Exploring synergies – management of multifunctional agricultural landscapes

Abstract

Abstract
Human ingenuity and activities have resulted in erosion of ecosystems and their capacity to support the sustainable production of goods and functions that we depend on. Biodiversity i.e. the diversity within and between species and of ecosystems, underpins many of the ecosystem functions critical for human well-being and resilience, and is declining faster than at any time in human history. Thus, the ongoing loss of biodiversity and its associated ecosystem functions is one of the most critical challenges we face today. The intensification of agriculture during the last century, including both in-field intensification and loss and fragmentation of habitats, has played a major role in the degradation of biodiversity and ecosystem services world-wide. The intensification of agriculture has resulted in increased production of private goods such as crops but at the expense of public goods like for example regulation of water and climate. In addition, the intensification of agriculture also erodes regulating ecosystem services such as pollination, which ultimately threatens the provision of sustainable crop production. In this thesis I have investigated how to integrate management of ecosystem services in arable farming, to promote multifunctional landscapes that are able to support sustainably both private and public goods. In a conceptual study, framing the thesis, I suggest that the whole ‘ecosystem service cascade’ needs to be taken into consideration when formulating agri-environmental policies and that by exploiting synergies between private and public goods, it is possible to let public goods hitchhike on private goods. I have investigated the possibilities of and constraints on integrating ecosystem services under current EU agri-environmental policies, how these policies affect farmer behaviour and the consequences of alternative policy formulations for ecosystem services such as pollination and natural pest control. I contribute to the currently weak evidence base on the ecological effect of agri-environmental measures, using the CAP ecological focus areas as a case study. Annual ecological focus areas sown with flower strips had weak effects on natural enemies but positively affected bumblebees up to several 100 m from the strips. Together the two studies showed the potential for networks of annual flower strips to provide complementary resources in intensively managed agricultural landscapes, where late-season resources are often scarce. By investigating the role of farmer attitudes and farm characteristics for decisions to take up a voluntary agri-environmental measure, we showed that uptake of buffer strips is connected to both attitudes and farm size. The results highlight the importance of ensuring positive attitudes among farmers as well as the need to facilitate environmentally friendly management. Using ecological-economic modelling we demonstrated that by restricting ecological focus areas to such with a high quality with optimal placement, they could have positive effects on functional biodiversity. The same study also showed how the current incentives made the ecological focus areas end up in landscapes were their benefits were lowest, and the structural changes that may occur as an effect of agri-environmental policies, for example when higher management costs caused more farms to close down, resulting in the average farm size increasing. The farmers participating in the workshop in this study, perceived the CAP ‘greening measures’ as complicated and without any environmental benefits. Through the studies in the thesis, I have shown the importance of combining experimental demonstrations of effects of measures across scales, with investigations on what affects the uptake of measures, and combining ecological and economic aspects to use analyses of policy-scenario to account for the complex consequences of policies.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning
Det senaste århundradet har den tekniska utvecklingen gått snabbt inom många områden. Jordbruket är ett av dessa. Idag upptas ungefär en tredjedel av jordens landyta av jordbruk och boskapsskötsel. Utvecklingen av jordbruket har inneburit att vi idag kan producera mer mat än någonsin, men den har också inneburit intensivare brukningsmetoder, genom till exempel ökad användning av besprutningsmedel och konstgödsel och allt större fält. Detta har bland annat resulterat i att allt fler naturliga och semi-naturliga habitat, så som åkerholmar, fältkanter, naturbetesmarker och ängar har fragmenterats och försvunnit från våra landskap. Det allt intensivare jordbruket har i sin tur lett till en dramatisk minskning av jordens biologiska mångfald. Faktum är att vår markanvändning är den största orsaken till utarmningen av biologisk mångfald globalt. Detta sätt att använda vår planet utarmar inte bara dess ekosystem och biologiska mångfald, men också många av de ekosystemtjänster som vi människor är beroende av. För att vi långsiktigt ska kunna förse jordens befolkning med mat och andra resurser samtidigt som vi bevarar biologisk mångfald är det därför nödvändigt att hitta lösningar som innebär vi kan göra detta utan att utarma vår natur och dess förmåga att förse oss med materiella och icke-materiella resurser.
I denna avhandling har jag undersökt olika aspekter, både möjligheter och utmaningar, för att möjliggöra dessa multifunktionella jordbrukslandskap. Med multifunktionella landskap menas sådana som kan förse oss med mat och grödor men också bevara biologisk mångfald och ekosystemtjänster som klimat- och vattenreglering. Det är därför landskap där vi integrerar multipla ekosystemtjänster och undviker negativa konsekvenser av intensiva jordbruksmetoder, så som övergödning och utarmning av den biologiska mångfalden. I avhandlingens olika kapitel har jag tillsammans med mina medförfattare använt olika metoder för att söka svar på frågor kring hur en central miljöpolicy i EU:s jordbrukspolitik och andra faktorer påverkar lantbrukares beslut när det kommer till att utföra miljöåtgärder, hur en specifik miljöåtgärd påverkar pollinatörer och naturliga fiender, samt hur utformningen av en policy kan leda till indirekta effekter som strukturella förändringar av jordbruket.
I Sverige och resten av EU regleras miljöfrågor i jordbrukslandskapet främst genom den Gemensamma jordbrukspolitiken (CAP). Alla lantbrukare i EU måste uppfylla vissa krav gällande bland annat hur jordbruksmarken ska skötas. Dessa krav kallas för tvärvillkor vilka utgör en lägsta nivå för EU:s lantbrukares åtagande för att minimera negativa effekter på miljön. Utöver tvärvillkoren finns det så kallade förgröningsstödet som innebär att många europeiska lantbrukare måste odla minst tre olika grödor samt ha så kallade ekologiska fokusarealer på fem procent av sin mark, för att ha rätt till hela sitt arealbaserade gårdsstöd. Det finns dessutom frivilliga miljöåtgärder som lantbrukare kan utföra mot ersättning för förlorad inkomst. En vanlig sådan miljöåtgärd är skyddszoner längs vattendrag, vars syfte är att förhindra näringsläckage från åkermark. Trots dessa olika styrmedel är de flesta forskare överens om att EU:s miljö- och jordbrukspolitik inte är tillräcklig för att stävja den negativa utvecklingen, framförallt när det gäller biologisk mångfald.
Vi behöver hitta hållbara lösningar, där vi kan förse jordens befolkning med mat och andra materiella och icke-materiella resurser utan att samtidigt utarma planeten på dessa. För att göra detta behöver vi veta hur vi på bästa sätt implementerar en hållbar markanvändning. Vi behöver veta hur utformningen av policys påverkar lantbrukares beslut att inkludera miljövänliga metoder i sitt jordbruk men även hur de påverkar jordbruket strukturellt. Denna kunskap behöver kombineras med bevis kring de effekter de resulterande fysiska förändringarna av landskapet har för biologisk mångfald och ekosystemtjänster. För att kunna förutse konsekvenser av olika typer av policys är det med andra ord av största vikt att dessa är underbyggda av solida vetenskapliga bevis.
Multifunktionella jordbrukslandskap
Begreppet multifunktionalitet används på flera olika sätt i diskussioner om ekosystemtjänster och markanvändning. Dessa olika sätt spänner från att beskriva förhållandet mellan antalet arter och funktioner i ett ekosystem till hur landskap förutom att producera mat och foder också utgör habitat för djur och växter och bidrar till arbetstillfällen och en levande landsbygd. I avhandlingens första kapitel argumenterar jag för att miljö- och jordbrukspolitiken i större grad bör länka samman de olika sätt som begreppet multifunktionalitet används inom olika ämnesområden. Effektiva policys för att gynna multifunktionella landskap måste bygga på kunskap om hur markanvändning påverkar de olika tjänster vi människor nyttjar, både direkt och indirekt via påverkan på underliggande ekologiska processer. Jag uppmärksammar också möjligheten att utnyttja potentiella synergieffekter mellan olika typer av ekosystemtjänster; ekosystemtjänster av gemensamt värde kan åka snålskjuts när lantbrukare sköter ekosystemtjänster som är viktiga för den egna produktionen. Detta kan vara ett mer kostnadseffektivt sätt att gynna ekosystemtjänster av allmänt värde än subventioner, men kan inte ersätta behovet av andra åtgärder som miljöstöd i jordbruket.
Vilka faktorer påverkar beslut kring miljöåtgärder?
I avhandlingens andra kapitel kombinerar jag information om förekomst av vattendrag och markanvändning i Södra Götalands slättbygder med en enkätstudie skickad till lantbrukare i samma område. Jag undersöker vilka faktorer som ligger bakom beslut om att ha skyddszoner på åkermark längs vattendrag, under några olika år då miljöstöd funnits för denna åtgärd. Resultaten visar att både positiva attityder kring biologisk mångfald i jordbrukslandskapet och kring skyddszoner specifikt ökar chanserna för att lantbrukare anlägger skyddszoner. Resultaten visar också att lantbrukare med större gårdar i högre grad har skyddszoner men också att de reagerade kraftigare på förändringar i ersättningen. Lantbrukare med mindre gårdar var i högre grad deltidslantbrukare än de med större gårdar. En del av förklaringen skulle därför kunna vara en proportionellt större administrativ börda för dessa lantbrukare. Betydelsen av både gårdsstorlek och attityder visar vikten av att göra det enkelt att delta i miljöåtgärder men också att säkerställa att lantbrukare kan basera sina skötselbeslut på största möjliga kunskapsunderlag för att maximera chanserna till positiva attityder.
Ekologiska fokusarealer
I de tre sista kapitlen i avhandlingen ligger fokus på de ekologiska fokusarealerna, som nämndes ovan. De ekologiska fokusarealerna blev obligatoriska för många europeiska lantbrukare, om de önskade få hela sitt gårdsstöd, när CAP reformerades och ’förgrönades’ år 2013. Syftet med fokusarealerna var att gynna biologisk mångfald på de europeiska gårdarna. Ekologiska fokusområden skulle vara enkla att utforma, generella och ettåriga. Den så kallade förgröningen av CAP fick snabbt kritik för att vara för svag för att kunna bidra till att uppnå uppställda mål kring biologisk mångfald.
I kapitel tre och fyra utgick vi från ett antal gårdar där man hade planerat att ha ekologiska fokusarealer i form av så kallade obrukade fältkanter. För att höja kvalitén på dessa sådde vi in dem med en fröblandning bestående av växter som tidigare visat sig attrahera både pollinatörer och naturliga fiender, för att undersöka om vi på så vis kunde gynna dessa organismgrupper i det omgivande landskapet. Gårdarna låg i slättbygden i södra Skåne, ett landskap dominerat av intensivt brukad åkermark. Detta område valdes eftersom de undantag som finns från förgröningsåtgärderna gör att det är främst stora gårdar i denna typ av landskap som behöver ha ekologiska fokusarealer. De ettåriga blomremsorna som etablerades på de ekologiska fokusarealerna, hade dock ingen eller relativt liten effekt på förekomsten av de undersökta naturliga fienderna i närliggande spannmålsfält. Inte heller solitära bin och steklar påverkades positivt av närhet till en blomremsa; istället påverkades de av det omgivande landskapets struktur genom att de blev fler ju mindre andelen jordbruksmark var. Bland blomflugorna, den mest mobila av de studerade organismgrupperna, kunde vi se en svag positiv effekt av förekomsten av blomremsor på mängden larver. Vi placerade även ut humlekolonier på olika avstånd från blomremsorna. Här kunde vi visa en stark positiv effekt för humlornas kolonitillväxt nära blomremsorna, denna effekt avtog sedan med ökat avstånd från remsorna. Nätverk av ettåriga blomremsor skulle därmed kunna leda till positiva populationseffekter både inom och mellan säsonger för humlor. I intensivt brukade jordbrukslandskap med få naturliga habitat kan vi inte förvänta oss att ettåriga blomremsor får samma effekt som om de anläggs i ett småskaligt jordbrukslandskap, där det redan finns mer bo- och födoplatser för nyttodjur som pollinatörer och naturliga fiender. I dessa landskap bör snarare perenna blomremsor övervägas eller möjligen en kombination av perenna och annuella åtgärder.
I avhandlingens sista kapitel undersöker jag följderna av alternativa utformningar av reglerna för de ekologiska fokusarealerna, för både ekosystemtjänster, lantbrukare och jordbrukslandskapet strukturellt. Vi visar bland annat att det inte räcker med att inkludera åtgärder med större potential att gynna biologisk mångfald bland de möjliga fokusarealerna, utan att de dessa också måste begränsas till just åtgärder med hög kvalité.
Multifunktionella landskap – är det möjligt?
I denna avhandling har jag visat på möjligheter att i större utsträckning utnyttja synergieffekter mellan olika typer av ekosystemtjänster för att öka multifunktionaliteten hos våra landskap. Detta kan ske genom att i större utsträckning se till att miljöåtgärder vi utför i jordbrukslandskapet samtidigt gör nytta både för den enskilda lantbrukaren och för samhället i stort. Jag har också visat på hur miljöåtgärders effekt kan utvärderas, så att de underbyggs av vetenskapliga bevis. I en rad studier har jag visat på metoder för hur alternativa policys kan utvärderas, genom att studera effekter på upptag av åtgärder och deras placering i landskapet, ekologiska effekter av åtgärder och strukturella effekter på lantbruket i stort. En heltäckande utvärdering av jordbrukspolitiken kräver naturligtvis fler studier än vad som ryms inom ramarna för en avhandling men studierna här visar betydelsen av ett helhetsgrepp när denna typ av utvärderingar görs och har bidragit till det kunskapsunderlag som behövs.
Om vi tar detta i beaktning och dessutom underlättar för lantbrukare att sköta sin mark på bästa möjliga vis, så ökar möjligheterna för multifunktionella landskap med förmåga att förse jordens befolkning med mat och andra materiella och icke-materiella resurser utan att utarma planeten på dessa samtidigt.

• author: Nilsson, Lovisa
• supervisor: Henrik G. Smith; Katarina Hedlund; Mark V. Brady
• opponent: Dr. Herzon, Iryna, University of Helsinki, Finland
• organization: Centre for Environmental and Climate Science (CEC); BECC: Biodiversity and Ecosystem services in a Changing Climate
• publishing date: 2019-10-07
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Environmental Sciences
• keywords: multifunctionality, ecosystem services, functional biodiversity, agri-environmental policy, CAP, agri-environmental measures
• pages: 164 pages
• defense location: The Blue Hall, Ecology building, Sölvegatan 37, Lund
• defense date: 2019-11-15 10:00:00
• ISBN: 978-91-7895-308-0
• ISBN: 978-91-7895-309-7
• project: Exploring synergies - management of multifunctional agricultural landscapes
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 21e3ae79-8838-4369-a396-7cfeb6de336a
• date added to LUP: 2019-10-14 12:58:40
• date last changed: 2020-06-22 16:07:00