Effects of an agri-environment scheme on bumblebee reproduction at local and landscape scales

Agri-environment schemes (AES) have been implemented across Europe, aiming to mitigate effects of habitat loss in agro-ecosystems for a range of declining species. These include pollinating insects such as bumblebees, for which positive effects of AES on abundance and species richness have been shown. However, there is a lack of evidence for effects of AES on reproduction of target species, at either local or landscape scales. We conducted a large-scale study across landscapes exhibiting a gradient of agricultural intensity to investigate the effects of a targeted flower mixture, sown in patches of three different sizes, on an index of the total biomass of bumblebee sexuals (males and queens) on replicated transects within each landscape. We used this index (MQ) as a measure of bumblebee reproduction. After controlling for floral density on transects, we found that MQ was significantly higher on sown flower patches than on conventionally managed control patches at local scales throughout the three-year study. While sown flower patches did not significantly increase MQ in surrounding landscapes, MQ was higher in landscapes surrounding larger (1 ha) than smaller (0.25 ha) sown patches. Our results suggest that, while responses of different bee species may vary depending on the plant species sown, targeted flower mixtures can enhance bumblebee reproduction by providing locally attractive forage resources to bumblebees of all castes and sexes from nests within foraging distance. If established at large enough scales, sown flower patches may lead to a detectable spill-over of reproductives into surrounding landscapes. Furthermore, effects of sown patches on MQ were moderated by landscape context, the strongest positive responses being detected at sites with high proportions of arable land. This supports previous findings that AES can deliver greater net benefits for pollinators in more intensively farmed landscapes.

ZusammenfassungAgrar-Umweltprogramme (AES) sind in ganz Europa eingerichtet worden mit dem Ziel, die Auswirkungen von Habitatverlusten in Agrarökosystemen für eine Reihe von zurückgehenden Arten zu mildern. Hierzu gehören Bestäuberinsekten wie z.B. Hummeln, für die positive Effekte durch AES auf Abundanz und Artenreichtum gezeigt werden konnten. Indessen mangelt es an Befunden zum Effekt von AES auf die Reproduktion von Zielarten auf der lokalen oder Landschafts-Skala. Wir führten eine großräumige Untersuchung in Landschaften, die einen Gradienten landwirtschaftlicher Intensität darstellten, durch, um den Effekt einer gezielt zusammengestellten Saatmischung, die auf Flächen unterschiedlicher Größe ausgesät wurde, auf einen Index der Gesamtbiomasse der Geschlechtstiere von Hummeln (Männchen und Königinnen) zu erkunden, indem wir replizierte Transekte in jeder Landschaft absuchten. Wir benutzten diesen Index (MQ) als ein Maß für die Reproduktion der Hummeln. Nach Kontrolle d er Blütendichte auf den Transekten fanden wir, dass auf der lokalen Skala MQ während der dreijährigen Untersuchungszeit auf den eingesäten Blühflächen signifikant höher war als auf konventionell bewirtschafteten Kontrollflächen. Während eingesäte Blühflächen den MQ-Index in der umgebenden Landschaft nicht signifikant erhöhten, war MQ in Landschaften, die große (1 ha) Blühflächen umgaben, höher als in Landschaften, die kleinere (0.25 ha) Blühflächen umgaben. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass, während die Reaktionen unterschiedlicher Bienenarten in Abhängigkeit von den ausgesäten Arten unterschiedlich ausfallen können, zielorientierte Saatmischungen die Reproduktion von Hummeln steigern können, indem allen Kasten und Geschlechtern aus Nestern in Sammelentfernung lokal attraktive Nahrungsressourcen angeboten werden. Wenn sie in ausreichend großem Maßstab eingerichtet werden, können Blühflächen zu einem merklichen spill-over von reproduzierenden Individuen in die um gebende Landschaft führen.Desweiteren wurden die Effekte der Blühflächen auf MQ durch den Landschaftskontext vermittelt, wobei die am stärksten positiven Reaktionen in Landschaften mit hohem Anteil von Agrarflächen gefunden wurden. Dies unterstützt frühere Befunde, nach denen AES den größeren Netto-Nutzen für Bestäuber in intensiver bewirtschafteten Landschaften erbringen kann.