Auswirkungen der extensiven Bewirtschaftung von Dauergrünland auf Heuschrecken und Hummeln

Abstract

Das Land Nordrhein-Westfalen fördert im Zuge des "NRW-Programm Ländlicher Raum 2007-2013" Maßnahmen zur Erhaltung und zur umweltverträglichen Nutzung des Dauergrünlandes. Hierzu zählt die Agrarumweltmaßnahme "Extensive Dauergrünlandnutzung", deren Umsetzungsschwerpunkte sich in den Mittelgebirgslagen befinden. Während die günstige Wirkung dieser Maßnahme auf den abiotischen Ressourcenschutz anerkannt ist, liegen bislang nur wenige Erkenntnisse zu möglichen positiven Effekten auf die Biodiversität vor. Ziel der vorliegenden Studie war es, am Beispiel von Heuschrecken und Hummeln die Auswirkungen der Agrarumweltmaßnahme in Nordrhein-Westfalen zu analysieren. Die Untersuchungen wurden in den Jahren 2013 bis 2015 in den Mittelgebirgsregionen der Eifel und des Süderberglandes durchgeführt. Es erfolgte ein Vergleich von Grünlandflächen, die nach den Vorgaben der Agrarumweltmaßnahme bewirtschaftet wurden (AUM-Flächen) mit benachbarten Grünlandflächen ohne Bewirtschaftungsauflagen (VGL-Flächen). In der Eifel wurde als Referenz zusätzlich Grünland einbezogen, das nach Auflagen des Vertragsnaturschutzes bewirtschaftet wurde (VNS-Flächen). In den Jahren 2013 und 2014 wurden 24 Grünlandflächen (10 AUM, 10 VGL, 4 VNS) und in 2015 insgesamt 35 Grünlandflächen (14 AUM, 14 VGL, 7 VNS) untersucht. In den drei Untersuchungsjahren wurden von Mai bis September Heuschrecken per Streifnetzmethode und Hummeln per Sichtfang entlang festgelegter Transekte erfasst. Ein qualitativer Nachweis der Heuschreckenarten erfolgte zusätzlich anhand akustischer Merkmale. Auf allen Untersuchungsflächen wurden melittophile Blütenpflanzen und deren Dichte sowie die Vegetationshöhe der Pflanzenbestände erfasst. Ergänzend wurden innerhalb eines Landschaftsausschnitts mit einem Radius von einem Kilometer um die Untersuchungsflächen Biotop- und Nutzungstypen kartiert. Insgesamt wurden auf den Grünlandflächen in der Eifel und im Süderbergland 19 Heuschreckenarten nachgewiesen. Die Artenzusammensetzung der Heuschreckengemeinschaften beider Landschaftsräume war ähnlich. Auf den AUM-Flächen wurden im Vergleich zu den VGL-Flächen in der Tendenz eine höhere Artenzahl und Diversität von Heuschrecken festgestellt. VNS-Flächen wiesen gegenüber den VGL-Flächen signifikant höhere Werte der ermittelten Diversitätsparameter auf. Bei der Zusammensetzung der unterschiedlichen ökologischen Gruppen gab es zwischen den Bewirtschaftungsvarianten keine signifikanten Unterschiede. Der Anteil von Flächen, mit Vorkommen von Langfühlerschrecken, war bei den AUM-Flächen höher als bei den VGL-Flä-chen. Der verstärkte Nachweis von Larvenstadien belegt deren bessere Eignung als Reproduktionshabitat. Auf den VNS-Flächen traten Langfühlerschrecken mit der höchsten Stetigkeit auf. Das Auftreten von Langfühlerschrecken trägt maßgeblich zu der Diversität der Heuschreckengemeinschaften bei. Die Abundanz der Langfühlerschreckenarten korrelierte mit der Vegetationshöhe der Untersuchungsflächen. Die Hummelgemeinschaften umfassten insgesamt 16 Arten. Im Süderbergland (8 Hum-melarten) wurde gegenüber der Eifel (15 Hummelarten) eine deutlich geringere Artendiversität erfasst. Die Zusammensetzung der ökologischen Gruppen unterschied sich stärker zwischen den Landschaftsräumen als zwischen den Bewirtschaftungsvarianten. Die Artenzahlen, Abundanzen und Diversitätswerte der Hummelgemeinschaften waren auf den AUM-Flächen tendenziell höher als auf den VGL-Flächen. Auf den VNS-Flächen wurden gegenüber den VGL-Flächen signifikant höhere Werte dieser Diversitätsparameter festgestellt. Die höheren Individuenzahlen auf den AUM-Flächen resultieren insbesondere aus der hohen Abundanz der Distanzsammler Bombus lucorum und Bombus lapidarius. Distanzsammler sind in der Lage, weite Strecken zwi-schen ihrem Nist- und Nahrungshabitat zurückzulegen. Ein entscheidender Faktor für ihre Abundanz ist die Blütendichte. Zum Zeitpunkt der dominanten Kleeblüte im Juni nutzen sie die AUM-Flächen als Sammelhabitate. Nahbereichssammler wurden mit höheren Artenzahlen auf den AUM- und VNS-Flächen nachgewiesen. Nahbereichssamller sind auf ein stetes Blütenangebot in der direkten Umgebung ihres Nistplatzes angewiesen. Da die meisten Hummelarten Generalisten sind, wirkte sich die Vielfalt von Blütenpflanzenarten hingegen nur in geringem Umfang auf die Hummeldiversität aus. Die Ergebnisse zeigen, dass Heuschrecken und Hummeln von extensiven Grünlandbewirtschaftungsformen profitieren. Die verpflichtende reduzierte Düngung und die Festlegung einer maximalen Viehesatzstärke im Betrieb von 1,4 raufutterfressenden Großvieheinheiten (RGV) je Hektar Hauptfutterfläche bei der Agrarumweltmaßnahme „Extensive Dauergrünlandnutzung“ sind zweifelsfrei wichtige Ansatzpunkte zur Förderung der Biodiversität und Stabilisierung von Graslandökosystemen. Mit der Reduzierung des Düngeniveaus wird auf vielen Standorten erst nach vielen Jahren ein Anstieg der Artenvielfalt des Pflanzenbestandes erreicht. Trotzdem ist davon auszugehen, dass durch die generelle Ausdehnung des Flächenumfangs der Agrarumweltmaßnahme „Extensive Dauergrünlandnutzung“ positive Effekte auf wirbellose Tiere erzielt werden. Die Ergebnisse der VNS-Flächen zeigen, dass die Reduzierung der Schnitttermine ein wichtiger Ansatzpunkt für die Steigerung der Habitatqualität von Grünlandflächen für Heuschrecken und Hummeln ist. Die Anzahl der Grünlandschnitte beeinflusst sowohl die zeitliche Verfügbarkeit des Blütenangebots für Hummeln als auch die Verfügbarkeit von Reproduktionsräumen für Heuschrecken. Die positive Wirkung der Agrarumweltmaßnahme „Extensive Dauergrünlandnutzung“ kann folglich durch die Festlegung von „Ruhephasen“ (ohne Mahd oder Beweidung) oder „Nutzungsverzichtsstreifen“ (s.u.) weiter gestärkt werden. Bei der Ausrichtung dieser zusätzlichen Maßnahmen müssen allerdings sowohl die Anforderungen von Milchvieh- und Mutterkuhbetrieben an die Futterleistung und -qualität des Grünlandes als auch die generelle Verwertbarkeit des Aufwuchses beachtet werden. Ein Hochschnitt (mindestens 8 cm oberhalb des Bodens) könnte dazu beitragen, niedrigwüchsige Kleearten und andere Blütenpflanzen als Nahrungsressource für Hummeln auch nach der Mahd zu erhalten und darüber hinaus die Mortalitätsrate der Heuschrecken durch mechanische Einwirkung bei der Mahd zu reduzieren. Als Zusatzmaßnahme für die naturschutzgerechte Grünlandbewirtschaftung schlagen wir vor, nach der ersten Nutzung etwa 5 % der Fläche (als Streifen oder Insel) bis ins Folgejahr von der weiteren Bewirtschaftung auszusparen. Folgende Effekte werden erwartet: • Erhöhung der Strukturvielfalt - Bereitstellung zusätzlicher Habitate durch dauerhafte Strukturen innerhalb der Landschaft auch im Winter, • Erhaltung von Rückzugsräumen - Quellbiotop für die Wiederbesiedlung der Flä-che nach der Nutzung, • Erhaltung von Reproduktionshabitaten - insbesondere für pflanzenbrütende Heuschreckenarten, • Erhaltung von Nahrungshabitaten für Hummeln - Gewährleistung eines kontinuierlichen Ressourcenangebotes, • Vernetzung - Vor allem eine streifenförmige Anordnung dient als Ausbreitungsachse und kann so Lebensräume miteinander verbinden.

The state of North Rhine-Westphalia is promoting measures for the conservation and sustainable use of permanent grassland as part of the "NRW Rural Development Pro-gram 2007 - 2013". This includes the agri-environmental measure "Extensive Grass-land Use", which focus is in the low mountain range. While the beneficial effects of this measure on abiotic resource conservation have been recognized, only a few findings on possible positive effects on biodiversity are available. The aim of the present study was to analyze the effects of the agri-environmental measure on invertebrates in North Rhine-Westphalia using the example of grasshoppers and bumblebees. Studies were conducted from 2013 to 2015 in the low mountain regions of the Eifel and the Süderbergland (North Rhine-Westphalia, Germany). A comparison was made be-tween grassland plots, which were managed according to the requirements of the agri-environment measure (AUM), and neighboring grassland sites without management obligations (VGL). As a reference, we additionally investigated grassland, which was managed according to the provisions of contractual nature conservation (VNS) in half of the areas. In 2013 and 2014, twenty four grassland sites (10 AUM, 10 VGL, 4 VNS) were examined, and in 2015, thirty five sites (14 AUM, 14 VGL, 7 VNS) were examined. Over the three years of investigation, grasshoppers and bumble bees were recorded from May to September, captured using an insect net along fixed transects. A qualita-tive proof of grasshoppers was also made by means of acoustic features. Melittophilic flowering plants and their density, as well as the vegetation height of the grasslands, were recorded on all investigation sites. In addition, biotope and land use types were mapped within a landscape section with a radius of one kilometer around the investi-gation sites. A total of 19 grasshopper species were found on the grasslands in the Eifel and the Süderbergland. The species composition of the grasshopper communities was similar between both regions. The AUM sites trend towards higher values of spe-cies number and species diversity of grasshoppers compared to the VGL sites. Signif-icantly, higher values of these diversity parameters were found on the VNS sites com-pared to the VGL sites. There were no major differences in the composition of different ecological groups across the management schemes. The share of sites, were Ensifera occured, was higher among the AUM sites than among the VGL sites. The more fre-quent detection of larval stages demonstrates their superior suitability as a reproduc-tion habitat. With the highest continuity, Ensifera occurred on the VNS sites. The oc-currence of Ensifera contributes significantly to the diversity of grasshopper communi-ties. Most Ensifera species are plant breeders and need high-growing vegetation for reproduction. Their abundance correlated with the vegetation height of the examination sites. The bumblebee communities included 16 species. In the Süderbergland (8 bumblebee species) an obvious lower species number was recorded towards the Eifel (15 bum-blebee species). The composition of the ecological groups differed more strongly be-tween the two regions than between the different management schemes. The species numbers, abundances, and diversity values of the bumblebee communities were higher on the AUM sites than on the VGL sites. On the VNS sites significantly higher values of these diversity parameters were found versus the VGL sites. The higher in-dividual numbers on the AUM sites are a result of the high abundance of the long-distance foraging species Bombus lucorum and Bombus lapidarius. These species are able to cover far distances between their nesting and foraging habitats. A decisive factor for their abundance is the flower density. At the time of the dominant clover blossom in June, they used the AUM sites for foraging. Short distance foragers, were detected with higher numbers of species on the AUM and VNS sites. These species depend on a constant supply of flowers in the immediate vicinity of their nesting sites. Since most bumblebee species are generalists, the variety of flowering species has only a small influence on their diversity. The results show that grasshoppers and bumblebees benefit from extensive grassland management. The compulsory reduced fertilization and the establishment of a maxi-mum stocking of 1.4 RGV in the agri-environmental measure are undoubtedly im-portant starting points for the promotion of biodiversity and stabilization of grassland ecosystems. By reduction of the level of fertilisation, on many sites the number of dif-ferent plant species is increasing only after many years. Nevertheless, it is to be as-sumed that positive effects on invertebrate animals are achieved by the general exten-sion of the area of the agri-environmental measure "Extensive Grassland Use". The results of the VNS reference sites show that the reduction of mowing frequency is an important starting point for the increase of the habitat quality of grassland for grass-hoppers and bumblebees. The number of cuts affects both the temporal availability of the flower resources for bumblebees as well as the availability of reproduction sites for grasshoppers. Therefore, the positive effect of the agri-environmental measure can be strengthened by the definition of "resting phases" (without mowing or grazing) or "old gras strips". However, when enacting these additional measures, the demands of dairy farms for silage quality, as well as the general usability of the yield, have to be consid-ered. A high-cut (at least 8 cm above the ground) could help to maintain low-growing clover species and other flowering plants as a feeding resource for bumblebees even after mowing. Furthermore, it might reduce the mortality rate of grasshoppers by me-chanical means during mowing. As an additional measure for grassland management appropriate to nature conservation, we propose to save about 5% of the area (as a strip or island) from further cultivation, after the first cut until the following year. We expect the following positive effects: - Increasing structural diversity - providing additional habitats through permanent structures within the landscape, even in winter, • Preservation of retreats - source biotope for the resettlement of the site after mowing, • Preservation of reproduction habitats - especially for plant breeding grasshop-per species, • Preservation of foraging resources for bumblebees - Ensuring a continuous sup-ply of resources, • Connectivity - Especially a strip-shaped arrangement serves as an axis for dis-persal and can thus connect habitats.