Woody semi‐natural habitats modulate the effects of field size and functional crop diversity on farmland birds

Abstract

Abstract Agricultural intensification has simplified landscape composition and configuration, which has led to biodiversity declines. Increasing landscape‐wide crop heterogeneity can promote farmland biodiversity. However, knowledge is still lacking on how the effects of configurational and compositional crop heterogeneity (i.e. field size and crop diversity) are modulated by the amount of semi‐natural habitats in the landscape, especially across large scales.

We tested how mean field size and functional crop diversity affect farmland bird diversity and abundance over three consecutive years, and how these effects are modulated by the amount of small woody features (SWF) in the landscape. We related data from a national bird monitoring scheme to field‐level information from a novel, high‐resolution remote sensing‐based crop type map.

Smaller field sizes and higher functional crop diversity were not generally associated with a higher diversity or abundance of farmland birds. Associations varied with species' breeding habitat preferences and were modulated by the amount of SWF.

In landscapes with a low SWF amount, species diversity and the abundance of species breeding in field edges or shrubs were negatively associated with increasing field size. However, where the amount of SWF was high, larger field size was associated with higher species diversity and abundance of field and shrub breeders. Diversity increased with higher functional crop diversity, as did the abundance of non‐field breeders in landscapes with a medium to high SWF amount. Field size tended to have a stronger effect on bird diversity and abundance than functional crop diversity.

Policy implications : National and EU agricultural policies should adopt a landscape perspective by considering the amount of semi‐natural habitats when designing biodiversity‐enhancing measures that target field size and functional crop diversity. In landscapes with low SWF amount, decreasing field sizes may be particularly effective to promote farmland bird diversity and the abundance of non‐field breeders. In landscapes with a medium to high SWF amount, increasing functional crop diversity is likely more effective than reducing field sizes. Field and shrub breeders may be promoted by maintaining landscapes with large fields, only if these offer a high SWF amount, low agronomic yield potential and low productivity.

Zusammenfassung Die Intensivierung der Landwirtschaft hat zu einer Vereinheitlichung der Landschaftsstruktur und damit zu einem Rückgang der biologischen Vielfalt geführt. Eine höhere Vielfalt in der landwirtschaftlichen Flächennutzung auf Landschaftsebene kann die biologische Vielfalt in der Agrarlandschaft fördern. Noch wenig untersucht ist bisher jedoch, wie die Effekte von Konfiguration und Zusammensetzung der landwirtschaftlichen Flächennutzung (Feldgröße und Nutzpflanzenvielfalt) auf der Landschaftsebene mit dem Anteil naturnaher Lebensräume zusammenhängen.

Wir haben untersucht, wie sich die durchschnittliche Feldgröße und die funktionale Vielfalt der Nutzpflanzen (Ackerkulturen und Grünland) auf die Diversität und Abundanz von Agrarvogelarten in drei aufeinanderfolgenden Jahren auswirken und wie diese Effekte durch den Anteil an Gehölzstrukturen (Hecken, Sträucher, Feldgehölze) in der Landschaft beeinflusst werden. Hierzu haben wir Daten aus dem bundesweiten Vogelmonitoring mit einer neuen, hochauflösenden, auf Fernerkundung basierenden Karte der landwirtschaftlichen Flächennutzung verknüpft.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass kleinere Feldgrößen und eine höhere funktionelle Vielfalt an Nutzpflanzen nicht generell mit einer höheren Vielfalt oder Abundanz von Agrarvögeln zusammenhingen. Vielmehr variierten die Zusammenhänge entsprechend der Bruthabitatpräferenzen der Arten und wurden durch den Anteil an Gehölzstrukturen in der Agrarlandschaft beeinflusst.

In Landschaften mit einem geringen Anteil an Gehölzstrukturen war eine zunehmende Feldgröße mit einer geringeren Vielfalt und Häufigkeit von Vogelarten, die in Feldrändern oder Gebüschen brüten, verbunden. In Landschaften mit einem hohen Anteil an Gehölzstrukturen hing eine größere Feldgröße sowohl mit einer höheren Artenvielfalt als auch mit einer höheren Anzahl an Boden‐ und Gebüschbrütern zusammen. Nur in Landschaften mit mittlerem bis hohem Anteil an Gehölzstrukturen nahm die Artenvielfalt mit einer höheren funktionellen Nutzpflanzenvielfalt zu, ebenso die Abundanz von Nicht‐Feldbrütern. Die Feldgröße wirkte sich tendenziell stärker auf die Artenvielfalt und Abundanz von Vögeln aus als die funktionelle Vielfalt der Nutzpflanzen.

Politikrelevante Schlussfolgerungen: Die Agrarpolitik auf nationaler und EU‐Ebene sollte eine Landschaftsperspektive einnehmen, indem sie bei der Entwicklung und Umsetzung von Maßnahmen zur Förderung der biologischen Vielfalt den Anteil naturnaher Lebensräume berücksichtigt. Dies betrifft insbesondere Maßnahmen, die auf eine Veränderung der Feldgröße bzw. Vielfalt der Nutzpflanzen abzielen. In Landschaften mit geringem Anteil an Gehölzstrukturen kann eine Verringerung der Feldgröße besonders wirksam sein, um die Vielfalt der Feldvögel und die Abundanz von Nicht‐Feldbrütern zu fördern. In Landschaften mit mittlerem bis hohen Anteil an Gehölzstrukturen ist eine Erhöhung der funktionellen Nutzpflanzenvielfalt wahrscheinlich effektiver als eine Verringerung der Feldgröße. Landschaften mit großen Feldern, aber einem hohen Anteil an Gehölzstrukturen, geringem agronomischem Ertragspotenzial und geringer Produktivität können Gunsträume für größere Populationen von Feld‐ und Gebüschbrütern darstellen.

Abstract Agricultural intensification has simplified landscape composition and configuration, which has led to biodiversity declines. Increasing landscape‐wide crop heterogeneity can promote farmland biodiversity. However, knowledge is still lacking on how the effects of configurational and compositional crop heterogeneity (i.e. field size and crop diversity) are modulated by the amount of semi‐natural habitats in the landscape, especially across large scales.

We tested how mean field size and functional crop diversity affect farmland bird diversity and abundance over three consecutive years, and how these effects are modulated by the amount of small woody features (SWF) in the landscape. We related data from a national bird monitoring scheme to field‐level information from a novel, high‐resolution remote sensing‐based crop type map.

Smaller field sizes and higher functional crop diversity were not generally associated with a higher diversity or abundance of farmland birds. Associations varied with species' breeding habitat preferences and were modulated by the amount of SWF.

In landscapes with a low SWF amount, species diversity and the abundance of species breeding in field edges or shrubs were negatively associated with increasing field size. However, where the amount of SWF was high, larger field size was associated with higher species diversity and abundance of field and shrub breeders. Diversity increased with higher functional crop diversity, as did the abundance of non‐field breeders in landscapes with a medium to high SWF amount. Field size tended to have a stronger effect on bird diversity and abundance than functional crop diversity.

Policy implications : National and EU agricultural policies should adopt a landscape perspective by considering the amount of semi‐natural habitats when designing biodiversity‐enhancing measures that target field size and functional crop diversity. In landscapes with low SWF amount, decreasing field sizes may be particularly effective to promote farmland bird diversity and the abundance of non‐field breeders. In landscapes with a medium to high SWF amount, increasing functional crop diversity is likely more effective than reducing field sizes. Field and shrub breeders may be promoted by maintaining landscapes with large fields, only if these offer a high SWF amount, low agronomic yield potential and low productivity.

Zusammenfassung Die Intensivierung der Landwirtschaft hat zu einer Vereinheitlichung der Landschaftsstruktur und damit zu einem Rückgang der biologischen Vielfalt geführt. Eine höhere Vielfalt in der landwirtschaftlichen Flächennutzung auf Landschaftsebene kann die biologische Vielfalt in der Agrarlandschaft fördern. Noch wenig untersucht ist bisher jedoch, wie die Effekte von Konfiguration und Zusammensetzung der landwirtschaftlichen Flächennutzung (Feldgröße und Nutzpflanzenvielfalt) auf der Landschaftsebene mit dem Anteil naturnaher Lebensräume zusammenhängen.

Wir haben untersucht, wie sich die durchschnittliche Feldgröße und die funktionale Vielfalt der Nutzpflanzen (Ackerkulturen und Grünland) auf die Diversität und Abundanz von Agrarvogelarten in drei aufeinanderfolgenden Jahren auswirken und wie diese Effekte durch den Anteil an Gehölzstrukturen (Hecken, Sträucher, Feldgehölze) in der Landschaft beeinflusst werden. Hierzu haben wir Daten aus dem bundesweiten Vogelmonitoring mit einer neuen, hochauflösenden, auf Fernerkundung basierenden Karte der landwirtschaftlichen Flächennutzung verknüpft.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass kleinere Feldgrößen und eine höhere funktionelle Vielfalt an Nutzpflanzen nicht generell mit einer höheren Vielfalt oder Abundanz von Agrarvögeln zusammenhingen. Vielmehr variierten die Zusammenhänge entsprechend der Bruthabitatpräferenzen der Arten und wurden durch den Anteil an Gehölzstrukturen in der Agrarlandschaft beeinflusst.

In Landschaften mit einem geringen Anteil an Gehölzstrukturen war eine zunehmende Feldgröße mit einer geringeren Vielfalt und Häufigkeit von Vogelarten, die in Feldrändern oder Gebüschen brüten, verbunden. In Landschaften mit einem hohen Anteil an Gehölzstrukturen hing eine größere Feldgröße sowohl mit einer höheren Artenvielfalt als auch mit einer höheren Anzahl an Boden‐ und Gebüschbrütern zusammen. Nur in Landschaften mit mittlerem bis hohem Anteil an Gehölzstrukturen nahm die Artenvielfalt mit einer höheren funktionellen Nutzpflanzenvielfalt zu, ebenso die Abundanz von Nicht‐Feldbrütern. Die Feldgröße wirkte sich tendenziell stärker auf die Artenvielfalt und Abundanz von Vögeln aus als die funktionelle Vielfalt der Nutzpflanzen.

Politikrelevante Schlussfolgerungen: Die Agrarpolitik auf nationaler und EU‐Ebene sollte eine Landschaftsperspektive einnehmen, indem sie bei der Entwicklung und Umsetzung von Maßnahmen zur Förderung der biologischen Vielfalt den Anteil naturnaher Lebensräume berücksichtigt. Dies betrifft insbesondere Maßnahmen, die auf eine Veränderung der Feldgröße bzw. Vielfalt der Nutzpflanzen abzielen. In Landschaften mit geringem Anteil an Gehölzstrukturen kann eine Verringerung der Feldgröße besonders wirksam sein, um die Vielfalt der Feldvögel und die Abundanz von Nicht‐Feldbrütern zu fördern. In Landschaften mit mittlerem bis hohen Anteil an Gehölzstrukturen ist eine Erhöhung der funktionellen Nutzpflanzenvielfalt wahrscheinlich effektiver als eine Verringerung der Feldgröße. Landschaften mit großen Feldern, aber einem hohen Anteil an Gehölzstrukturen, geringem agronomischem Ertragspotenzial und geringer Produktivität können Gunsträume für größere Populationen von Feld‐ und Gebüschbrütern darstellen.