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Die Arthropodenfauna von Nichtzielflächen und die Konsequenzen für die Bewertung der Auswirkungen von Pflanzenschutzmitteln auf den terrestrischen Bereich des Naturhaushaltes

Hintergrund

Der Schwerpunkt des F&E-Vorhabens lag in der Aufnahme und Typisierung der Biozönosen von grasreichen Feldrainen (off crop) in der Agrarlandschaft. Ein Hauptanliegen der biozönologisch ausgerichteten Studie war es, Arten zu identifizieren, welche eine besondere Bedeutung für die Biozönosen (u.a. Schlüsselarten) haben oder durch ihr Fehlen bzw. ihre ungewöhnliche Dominanz eine Störung der Lebensgemeinschaft indizieren. Auf der Basis dieser Ergebnisse erfolgt eine Überprüfung der verwendeten Testspezies nach Pflanzenschutzgesetz und EU-Wirkstoffprüfung gemäß Richtlinie 91/414/EWG dahingehend, ob sie als Surrogatspezies für die analysierte Biozönose geeignet sind. Aus dem biozönologischen Datensatz sind zudem nach verschiedenen Kriterien potentielle Testspezies selektiert sowie Hinweise zur Gestaltung so genannter höherwertiger Prüfverfahren (Anhang VI der EU-Richtlinie 91/414/EWG) gewonnen worden.

Ackerrandstreifen

Die Notwendigkeit der Verbindung von biozönologischer Forschung und Wirkstoffprüfung ergibt sich aus einer kritischen Betrachtung der heute gebräuchlichen Testverfahren, denn die Wirkungen werden lediglich für Einzelstoffe und großenteils auf dem Prüfniveau von einzelnen Spezies studiert. Darüber hinaus werden die verwendeten Testspezies im Wesentlichen nach so genannten "pragmatischen" Kriterien ausgewählt. Ob es sich hierbei wirklich um eine sachgerechte Auswahl im Sinne der Bedeutung einer Art für die Struktur (und damit die Funktion) des Zielökosystems handelt, wird fast nie überprüft. Die so gewonnenen Testergebnisse und die Extrapolation auf die Freilandsituation sind in der Literatur hinreichend beschrieben und kritisiert. Ein erster Schritt in Richtung auf eine zunehmend ökosystemar ausgerichtete Risikoanalyse ist die genaue Kenntnis des Schutzgutes (Artenzusammensetzung, Biodiversität), um auf dieser Basis Störungen identifizieren zu können - ein Hauptanliegen des vorliegenden Projekts.

Ackerrandstreifen

Untersuchungsdesign

Als Untersuchungseinheit wurde die "ruderale Glatthafer-Wiese" ausgewählt, der dominierende Vegetationstyp von grasreichen und nur gering trittbelasteten Feldrainen in Agrargebieten (vgl. Bild). Insgesamt liegt der Untersuchung ein Datenmaterial von 72 Aufnahmeflächen aus drei verschiedenen Naturräumen (Lößäcker bei Jülich, Sandäcker bei Leipzig, Kalkäcker bei Würzburg) zugrunde. Neben der Vegetation wurden pro Aufnahmefläche die Tiergruppen Collembola, Carabidae, Araneae, Coccinellidae, Saltatoria, Syrphidae und Hymenoptera erfasst sowie standortökologische Kenngrößen aufgenommen.

Canoco

Ergebnisse

Auf den untersuchten Flächen konnten 823 Pflanzen- und Tierarten nachgewiesen werden, die bei der Typisierung der Biozönosen berücksichtigt wurden. Mittels eines qualitativen Auswertungsverfahrens (Präsenz-Absenz) sind insgesamt 25 differenzierende Artengruppen identifiziert worden, durch die die Glatthafer-Wiesen in zwei Varianten und die ruderalen Glatthafer-Wiesen in 15 Varianten eingeteilt wurden. Für die Differenzierung der Biozönosen sind die Faktoren Mahd, pH-Wert, Kalziumgehalt, Bodenart, Bodenfeuchte sowie Strukturvielfalt der Agrarlandschaft vornehmlich verantwortlich. Das Grundmuster der Biozönosen wird zudem aufgrund des West-Ost-Gradienten modifiziert. Die statistisch-mathematische Auswertung belegt die qualitativ ermittelte Grundeinteilung der Biozönosen. So ergibt sich u.a. anhand der Korrespondenzanalyse (CA) von Vegetation, Carabiden, Araneen und Collembolen über die 72 Aufnahmeflächen eine Einteilung (vgl. Abb. 1), die den differenzierenden Artengruppen abgeleitet aus der qualitativen Auswertung zum Basen-Kalkgehalt und der Bodenart entsprach.

Der Vorteil der qualitativen Auswertungsmethodik gegenüber der Korrespondenzanalyse wird vor allem in der konkreten Benennung der "Zeigerarten" gesehen, die sich aus der statistisch-mathematische Auswertung nicht ableiten lassen.

Aufgrund der standortökologischen Vielfalt der untersuchten Biozönose ist eine differenzierte Beurteilung notwendig. Insgesamt neigen die "ruderalen Glatthaferwiesen" in der Agrarlandschaft jedoch zur Ausbildung von Gras-Dominanzbeständen. Diese strukturelle Veränderung der Biozönose wirkt sich indirekt schädigend auf die Arthropodenfauna aus, z.B. durch den Verlust von Blütenpflanzen auf die Blütenbesuchergemeinschaft. Eine Förderung von Dominanzbeständen (= nachhaltige Störung der Biozönose) in der Agrarlandschaft durch den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln (PSM) kann nicht ausgeschlossen werden.

Die üblichen Testverfahren nutzen einige typische und repräsentative Arten der Lebensgemeinschaft der ruderalen Glatthafer-Wiesen von Feldrainen. Die Biodiversität der Biozönose (= Varianz der Ausbildungen) wird dagegen durch die Testarten nicht ausreichend abgebildet. Bei den Haupttestarten (u.a. Aphidius) handelt es sich um Pionierarten mit hohem Recovery-Potenzial (so genannte r-Strategen), die in den "unbewirtschafteten Biozönosen" der grasigen Feldrainen nur eine untergeordnete funktionale Rolle einnehmen. Hierdurch wird die entscheidende Störung der Biozönose, d.h. die Ausbildung von Dominanzbeständen aufgrund einer negativen Beeinflussung der "normalen intraspezifischen Konkurrenzverhältnisse" durch die heutigen Prüfverfahren nicht genügend berücksichtigt.

Fazit

Die biozönologische Forschung liefert zur Beurteilung negativer Wirkungen die notwendigen Basisdaten über das Schutzgut. Neben der Ableitung von relevanten Arten für das System weisen vor allem Störungen auf die empfindlichen Stellen der Lebensgemeinschaft hin. Zur Entwicklung von höherwertigen Prüfverfahren ergeben sich hierdurch Ansatzpunkte, die den realen Verhältnissen des Freilandes besser gerecht werden. Als weiterführende Studien lassen sich aus den Daten des vorliegenden Projektes ein Sensitivitätsvergleich zwischen den derzeitigen Testarten und den "biozönologisch relevanten und potenziell empfindlichen Arten" durchführen. Die gestörten Konkurrenzverhältnisse im Freiland geben Hinweise für die Entwicklung von "terrestrischen Modellökosystemen".

Publikation

Roß-Nickoll M, Lennartz G, Fürste A, Mause R, Ottermanns R, Schäfer S, Smolis M, Theißen B, Toschki A, Ratte HT (2004): Die Arthropodenfauna von Nichtzielflächen und die Konsequenzen für die Bewertung der Auswirkungen von Pflanzenschutzmitteln auf den terrestrischen Bereich des Naturhaushaltes. Umweltbundesamt (UBA), FKZ 20063403.

 

Ansprechpartner:

Dr. Gottfried Lennartz