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1	Impacts of land-use intensification on forest remnants embedded within production landscapes Deakin, Elizabeth Louise January 2013 (has links) Agricultural expansion has transformed and fragmented natural forest habitats at an alarming rate, and dramatic increases in agricultural intensification have since taken place in order to keep pace with human population growth and food demands. This simultaneously poses a considerable threat to biodiversity in agricultural landscapes, as production land is now one of the largest terrestrial biomes on the planet. Therefore, its contribution to biodiversity conservation is critical. Links between the intensification of agricultural systems and ‘in situ’ declines of biodiversity on farmland have been well documented. However, despite growing recognition that system inputs such as fertiliser and livestock can move or ‘spillover’ into adjacent natural habitats, there has been no direct quantification of the extent of impacts in recipient ecosystems. These abiotic and biotic pathways can cause dramatic impacts on the diversity, composition, and functioning of remaining natural ecosystems, and on their ability to provide a variety of essential ecosystem services. Due to concerns regarding future food security, balancing trade-offs between agriculture and conservation has subsequently become a hot topic in ecological research. However, without any direct quantification of the off-site ecological impacts of agricultural intensification in mosaic landscapes, it is inherently difficult to fully evaluate strategies aimed at balancing production and conservation. Using New Zealand farming systems as a case study, this thesis aims to address gaps in our current understanding of how increasing agricultural intensification impacts biodiversity in native forest remnants embedded within production landscapes. The first main chapter explores whether the magnitude of ecological impact in forest remnants (for a suite of 26 response measures) and severity of edge effects, scale with the degree of land-use intensity in surrounding agricultural pastures. This chapter also examines whether ecological responses differ in remnants ‘spared’ for conservation purposes (i.e. where livestock are excluded by fencing). The second chapter uses a model food-chain approach native to New Zealand, to test whether nutrient spillover from agricultural pastures influences plant-herbivore and herbivore-parasitoid interactions in forest remnants. This chapter also includes a large-scale common garden fertilisation experiment using the same tri-trophic system, which was established to examine bottom-up multi-trophic responses to the independent and combined effects of Nitrogen (N), Phosphorus (P) and cow dung and urine. The third main chapter uses a novel stable isotope approach for quantifying community-wide incorporation of resources into trophic structure. I test for the first time whether increasing intensity of farming systems drives greater nutrient spillover spatially into adjacent forest remnant soils and examine scaling effects of 15N (as a marker for anthropogenic N) through multiple trophic levels. Beyond finding that agricultural land-use intensity generally has negative off-site effects on biodiversity, the key findings of this thesis were (i) spillover of nitrogen and phosphorus from agricultural systems into adjacent remnant soils is exacerbated by increases in land-use intensity, with (ii) percolating bottom-up effects on plant and insect community dynamics. (iii) The magnitude of ecological impacts in forest remnants scales linearly with increasing land-use intensity, as does (iv) direct anthropogenic N enrichment across multiple trophic levels, which has the potential to severely jeopardise the stability of ecologically important remnant habitats. (v) Although there were stark structural differences in remnants with and without livestock exclusion, impacts of land-use intensity on ecological response metrics were actually comparable across all sites. (vi) Livestock exclusion should be a priority first step towards conserving native forest remnants, however it should be recognised that fencing does not prevent abiotic channels of nutrient spillover (fertiliser drift, overland flow, leaching) in land characteristic of land spared for nature. (vii) Consequently, increasing land-use intensity compromises the effectiveness of the land-sparing trajectory for conserving native biodiversity, which is currently undertaken in New Zealand production systems. Given the overall strength of these findings and the novel, ecosystem-wide and landscape-scale approaches taken to address fundamental questions, the work in this thesis greatly enhances our knowledge of the relationships between agricultural productivity and ecological impacts in spatially-coupled ecosystems. This is highly important, not only in New Zealand but worldwide, as it is anticipated that unstoppable human population growth and food security pressures will cause ecological impacts both on the farm and in adjacent natural ecosystems to become even more severe. Therefore, determining the relationship between land-use intensification and biodiversity loss represents the cornerstone of sustainable agricultural development in the future. land-use intensification agriculture fragmentation forest remnants multi-trophic communities biodiversity conservation
2	Understanding how Odonates Respond to Global Change; a Cross-Continental Analysis Sirois-Delisle, Catherine 09 August 2023 (has links) Global change profoundly alters biological communities and increases species extinction rates. Recent reports show that odonate species (dragonflies and damselflies) are declining globally, however, odonates can also respond strongly to climate and land use change through shifts in range and phenology - i.e., the timing of life history events. Understanding how and when species respond to rapid environmental change is critical to address conservation risks in a timely way. I assembled a dataset of ~2 million odonate records between 1901 and 2021 and investigated a series of research questions about odonate persistence within historically occupied regions, how species respond across continents, and mechanisms leading to these responses. I discovered that non-target effects of pesticides interacted with temperature increases, leading to higher rates of odonate declines across the United States. Species with greater capacities in shifting their range northward may be more robust to impacts of global change (Chapter 2). Converging across Europe and North America, stronger range limit shifts were associated with stronger shifts in emergence phenology towards earlier spring dates, even though land use histories are highly divergent among regions. It is temperature variability and range geography, determinants of habitat conditions to which species are exposed, rather than ecological traits, that facilitated or hindered range shifts (Chapter 3). Temperature variability interacted with pesticide applications to hinder persistence or establishment in new areas that were otherwise climatically suitable, providing further evidence of impacts of extreme weather to insect declines. Tests of methods commonly used to predict species' distributions under future climate change (Species Distribution Models) revealed that species most likely to decline were also less likely to be well modeled, in terms of their temporal transferability (Chapter 4). This work deepens knowledge of spatial and temporal interspecific variation in species distributions as humans continue to reshape the Earth's ecosystems and climatic processes. This thesis can help improve species-specific conservation planning for species that decline in the face of anthropogenic activities. macroecology climate change odonata land use change pesticides land use intensification range shifts phenology shifts
3	Management, methods and attitudes concerning grassland farming in Northern Germany Hammes, Verena 03 February 2016 (has links) No description available. 630 Farmers' attitude 13C isotopic signature Grassland farming Cattle diet Grazing regime Land-use intensification Cattle production system Permanent grassland Agri-environment measure (AEM) Land- und Forstwirtschaft (PPN621302791)
4	Effets des changements d'utilisation des terres sur la biodiversité fonctionnelle des prairies en paysage agricole / Effects of land use intensification on grassland functional biodiversity within agricultural landscapes Le Provost, Gaëtane 16 January 2017 (has links) Comprendre comment la biodiversité des prairies répond aux changements d’utilisation des terres constitue un enjeu majeur pour la conservation de la biodiversité et le maintien des services écosystémiques dans les paysages agricoles. Dans ce travail de thèse, nous avons cherché (i) à analyser la réponse simultanée d’un ensemble de taxons appartenant à différents niveaux trophiques (plantes, herbivores, pollinisateurs, prédateurs) aux changements d’utilisation des terres agissant à différentes échelles spatiales et temporelles ; (ii) à approcher les mécanismes impliqués dans cette réponse et notamment le rôle des interactions trophiques. Notre approche est basée sur l’utilisation de multiples traits fonctionnels liés à l’acquisition des ressources, la taille et la mobilité des organismes. Nous avons testé la réponse de ces traits à l’histoire des paysages, leur configuration et leur composition. Nous montrons qu’il existe une réponse générale de la diversité fonctionnelle multitrophique aux changements d’utilisation des terres. Nous mettons en évidence l’importance des effets historiques du changement d’utilisation des terres à l’échelle des paysages agricoles menaçant le maintien de communautés fonctionnellement diversifiées dans ces paysages. En considérant un set de traits multiples, notre travail a permis d’approcher certains mécanismes par lesquels les changements d’utilisation des terres présents et passés impactent différentes facettes de la biodiversité. Enfin, l’utilisation des traits fonctionnels a permis d’appréhender l’importance des interactions trophiques et leur implication dans la structuration des communautés animales dans les milieux agricoles. / Understanding how grassland biodiversity responds to land use intensification is crucial for both biodiversity conservation and the management of key ecosystem services in agricultural landscapes. My PhD aims at (i) identifying and generalising the effects of land use intensification operating at different spatial and temporal scales across multiple taxonomic groups and trophic levels (plants, herbivores, pollinators, predators and top-predators) ; (ii) investigating the underlying mechanisms of biodiversity response, and particularly the role of trophic interactions. We used multiple functional traits related to resource acquisition, the size of the organisms and their mobility. We tested how multitrophic functional trait diversity responded to landscape history, composition and heterogeneity. Considering multiple taxonomic groups simultaneously, our study brings out a clear response of overall biodiversity to land use intensification. We found that legacy effects of land use intensification operating at the landscape scale are major drivers of present-day multitrophic functional trait diversity in agricultural landscapes. By considering a core set of organismal traits reflecting similar functions across trophic levels, our approach reveals multiple dimensions by which land use intensification filters out biodiversity over time and allows us to generalise its effect across multiple trophic levels and trait-spectrum. Finally, trait-based approach allowed us to assess the importance of trophic interactions and their contribution in shaping animal communities in agricultural landscapes. Changements d'utilisation des terres Paysage agricole Histoire du paysage Diversité fonctionnelle multitrophique Prairie Interactions plantes-insectes Taille corporelle Traits liés à la mobilité Traits d'acquisition des ressources Land use intensification Agricultural landscape Landscape history Multitrophic functional trait diversity Grassland Plant-insect interactions Body size Mobility-related traits Resource-acquisition traits
5	Landscape change and impoverishment in North German grasslands since the 1950s Krause, Benjamin 08 October 2013 (has links) Die Kulturlandschaft und ihre Bewirtschaftung haben sich seit dem Beginn der großräumigen Intensivierungsprozesse (z.B. Meliorationen, synthetischer Düngung und Herbizidgebrauch) in den 1950/60er Jahren in Mitteleuropa dramatisch geändert. Viele der ehemaligen artenreichen Grünlandflächen wurden in den letzten Jahrzehnten beseitigt (z.B. durch Umbruch zu Acker). Dies führte zu einem allgemeinen Grünlandrückgang in Deutschland. Heute werden die meisten Ackerflächen und die restlichen Grünlandflächen sehr intensiv bewirtschaftet. Die gegenläufige Entwicklung, die Umwandlung von Äckern zu Grünland, ist eher eine regionale Erscheinung, z.B. im Hügeland oder im Zuge von Kompensationsmaßnahmen. Die Artenzusammensetzung dieser Grünländer unterscheidet sich jedoch häufig von solchen mit längerer Habitatkontinuität. Um die Effekte von solch weiträumigen Meliorationsmaßnahmen auf die Phytodiversität, die Landschaftsstruktur und die hiermit einhergehende Grünlandfragmentierung sowie deren Auswirkungen auf die Pflanzenarten des Grünlandes zu erfassen, ist es nötig, historische Daten aus den 1950er Jahren, bevor die gravierenden, ackerbaulichen Intensivierungen begannen, auszuwerten. Feucht- sowie artenreiche Frischgrünländer waren in den 1950/60er Jahren ein typischer und weit verbreiteter Habitattyp, gelten jedoch aktuell als sehr bedroht in Mitteleuropa. Wiederholungsstudien mit mehreren Untersuchungsflächen und einem Untersuchungs-zeitraum von 50-60 Jahren, der vor den weiträumigen Intensivierungen beginnt, fehlen bislang und klar verortete historische Vegetationsdaten sind selten. Obwohl der Graslandanteil in einigen Hügelregionen in Deutschland zugenommen hat ist die ökologische Qualität vieler dieser Flächen gering. Zusätzlich sind artenreiche Kalkmagerrasen als ein Relikt früherer Bewirtschaftsformen und typischer Bestandteil des Hügellandes durch Nutzungsaufgabe (Sukzession) und Nährstoffeintrag gefährdet. Das Ziel dieser Doktorarbeit war es, den Landschaftswandel und die Veränderungen im Grünland in sechs Flussauengebieten (sowie einem durch Naturschutzstatus geschützten Gebiet) und einem typischen Gebiet des Hügellandes in Norddeutschland zu untersuchen. Hierzu wurden sowohl der Grünlandanteil, die Habitatkontinuität, der aktuelle Habitattyp, der Fragmentierungsgrad als auch die Auswirkungen auf die Artenzahlen, Artenzusammensetzung und die funktionelle Diversität untersucht. Die Studien in den Flussauen basieren auf fein aufgelösten historischen Vegetationskarten und dazugehörigen Vegetationsaufnahmen aus demselben Zeitraum. In 2008 wurden diese sechs Gebiete (+1 geschütztes Gebiet) mittels einer Biotoptypenkartierung erneut erfasst. Innerhalb dieser kanpp 2800 ha (2500 + 293 ha) früherer Grünländer wurden randomisierte Punkte gelegt und zusätzlich Vegetationaufnahmen in allen aktuellen Grünländern (inklusive Sukzessionsstadien) angefertigt. Die Fallstudie (2500 ha) aus dem niedersächsischen Hügelland basiert auf aktuellen Vegetationsaufnahmen, die ebenfalls mittels randomisierter Punkte in den bestehenden Grünländern (394 ha) angefertig wurden. Zusatzdaten über z.B. die aktuelle Bewirtschaftung oder die Habitatkontinuität (Auswertung historischer Karten) wurden ebenfalls erfasst. Die erste Studie zeigte, dass die ehemaligen artenreichen Feucht- und Frischgrünländer in den ungeschützten Gebieten drastisch, um über 80% der ursprünglichen Fläche, zurückgegangen sind. Sie wurden größtenteils durch Äcker, Intensivgrünländer aber auch Brachestadien ersetzt. Bedingt durch diesen starken Flächenrückgang hat die Fragmentierung der Restflächen stark zugenommen. Die durch ein Naturschutzgebiet geschützte Untersuchungsfläche an der Havel zeigte im Vergleich relative geringe Veränderungen. Daraus lässt sich deuten, dass lokale Effekte wie Düngung oder Drainage und nicht überregionale Effekte wie Klimaerwärmung oder der Eintrag von Stickstoff durch Luft die Hauptursache für den dokumentierten Wandel sind. Die zweite Studie in den Grünländern der Auen zeigte, dass sich die Artenzusammensetzung in den letzten fünf bis sechs Jahrzehnten in allen Gebieten stark verändert hat, die Artenzahlen der Vegetationsaufnahmen um 30-50% und auch die funktionelle Diversität in ähnlichem Maße zurückgegangen sind. Die Ellenberg-Zeigerwerte (EIV) für Nährstoffverfügbarkeit sind im Vergleich zu den 1950/60er Jahren stark gestiegen und die Unterschiede zwischen den ungeschützen und dem geschützten Gebiet unterstützen ebenfalls die Annahme, dass Veränderungen größtenteils durch lokale Faktoren und nicht durch überregionale Effekte verursacht wurden. Der Trend in den ungeschützten Gebieten geht zu artenamen Grünlandgesellschaften, die von wenigen konkurrenzstarken und mahdtoleranten Arten dominiert werden. Frühblühende und auf Insektenbestäubung angewiesene Pflanzen sind stark zurückgegangen, mit entsprechenden Auswirkungen auf die Tierwelt. Die dritte Studie verknüpft den dramatischen Grünlandrückgang und die zunehmende Fragmentierung mit der Artenverarmung seit den 1950/60er Jahren. Hierfür wurden mittels definierter Kriterien eine Liste von 78 für das Feucht- und Frischgrünland charakteristischen Grünlandarten definiert, die die Grundlage für die weiteren Analysen bildeten. Die Artenzahlen auf Ebene der Vegetationsaufnahmen nahmen um 30-66% ab. Die getesteten Landschaftsstrukturmaße hatten keinen nachweisbaren Einfluss auf die Artenzahlen auf Landschaftsebene. Die Distanz zum nächstgelegenen und geeigneten Habitat für die charakteristischen Arten hatte einen geringen negativen Effekt auf die Artenzahl der Vegetationsaufnahmen. Die Ellenberg-Zeigerwerte (N, F) und die Diversitätsmaßzahlen an charakteristischen Arten weisen ebenfalls auf den Effekt der lokalen Bewirtschaftung und nicht auf Fragmentierung als treibende Kraft beim Rückgang und dem Wandel der Artengarnitur hin. Im Gegensatz zu den Untersuchungsgebieten in den Flussauen hat sich der Grünlandanteil in der Fallstudie im niedersächsischen Hügelland seit den 1950er Jahren verdoppelt. Es wurden sechs verschiedene Grünlandtypen mit einer Spanne von unter 15 bis zu deutlich mehr als 27 Arten pro Aufnahme erfasst. Die besonders artenreichen Bestände sind aber mit ca. 6% der Fläche sehr selten. Die Anzahl an insektenbestäubten Pflanzen als auch die absoluten Artenzahlen gehen mit steigender Nutzungsintensität (indiziert durch die Ellenberg-Zeigerwerte Nährstoffe (N) und Mahdtoleranz (M)) wie in den Untersuchungsgebieten in den Flussauen zurück. Artenreiche Grünländer kommen nur auf mit Schafen beweideten Flächen mit einer Habitatkontinuität von mindestens 100 Jahren vor. Grünländer mit mittleren Artenzahlen sind größtenteils auf früheren Äckern mit einer Habitatkontinuität von weniger als 30 Jahren zu finden. Die dargestellte Untersuchung hat dramatische Verluste in den Grünlandflächen der Flussauen aufgezeigt. Die Restflächen sind fragmentiert und die Artenzahlen sowie die funtionelle Diversität stark zurückgegangen. Die Fallstudie im niedersächsischen Hügelland zeigt, dass selbst in Landschaften mit hohem Grasslandanteil die ökologische Qualität von den meisten Grünländern nur noch gering ist. 570 Biologie (PPN619462639)
6	Birds, bats and arthropods in tropical agroforestry landscapes: Functional diversity, multitrophic interactions and crop yield Maas, Bea 20 November 2013 (has links) No description available. 630 birds bats arthropods multitrophic interactions agroforestry tropical landscape forest margin landscape functional diversity crop yield exclosure experiments experimental exclusion arthropod suppression avian predation ecosystem services mist netting point counts artificial plasticine caterpillar dummy experiment biological control monitoring mapping Lemon-bellied White-eye Grosbeak Starling Zosterops chloris Scissiostrum dubium Theobroma cacao cacao agroforestry cacao diseases cacao harvest cacao pests flying vertebrates aerial insectivores volant vertebrates logging breeding colony flower herbivory mesopredator release predatory insects ants spiders aphids Lepidoptera Coleoptera Lepidopteran larvae sustainable agriculture sustainable agroforestry management implications management recommendations applied managament extensive land use management landscape management conservation biodiversity-friendly dbh distance to forest forest proximity habitat conversion herbivory Indonesia insectivorous bats insectivorous birds invertebrates Central Sulawesi Napu valley leaf gleaning leaf herbivory pests insects phytophagous insects plant productivity remnant forest trees shade tree managament South-east Asia Paleotropics tropical landscape tree height landscape gradient local shade management Cacao Pod Borer Cherelle Wilt fruit abortion Helopeltis sulawesi deforestation habitat fragmentation land use intensification forest margin species critical decline predation experiment species-specific functions Southeast Asia biodiversity conservation mesopredators food security human welfare human well-being poverty alleviation poverty reduction smallholder cacao smallholder plantation cacao farmers sustainable cacao management landscape perspective landscape scale large scale field experiment long term field experiment human wellbeing economic importance economic value valuation ecosystem services landscape matrix yield quality yield quantity fruit productivity species identity species diversity species richness ecosystem functioning pesticide use chemical compounds complex food web tritrophic interactions wildlife-friendly rural livelihoods endangered bird species endangered bat species endemic endemic birds endemic bats beneficial impact IUCN Lore Lindu National Park bioindicator indicator species forest margin agricultural habitat agroforestry systems population density predation activity species activity cacao flower cacao pod Orthoptera linear mixed effect models Tukey Post Hoc Test AICc model selection generalized least squares restricted maximum likelihood model simplification species richness estimator species accumulation linear mixed-effects models Likelihood Ratio Test Maximum Likelihood nocturnal insects diurnal arthropods nocturnal arthropods diurnal insects landscape context Land- und Forstwirtschaft (PPN621302791)

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