis, P., Fjellstad, W., Friedel, J.K., Gaillard, G., Herzog, F., Sarthou, J.-P., Stoyanova, S., Wolfrum, S. & Jeanneret, P. (2017) Biodiversity assessment in LCA: a validation at field and farm scale in eight European regions. The International Journal of Life Cycle Assessment, 1 – 10.
 
BAFU und BLW 2008: Umweltziele Landwirtschaft. Hergeleitet aus bestehenden rechtlichen Grundlagen. Umwelt-Wissen Nr. 0820. Bundesamt für Umwelt, Bern.
 
BAFU und BLW 2016: Umweltziele Landwirtschaft. Statusbericht 2016. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Wissen Nr. 1633: 114 S
 
Power, A. G. (2010). Ecosystem services and agriculture: tradeoffs and synergies. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 365(1554), 2959 – 2971.
 
Roth T. et al. 2013: Nitrogen deposition is negatively related to species richness and species composition of vascular plants and bryophytes in Swiss mountain grassland. Agriculture, Ecosystem and Environment 178, 121 – 126.
 
Soliveres S. et al. 2016: Biodiversity at multiple trophic levels is needed for ecosystem multifunctionality. Nature, doi: 10.1038/nature 19092.
 
Walter T., Eggenberg S., Gonseth Y., Fivaz F., Hedinger C., Hofer G., Klieber-Kühne A., Richner N., Schneider K., Szerencsits E., Wolf S. 2013: Operationalisierung der Umweltziele Landwirtschaft. Bereich Ziel- und Leitarten, Lebensräume (OPAL). ART­Schriftenreihe 18.
 
Zhang, W., Ricketts, T. H., Kremen, C., Carney, K., & Swinton, S. M. (2007). Ecosystem services and dis-services to agriculture. Ecological economics, 64(2), 253 – 260.

Philippe Jeanneret, Gisela Lüscher und Thomas Walter, Forschungsbereich Agrarökologie und Umwelt, Agroscope
Jérôme Frei, BLW, Fachbereich Agrarumweltsysteme und Nährstoffe, jerome.frei@blw.admin.ch

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