SoilMan - Ökologische und ökonomische Bedeutung von Bodenbiodiversität in Agrarsystemen

Hintergrund und Zielsetzung

Ziel des Projektes SoilMan ist es, die Zusammenhänge zwischen Bodenbiodiversität und landwirtschaftlichen Bodenbewirtschaftungspraktiken besser zu verstehen, um die Bodengesundheit und -fruchtbarkeit zu fördern. SoilMan wird Erkenntnisse zu den Zusammenhängen zwischen Bodenbiodiversität, Bodenfunktionen und Ökosystemleistungen als wichtige Einflussfaktoren für Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft liefern.  Es ist anerkannt, dass Vielfalt beim Bodenleben sowie die Wechselwirkungen der Bodenorganismen in landwirtschaftlichen Systemen von zentraler Bedeutung bei der Erbringung von wichtigen Bodenfunktionen sind. Sie stützen und regulieren für die Landwirtschaft wichtige Ökosystemleistungen.

Vorgehensweise

Mit Hilfe einer systematischen ökologischen, ökonomischen und politischen Bewertung der biologischen Vielfalt im Boden in unterschiedlichen europäischen Agrarsystemen, wird das Bodenleben in einen sozio-ökologischen Kontext gesetzt. Um besser zu verstehen, wie die landwirtschaftliche Bodenbearbeitung die Bodenbiodiversität und deren Bereitstellung von Ökosystemleistungen beeinflusst, werden die zahlreichen Funktionen des Bodens und die damit verknüpften Ökosystemleistungen quantifiziert. Dabei kommt eine große Anzahl neuerster Methoden und Werkzeuge zur qualitative und quantitativen Analyse der Bodenökosysteme sowie eine systematische ökonomische und soziale Bewertung der durch die Bodenbiodiversität erbrachten Leistungen zum Einsatz. Ziel ist es, Empfehlungen für den Agrarsektor bezüglich nachhaltiger Bodenbewirtschaftungspraktiken abzuleiten, die das Bodenleben fördern.

Unsere Forschungsfragen

Das Thünen-Institut für Biodiversität wird Feld- und Laboruntersuchungen durchführen, die die Leistung von Bodentieren hinsichtlich ihres Beitrages zur Bodengesundheit landwirtschaftlicher Flächen in Abhängigkeit von Fruchtfolge und Bodenbearbeitung in verschiedenen biogeographischen Regionen Europas quantifizieren. Die Unterdrückung bodenbürtiger Schadpilze und der Abbau ihrer giftigen Stoffwechselprodukte (Mykotoxine) durch Bodentiere (Regenwürmer und Collembolen) stehen im Mittelpunkt der wissenschaftlichen Arbeiten

Das ebenfalls beteiligte Thünen-Institut für Marktanalyse ist für die sozio-ökonomische Bewertung der durch Bodenorganismen erbrachten Ökosystemleistungen verantwortlich, für länderübergreifende Vergleiche ebenso wie für mögliche Politikansätze. Ein Modellansatz wird verwendet, um die wichtigsten Güter und Dienstleistungen zu bewerten, die durch Bodenbiodiversität für die Landwirte und die ganze Gesellschaft erbracht werden sowie um den Politikeinfluss zu ermitteln. Das Betriebsmodell PoMoSoB kommt für die Untersuchungsländer Deutschland, Frankreich, Spanien, Schweden und Rumänien zum Einsatz, sodass fünf wichtige biogeographische Regionen Europas abgedeckt werden. Darüber hinaus werden für die Europäische Union die Auswirkungen von Politiken untersucht, die darauf abzielen Güter und Dienstleistungen zu stärken, die auf Bodenbiodiversität basieren. Dabei werden Effekte auf die landwirtschaftliche Produktion und mögliche Auswirkungen auf den Agrarhandel mit Hilfe ausgewählter Marktmodelle wie MAGNET oder AGMEMOD untersucht. Es ist vorgesehen spezifische regionale Ergebnisse – ermittelt mit Hilfe von Feldversuchen und Stakeholder-Treffen – zu vergleichen. Auf diese Weise kann SoilMan Ergebnisse liefern, die verknüpft mit der Politikdebatte auf europäischer Ebene für Politik und Entscheidungsträger relevant sind. Kurzdossiers und an Interessensvertreter adressierte Empfehlungen mit dem Ziel der Verbesserung der Bodenbiodiversität dienen der Förderung der Anwendung von Forschungsergebnissen aus SoilMan in Politik und Praxis.

Ergebnisse

Eine Zusammenfassung der Projektergebnisse zeigt der Project brief 2021/05 (DOI:10.3220/PB1612356824000): www.thuenen.de/media/publikationen/project_brief/Project_brief_2021_05.pdf

Die Erkenntnisse aus den Feld- und Laborstudien (Thünen-Institut für Biodiversität) leisten einen wichtigen Beitrag zu einem besseren Verständnis der komplexen Zusammenhänge zwischen Management, Umwelt- und Standortfaktoren sowie Selbstregulierungsmechanismen in konservierend bearbeiteten Agrarökosystemen. So zeigen sie, dass die Bioregulation von Fusarium durch pilzfressende Bodentiere artspezifisch erfolgt, und das gesamte Spektrum von Unterdrückung bis zu leichter Förderung umfassen kann. Hinsichtlich der Mykotoxine wurde eine signifikante Beschleunigung des Abbaus aller Toxine (DON, 3-AcDON, ZEN und FB1) durch die berücksichtigten Schlüsselarten festgestellt. Die Reduktionsraten hängen dabei von dem jeweiligen Toxin, der Zeitspanne, den vorherrschenden Temperaturen, der Bodentextur und der beteiligten Schlüsselart ab. Das insgesamt größte bioregulatorische Potenzial, unabhängig von der Häckselgröße in der Maismulchauflage, wies dabei die Regenwurmart L. terrestris auf. Ein landwirtschaftliches Management, das die Bedürfnisse und Lebensraumansprüche pilzfressender Bodentiere, und insbesondere der Art L. terrestris, berücksichtigt, kann somit zu einer Synergie führen, bei der das Zusammenspiel von anthropogenen Top-down-Effekten (landwirtschaftliche Bewirtschaftung) und natürlichen Bottom-up-Effekten (Bioregulation durch die Bodenfauna) langfristig zu einer nachhaltigen landwirtschaftlichen Produktion auf gesunden und fruchtbaren Böden beiträgt.

Das Thünen-Institut für Marktanalyse führte eine sozioökonomische Bewertung der Leistungen von Bodenorganismen und einen länderübergreifenden Vergleich durch. Dabei wurde auf der Grundlage eines ökonomischen Modells die Wirkungen einer, durch verbesserte Biodiversität des Bodens, erhöhten Ertragsstabilität auf die Produktion, die Agrarpreise und den Agraraußenhandel analysiert. Aus den Ergebnissen wurden Politikempfehlungen abgeleitet. Während die Bedeutung der Ökosystemleistungen auf die physische Ertragsstabilität in der wissenschaftlichen Literatur umfassend beschrieben ist, wurde in diesem Projekt die Erweiterung der ökonomischen Bewertung von Ökosystemleistungen des Bodens erarbeitet. Dazu wurde ein ökonomisches Modell um die physische Komponente der Ertragsstabilität erweitert, um die ökonomische Wirkung der durch Bodenorganismen unterstützen Ökosystemleistungen hinsichtlich ihrer ertragsstabilisierenden und qualitätserhöhenden Wirkung zu quantifizieren. Durch den Nachweis der positiven Wirkung, nicht nur der physischen, sondern auch der ökonomischen Erträge landwirtschaftlicher Betriebe konnte in SoilMan eine Brücke zwischen der Analyse der physischen Wirkung von Ökosystemleistungen und ihren ökonomischen Wirkungen geschlagen werden.

Links und Downloads

https://soilman.eu/