Invited views in basic and applied ecologyDesigning agricultural landscapes for biodiversity-based ecosystem services

Sustainable and resilient agricultural systems are needed to feed and fuel a growing human population. However, the current model of agricultural intensification which produces high yields has also resulted in a loss of biodiversity, ecological function, and critical ecosystem services in agricultural landscapes. A key consequence of agricultural intensification is landscape simplification, where once heterogeneous landscapes contain increasingly fewer crop and non-crop habitats. Landscape simplification exacerbates biodiversity losses which leads to reductions in ecosystem services on which agriculture depends. In recent decades, considerable research has focused on mitigating these negative impacts, primarily via management of habitats to promote biodiversity and enhance services at the local scale. While it is well known that local and landscape factors interact, modifying overall landscape structure is seldom considered due to logistical constraints. I propose that the loss of ecosystem services due to landscape simplification can only be addressed by a concerted effort to fundamentally redesign agricultural landscapes. Designing agricultural landscapes will require that scientists work with stakeholders to determine the mix of desired ecosystem services, evaluate current landscape structure in light of those goals, and implement targeted modifications to achieve them. I evaluate the current status of landscape design, ranging from fundamental ecological principles to resulting guidelines and socioeconomic tools. While research gaps remain, the time is right for ecologists to engage with other disciplines, stakeholders, and policymakers in education and advocacy to foster agricultural landscape design for sustainable and resilient biodiversity services.

ZusammenfassungNachhaltige und resiliente Agrarsysteme werden gebraucht, um die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren und mit Brennstoffen zu versorgen. Indessen hat das gegenwärtige Modell der landwirtschaftlichen Intensivierung, das hohe Erträge liefert, auch Verluste zur Folge: bei der Biodiversität, bei ökologischen Funktionen und bei wichtigen Ökosystemleistungen in Agrarlandschaften. Eine entscheidende Folge der landwirtschaftlichen Intensivierung ist die Vereinheitlichung der Landschaft, wobei ehemals heterogene Landschaften zunehmend weniger Feldfrucht- und nicht bewirtschaftete Habitate enthalten. Die Vereinheitlichung der Landschaft verschärft die Biodiversitätsverluste, was zur Verminderung der Ökosystemleistungen führt, von denen die Landwirtschaft abhängt. In den letzten Jahrzehnten waren Forschungen in erheblichem Umfang darauf gerichtet, diese negativen Einflüsse abzumildern, vornehmlich durch Management der Habitate, um auf lokaler Ebene die Biodiversität zu fördern und Dienstleistungen zu stärken. Während gut bekannt ist, dass lokale und Landschaftsfaktoren interagieren, wurde wegen logistischer Beschränkungen nur selten eine Veränderung der gesamten Landschaftsstruktur in Erwägung gezogen. Ich schlage vor, dass der durch Vereinheitlichung der Landschaft begründete Verlust von Ökosystemleistungen nur mit einer konzertierten Anstrengung zur grundlegenden Neugestaltung der Agrarlandschaft angegangen werden kann. Die Planung von Agrarlandschaften macht es nötig, dass Wissenschaftler und Interessengruppen zusammenarbeiten, um die Mischung gewünschter Ökosystemleistungen festzulegen, die aktuelle Landschaftsstruktur vor diesem Hintergrund zu analysieren und gezielte Veränderungen vorzunehmen, um diese zu erreichen. Ich untersuche den gegenwärtigen Status der Landschaftsplanung, von fundamentalen ökologischen Prinzipien bis zu Richtlinien und sozio-ökonomischen Instrumenten. Auch wenn Forschungslücken bleiben, ist jetzt der richtige Zeitpunkt für die Ökologen gekommen, die Zusammenarbeit mit anderen Disziplinen, Interessengruppen und Entscheidungsträgern in Erziehungswesen und Meinungsbildung zu suchen, um die Agrarlandschaftsplanung für nachhaltige und belastbare Biodiversitätsleistungen zu stärken.