SFB 299 - Teilprojekt B3.1

SFB299 "Landnutzungskonzepte für periphere Regionen" - Teilprojekt B 3.1

Vier Projektphasen: 1997 - 2008

• 2006 - 2008  Räumlich explizite Modellierung der Phytodiversität in Kulturlandschaften: Modellerprobung, anpassung und -erweiterung
• 2003 - 2005  Module für die Modellierung nutzungsabhängiger floristischer Diversität in Kulturlandschaften
• 2000 - 2002  Funktionen und Leistungen der floristischen Biodiversität für zukünftige Landschaftsentwicklungen
• 1997 - 1999  Flächige Erfassung und Bewertung von Extensivierungserscheinungen hinsichtlich ihrer Funktionen für floristischen Arten-, Biozönose- und Prozessschutz

Teilprojektleitung:

Prof. Dr. Dr. Annette Otte, PD Dr. Rainer Waldhardt

Beteiligte WissenschaftlerInnen:

Dr. Dietmar Simmering, Dr. Birgit Reger, Dr. Camilla Wellstein, Dr. Katja Fuhr-Boßdorf

Schlagwörter:

Landnutzungskonzept, Agrarlandschaft, Biodiversität, phytozönotische Prozesse, Nutzungsdynamik, Landschaftsstruktur, Raumskalen, Brache, Schlüsselart, Indikatorart, Korrelat, Luftbildauswertung, GIS, Mittelhessen

Kurzbeschreibung zum Forschungsprogramm in der Projektphase 2006 - 2008

Die Analyse von Transformationsbeziehungen (trade-offs) zwischen verschiedenen Landschaftsfunktionen (z. B. ökonomischen und ökologischen Größen) ist im Rahmen agrarwissenschaftlicher Landschaftsforschung von besonderer Bedeutung. Daher befasst sich das landschaftsökologische Teilprojekt mit der quan­titativen und qualitativen Analyse der Beziehungen zwischen Landnutzung und Phytodiversität. Hierbei werden neben Produktionsverfahren des Ackerbaus, der Grünlandwirtschaft und Brache sowie deren räumlich-zeitlichen Mustern standörtliche und sozio-ökonomische Variablen berücksichtigt, die die Landnutzung und damit potenziell die Phytodiversität als Steuergrößen (driving forces) wesentlich beeinflussen. Neben strukturellen und funktionalen Aspekten der Phytodiversität werden insbesondere kompositionelle Aspekte und deren Kenngrößen (u. a. Pflanzenartenreichtum, -zusammensetzung, -dichten) bearbeitet.

Die Analyse bezog sich in den zurückliegenden Projektphasen (1997 – 2005) auf die extensiv und kleinparzellig genutzte Landschaft Lahn-Dill-Bergland. Die Ergebnisse belegen für diese Landschaft die Bedeutung der räumlich und zeitlich variierenden Nutzungsmuster flächiger Einzelhabitate und linearer Kleinstrukturen (Hecken, Säume) als Steuergrößen der Phytodiversität auf Landschafts-Ebene. Die Ergebnisse zeigen auch, dass innerhalb der Gesamtregion Teilräume mit lokalen Artenpools zu unterscheiden sind. Diese Ergebnisse wurden zur Ableitung des probabilistischen Modells ProF zur Quantifizierung und Prognose der Phytodiversität unterschiedlich großer Raumbezüge genutzt. Patch-bezogene Daten zu Kenngrößen der Phytodiversität werden durch probabilistische Modellierung zur Ableitung Pattern-bezogener (landschaftsbezogener) Daten herangezogen. Die Verknüpfung zwischen Patch- und Pattern-Ebene wird durch GIS-gestützte Gliederung ermöglicht. Für den ca. 1.100 km² großen Bezugsraum Lahn-Dill-Bergland wurde eine Habitattypenmusterkarte mit ca. 500 Habitattypen generiert, die allerdings bislang nicht die für die Phytodiversität bedeutsamen Kleinstrukturen berücksichtigt. Die Modellierung integriert somit Bottom-up und Top-down Arbeitsschritte. Für unterschiedliche Raumbezüge (22 ha große Landschaftsausschnitte bis 650 km² große Teilregion) wurden quantitative und qualitative Aussagen zur Phytodiversität erarbeitet. Durch Abgleich von Mo­dellaussagen zur aktuellen Phytodiversität mit Geländeda­ten erfolgten zufriedenstellende Prü­fungen der Aussageschärfe von Modellergebnissen für Bezugsräume bis zur Gemarkungs-Ebene (ca. 10 km²). Das Modell wurde im Modellverbund ITE²M des SFB 299 auf Nutzungsszenarien des Modells ProLand (Szenario Agenda 2000 und Szenario CAP-Reform) angewendet. Artenreichtum und Wahrscheinlichkeiten des Vorkommens von Arten wurden für die Artengruppe der Ackerwildkräuter vergleichend ermittelt. Für diese Arten­gruppe lassen die Modellergebnisse deutlich negative Effekte der CAP-Reform erwarten.

Das Modell ProF soll in weiteren kleinparzellig genutzten Regionen erprobt und validiert werden. Hierzu sollen Modellanwendungen auf ca. 60 km² große Teilräume des Lahn-Dill-Berglandes und des Nidda-Einzugsgebietes mit kleinparzelliger Nutzung (Bereiche von Hin­tertaunus und Vogelsberg) erfolgen. In die Modellanwendungen sollen die für das Lahn-Dill-Bergland vorliegende Habitattypenmusterkarte sowie vorliegende und zu erhebende Patch-bezogene floristische Daten einfließen. Die Erarbeitung entsprechender Daten zu kleinparzellig genutzten Bereichen des Nidda-Einzugsgebietes ist als Bestandteil der Modellanwendung auf diesen Raum vorgesehen. Als Modellergebnisse werden Aussagen zum aktuellen Gesamtartenreichtum, zum aktuellen Artenreichtum verschiedener Artengruppen, zu den Wahrscheinlichkeiten des Vorkommens von Einzelarten und ihrer räumlichen Vertei­lung erarbeitet. Dabei soll die Bedeutung von räumlicher Auflösung (grain) und Größe des Bezugsraumes (extent) für Modellergebnisse systematisch geprüft werden. Darüber hinaus soll die Bedeutung lokaler Artenpools für Modellanwendungen weiter geprüft werden.

Das Modell ProF soll zur Anwendung auf intensiv genutzte Regionen angepasst und erweitert werden. Hierzu werden Arbeiten in der Wetterau, dem flächenmäßig bedeutsamsten Teil des Nidda-Einzugsgebietes erfolgen. Aufgrund der deutlich größeren Schlaggrößen und einer zu erwartenden großen Spannbreite in der Größe von Einzelhabitaten, die sich aus der Verschneidung von Standort- und Nutzungsdaten ergeben, sollen Patch-bezogene Arten-Areal-Beziehungen in die Modellierung integriert werden, die in der kleinparzellierten Landschaft bislang vernachlässigt werden konnten. Schließlich soll das Modell um den Beitrag der Kleinstrukturen zum floristischen Artenpool erweitert werden. Hierzu soll unter Heranziehung vorliegender Biotopkartierungen ein probabilistisches Vorgehen erarbeitet werden, das aus flächig verfügbaren Standort- und Nutzungsdaten über quantitative Indikatoren auf die Vorkommenswahrscheinlichkeiten von Hecken und Säumen schließen lässt. Schließlich soll ebenfalls die Bedeutung von grain und extent für Modellergebnisse geprüft werden. In diesem Zusammenhang soll das in ProF implementierte Verfahren der Verwendung von Landschaftsausschnitten standardisierter Flächengröße mit Verfahren der Raumgliederung in heterogene Mikrogeochoren bzw. funktionale Raumeinheiten vergleichend bewertet werden und gegebenenfalls eine entsprechende Mo­dellanpassung beim Vorgehen der Raumgliederung erfolgen.

Das Modell ProF soll auf weitere ProLand-Szenarien (Teilprojekt A 1 des SFB 299) angewendet werden. Ergänzend soll in Umkehr zum bisherigen Vorgehen ein zur Erhaltung bzw. zur Wiederherstellung der Phytodiversität - dies insbesondere in Hinblick auf die landwirtschaftlich intensiv genutzte Wetterau - möglichst geeignetes Muster der Produktionsverfahren generiert werden. Dieses soll zur Quantifizierung der damit einhergehenden regionalen Wert­schöpfung an Teilprojekt A 1 weitergegeben werden.

Projektträger: DFG

Veröffentlichungen: