Small biotopes: Landscape and management effects on pollinators

Abstract

The intensification of agriculture during the second half of the twentieth century, has caused sever declines of farmland biodiversity, where loss of semi-natural habitats is one of the major drivers. To halt further loss of habitat and biodiversity, agri-environmental schemes (AES) are used to compensate farmers to use methods less harmful to the environment. In this thesis, I have investigated the importance of preserving small biotopes (e.g. field boundaries, road verges, field islets and marl pits) for the persistence of plants and pollinators in agricultural landscapes of varying complexity. I also evaluated the effectiveness of a Swedish AES focused on preventing woody encroachment of small biotopes, with the partial aim of benefiting biodiversity, on the species richness and abundances of pollinators. I surveyed plants and pollinators in different types of habitats found within agricultural landscapes, to investigate the relative importance of small biotopes as habitat for these two groups. I also investigated the local- and landscape-scale effects of removing woody vegetation from small biotopes on pollinators and pollination. The results showed that small biotopes are important for the preservation of both plants and pollinators, within agricultural landscapes of varying structural complexity. Their importance as habitat for pollinators is highest when no mass-flowering crops are available. I also show that the removal of woody vegetation from small biotopes can benefit some pollinator groups while others may be negatively impacted, and although management may benefit pollinators locally, it may not affect the occurrences of pollinators at larger spatial scales. However, the results show that benefits from management of small biotopes are likely to be higher within structurally simple landscapes. The results from this thesis, thus highlights the importance of preserving small biotopes within agricultural landscapes for the conservation of farmland biodiversity. They further illustrate the importance of evaluating and understanding the effects of agri-environmental schemes, since the efficiency of these to enhance biodiversity can vary between organism groups and depend on landscape structure.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Vårt behov av att öka matproduktionen för en växande global befolkning, har sedan mitten av nittonhundratalet drivit jordbrukets utveckling. Det traditionella, småskaliga jordbrukslandskapet med sitt lapptäcke av betesmarker, ängar och åkrar, har över tid ersatts av ett mer produktionsinriktat landskap. Åkrar har slagits ihop för att skapa större odlingsenheter, där nya snabbväxande grödor kräver stora mängder konstgödning, bevattning och kemisk bekämpning av skadedjur. Denna modernisering av jordbruket har visserligen resulterat i högre matproduktion, men har även haft en negativ påverkan på miljön och de arter som lever i landskapet. Ett stort problem är förlusten av viktiga livsmiljöer som betesmarker och ängar, vilket tros vara en av de främsta anledningarna till att mångfalden av arter inom jordbrukslandskapet har minskat och fortsätter att minska. Förlusten av arter får i sin tur konsekvenser för de s.k. ekosystemtjänster naturen tillhandahåller och vi är beroende av för vår överlevnad, t.ex. nedbrytning av organiskt material, vattenrening, naturlig skadedjursbekämpning, och bildandet av bördig jord.



Pollinationen av växter är ytterligare ett exempel på en livsnödvändig ekosystemtjänst då en stor andel av världens vilda växter och grödor är beroende av denna tjänst för att kunna sätta frö eller frukt. Pollination tillhandahålls framför allt av pollinerande insekter, som t.ex. bin (humlor, solitärbin och tambin) och blomflugor, och en minskning eller förlust av dessa skulle kunna få stora konsekvenser för både mångfald av växter och världens matproduktion. I stora delar av världen har vilda pollinerande insekter minskat i antal framför allt på grund av att deras livsmiljöer försvunnit i takt med jordbrukets utveckling och på senare tid har även tambin minskat. Detta är en oroande utveckling som har fått världen att inse vikten av att bevara mångfalden av pollinerande insekter för att säkra framtida pollinationstjänster.



För att gynna pollinerande insekter och andra arter i jordbrukslandskapet är det av största vikt att bevara lämpliga livsmiljöer. I många intensivt odlade områden återstår endast fragment av icke uppodlad mark, som åkerholmar, åkerrenar, stenmurar märgelgravar eller vägrenar. Dessa ”småbiotoper” kan i frånvaro av betesmarker och ängar främja mångfalden av arter genom att tillhandahålla alternativa boplatser, födoresurser och möjliggöra spridning genom landskapet. För att gynna mångfald i jordbrukslandskap anses det därför viktigt att bevara småbiotoper. I Sverige är många småbiotoper skyddade enligt lag för att förhindra att allt fler av dem försvinner, men deras skötsel är däremot inte reglerat enligt lag. Traditionellt har småbiotoper främst använts för bete och foderproduktion och de har därför hållits relativt fria från vedartad vegetation. Utan fortsatt skötsel riskerar därför många småbiotoper att växa igen vilket kan få konsekvenser för många arter i jordbrukslandskapet.



För att minska jordbrukets negativa påverkan, betalas miljöstöd ut till lantbrukare som åtar sig att använda metoder som är mindre skadliga för miljön. I Sverige betalades bl.a. ett miljöstöd ut (inom ramen för det förra landsbygdsprogrammet) till lantbrukare som åtog sig att hålla sina småbiotoper fria från vedartad vegetation. På så sätt hindrades småbiotoper från att växa igen med träd och buskar och på samma gång bevarades en del av vårt kulturarv. Nyligen togs detta miljöstöd bort och då man nu även kan ansöka om dispens från biotopskyddet, är det viktigt att utvärdera hur viktiga småbiotoper och deras skötsel är för bevarandet av mångfald i jordbrukslandskapet.



I mitt avhandlingsarbete har jag undersökt om växter och pollinerade insekter gynnas av att man bevarar småbiotoper i jordbrukslandskapet, samt hur de påverkas av att man avlägsnar träd och buskar från dessa miljöer. Jag har studerat hur viktiga småbiotoper är för dessa organismers fortlevnad, i förhållande till andra typer av levnadsmiljöer i jordbrukslandskapet, t.ex. betesmarker och åkrar med olika grödor (Paper II och III). Jag har även undersökt om närvaron av pollinerande insekter skiljer sig åt mellan skötta småbiotoper, där man avlägsnat träd och buskar, och oskötta, mer igenvuxna småbiotoper (Paper I). Jag utförde alla mina studier i två typer av områden, där antingen många eller endast ett fåtal småbiotoper fanns närvarande i det omgivande landskapet. Jag gjorde detta för att undersöka om skötsel av småbiotoper och småbiotopers betydelse för förekomsten av växter, pollinerande insekter och pollination av vilda växter (Paper IV) påverkas av hur det omgivande landskapets ser ut.



Resultaten från mina studier visar att närvaron av småbiotoper i jordbrukslandskapet är viktig för bevarandet av både växter och pollinerande insekter. Trots sin ringa storlek är småbiotoper artrika på växter oberoende av hur det omgivande landskapet ser ut. I mina studier bidrog de lika mycket till det totala antalet växtarter funna i ett område som t.ex. åkrar och betesmarker, trots att dessa senare livsmiljöer täcker väsentligt större ytor än småbiotoperna (Paper II). Pollinerande insekter gynnades i hög grad av närvaron av småbiotoper. En stor andel av de växter som utnyttjas för insamling av pollen och nektar, återfanns i småbiotoperna och vi fann att bin i hög grad födosöker i dessa livsmiljöer (paper II och III). Vi fann även att resursväxter i småbiotoper var som viktigast för födosökande humlor när mängden blommande växter i det omgivande landskapet var som lägst, d.v.s. efter rapsens blomning men före den sena blomningen av rödklöver och andra ärtväxter i vallar och fröodlingar (Paper II och III). Dessutom fann vi att blomresurser i småbiotoper var extra viktiga för humlor i områden där andelen småbiotoper och andra livsmiljöer var låg. Humlor födosökte i småbiotoper under en större del av säsongen i dessa områden, eftersom sent blommande grödor som rödklöver i stort sett saknades (Paper 3).



Att avlägsna träd och buskar från småbiotoper främjar dock inte alla typer av pollinerande insekter (Paper I). Medan bin svarade positivt på skötsel, förmodligen för att både blomresurser och mängden boplatser för vissa arter ökar när träd och buskar tas bort, verkar blomflugor föredra att vistas i oskötta småbiotoper. Detta kan bero på att trädbevuxna småbiotoper erbjuder resurser som gynnar just blomflugor, t.ex. skydd mot väder och vind, vissa typer av blommor eller mat till deras larver, exempelvis bladlöss. Fastän skötsel av småbiotoper kan främja bin lokalt, fann jag emellertid inga effekter av skötseln på hur humlor fördelar sig i landskapet på större skala (Paper III and IV). Däremot fann jag att skötsel av småbiotoper påverkar pollinering av vilda växter när mängden småbiotoper i det omgivande landskapet är låg (Paper IV). I områden där småbiotoper inte sköttes pollinerades blommor i högre grad än i områden där träd och buskar togs bort. Eftersom skötsel kan öka mängden blommor i småbiotoper, tyder det här resultatet på att mängden tillgängliga blommor för pollinerande insekter reduceras i områden där man inte sköter småbiotoper. I områden där småbiotoper inte sköts tvingas pollinerande insekter i högre grad utnyttja de få blommor som finns, vilket förmodligen är anledningen till att blommor pollinerades bättre när småbiotoper var oskötta. Vidare indikerar detta resultat att skötsel av småbiotoper kan gynna pollinerande insekter även på landskapsnivå, speciellt i områden där mängden småbiotoper och andra livsmiljöer i det omgivande landskapet är låg.



Mitt avhandlingsarbete visar vikten av att skydda småbiotoper för att bevara en mångfald av växter och pollinerande insekter i olika typer av jordbrukslandskap, men kanske framför allt i intensivt odlade områden där mängden småbiotoper och alternativa livsmiljöer är låg. Mitt arbete illustrerar även vikten av att effekterna av miljöstöd utvärderas. Då många miljöstöd är kostsamma, är det viktigt att de effektivt främjar mångfald och ger det resultat man önskar uppnå. Om man vill gynna alla grupper av pollinerande insekter i jordbrukslandskapet bör man sköta småbiotoper, och eventuellt skapa nya, så att deras utseende varierar, dvs. att det finns både öppna småbiotoper (utan träd och buskar) och övervuxna, inom alla typer av jordbrukslandskap.

• author: Söderman, Annika
• supervisor: Henrik Smith; Katarina Hedlund
• opponent: Professor Cousins, Sara, Stockholm University, Institution för naturgeografi
• organization: Centre for Environmental and Climate Science (CEC); Biodiversity; Environmental Science; BECC: Biodiversity and Ecosystem services in a Changing Climate
• publishing date: 2016
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Environmental Sciences
• keywords: Agri-environmnetal scheme, management, agriculture, landscape complexity, heterogeneity, landscape scale, mall biotopes, field boundaries, pollinating insects, pollination, bumblebees, solitary bees, hoverflies
• pages: 188 pages
• defense location: Blå hallen
• defense date: 2016-04-15 09:30:00
• ISBN: 978-91-7623-668-0
• ISBN: 978-91-7623-667-3
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 665fe7fc-3453-4e8a-b539-085014d7784c (old id 8865116)
• date added to LUP: 2016-04-04 12:21:15
• date last changed: 2020-09-23 11:25:48