Strikingly high effect of geographic location on fauna and flora of European agricultural grasslands.

Abstract

Wild bees, spiders, earthworms and plants contribute considerably to biodiversity in grasslands and fulfil vital ecological functions. They also provide valuable services to agriculture, such as pollination, pest control and maintenance of soil quality. We investigated the responses of wild bees, spiders, earthworms and plants to geographic location, agricultural management and surrounding landscape variables using a dataset of 357 grassland fields within 88 farms in six European regions. Regions and taxonomic groups were selected to have contrasting properties, in order to capture the multiple facets of European grasslands. Geographic location alone had a dominant effect on the fauna and flora communities. Depending on the taxonomic group, various agricultural management and surrounding landscape variables alone had an additional significant effect on observed species richness, rarefied species richness and/or abundance, but it was always small. Bee species richness and abundance decreased with increasing number of mechanical operations (e.g. cutting). Observed spider species richness and abundance were unrelated to measured aspects of agricultural management or to surrounding landscape variables, whereas rarefied species richness showed significant relations to nitrogen input, habitat diversity and amount of grassland habitats in the surroundings. Earthworm abundance increased with increasing nitrogen input but earthworm species richness did not. Observed plant species richness decreased with increasing nitrogen input and increased when there were woody habitats in the surroundings. Rarefied plant species richness decreased with mechanical operations. Investigating multiple regions, taxonomic groups and aspects of fauna and flora communities allowed identifying the main factors structuring communities, which is necessary for designing appropriate conservation measures and ensuring continued supply of services. Wildbienen, Spinnen, Regenwürmer und Pflanzen machen einen bedeutenden Teil der Biodiversität in landwirtschaftlich genutztem Grünland aus und bilden eine wichtige Grundlage für ökologische Dienstleistungen. Dazu gehören z.B. Bestäubung, biologische Schädlingsbekämpfung und der Erhalt der Bodengesundheit. Wir untersuchten, inwiefern die vier taxonomischen Gruppen von der geografischen Lage, von Bewirtschaftungs- und von Umgebungsfaktoren abhängig sind. In die Studie gingen Daten aus sechs europäischen Regionen ein, die in 88 landwirtschaftlichen Betrieben auf insgesamt 357 Mähwiesen und Weiden erhoben wurden. Die Regionen und taxonomischen Gruppen wurden gezielt ausgewählt, um eine möglichst breite Vielfalt im europäischen Agrargrünland abzudecken. Die geografische Lage beeinflusste die Artengesellschaften am stärksten. Je nach taxonomischer Gruppe hatten verschiedene Bewirtschaftungs- und Umweltfaktoren zusätzlich einen signifikanten, aber kleinen Effekt auf den beobachteten Artenreichtum, den rarefizierten Artenreichtum und/oder die Abundanz. Bei den Bienen nahmen der Artenreichtum und die Abundanz mit der Anzahl maschineller Bearbeitungen (z.B. Schnitt) pro Jahr ab. Weder der beobachtete Spinnenartenreichtum noch die Spinnenabundanz waren abhängig von den erhobenen Bewirtschaftungs- oder Umgebungsfaktoren. Der rarefizierte Spinnenartenreichtum hingegen stand im Zusammenhang mit dem Stickstoffeintrag, der Habitatvielfalt und dem Grünlandanteil in der Umgebung. Bei den Regenwürmern erhöhte sich die Abundanz mit dem Stickstoffeintrag, nicht aber der Artenreichtum. Der beobachtete Artenreichtum der Pflanzen nahm mit dem Stickstoffeintrag ab und mit dem Gehölzanteil in der Umgebung zu. Auf den rarifizierten Pflanzenartenreichtum hatte die Anzahl maschineller Bewirtschaftungen zusätzlich einen negativen Effekt. Die Untersuchung von mehreren Regionen, taxonomischen Gruppen und Aspekten von Artengesellschaften erlaubte es, wichtige Einflussfaktoren auf Artengesellschaften zu erkennen. Diese Resultate können dazu beitragen wirksame Massnahmen für den Erhalt der Biodiversität und die Sicherstellung der ökologischen Leistungen zu erarbeiten.