Anbausysteme mit Arten- und Klimaschutzleistungen

Welche Aufgabenbereiche werden in diesem Teilprojekt bearbeitet?

Entwicklung eines Indikatorensystems für die Bewertung ökologischer Nachhaltigkeit

Entwicklung einer Wissensdatenbank für ackerbauliche Nischenkulturen und Nachhaltigkeitsbewertung

Gamifizierte Softwarelogik zur integrierten Bewertung von ökologischer und ökonmischer Nachhaltigkeit

Entwicklung eines Indikatorensystems für die Bewertung ökologischer Nachhaltigkeit

Weltweit stellen der Verlust an Biodiversität und der Klimawandel die beiden aktuell größten Bedrohungen für Ökosysteme dar. In Bezug auf den Verlust an Biodiversität spricht die Wissenschaft derzeit vom sechsten großen Massensterben; allerdings wird diesmal menschliches Handeln als der Grund dafür vorangestellt: Überbevölkerung und Übernutzung natürlicher Ressourcen verdrängen viele Arten und zerstören zugleich deren Lebensräume. Auch hier hat der Wandel der Landwirtschaft hin zu einer deutlich intensiveren Wirtschaftsweise seinen Anteil daran.

Im selben Zeitraum ist das Wissen darum, wie einflussreich die Landwirtschaft bei Klimawandel-Potenzial, Förderung der Artenvielfalt und auch Landschafts-Gestaltung ist, dank vielfältiger Forschung erheblich erweitert und verfeinert worden. Dabei gibt es jedoch einen Unterschied: Betrachtet werden hier die Bereiche auf den Anbauflächen selber und die Bereiche, welche der umgebenden Agrar-Landschaft zuzuordnen sind. In der Fachsprache werden diese Bereiche unterschieden durch die Begriffe „on-crop“ und „off-crop“, also sinngemäß „auf der Anbaufläche“ und „außerhalb der Anbaufläche“.
Während es für die on-crop-Bereiche bereits vielfältige wissenschaftliche Instrumente und Modelle gibt, mit deren Hilfe die Auswirkungen bestimmter Maßnahmen und Methoden erfasst und miteinander verglichen werden können, hat es diesen Fortschritt bei der indikatorsystem-gestützten Bewertung der umliegenden Agrarlandschaft, nämlich der off-crop-Bereiche, noch nicht gegeben. Dennoch gilt es inzwischen als unbestritten, dass eine kleinräumige Agrar-Landschaft mit vielfältigen Strukturelementen und Fruchtfolgen überdurchschnittlich positive Effekte sowohl auf Artenvielfalt als auch auf ein reduziertes Klimawandel-Potenzial bietet.

Im Gegensatz dazu sind es gerade diese kleinstrukturierten Ausprägungen der Landwirtschaft, die aus betriebswirtschaftlichen Gründen vom Rückgang bedroht sind und bereits in den vergangenen Jahrzehnten verdrängt wurden, während in der landwirtschaftlichen Praxis oft ein Mangel an Information vorherrscht, was die Nützlichkeit und die Leistungen der biodiversitäts-fördernden Maßnahmen sowohl für die Agrar-Landschaft als auch für die betriebliche Praxis angeht.
Um die Auswirkungen der ackerbaulichen Produktion auf Biodiversität und Klimawandel-Potenzial umfassend beschreiben und messen zu können, ist es daher nötig, diese Indikatorsysteme vom on-crop-Bereich und den off-crop-Bereich der Agrarlandschaft weiterzuentwickeln. Dabei wird auf die Struktur und die Logik bereits etablierten Modelle des so genannten „Life Cycle Assessment“, als der Lebenszyklus-Analyse für Produkte, zurückgegriffen. Bei einer Lebenszyklus-Analyse werden für ein bestimmtes Produkt alle zur Produktion notwendigen Ressourcen, aber auch alle entstehenden Umweltbelastungen und weitere Auswirkungen über ein Indikatorsystem zusammengerechnet. So lassen sich verschiedene Produkte und in erster Linie verschiedene Varianten eines Produktes oder dessen Alternativen miteinander vergleichen. Parallel zur Entwicklung dieser Indikatorsysteme wird deren Logik anhand diverser Feldversuche auf Praxisbetrieben in der Region untersucht.

Erwartete Ergebnisse:
  • Indikatorsystem für die Modellierung von Artenvielfalt
  • Indikatorsystem für Effekte des Landschaftsmanagements auf Artenvielfalt und Klimawandelpotenzial
  • Integration beider Indikatorsysteme

Entwicklung einer Wissensdatenbank für ackerbauliche Nischenkulturen und Nachhaltigkeitsbewertung

Aufgrund ihrer naturräumlichen und agrarkulturellen Besonderheiten birgt die Zukunftsregion Franken-Hohenlohe ein großes Potenzial für den Anbau so genannter Nischenkulturen: Dabei handelt es sich um Kulturen wie z.B. Kichererbsen, Linsen, Quinoa, also um protein- und nährstoffreiche Kulturen, die als Ergänzung nachhaltigerer produzierter und gleichzeitig gesünderer Lebensmittel eine zukünftige größere Bedeutung in Süddeutschland spielen könnten. Die Erfahrungen mit diesen Kulturen ist sowohl bei Landwirten als auch bei Beratungskräften zumeist jedoch gering.

Um den Anbau solcher Nischenkulturen zu fördern, werden im Rahmen von „Regiopakt“ durch Literaturstudien und Expertengespräche für solche Nischenkulturen mögliche Anbauprotokolle abgeleitet und in Praxisversuchen bei teilnehmenden Praxisbetrieben validiert werden. Diese „Best Practice“-Protokolle werden im Hinblick auf ihre ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit analysiert und miteinander verglichen; dies geschieht auf Basis der Nachhaltigkeits-Bewertung (gemäß der Lebenszyklusanalyse). Im Verlauf dieser Analysen werden aus der Vielzahl theoretisch möglicher Anbauprotokolle diejenigen Varianten ausgewählt, welche messbare Vorteile gegenüber dem Anbau von Massenkulturen aufweisen. Dabei wird sowohl die in der ökonomische als auch die ökologische Dimension getrennt voneinander bewertet und in der Ergebnisdarstellung getrennt ausgewiesen.

Um die möglichen Potenziale einer Kultur umfassend bewerten zu können, ist es nicht nur notwendig ihren Anbau, sondern auch ihre Vermarktung zu betrachten: Um also die Nachhaltigkeits-Bewertung in den nachgelagerten Wertschöpfungs-Ketten ganzheitlich bewerten zu können, werden diese Kulturen auch in der ökonomischen Bewertung betrachtet und der aktuellen Produktion in der Region gegenübergestellt. Anschließend werden diese Daten über zu entwickelnde Anbindung der Nachhaltigkeits-Bewertungssoftware an Betriebsmanagement-Systeme (FMIS) der Produktionsbetriebe weitergegeben und der ökonomischen Bewertung der Produktion gegenübergestellt.

Erwartete Ergebnisse:

  • Ableitung von „Best Practice“-Protokollen, die den Anbau ausgewählter Nischenkulturen beschreiben
  • Versuche auf den Flächen der Partnerbetriebe zur Umsetzbarkeit dieser ‚Best Practice‘-Anbauprotokolle
  • Erstellung einer Lebenszyklus-Analysen-kompatiblen Software zur Bewertung des Potenzials der zugehörigen Effekte auf Artenvielfalt und Klimawandelpotenzial
  • Bewertung der ökologischen und ökonomischen Nachhaltigkeit der Protokolle sowie Bereitstellung der Ergebnisse innerhalb der Wertschöpfungskette

Gamifizierte Softwarelogik zur integrierten Bewertung von ökologischer und ökonmischer Nachhaltigkeit

Dieser Arbeitsabschnitt zielt darauf ab, digital-unterstützte Entscheidungshilfen zu entwickeln. Diese sollen den landwirtschaftlichen Betrieben in der Region eine einfache Ableitung der Biodiversitäts-Leistung ihrer Management-Praxis erlauben und gleichzeitig mögliche Zielkonflikte bzw. Synergien mit ihrer betriebswirtschaftlichen Leistung aufweisen. Dabei steht die Entwicklung von Logiken und Algorithmen, die bei der Entscheidungsfindung unterstützen sollen, im Vordergrund und nicht die Programmierung der Software. Hauptsächlich werden hier die methodischen Grundlagen und Werkzeuge erarbeitet, um Artenvielfaltseffekte von Managementmaßnahmen abbilden zu können.

Um diese Logiken besser abbilden zu können, eignen sich Systeme, die in einer eher spielerischen Anwendung die komplexen Zusammenhänge erfahrbar machen. Aus dieser Logik abgeleitete und daher so genannte gamifizierte Softwaresysteme, welche z.B. an die Ackerschlagkarteien der Betriebe gekoppelt sind und dabei automatisiert die notwendigen Datensätze auslesen können, haben sich dafür als tauglich erwiesen.

Mithilfe solcher Systeme kann zudem eine effizientere Dokumentation der klima- und artenvielfalts-freundlicheren Managementpraxis ermöglicht werden. Insbesondere Landwirten in Kleinstrukturen wie der Zukunftsregion Franken-Hohenlohe kann somit ein wertschöpfungssteigernder Zugang zu Verarbeitung, Handel und dem Endkonsumenten gegeben bzw. der Zugang zu staatlichen Fördermaßnahmen vereinfacht werden.

Erwartete Ergebnisse:

  • Entwicklung eines Logik-Demonstrators Brightleaf zur Veranschaulichung der Berechnungslogik
  • Programmierung einer web-basierten Software zur Einbindung in Farm Management Informationssysteme