Das Insektensterben – was steckt dahinter?

Eine Honigbiene (Apis mellifera) und eine Schwebfliege der Gattung Helophilus auf einer Sumpf-Kratzdistel (Cirsium palustre).

Das Insektensterben ist seit einigen Jahren in aller Munde. Es beschreibt den Rückgang von Arten, Individuenzahl und Biomasse von Insekten in der Landschaft über die vergangenen Jahrzehnte und ist Teil des sich global ereignenden Artensterbens. Das bedeutet nicht, dass jede einzelne Art vom Rückgang betroffen ist – einigen geht es ausgezeichnet! Borkenkäfer zum Beispiel fühlen sich sehr wohl in Jahren mit milden Wintern und warmen Sommern. Auch bestimmte generalistische Schwebfliegen- und Hummelarten haben in den letzten Jahren lokal Zuwächse verzeichnen können, vermutlich da sie die Nischen von im Rückgang befindlichen Arten ausfüllen können [1]. Dennoch ist der Trend insgesamt negativ und betrifft in besonderem Maße seltene und spezialisierte Arten. Es gibt eine Reihe verschiedener Treiber, die sich als Stress auf die Tiere auswirken, und durch ihr Zusammenwirken zudem verstärken können.

Als wichtigste Ursache für das Insektensterben in Mitteleuropa wird eine Veränderung der Landnutzung angeführt [2, 3]. Ein Treiber für diesen Wandel ist der Verlust von Flächen, zum einen durch einen Zuwachs an Siedlungsfläche, aber auch an Verkehrswegen. Solche Flächen werden meist landwirtschaftlichen Flächen abgerungen. Auf den verbleibenden landwirtschaftlichen Flächen steigt dadurch der Druck möglichst viel auf weniger Fläche zu produzieren. Dieser Druck ist aufgrund der globalisierten Märkte für landwirtschaftliche Produkte generell sehr hoch. Über Flurbereinigungen hat man versucht Flächenverluste zwischen Beteiligten gerecht abzugleichen, aber sie führten meist auch zu einer Zusammenlegung bestehender Flächen. Dies bot den Vorteil, dass größere Flächen einfacher und effizienter mit großen Machinen zu bewirtschaften waren, führte aber auch zum Entfernen von Randstrukturen wie Ackerrainen und Hecken. Der Einsatz großer Maschinen bedingt zudem, dass viele Feldwege versiegelt wurden. Die Entwicklung hocheffizienter Arten engte zudem ein, was auf den Feldern produziert wird. Insgesamt kam es zu einer Homogenisierung der Landschaft.

Blickt man auf den gesamten Zeitraum seit dem zweiten Weltkrieg zurück, so ist ein ein Landnuzungstyp noch deutlich stärker abgesunken als die landwirtschaftlichen Flächen: Das Öd- und Unland [4]. Darunter fallen z.B. nährstoffarme Standorte wie Magerrasen und Heiden. Solche Flächen wurden entweder aufgrund ihrer geringen Leistung von der Landwirtschaft aufgegeben und aufgeforstet und wurden starken Bodenverbesserungsmaßnahmen unterzogen, um die Produktivität zu steigern. Doch solche mageren Flächen haben oft eine besonders hohe Phytodiversität und damit meist auch eine hohe Insektenvielfalt. Da nur wenige Flächen dieser Art übrig geblieben sind, sind auch die Entfernungen zwischen ihnen groß. Die Fragmentierung von natürlichen und halbnatürlichen Lebensräumen schränkt die Ausbreitung von wenig mobilen Arten massiv ein, was zu lokalen Aussterbeereignissen führen kann [4].

Ein weiterer Treiber des Insektensterbens, ist der Eintrag von giftigen Stoffen in die Umwelt [2, 3]. Darunter fallen besonders Insektizide, die in der Land- und Forstwirtschaft verwendet werden. Die meisten Behandlungen sind nicht spezifisch auf Schadorganismen wirksam, sondern schädigen oder töten auch andere Insekten. Auch der Einsatz von Herbiziden ist indirekt eine Bedrohung für Insekten, da unter den behandelten Pflanzen auch ihre Wirtspflanzen sind. Zudem können Rückstände von solchen Stoffen in den Pflanzen verbleiben und die Tiere, die sich von ihnen ernähren, auf lange Sicht schädigen. Werden Schadstoffe in Gewässer eingespült, sind die Folgen auf die Organismen oft besonders verheerend zu beobachten.

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Insekten in Deutschland sind schwer vorherzusagen. Während Insekten, die sich in ihrer Verbreitung bisher auf warme Gebiete in Süddeutschland beschränken, sich weiter nach Norden ausbreiten könnten, sind gerade Bewohner von extremen Lebensräumen wie dem Hochgebirge, sehr nassen oder sehr trockenen Lebensräumen von Klimaveränderungen besonders bedroht. Die meisten Effekte werden indirekt wirken, z.B. über die potentiell abnehmende Qualität von Habitaten durch Dürreereignisse oder durch einen zeitlichen Missmatch zwischen Wirtspflanzen und Insekten. Extreme Hitze wirkt sich unter anderem auf die Fitness von Hummeln aus [5].

Weitere Ursachen betreffen besonders Siedlungsgebiete. Nachtaktive Insekten können durch starke Lichtverschmutzung gestört werden [6]. Englische Rasen und eine Fokussierung auf scheinbar pflegeleichte Kiesflächen und immergrüne Büsche nimmt Insekten potentielle Lebensräume und Nahrung. Auch in Gärten sind Pestizideinsätze nicht zu unterschätzen.

Es gibt auch biotische Faktoren wie invasive Arten, die den lokalen Insekten die Lebensräume durch ihre große Konkurrenzkraft streitig machen [2, 3, 6].

Insgesamt ist ein quantitativ wie qualitativ Gesamtverlust von potentiellem Lebensraum für Insekten eingetreten, der den Druck auf die übrigen Flächen verschärft hat, was weitere Verluste von halbnatürlichen Strukturen zufolge hatte. Jeder Flächenverlust und jede Intensivierungsmaßnahme bedeutet einen Lebensraumverlust für Insekten.

Folgen

Die Folgen des Insektensterbens sind aufgrund der riesigen Zahl verschiedener Arten und der vielen einwirkenden Faktoren schwer zu greifen. Die größte Gefahr für den Menschen liegt in einer Reduktion oder gar einem Verlust von Ökosystemdienstleistungen wie Bestäubung, Humusbildung und biologischer Schädlingsbekämpfung. Solche Effekte werden meist erst bei sehr starken Rückgängen sichtbar, da Rückgänge von Arten oft von anderen Arten ihrer funktionellen Gruppe abgepuffert werden können (Versicherungshypothese). Dennoch können sie fatal sein und sich negativ auf die landwirtschaftliche Produktion auswirken [2, 3].

Folgen für Artgemeinschaften sind bereits in der Natur zu beobachten. Der Verlust von Insekten bedeutet einen Verlust von Nahrung für Insektenfresser. Von den in Rückgang befindlichen Vogelarten sind besonders solche betroffen, die sich von Insekten ernähren [8]. Die Blauracke, eine auf Großinsekten als Nahrung angewiesene Art, konnte man vor 120 Jahren noch in 15 deutschen Bundesländern antreffen. Heute gilt sie in Deutschland als ausgestorben [4]. Verluste von Arten übertragen sich auf höhere trophische Ebenen und können sich zu starken Effekten aufsummieren [3, 7].

Quellen

  • [1] Biesmeijer, J. C., et al. (2006). „Parallel Declines in Pollinators and Insect-Pollinated Plants in Britain and the Netherlands.“ Science 313(5785): 351-354.
  • [2] Potts, S. G., et al. (2010). „Global pollinator declines: trends, impacts and drivers.“ Trends in Ecology & Evolution 25(6): 345-353.
  • [3] Sánchez-Bayo, F. and K. A. G. Wyckhuys (2019). „Worldwide decline of the entomofauna: A review of its drivers.“ Biological Conservation 232: 8-27.
  • [4] Fartmann, T., et al. (2019). „Insektenrückgang und -schutz in den fragmentierten Landschaften Mitteleuropas.“ Natur und Landschaft 94(6/7): 261-270.
  • [5] Soroye, P., et al. (2020). „Climate change contributes to widespread declines among bumble bees across continents.“ Science 367(6478): 685-688.
  • [6] SRU (2018). Für einen flächenwirksamen Insektenschutz – Stellungnahme. Berlin, Sachverständigenrat für Umweltfragen des Wissenschaftlichen Beirats für Biodiversität und Genetische Ressourcen beim Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft.
  • [7] Hallmann, C. A., et al. (2017). „More than 75 percent decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas.“ PLOS ONE 12(10): e0185809.
  • [8] Bowler, D. E., et al. (2019). „Long-term declines of European insectivorous bird populations and potential causes.“ Conservation Biology 33(5): 1120-1130.

Erfassungsmethoden

Um die verschiedenen Saatgutmischungen miteinander vergleichen zu können, werden Daten über dei Entwicklung der Vegetation und der Blütenmenge erhoben, die wichtigsten Blütenbesucher werden erfasst und es werden Proben der Biomasse genommen und ausgewertet.

1 Vegetation

Die Vegetationsaufnahmen erfolgen über zwei Methoden. Zum einen wird mit der Braun-Blanquet-Methode die Entwicklung der Vegetation erfasst. Auf jedem Hektar, also in jeder Saatgutmischung, werden zwei Aufnahmen auf einer Fläche von vier mal vier Meter durchgeführt. Zunächst werden die durchschnittliche Vegetationshöhe und der Anteil nicht von Vegetation bedeckten Bodens erfasst. Anschließend werden alle Pflanzenarten des Aufnahmequadrats aufgenommen. Jeder dieser Arten wird anschließend ein Deckungsgrad von der nach Reichelt erweiterten Braun-Blanquet-Skala zugeteilt [1]. Dieser Deckungsgrad beschreibt, wie viel der Fläche von der Pflanzenart bedeckt wird. Ist die Bedeckung des Bodens nur sehr gering, wird die Art über die Anzahl der Individuen oder Sprosse beschrieben. Die Aufnahmen erfolgen zwei bis drei Mal zwischen den Schnitten der Wiese.

Um das Nahrungsangebot für Bestäuber zu quantifizieren, wird die Blütenmenge der Fläche erfasst. Dafür wird ein 1×1 m großer Wurfrahmen verwendet. In jedem Hektar wird der Rahmen zehn Mal platziert und alle darin befindlichen Blüten oder Blütenstände werden erfasst. Zudem werden in jeder Braun-Blanquet-Aufnahme zwei Blütenzählungen durchgeführt. Insgesamt werden in jedem Durchgang 14 Quadratmeter pro Hektar auf die Blütenmenge beprobt.

2 Insekten

Die Insektenaufnahmen werden einmal monatlich von April bis September bei gutem Blütenangebot durchgeführt. Mit einem feinmaschigen Insektennetz wird jeder Hektar 30 Minuten langsam durchschritten. Jede Beobachtung und jeder Fang von Wildbienen, Schwebfliegen und Tagfaltern werden notiert. Zusätzlich zur Art wird das Verhalten notiert. Bei einem Blütenbesuch wird außerdem die Pflanzenart ergänzt. Kann ein Insekt nicht bis zur Art angesprochen werden, so wird es gefangen und im Labor unter dem Binokular bestimmt. Dafür müssen die Insekten getötet werden. Für alle Flächen liegen Ausnahmegenehmigungen zum Töten der Insekten vor. Die Aufnahmemethode hat im Verhältnis zu anderen eine geringe Lethalitätsrate und eine hohe Genauigkeit [2].

Zusätzlich wurden an allen fünf Flächen jeweils fünf Niströhren aufgestellt, die im Winter auf die eingezogenen Bienenarten untersucht werden sollen.

3 Ernteerträge

Ein bis zwei Tage vor den Schnitten werden in jeder Mischung Biomasseproben geschnitten. Diese werden bei der Lufa Nord-West in Oldenburg als Frischgrasprobe auf eine Reihe von Parametern analysiert.

Quellen

  • [1] Reichelt, G.; Wilmanns, O. (1973). Vegetationsgeographie. Westermann, Braunschweig.
  • [2] Westphal, C., et al. (2008). „Measuring bee biodiversity in different habitats and biogeographic regions.“ Ecological Monographs 78: 653-671.

Das BEESPOKE-Saatgut

In Zusammenarbeit mit der Firma Meiners-Saaten [1], die mit vielen Landwirten der Region arbeiten, wurden fünf Saatgutmischungen erstellt. Sie sind unterschiedlich divers und mit Pflanzen ausgestattet, die verschiedene Eigenschaften mit in die Mischung bringen.

Die erste Mischung (Control) besteht wie das meiste Grünlandsaatgut der Region aus zwei Arten: Dem Deutschen Weidelgras (Lolium perenne) und dem Weißklee (Trifolium repens). Sie bilden schnell eine geschlossene Grasnarbe, sind wüchsig, schnittverträglich und haben gute Futterwerte. Damit haben sie sich schon seit langem in der Grünlandwirtschaft verdient gemacht. Obwohl Wiesen aus diesen Arten viel Futter produzieren, gibt es dort für Insekten nur wenig zu fressen.

Die zweite Mischung (Clover Diversity) bleibt bei denselben beiden Arten, aber die Diversität des Klees wird erhöht. Durch unterschiedliche Weißkleesorten mit unterschiedlichen Blühzeitpunkten wird das Pollen- und Nektarangebot dieser Art über einen längeren Zeitraum gestreckt.

In der dritten Mischung wurde eine krautige Art hinzugefügt: Der Spitzwegerich (Plantago lanceolata). Diese Pflanze hat flache, leicht zugängliche Blüten. Währed Weißklee vor allem von Bienenarten wie Hummeln mit ihren langen Zungen genutzt wird, stehen diese auch für Arten mit kürzeren Mundwerkzeugen offen. So kommen auch kleine Bienenarten und Schwebfliegen an Nahrung. Dazu kommt, dass die verwendete Spitzwegerichsorte, im Vergleich zu vielen anderen krautigen Arten, gut mit den häufigen Schnitten im intensiv genutzten Grünland klarkommt. Auch im Futter bringt er ausgezeichnete Eigenschaften mit sich. Seine Inhaltsstoffe wirken sich positiv auf die Verdauung von Kühen aus und reduzieren den Stickstoffausstoß der Tiere. Das kann Umweltprobleme durch die Überdüngung der Landschaft abmildern [2].

Die vierte Mischung ist um sechs Leguminosen, auch Schmetterlingsblütler (Fabaceae) genannt, ergänzt. Pflanzen dieser Familie gehen spezielle Symbiosen mit Bakterien ein, die in kleinen Verdickungen an ihren Wurzeln leben, ein. Daher haben sie den Namen Knöllchenbakterien. Die Bakterien sind dazu in der Lage, Stickstoff aus der Luft zu binden und es Pflanzenverfügbar zu machen. Dadurch steigt die Versorgung mit Stickstoff in der Fläche. Der Bedarf an Düngemitteln kann so gesenkt werden, was Kosten spart. Die große Bandbreite von Leguminosen in der Mischung ist darin begründet, dass sich erst im Feldversuch zeigen wird, welche Arten die gewünschten Eigenschaften mitbringen. Braucht eine Art länger, um zur Blüte zu kommen, als die Mahdhäufigkeit es zulässt, so erweitert sie das Angebot für Insekten nicht. Eventuell kommen auch Arten mit den Schnitten selbst nicht zurecht und fallen aus. Auch die Verträglichkeit bei unterschiedlichen Witterungslagen spielt eine Rolle. Ökonomisch kann sich ein Gemisch aus Leguminosen und Gras definitiv lohnen. Im Vergleich zu Grasmonokulturen erziehlen die Gemische meist höhere Biomassewerte und unterdrücken Unkräuter effizienter [3, 4, 5]. Leguminosengemische als Futter können die Tiergesundheit und die Milchproduktion verbessern, können jedoch auch die Stickstoffausscheidung von Kühen erhöhen [6].

In der diversesten der Mischungen sind zusätzlich zu den Leguminosen und dem Spitzwegerich noch drei weitere Grasarten enthalten. Die gewählten Arten sind Trockenheitsverträglicher als das Deutsche Weidelgras, können also bei ungünstigen Wetterlagen besser die Produktivität erhalten. Außerdem steigt das Potential zur Unkrautunterdrückung.

  • [1] Infos zu Meiners Saaten finden Sie unter: https://www.meiners-saaten.de/
  • [2] Navarrete et al. (2016). Bioactive compounds, aucubin and acteoside, in plantain (Plantago lanceolata L.) and their effect on in vitro rumen fermentation. Animal Feed Science and Technology Vol. 222, pp. 158-167.
  • [3] Finn, J. A. et al. (2013). Ecosystem function enhanced by combining four functional types of plant species in intensively managed grassland mixtures: a 3-year continental-scale field experiment. Journal of Applied Ecology 50 (2), pp. 365-375.
  • [4] Connolly, J. et al. (2018). Weed suppression greatly increased by plant diversity in intensively managed grasslands: A continental-scale experiment.“Journal of Applied Ecology 55 (2), pp. 852-862.
  • [5] Helgadóttir, Á. et al. (2018). Grass–legume mixtures sustain strong yield advantage over monocultures under cool maritime growing conditions over a period of 5 years. Annals of Botany 122 (2), pp. 337-348.
  • [6] Schaub, S. (2020). Economic benefits from plant species diversity in intensively managed grasslands. Ecological Economics Vol. 168.

Artenvielfalt im Grünland

Nordwestdeutschland ist weiträumig von Grünland geprägt. Die Region ist zentral für die Produktion von Tierprodukten, besonders durch Milchvieh. Doch das Bild von Grünland hat sich seit den 1950er Jahren massiv verändert. Während früher Grünlandstandorte meist solche waren, die aufgrund von Nährstoffarmut und zu niedrigen oder zu hohen Wasserständen nicht für den Ackerbau geeignet waren, sind die Böden heute durch Düngung und Entwässerung ausgezeichnete Orte für einen intensiven Futterbau. Diese Entwicklung ermöglichte gemeinsam mit der Züchtung von leistungsstarken Rinderrassen die effiziente und kostengünstige Produktion von Tierprodukten.

Die Veränderungen im Grünland waren jedoch mit einem Trade-Off verbunden. Während die Erntemenge anstieg, ging die Biodiversität von Pflanzen zurück – und mit ihnen die von ihnen direkt und indirekt abhängigen Arthropoden. Intensiv bewirtschaftete Schnittwiesen werden vier- bis sechsmal pro Jahr gemäht. Die Pflanzengruppe, die am besten mit häufigen Schnitten umgehen kann, ist die der Gräser. Während in Magerrasen und Feuchtwiesen der Anteil von Kräutern sehr hoch ist, verschiebt sich das Verhältnis mit zunehmender Schnittzahl in Richtung Gräser. Dasselbe passiert bei regelmäßiger Düngung. Es gibt einige hochproduktive Grasarten, wie das Deutsche Weidelgras (Lolium perenne), dass bei guter Versorgung schnell in die Höhe wächst und die Narbe schließt. Der Konkurrenzdruck ist zu groß für die meisten Kräuter und auch für viele andere Grasarten. Sie fallen aus. So entstehen blütenarme, aber sehr produktive Futterproduktionsstandorte, in denen meist nur einige Exemplare von Weißklee und Löwenzahn für Abwechslung sorgen.

Der Verlust von Biodiversität ist ein Problem für die Landwirtschaft von hohem Ausmaß. In den letzten Jahren sind das Insekten- und das Bienensterben in den öffentlichen Diskurs gerückt. Der Rückgang der Wildbienen und anderer Bestäuber stellt ein konkretes Risiko für eine Reihe von bestäubungsabhängigen Feldfrüchten dar. Bei mangelnder Bestäubung werden weniger, kleinere und qualitativ minderwertigere Früchte produziert. Landwirt*innen haben es also mit messbaren Verlusten zu tun. Der wichtigste Treiber des Rückgangs von Insektendiversität ist der Rückgang ihrer Lebensräume. Der Erhalt von vorhandenen Habitaten und die Aufwertung von anderen Flächen sind die einzigen Möglichkeiten, dem Verlust von Lebensräumen entgegenzuwirken. Die Rückkehr von mehr Artenvielfalt ins Grünland ist ein vielversprechender Weg für Niedersachsen.