Vogelpopulationen in der Schweiz sind kleiner und weniger divers als in Frankreich und Deutschland. Unsere Analyse zeigt, dass die Landwirtschaft dabei eine zentrale Rolle spielt. Der Unterschied wurde in den letzten 20 Jahren kleiner, jedoch vor allem wegen einer Verschlechterung im Ausland.

Dennis Engist, Robert Finger, Peter Knaus, Jérôme Guélat, David Wuepper*

Biodiversitätsverlust ist ein grosses Problem, global aber auch in der Schweiz und Europa. Die Intensivierung und Ausbreitung der landwirtschaftlichen Produktion gilt dabei als eine der Ursachen des Rückgangs, z.B. aufgrund von Ausbreitung landwirtschaftlicher Flächen in natürliche Ökosysteme und erhöhtem Inputeinsatz (Foley et al., 2011). Die globale Gemeinschaft hat sich ambitionierte Biodiversitätsziele gesetzt, z.B. im Kunming-Montréal Global Biodiversity Framework[1], und auch die Schweizer Politik hat Ziele zum Schutz der Biodiversität vereinbart, z.B im Rahmen des Aktionsplans Biodiversität[2]. So ist Biodiversität auch ein zentrales Element der Schweizer Agrarpolitik: Biodiversitätsförderbeiträge sind ein integraler Teil des Direktzahlungssystems und betrugen zuletzt 435 Millionen im Jahr 2022, was 16 % aller Direktzahlungen entspricht^[3].

Wie steht es jedoch tatsächlich um die Biodiversität in der Schweiz, und welche Rolle spielt dabei die Landwirtschaft? In einer in der Fachzeitschrift Ecological Economics erschienenen Studie (Engist et al., 2023) befassten wir uns mit dieser Fragestellung. In Zusammenarbeit mit der Vogelwarte Sempach untersuchten wir, ob und wie sich Vogelpopulationen in den Grenzregionen zwischen der Schweiz, Deutschland und Frankreich unterscheiden,  wie sich politische und wirtschaftliche Systeme auf die jeweiligen Vogelpopulationen auswirken, und inwiefern die Landwirtschaft dabei eine Rolle spielt.

Oft werden massnahmenorientierte Indikatoren, wie die Fläche, auf denen Biodiversitätsbeiträge ausgezahlt werden, als Erfolgsgrösse für die Politik genutzt. Aussagekräftiger und relevanter ist es jedoch, direkt auf Resultate und Zielgrössen (z.B. Artenvielfalt) für die Biodiversität einzugehen und diese zu messen. Dies ist jedoch ungleich schwerer: Resultate müssen aufwendig erhoben werden und der Vergleich über die Zeit und zwischen Regionen und Ländern ist methodisch herausfordernd.  

Vögel sind ein sehr relevanter Biodiversitätsindikator, weil sie hoch in der Nahrungskette stehen und sensitiv auf Änderungen in der Umwelt reagieren (Gregory & van Strien, 2010). Da sich die Schweiz, Deutschland und Frankreich geografisch und klimatisch stark unterscheiden, können wir jedoch nicht einfach die Anzahl Vögel oder Arten in den Ländern gegenüberstellen, um den politischen und institutionellen Einfluss dieser Länder auf Vogelpopulationen zu schätzen. Es braucht also einen Weg, diese natürlichen Unterschiede zwischen den Ländern herauszufiltern. In unserer Analyse machen wir das, indem wir uns auf die Grenzregionen der Schweiz mit Deutschland und Frankreich konzentrieren. Landesgrenzen sind ein politisches Konstrukt, das oft homogene Landschaften trennt. Eine Seite der Grenze steht unter dem Einfluss des politischen und institutionellen Systems eines Landes, die andere Seite unter dem Einfluss des anderen Landes. Sind die Umweltbedingungen vergleichbar, sind jegliche beobachtbare Unterschiede in Landnutzung, Biodiversität oder anderen Faktoren ein Resultat politischer, institutioneller und ökonomischer Einflüsse. Tatsächlich ist der Einfluss der verschiedenen nationalen Systeme teilweise direkt aus der Luft zu erkennen: In Abbildung 1 sieht man klar, wie sich die Struktur der Felder direkt an der Landesgrenze komplett ändert (a) und wie es auf Schweizer Landwirtschaftsflächen deutlich weniger Landschaftselemente (Bäume, Sträucher) gibt als auf der anderen Seite des Rheins in Deutschland (b). Solche Unterschiede an geografischen Grenzen sind gut geeignet, um verschiedenste umweltökonomische und andere Fragestellungen zu beantworten (Wuepper & Finger, 2023).

Abbildung 1: Landschaften an der Grenze der Schweiz zu Frankreich in Chavannes-des-Bois (a) und zu Deutschland in der Nähe von Wallbach (b).

In dieser Studie vergleichen wir Vogelpopulationen nahe den Landesgrenzen. Wir nutzen die Daten des Brutvogelatlas 2013-2016 sowie 1993-1996 der Vogelwarte Sempach (Knaus et al., 2018; Schmid et al., 1998), die uns ein zuverlässiges und detailliertes Bild der Vogelwelt der Schweiz und Grenzregionen geben. Die Vogelwarte erhebt Vogelpopulationen auch in Grenzregionen der Nachbarländer mit der gleichen Methodik, da die Einteilung der Schweiz für die Atlaserhebung auf 10km-Quadraten beruht, die teilweise auch ins Ausland reichen. Vögel wurden jeweils in einem 1x1km Quadrat (Kilometerquadrat) entlang einer vorbestimmten Route gezählt. Wir verwenden ein Regressionsmodell, und korrigieren dabei für andere Faktoren wie Korrelationen zwischen Beobachtungen, die nahe beieinander liegen. Wir fokussieren unsere Analyse auf die Grenzabschnitte der Schweiz mit Deutschland und Frankreich zwischen Bodensee und Genfersee, da dort die Umweltbedingungen beidseits der Grenze relativ homogen sind, z.B. betreffend Höhenlage und Klima (Abbildung 2).

Abbildung 2: Die Verteilung der bearbeiteten Kilometerquadrate entlang der Schweizer Grenze. Weisse Punkte bezeichnen Kilometerquadrate in der Schweiz (n = 105), rote Punkte in Frankreich (n = 60) und orange Punkte in Deutschland (n = 37). Wir beschränken uns auf die Grenzabschnitte zwischen Bodensee und Genfersee, da die Umweltbedingungen in den Alpen sich innerhalb kleiner Distanzen extrem ändern, und darum die beiden Seiten der Grenze weniger homogen sind.

Wir finden, dass Vogelpopulationen auf der Schweizer Seite signifikant kleiner und weniger divers sind. Für die Daten des Brutvogelatlas 2013-2016 zeigt sich folgendes: Verglichen mit Frankreich gibt es in der Schweiz 12% weniger Arten sowie 14% weniger Reviere.  Sogenannte Placebo-Tests zeigen, dass diese Sprünge nur strukturell an den Ländergrenzen, aber nicht innerhalb der Schweiz auftraten.

Um den Mechanismus hinter diesen Ergebnissen zu verstehen, teilen wir die Beobachtungen (Abbildung 2) nach Anteil landwirtschaftlicher Fläche pro Kilometerquadrat auf und analysieren dann den Effekt i) zuerst auf Kilometerquadraten mit mehr als 50% Landwirtschaft, und dann ii) auf Kilometerquadraten mit weniger als 50% Landwirtschaft. Wir finden, dass der oben identifizierte gesamte Effekt von Flächen mit einem Anteil von über 50% Landwirtschaft stammt (Abbildung 3). Beispielsweise ist der Unterschied auf Flächen mit hohem Anteil von Landwirtschaft -5 Arten, jedoch fast 0 auf Flächen mit kleinem Anteil Landwirtschaft (Abbildung 3, B).

Abbildung 3: Die Resultate der Hauptanalyse. Panel A präsentiert den Effekt der Schweiz auf Shannon-Diversität (ein Indikator, der Anzahl Arten und Anzahl Reviere einer Art in einer Zahl kombiniert), Panel B den Effekt auf die Anzahl Arten und Panel C den Effekt auf Anzahl Reviere. High Agricultural Share zeigt den Effekt auf Kilometerquadraten mit mehr als 50% Landwirtschaftsanteil, und Low Agricultural Share den Effekt auf Kilometerquadraten mit weniger als 50% Landwirtschaftsanteil. Die Rauten zeigen den geschätzten Effekt (z.B. 6 Arten weniger auf Kilometerquadraten mit hohem Landwirtschaftsanteil in der Schweiz in Panel B) und Balken zeigen 95% Konfidenzintervalle.

Weiter untersuchen wir 29 häufige Vogelarten (für die es ausreichend viele Beobachtungen gab) individuell (d.h. für jede Art einzeln) und testen ob es Unterschiede an der Grenze gibt. Wie zuvor analysieren wir zuerst den Effekt auf allen Flächen (Abbildung 4, A) und unterteilen dann die Beobachtungen in Kilometerquadrate mit mehr oder weniger als 50% Landwirtschaftsanteil. Wir finden, dass auf Schweizer Landwirtschaftsflächen alle dieser Arten weniger Reviere haben – teilweise bis zu 50% (Abbildung 4, C). Kulturlandvögel wie beispielsweise die Goldammer (Yellowhammer) waren genauso betroffen wie Generalisten, zum Beispiel der Haussperling (House Sparrow), oder Waldvögel wie die verschiedenen Meisen (Blaumeise/Great Tit, Tannenmeise/Coal Tit). Auf Flächen mit weniger als der Hälfte Landwirtschaft sind die Vogelpopulationen zwischen der Schweiz und dem Ausland vergleichbar gross und divers (Abbildung 4, D).

Zudem untersuchen wir, wie sich dieser Unterschied seit den 1990ern verändert hat. Dazu vergleichen wir die Ergebnisse der Daten des Brutvogelatlas 2013-2016 mit denen aus der Periode 1993-1996. Wir finden, dass der Unterschied in den 1990ern deutlich grösser war als heute, und dass der Rückgang des Unterschieds auf eine Verbesserung der Vogelpopulationen in der Schweiz und eine Verschlechterung im Ausland zurückzuführen war. So hat sich der Unterschied in der Anzahl Vogelarten seit den 1990ern um 2.5 Arten verkleinert, wobei die die Verschlechterung im Ausland etwas mehr dazu beigetragen hat, als die Verbesserung in der Schweiz.

Abbildung 4: Der Effekt der Schweiz auf Anzahl Reviere von 29 Vogelarten. Panel A zeigt den generellen Effekt an der Grenze, Panel B den Effekt an einer Placebo-Grenze (die Landesgrenze 10 km in die Schweiz verschoben, um sicher zu stellen, dass der Effekt, den wir an der Grenze beobachten, nicht einfach arbiträr an jeder Linie zu finden ist), Panel C und D den Effekt auf Kilometerquadraten mit mehr oder weniger als 50% Landwirtschaftsanteil. Die Rauten zeigen den geschätzten Effekt (z.B. 40% weniger Reviere des Wintergoldhähnchens/Goldcrest in der Schweiz in Panel A), die Balken zeigen das 95% Konfidenzintervall (dunkelgrün: signifikant auf 5%-Niveau, hellgrün: signifikant auf 10%-Niveau, grau: nicht signifikant).

Aus diesen Resultaten ziehen wir mehrere Schlussfolgerungen. Erstens, ist insbesondere die Landwirtschaft Ursache für einen schlechteren Stand der Biodiversität, hier abgebildet durch Vogelpopulationen, in der Schweiz im Vergleich zu Nachbarländern. Obwohl ein Teil des Schweizer Direktzahlungssystems auf Biodiversitätsförderung ausgerichtet ist, reicht dies offensichtlich nicht aus, um die negativen Einflüsse der landwirtschaftlichen Produktion, aber auch anderer Treiber ausserhalb der Landwirtschaft, zum Beispiel der Ausbreitung von Siedlungsflächen, auszugleichen. Zweitens hat sich die Situation seit den 1990ern in der Schweiz verbessert, gegenüber einer Verschlechterung in Deutschland und Frankreich. Es ist wahrscheinlich, dass diese Verbesserung zumindest teilweise auf die Neuausrichtung der Schweizer Agrarpolitik auf mehr Umweltschutz und Biodiversitätsförderung in dieser Zeitperiode zurückzuführen ist. In der EU wurden erst später Programme und Direktzahlungen mit dem gleichen Ziel eingeführt, und selbst diese sind weniger umfassend (Hristov et al., 2020). Jedoch muss auch erwähnt werden, dass die 1990er ein Tiefpunkt für die Schweizer Vogelwelt insbesondere im Kulturland waren und darum eine Verbesserung nicht überschätzt werden darf (Knaus et al., 2011). Zudem sind Vogelpopulationen in der Schweiz auch aktuell in einem schlechteren Zustand als im Ausland.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie die Biodiversitätsförderung und damit auch Vogelpopulationen in der Schweiz gerstärkt werden kann. Zum Beispiel eine stärkere Ausrichtung der Direktzahlungen auf  Biodiversitätszahlungen, ohne dabei andere Leistungen (wie Nahrungsmittelproduktion) zu reduzieren. Zum Beispiel können dabei resultatorientierte Zahlungen ausgeweitet werden. Diese Zahlungen zielen darauf ab nicht nur Massnahmen zu fördern, die dann unter Umständen nur kleine effektive Auswirkungen auf die effektive Biodiversität haben, sondern Zahlungen an das Erbringen von Resultaten zu knüpfen (z.B. Elmiger et al. 2023). Diese Instrumente existieren schon für die Diversität von Pflanzen, sind für Tiere jedoch ungleich schwieriger zu realisieren (z.B. aufgrund der Mobilität). Anstrengungen, solch Instrumente auch auf die Diversität von Insekten oder Vögeln einzusetzen sollten jedoch forciert werden. Zudem können Biodiversitätszahlungen an regionale Ziele gekoppelt werden. Solche Instrumente (wie Vernetzungsbeiträge, oder das niederländische System für gemeinsame Agrarumweltprogramme) fördern Biodiversität über einen einzelnen Betrieb hinaus und ermutigen Bäuerinnen und Bauern, im Erreichen der Biodiversitätsziele zusammenzuarbeiten (z.B. Huber et al. 2021). Ein weiterer zentraler Bereich ist gezielte Ausbildung und Beratung hin zu Ökonomie und Ökologie. Dies kann zu einer verbesserten Biodiversitätsleistungen, bei Beibehaltung von Produktion und guten Einkommen führen (Chevillat et al. 2017).

Referenzen

Chevillat, V., S. Stöckli, S. Birrer, M. Jenny, R. Graf, L. Pfiffner & J. Zellweger-Fischer (2017a): Mehr und qualitativ wertvollere Biodiversitätsförderflächen dank Beratung. Agrarforsch. Schweiz 8: 232–239.

Elmiger, N., Finger, R. Ghazoul, J., & Schaub, S. (2023). Biodiversity indicators for result-based agri-environmental schemes – current state and future prospects. Agricultural Systems, 204, 103538

Engist, D., Finger, R., Knaus, P., Guélat, J., & Wuepper, D. (2023). Agricultural systems and biodiversity: evidence from European borders and bird populations. Ecological Economics, 209, 107854. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921800923001179 (open access)

Foley, J. A., Ramankutty, N., Brauman, K. A., Cassidy, E. S., Gerber, J. S., Johnston, M., … & Zaks, D. P. (2011). Solutions for a cultivated planet. Nature, 478(7369), 337-342.

Gregory, R. D., & van Strien, A. (2010). Wild bird indicators: using composite population trends of birds as measures of environmental health. Ornithological Science, 9(1), 3-22.

Hristov, J., Clough, Y., Sahlin, U., Smith, H. G., Stjernman, M., Olsson, O., … & Brady, M. V. (2020). Impacts of the EU’s Common Agricultural Policy “Greening” reform on agricultural development, biodiversity, and ecosystem services. Applied Economic Perspectives and Policy, 42(4), 716-738.

Huber, R. Zabel, A., Schleiffer, M., Vroege, W., Brändle, J.M., Finger, R. (2021). Conservation costs drive enrolment in agglomeration bonus scheme. Ecological Economics, 186, 107064

Knaus, P., Antoniazza, S., Wechsler, S., Guélat, J., Kéry, M., Strebel, N., & Sattler, T. (2018). Swiss breeding bird atlas 2013–2016. Distribution and population trends of birds in Switzerland and Liechtenstein.  Swiss Ornithological Institute, Sempach.

Knaus, P., Graf, R., Guelat, J., Keller, V., Schmid, H., & Zbinden, N. (2011). Historischer Brutvogelatlas. Die Verbreitung der Schweizer Brutvögel seit 1950. Schweizerische Vogelwarte, Sempach.

Schmid, H., Luder, R., Naef-Daenzer, B., Graf, R. & Zbinden, N.  (1998). Schweizer Brutvogelatlas. Verbreitung der Brutvögel in der Schweiz und im Fürstentum Liechtenstein 1993–1996. Schweizerische Vogelwarte, Sempach.

Wuepper, D., & Finger, R. (2023). Regression discontinuity designs in agricultural and environmental economics. European Review of Agricultural Economics, 50(1), 1-28.

*Autoren: Dennis Engist (ETH Zürich & Universität British Columbia), Robert Finger (ETH Zürich), Peter Knaus (Vogelwarte Sempach), Jerome Guélat (Vogelwarte Sempach), David Wuepper (ETH Zürich & Universität Bonn)

Kontakt ETH Zürich: Robert Finger (rofinger@ethz.ch)

Kontakt Schweizerische Vogelwarte Sempach: Peter Knaus (peter.knaus@vogelwarte.ch)

Bildquelle: https://www.vogelwarte.ch/de/voegel/voegel-der-schweiz/goldammer (M. Burkhardt)

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[1] Kunming-Montréal Global Biodiversity Framework, https://www.cbd.int/gbf/, Zugriff 21.4.2023

[2] Aktionsplan Biodiversität, https://www.blw.admin.ch/blw/de/home/nachhaltige-produktion/umwelt/biodiversitaet-und-landschaft.html, Zugriff 24.4.2023

^[3] Agrarbericht 2022, https://agrarbericht.ch/de/politik/direktzahlungen/biodiversitaetsbeitraege, Zugriff 13.4.2023