Ecosystemic Effect Indicators to assess Effects of agricultural Landuse on Ecosystems

Abstract

Agricultural production and its material and non-material emissions may cause side-effects in ecosystems. These effects have to be assessed and evaluated. The aim of the present study is to provide a tool that relates emissions of agricultural production and affected ecosystems. This tool represents an indicator approach. The needed indicators are defined as ecosystemic effect indicators (EEI). Within the study a multistage procedure is developed which should be pursued in identifying indicators. To assess which emissions must be regarded in detail an estimation of relevance by means of an emission and input classification preceeds the indicator development. Subsequently, EEI are developed for the relevant emissions and inputs. The derivation of EEI is carried out by the following steps: 1) One starts top-down at the target 'maintaining the ecosystem functioning' in this work depicted by the utility functions. A list with characteristics that are dependent on hierarchical levels is compiled for each relevant function. 2) Starting at one specific input a list of potential receptors is compiled bottom-up. These represent potential effect indicators. 3) By overlapping the lists of the steps 1 and 2 one yields EEI specific for the utility function and the input under consideration. The step 3 is performed by means of expert knowledge. The advantage of the indicator approach is its operativeness which is site-independent. The results of the study show that EEI may be deemed to be promising tools to picture human influences in particular of agricultural production on ecosystems. The results of the case study provide the basis to assess effects on ecosystems for some major stressors. In cases where critical values are available site specific quantitative statements concerning ecological effects within the frame of sustainable agriculture are enabled by the present method for the derivation of indicators. Subsequently, necessary measures can be deduced

Die landwirtschaftliche Produktion und ihre stofflichen und nicht-stofflichen Emissionen können umweltrelevante Nebeneffekte in Ökosystemen verursachen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Bereitstellung eines Instrumentes, mit dem Emissionen aus der landwirtschaftlichen Produktion zu tangierten Ökosystemen in Beziehung gesetzt werden können. Dieses Instrument stellt ein Indikatoransatz dar. Im Rahmen dieser Untersuchung wird ein mehrstufiges Vorgehen entwickelt, nach dem die Bildung von Indikatoren erfolgen sollte. Um einzuschätzen, welche der zahlreichen Emissionen genauer zu betrachten sind, wird vorgeschlagen der Indikatorenableitung eine Relevanzanalyse anhand einer Emissions- und Eintragsklassifizierung voranzustellen. Für die relevanten Emissionen und Inputs werden ÖWI entwickelt. Die benötigten Indikatoren sollen - unabhängig auf welcher hierarchischen Ebene im Ökosystem sie gefunden werden - eine Verbindung zwischen Wirkung und Ursache verfolgen lassen. Die Ableitung von ÖWI erfolgt in verschiedenen Schritten. Mit der Arbeit wird gezeigt, dass ÖWI unerwünschte Wirkungen in Ökosystemen mit den sie verursachenden, aus der landwirtschaftlichen Produktion resultierenden, Emissionen verbinden. Die Methode zur Ableitung von ÖWI ist daher ein erfolgversprechendes Instrument, um Einflüsse landwirtschaftlicher Produktionsprozesse auf Ökosysteme abzubilden. Die Ergebnisse einer Fallstudie bilden die Basis, um Wirkungen von potentiellen Stressoren für Ökosysteme zu bewerten. Für den Fall, dass kritische Werte für die ÖWI vorhanden sind, ist es möglich, standort-spezifische quantitative Aussagen über ökologische Effekte der landwirtschaftlichen Produktion zu treffen. Anschließend können notwendige Maßnahmen abgeleitet werden, um die Nachhaltigkeit der Produktion zu unterstützen.