Der dramatische und anhaltende Verlust an biologischer Vielfalt in unseren Agrarlandschaften wird maßgeblich durch die Intensivierung der Landwirtschaft verursacht (Seibold et al. 2019; Wagner 2020; Grass et al. 2021). Neben dem Verlust von Lebensräumen und der strukturellen Verarmung der Landschaft gelten chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel (csPSM) und insbesondere chemisch-synthetische Insektizide als Hauptursache für den allgemeinen Rückgang der Biodiversität (Sánchez-Bayo und Wyckhuys 2019; Wagner 2020). Mit einer Reduktion des csPSM-Einsatzes ist die Hoffnung verbunden, den Rückgang der Artenvielfalt von Pflanzen und Tieren und der damit verbundenen Ökosystemleistungen in unseren Agrarlandschaften aufzuhalten oder sogar umzukehren (Zimmermann et al. 2021). Unser Verständnis der Auswirkungen von csPSM auf Biodiversität und Ökosystemleistungen ist jedoch noch unzureichend. Bisherige Studien zu den Auswirkungen von csPSM auf die Biodiversität konzentrieren sich vor allem auf kleinräumige Gebiete wie einzelne Ackerflächen oder landwirtschaftliche Betriebe, obwohl die Pestizidexposition von Nichtzielarten räumlich weit darüber hinausgeht (Brühl et al. 2021). Eine umfassende csPSM-Reduktion, wie sie bis vor kurzem auch von der Europäischen Kommission angestrebt wurde, wird tiefgreifende Veränderungen von der Agrarlandschaft als Ganzes bis auf die regionale Ebene mit sich bringen. Es besteht daher dringender Forschungsbedarf zu den Auswirkungen einer landschaftsweiten csPSM-Reduktion

Ziel des Forschungsvorhabens ist es die landschaftsskaligen Effekte einer csPSM-Reduktion auf die Biodiversität zu untersuchen. Die hierfür durchgeführten Studien sind eng integriert und komplementär zu den weiteren ökologischen Untersuchungen im Projektverbund. Die erhobenen Daten haben ein umfassendes Verständnis der Effekte von csPSM auf die Artenvielfalt und wichtige Ökosystemleistungen von flugfähigen Insekten, Vögeln und Fledermäusen auf Landschaftsebene zum Ziel. Es werden folgenden Hypothesen bearbeitet:

• Agrarlandschaften mit einem hohen Anteil an konventionell-intensiver Landwirtschaft sind stärker mit csPSM belastet als vergleichbare Landschaften mit einem hohen Anteil an ökologischer Landwirtschaft
• Mit zunehmender csPSM-Belastung auf der Landschaftsebene nehmen die Artenvielfalt, Biomasse und funktionelle Vielfalt flugfähiger Insekten, von Vögeln und Fledermäusen ab; damit verbunden ist auch ein Rückgang von Ökosystemleistungen
• Eine räumlich optimierte und standortangepasste csPSM-Reduktion ermöglicht eine teilweise Wiederherstellung der Biodiversität in Agrarlandschaften

Die Untersuchungen erfolgen in enger Abstimmung und Zusammenarbeit mit den anderen ökologischen Verbundprojekten in einem gemeinsamen Studiendesign des Clusters Biodiversität in 20 Untersuchungslandschaften von je 1 km × 1 km Größe mit unterschiedlichen Pestizidbelastung. Das VP9 erfasst die Artenvielfalt, Biomasse und funktionelle Vielfalt eines breiten taxonomischen Spektrums flugfähiger Insekten (z.B. Wildbienen, Wespen, Fliegen, etc.), sowie von Vögeln und Fledermäusen. Zur Erfassung der Insektenvielfalt und -biomasse werden in jeder Untersuchungslandschaft an vier Ackerflächen angrenzend Malaise-Fallen aufgestellt. Die Fallen werden alle 14 Tage geleert, um phänologische Veränderungen der Insektengemeinschaften zu erfassen. Die gefangenen Insekten werden mittels DNA-Metabarcoding identifiziert und die Insektenbiomasse wird gewogen. Die Vogel- und Fledermausgemeinschaften werden in jeder Untersuchungslandschaft mit jeweils vier Tonaufnahmegeräten automatisiert erfasst. Die Artbestimmung erfolgt anhand der aufgezeichneten Gesänge und Rufe der Tiere durch etablierte Softwareroutinen mit künstlicher Intelligenz. Zusätzlich zur Artenvielfalt wird die funktionelle Vielfalt der erfassten Insekten, Vögel und Fledermäuse auf Basis von Fachliteratur und Datenbanken ermittelt, was die Abschätzung wichtiger Ökosystemleistungen ermöglicht.

Die gewonnenen Biodiversitäts- und Ökosystemleistungsdaten werden mit Daten zur csPSM-Belastung, zur Landschaftskomposition (z. B. Flächenanteile Ackerland, Grünland, Bewirtschaftung etc.) und -konfiguration (z. B. Schlaggröße) verknüpft, und Zusammenhänge zwischen Landschaftsstruktur, Bewirtschaftung, csPSM-Belastung und Biodiversität abgeleitet. Zusätzlich wird die Zusammenarbeit der Verbundprojekte (VP8,10,11) eine ganzheitliche Betrachtung der Effekte von csPSM auf die Biodiversität ermöglichen. Darüber hinaus wird die Verschneidung ökologischer und ökonomischer Daten (VP16) räumliche Trade-off-Analysen ermöglichen, in denen ökologische und ökonomische Ziele und Folgen einer Pestizidreduktion gegeneinander abgewogen werden.