Advanced

Effects of created habitats on farmland biodiversity

Jönsson, Annelie LU (2015)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Stora förändringar har skett i jordbrukslandskapet under det senaste drygt halva århundradet. Ett allt intensivare jordbruk med krav på större skördar för att möta en allt större efterfrågan på livsmedel har satt sina spår. För att klara de högre kraven, men också som en följd av den teknologiska utvecklingen, så har jordbruket rationaliserats. Landskapet har strukturerats om för att ge plats till större moderna maskiner. Fälten har gjorts större genom att naturliga inslag som fältkanter och åkerholmar tagits bort. Märgelgravar har fyllts igen. Öppna diken har täckts igen och naturliga våtmarker har dränerats. Betesmarker har plöjts upp och tagits in i odlingen. Samtidigt har användandet av... (More)
Popular Abstract in Swedish

Stora förändringar har skett i jordbrukslandskapet under det senaste drygt halva århundradet. Ett allt intensivare jordbruk med krav på större skördar för att möta en allt större efterfrågan på livsmedel har satt sina spår. För att klara de högre kraven, men också som en följd av den teknologiska utvecklingen, så har jordbruket rationaliserats. Landskapet har strukturerats om för att ge plats till större moderna maskiner. Fälten har gjorts större genom att naturliga inslag som fältkanter och åkerholmar tagits bort. Märgelgravar har fyllts igen. Öppna diken har täckts igen och naturliga våtmarker har dränerats. Betesmarker har plöjts upp och tagits in i odlingen. Samtidigt har användandet av konstgödsel och pesticider (växtskyddsmedel av olika slag) ökat drastiskt. Kravet på högre avkastning har lett till högre applicering av konstgödsel, vilket har påverkat floran både i åkern och i fältkanterna. Konkurrenskraftigare grödor skuggar ut de rara åkerogräsen och konstgödsel som läcker ut i fältkanterna gynnar gräs och nässlor på bekostnad av vilda örter. Även ogräsmedlen påverkar floran genom direkta effekter, men de påverkar också många ryggradslösa djur vars värdväxter försvinner.



En specialisering av jordbruket har också skett genom att gårdar har inriktat sig på antingen växtodling eller djurhållning, och det blandade jordbruket har därmed till stor del försvunnit. Denna specialisering har skett på ett geografiskt plan efter jordmånens kvalitet, så att de bördiga markerna i sydvästra delen av Skåne till exempel domineras av intensiv växtodling, och markerna i mitten av landskapet mer präglas av gräsmarker som används för att producera foder till djur. Dessutom har djurhållningen blivit mer intensiv genom en övergång från hö till ensilage som foder. Detta har dels inneburit att första skörden sker tidigare på säsongen, och dels att man tar ut flera skördar under en och samma säsong.



Kontentan av dessa förändringar är att det en gång heterogena, d.v.s. varierade, landskapet har blivit mer homogent, d.v.s. ensidigt, med förenklade växtföljder, och med få inslag av naturliga habitat. I ett sådant landskap kan många organismer, framförallt de med begränsad rörlighet, få svårt att klara sig eftersom de inte hittar alla nödvändiga resurser inom sitt hemområde.



Sammantaget har dessa förändringar haft allvarliga konsekvenser för den biologiska mångfalden i jordbrukslandskapet. Fåglar är den grupp organismer som är mest känd för att ha påverkats negativt av jordbrukets omvandling. I Sverige har gruppen vanliga jordbruksfåglar minskat med hälften under de senaste 40 åren. Avskjutningsstatistik visar på en ca 85 procentig förlust av rapphöns sedan mitten av 1900-talet. Även andra organismer, t.ex. pollinatörer som humlor, solitärbin och blomflugor, och däggdjur som fältharen, har minskat i antal. Liknande nedåtgående populationsstorlekar karaktäriserar hela norra Europa.



På vilket sätt intensifieringen har påverkat den biologiska mångfalden varierar mellan organismgrupper och arter. Många fåglar har drabbats genom förlust av habitat för boplatser och födosök. Pesticidernas inverkan på ryggradslösa djur har minskat mängden föda för fågelungar, inklusive fälthönskycklingar, som är beroende av animaliska proteiner för att växa och utvecklas normalt. Gruppen fröätande fåglar har främst påverkats av brist på föda under vinterhalvåret. Den ökade användningen av ogräsmedel har minskat tillgången på ogräsfrön samtidigt som effektivare skördemaskiner och mindre tillgång på stubbåkrar på vintern lämnar mindre spillsäd på åkrarna. Pollinatörer har drabbats av minskad födotillgång i form av blommande växter, men också av minskad tillgång på boplatser då bl.a. gräsiga fältkanter, snår och buskar har rensats bort. Massblommande grödor som oljeraps och rödklöver kan förse pollinatörer med ett överflöd av föda under en kort period, men under resten av sommaren råder ofta brist på föda. Fältharens nedgång beror förmodligen på minskad tillgång på vilda växter som föda och olika mer eller mindre permanenta biotoper som skydd, men dessa resurser kan saknas olika mycket i olika typer av landskap. I landskap dominerade av växtodling finns det en risk för födobrist under sommaren när spannmålsgrödorna växt sig höga och lämnat den besprutade fältytan tom på ogräs. I landskap dominerade av djurhållning kan det istället vara brist på skydd som utsätter hararna för fara. När gräsvallarna skördas försvinner plötsligt allt skydd och hararna exponeras för predatorer.



Då är frågan vad vi kan göra för att motverka effekterna av dagens intensiva jordbruk. Att återgå till traditionella brukningsmetoder ter sig opraktiskt, för att inte säga omöjligt. Ett alternativ är istället att skapa nya biotoper för att öka mängden obrukade mer eller mindre naturliga habitat, och därmed ersätta de som gått förlorade. Fördelen med denna metod är, givet att man tar hänsyn till behoven av de organismer som biotoperna är avsedda för, att lantbrukaren själv kan bestämma var och när biotoperna ska placeras och därför anpassa dem till växtföljden. Exempel på sådana skapade biotoper är: blomremsor med olika växtinnehåll som också kan sås vid olika tillfällen under sommaren för att förlänga blomningen; gräsremsor, både sådana som tillåts växa och anta en tuvig struktur, och sådana som klipps regelbundet; blockformade biotoper av högre växtlighet som kan ge skydd från predatorer, och som under vintern gärna förser fåglar med frön. Andra alternativ för att gynna den biologiska mångfalden i jordbrukslandskapet är att på olika sätt göra brukandet av marken mindre intensivt. Detta kan uppnås genom att öka mängden gräsvall i landskapet, vilket innebär att marken kan ligga oplöjd i upp till fem år, samt att mindre mängd pesticider används. Ett annat alternativ för att reducera brukningsintensiteten är att övergå till ekologisk odling. Detta innebär främst att pesticider och konstgödsel inte används, men får också indirekta konsekvenser för val av grödor och jordbruksmetoder.



I mitt avhandlingsarbete har jag testat effekten av dessa tre metoder på olika arter och organismgrupper. Jag har även undersökt om effekten av dem kan bero på hur landskapet ser ut. Tanken är att i så kallade homogena landskap med låg tillgång till naturliga habitat är betydelsen av nyskapade habitat eller minskad intensitet i odlingen stor eftersom organismer har få andra resurser att tillgå, medan betydelsen är mindre i så kallade heterogena landskap där tillgången på naturliga habitat som t.ex. fältkanter och hagmarker är god. En ytterligare aspekt som jag undersökt är huruvida åtgärderna påverkar den biologiska mångfalden på olika rumsliga skalor.



I två av mina studier upptäckte vi att skapade biotoper har förmågan att öka antalet pollinatörer (Paper I) och antalet fröätande fåglar (Paper III). Mer specifikt visade vi att skapade biotoper gynnar pollinatörer och fåglar, inte genom att bara dra dem till sig på grund av sin höga kvalité som födosöksplatser, utan genom att öka deras antal även ute i resten av landskapet. För fröätande fåglar var denna effekt relativt lokal, d.v.s. tätheten av fåglar var högre inom 250 m från en fågelåker (ett miljöstöd avsett att skapa födoplatser åt fåglar under vintern) jämfört med i närheten av en stubbåker, men längre bort från dessa habitat såg vi ingen skillnad i täthet. Det är viktigt att kunna påvisa sådana här positiva effekter utanför de skapade biotoperna eftersom en högre täthet i den skapade biotopen annars kan ge sken av att åtgärden fungerar även om effekten bara varit att organismerna flyttats runt i landskapet. Dessutom, om organismer som fyller en viktig funktion attraheras till skapade biotoper så finns det en risk att positiva ekosystemprocesser skadas, t.ex. om pollinatörer attraheras till blomremsor så kan vilda växter i landskapet pollineras sämre. I fallet med de fröätande fåglarna är det ett begränsat problem om de skulle koncentreras i skapade biotoper eftersom de under vintern sannolikt inte fyller några avgörande funktioner på samma sätt som pollinatörer. Men det skall inte uteslutas att de kan agera som både spridare och predatorer av ogräsfrön. Istället kan en ökad överlevnad av fåglar på vintern leda till högre tätheter av häckande fåglar påföljande säsong.



I min studie om fältharar (Paper II), upptäckte vi att ett agronomiskt rimligt sätt att minska brukningsintensiteten, d.v.s. att öka mängden vall i landskapet, hade en negativ effekt på hararna. Ju mer vall det fanns i landskapen, desto färre harar fanns det. Vi tror att detta beror på förändringen i foderproduktion för djur, d.v.s. övergången till ensilage. De flerfaldiga skördarna av vall sammanfaller med hararnas fortplantningsperiod, och eftersom honorna gärna gömmer sina ungar i det höga gräset så är risken stor att de omkommer när slåttermaskinen far fram. Faktum är att många studier har visat hög dödlighet bland harungar i fält med grönfoder.



Ekologisk odling visade sig ha en positiv effekt på tätheten av harar (Paper II), men bara i landskap där många olika grödor odlas. Vi är inte helt säkra på anledningarna till detta, men tror att det beror på den högre mängd föda som uppstår i och med besprutningsförbudet. Det kan också vara så att i områden med färre grödor så innebär ekologisk odling att det mest odlas vall, och då tar den negativa effekten av vall ut den potentiellt positiva effekten av besprutningsfritt jordbruk. Omfattningen av den ekologiska odlingen på de skalor som harar rör sig på var dock låg och ytterligare studier behövs för att undersöka effekten på harar.



Skapade biotoper verkade inte ha någon effekt på varken harar (Paper II, IV) eller fälthöns (Paper IV). I fjärde studien undersökte vi möjligheten att använda ett etablerat koncept avsett att återställa rapphönspopulationer. Konceptet är utvecklat av Game & Wildlife Conservation Trust i Storbritannien och består av tre delar: habitatförbättring, predatorkontroll och stödutfodring. Här ville vi dock testa effekten av endast habitatförbättringar, eftersom vi inte ville minska predatorkontrollen i kontrollområden och bedömde det svårt att höja den i experimentområden. Habitatförbättringar i det här avseendet innebär skapandet av rapphönsens tre huvudbiotoper: häckningsbiotop, kycklingbiotop och vinterskydd. Game & Wildlife Conservation Trust har beräknat hur mycket av varje sorts biotop som behövs för att återställa den brittiska rapphönspopulationen.



Orsakerna till att vi inte hittade någon effekt i Skåne kan vara flera. För det första så lyckades vi inte uppnå målen vad gäller mängder habitat att skapa. Andra studier om harar som visat positiva effekter av skapade biotoper har haft betydligt högre mängder skapade habitat än denna. För det andra kan kvalitén på de skapade biotoperna ha varit otillräcklig. Kycklingbiotopen, som ska förse kycklingarna med insektsrik föda samtidigt som den skyddar mot spejande predatorer, måste vara öppen vid botten så att kycklingarna kan ta sig fram, speciellt efter regn då tät och våt vegetation snabbt hade gjort kycklingarna genomblöta. Kycklingbiotopen i vårt projekt kan dock ha varit för tät, åtminstone under andra halvan av sommaren. Vinterskyddet som de flesta år bestod av kvarlämnad kycklingbiotop, gjorde föga nytta de två första åren då den låg platt under snö.



För att summera, även om det praktiska arbetet med att skapa nya biotoper kan vara enkelt, så är det uppenbarligen viktigt att ta hänsyn till, inte bara behoven av de organismer man vill gynna, men också de lokala förhållandena. Att skapa nya biotoper kan vara ett kostnadseffektivt sätt att bevara den biologiska mångfalden i det moderna jordbrukslandskapet. Jag har visat att sådana biotoper har potentialen att gynna olika organismer på samma gång, men beroende på olikheter mellan organismers behov, och mängden skapade biotoper, så var det inte alltid märkbart. Andra orsaker kan också ligga bakom att jag inte hittade effekter, t.ex. predation och dålig kvalité på de vilda fåglarna. De flesta andra studier som undersökt möjligheten att återställa viltpopulationer med skapade biotoper, har gjort det i samband med predatorkontroll. Det går inte att utesluta att predatorernas roll är så pass stor att det är de och inte mängden habitat som är den begränsande faktorn. Utsättningar av i fångenskap uppfödda fälthöns, som är vanligt förekommande, kan försämra den genetiska kvalitén av de vilda fåglarna. Vid bevarandet av hotade arter kan det vara avgörande att veta kvalitén på det man vill bevara för att kunna vidta rätt åtgärder. Både effekten av predatorer och utsättningar bör undersökas vidare för att vi ska förstå vad som begränsar viltpopulationerna i Skåne.



Slutligen, mycket tid och resurser läggs på olika åtgärder för att gynna den biologiska mångfalden i jordbrukslandskapet. Hur pass effektiva åtgärder från t.ex. miljöstöden är har dock ifrågasatts eftersom de gett varierade resultat. Detta kan bero på att utformningen av många miljöstöd är dåligt förankrad i vetenskap. Därför behövs mer forskning om hur vi bäst tar fram och verkställer bevarandeåtgärder, men inte minst ett effektivare sätt att nå ut med den forskning som görs till rådgivare och allmänheten för att uppmuntra evidens-baserat bevarandearbete. (Less)
Abstract
Agricultural intensification has caused severe declines among biodiversity in European farmland over the last half century. The transformation of the agricultural landscape has led to reduced availability of key resources such as food, nesting habitat and shelter. In this thesis I have investigated a way of ameliorating the negative effects of agricultural intensification, through the creation of wildlife habitats. I have also studied the effects of organic farming and increasing the amount of ley in the landscape as means to reduce farming intensity. I have tested the effects of these interventions in different landscape contexts, on a range of biodiversity, and at different spatial scales. I found that sown flower strips were able to... (More)
Agricultural intensification has caused severe declines among biodiversity in European farmland over the last half century. The transformation of the agricultural landscape has led to reduced availability of key resources such as food, nesting habitat and shelter. In this thesis I have investigated a way of ameliorating the negative effects of agricultural intensification, through the creation of wildlife habitats. I have also studied the effects of organic farming and increasing the amount of ley in the landscape as means to reduce farming intensity. I have tested the effects of these interventions in different landscape contexts, on a range of biodiversity, and at different spatial scales. I found that sown flower strips were able to increase abundances of bumblebees across the landscape, i.e. outside of the created habitat itself. An important finding that demonstrates that created habitats can generate real increases in abundance and do not simply redistribute organisms as a response to attractive food patches. A similar result was found for seed-eating passerines in winter, the density of which was increased in landscapes that contained wild bird cover. The effect was only evident within the 250 m closest to the wild bird cover, but it was not caused by an attraction of birds from the surrounding landscape, at least not at intermediate scales. The effect was also consistent through the survey period, in mid- to late winter. Created habitats did not seem able to increase abundances of three game species (grey partridge, common pheasant, brown hare). There may be several reasons for this relating to the quantity and quality of the habitats created, but also to other factors that were outside the scope of these studies, such as predation and reduced genetic quality. Instead I found a strong negative effect on hares of the amount of ley within the landscape, which could be caused by higher mortality among leverets in ley fields. Organic farming appeared positive for hares but only in landscapes with high crop diversity. My understanding of this is limited but I offer some speculative explanations. Although a high level of biodiversity is generally positively related to landscape heterogeneity, I found no clear effects of landscape heterogeneity on the organisms studied. To conclude, I found that created habitats have the potential to be multi-functional and benefit several organism simultaneously. The specific requirements of different organisms as well as local conditions must however be considered when drawing up a conservation plan. More research into the design and implementation of interventions is necessary to ensure conservation is based on rigorous scientific evidence. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Holland, John, Game & Wildlife Conservation Trust
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
agricultural intensification, brown hare, common pheasant, farming intensity, granivorous passerines, grey partridge, habitat creation, landscape heterogeneity, pollinators
pages
164 pages
publisher
Department of Biology, Lund University
defense location
Blå Hallen, Ekologihuset, Sölvegatan 37, Lund
defense date
2015-03-27 09:30
ISBN
978-91-7623-237-8
language
English
LU publication?
yes
id
c3504337-2fd5-4dd4-9fca-b2406fc7f695 (old id 5146861)
date added to LUP
2015-03-03 12:33:30
date last changed
2016-09-19 08:45:05
@phdthesis{c3504337-2fd5-4dd4-9fca-b2406fc7f695,
  abstract     = {Agricultural intensification has caused severe declines among biodiversity in European farmland over the last half century. The transformation of the agricultural landscape has led to reduced availability of key resources such as food, nesting habitat and shelter. In this thesis I have investigated a way of ameliorating the negative effects of agricultural intensification, through the creation of wildlife habitats. I have also studied the effects of organic farming and increasing the amount of ley in the landscape as means to reduce farming intensity. I have tested the effects of these interventions in different landscape contexts, on a range of biodiversity, and at different spatial scales. I found that sown flower strips were able to increase abundances of bumblebees across the landscape, i.e. outside of the created habitat itself. An important finding that demonstrates that created habitats can generate real increases in abundance and do not simply redistribute organisms as a response to attractive food patches. A similar result was found for seed-eating passerines in winter, the density of which was increased in landscapes that contained wild bird cover. The effect was only evident within the 250 m closest to the wild bird cover, but it was not caused by an attraction of birds from the surrounding landscape, at least not at intermediate scales. The effect was also consistent through the survey period, in mid- to late winter. Created habitats did not seem able to increase abundances of three game species (grey partridge, common pheasant, brown hare). There may be several reasons for this relating to the quantity and quality of the habitats created, but also to other factors that were outside the scope of these studies, such as predation and reduced genetic quality. Instead I found a strong negative effect on hares of the amount of ley within the landscape, which could be caused by higher mortality among leverets in ley fields. Organic farming appeared positive for hares but only in landscapes with high crop diversity. My understanding of this is limited but I offer some speculative explanations. Although a high level of biodiversity is generally positively related to landscape heterogeneity, I found no clear effects of landscape heterogeneity on the organisms studied. To conclude, I found that created habitats have the potential to be multi-functional and benefit several organism simultaneously. The specific requirements of different organisms as well as local conditions must however be considered when drawing up a conservation plan. More research into the design and implementation of interventions is necessary to ensure conservation is based on rigorous scientific evidence.},
  author       = {Jönsson, Annelie},
  isbn         = {978-91-7623-237-8},
  keyword      = {agricultural intensification,brown hare,common pheasant,farming intensity,granivorous passerines,grey partridge,habitat creation,landscape heterogeneity,pollinators},
  language     = {eng},
  pages        = {164},
  publisher    = {Department of Biology, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {Effects of created habitats on farmland biodiversity},
  year         = {2015},
}