(Pre-)Alpine Grasslands & People : Perceptions of Ecosystem Services, Values, and Spatial Distribution

Titelangaben

Schmitt, Thomas Michael:
(Pre-)Alpine Grasslands & People : Perceptions of Ecosystem Services, Values, and Spatial Distribution.
Bayreuth , 2025 . - X, 132 S.
( Dissertation, 2023 , Universität Bayreuth, Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT )

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Abstract

Grasslands are widely distributed across the globe, covering almost a third of the world’s terrestrial surface. Particularly in Alpine and pre-Alpine environments, grasslands have been the dominant agricultural land use for centuries. Besides fodder production, grasslands supply various other benefits to people, such as carbon sequestration, erosion control, or recreation. However, the direct and indirect benefits people obtain from landscape and nature - referred to as ecosystem services - are deteriorating globally. Particularly, in (pre-)Alpine grasslands, ecosystem services are threatened due to management intensification, abandonment, and conversion into cropland. Incorporating the multiple values of ecosystems into management practices and policies can be very important for sustainable land use decisions. Besides monetary values, a large body of literature has recently evolved on the socio-cultural values of ecosystem services, including the study of relational values. However, the study of those is still in its infancy, which is addressed in this dissertation. This thesis further contributes to the study of ecosystem services by focusing on grasslands, acknowledging the gap in literature on ecosystem service and valuation research compared to other ecosystems. Hence, the goal of this dissertation is to investigate the socio-cultural values of farmers and citizens as well as the actual supply of (pre-)Alpine grassland ecosystem services. In Paper 1, differences in the perceived importance of ecosystem services between and among farmers and citizens were investigated. Paper 2 analyzed citizens’ specific values of grasslands. Finally, Paper 3 determined synergies and trade-offs of the actual supply of ecosystem service. The main study area was the Ammer watershed in southern Bavaria, Germany. It consists of a pre-Alpine hilly environment in the northern part and an Alpine, mountainous environment in the south. The agricultural land use is strongly dominated by grasslands, which is typical for (pre-)Alpine landscapes in Europe. The socio-cultural valuation of ecosystem services in Paper 1 and 2 was based on survey data collected in 2018 and 2020. Farmers (n=251) filled out the surveys while visiting the regional agricultural office. Citizens (n=1138) living in a 3 km radius of randomly selected points were invited by direct mail to answer the online survey. The surveys included questions on perceptions of ecosystem services and social characteristics of the respondents including socio-economic (e.g., occupation) and socio-demographic characteristics (e.g., age, gender), farm characteristics, or environmental attitude. Citizens also marked up to seven points on a map where they perceived grasslands to be “especially valuable” and could provide an explanation for this selection. In Paper 3, the supply of recreation was approximated by Photo-User-Days from geo-tagged photos, fodder production by yield, and habitat / regulating ecosystem services by agri-environmental payments. Various analytical techniques were used in the three papers to collate and analyze the different data types. Multivariate ordinations and regression were applied to understand relationships between the variables. Qualitative Content Analysis derived specific values of grasslands, namely instrumental (e.g., economic utility), intrinsic (e.g., biodiversity as sake for itself), and relational values (e.g., recreation, sense of place). Getis-Ord Gi* hotspot analyses were used to display spatial patterns. The results of the individual studies revealed several novel insights regarding the importance of (pre-)Alpine grasslands to people. In Paper 1, the respondents placed overall high importance on the ecosystem services of grasslands. Nevertheless, significant mismatches in the perceptions existed between farmers and citizens, for instance regarding fodder production and recreation. Social characteristics, farm characteristics, and environmental attitudes also marked heterogeneity within the groups of farmers and citizens. Unraveling specific values in Paper 2 showed that grasslands and their ecosystem services were valued for a variety of reasons in different locations. Compared to instrumental and intrinsic values, relational values were represented most frequently. The analysis also showed a clear relationship between specific values and perceptions of ecosystem services. To illustrate, people who attributed instrumental values to grasslands also perceived them as suitable to supply provisioning services. The specific values also varied in space, indicating trade-offs between instrumental and intrinsic values. In Paper 3, analyses of the supply of ecosystem services also revealed trade-offs between yield and agri-environmental payments. Furthermore, recreation on grasslands was slightly influenced by management intensity, but also appeared to be co-produced by environmental and infrastructural factors. By synthesizing the results of the three studies, the dissertation unraveled a link between actors’ conflicting socio-cultural values and trade-offs in the actual supply of ecosystem services: areas with grasslands of instrumental value overlapped with areas of high yield. Hotspots of intrinsic values close to peatlands and mountainous regions overlapped with high agri-environmental payments and lower yields. The results also point to the important role of relational values that spatially overlapped with both intrinsic and instrumental values. In recent literature, relational values have been emerging as important ways to capture the many non-substitutable ways people engage with nature. In this study, we found that actively spending time on grasslands may nurture stewardship for nature. As the actual supply of ecosystem services revealed that both extensively and intensively managed grasslands were frequently visited for recreation, the results clearly show the high importance of maintaining grasslands to foster human-nature relationships. The dissertation also finds that agri-environmental policies providing incentives for extensive management can foster recreation and relational values, and further discusses the given limitations. It can be concluded that grasslands constitute a variety of important ecosystem services to both farmers and citizens. Understanding and considering the multiple values of grassland ecosystem services, specifically relational values, can be vital for sustainable land use decisions and policy-making processes. The approach can help to understand which people are more likely to benefit or lose from decisions about agricultural management, economic development, or biodiversity conservation, and can provide important information for land use prioritization and management advice.

Abstract in weiterer Sprache

Grünland ist weltweit stark verbreitet und bedeckt fast ein Drittel der terrestrischen Oberfläche. Insbesondere in alpinen und voralpinen Gebieten ist Grünland seit Jahrhunderten die vorherrschende landwirtschaftliche Nutzung. Neben Futtermittelproduktion bietet das Ökosystem Grünland weitere Leistungen wie Kohlenstoffbindung, Erosionsschutz oder Erholungsmöglichkeiten. Die direkten und indirekten Leistungen, die Menschen aus Landschaft und Natur ziehen – sogenannte Ökosystemleistungen – verschlechtern sich jedoch weltweit. Im (vor-)alpinen Grünland sind Ökosystemleistungen durch Intensivierung der Bewirtschaftung, Nutzungsaufgabe und Grünlandumwandlung gefährdet. Um nachhaltige Landnutzungsentscheidungen zu treffen ist es wichtig, den Wert, den das Ökosystem für Menschen bietet, in Bewirtschaftung und Politikmaßnahmen einzubeziehen. Zuletzt hat sich umfangreiche Literatur etabliert, die sich neben dem monetären Wert mit soziokulturellen Werten von Ökosystemleistungen befasst. Speziell die Forschung zu relationalen Werten von Natur und Ökosystemleistungen, die die vielfältigen Beziehungen zwischen Menschen und Natur beschreiben, steckt jedoch noch in der Anfangsphase. Desweiteren besteht eine Forschungslücke bezüglich des Kenntnisstandes zu Ökosystemleistungen von Grünland, welche verglichen zu anderen Ökosystemen noch wenig erforscht sind. Ziel der Dissertation war es daher, die soziokulturellen Werte von Landwirten und Bürgern sowie die tatsächliche Bereitstellung von Ökosystemleistungen (vor-)alpinen Grünlands zu analysieren. In Paper 1 wurden die Unterschiede zwischen Landwirten und Bürgern bezüglich der Bedeutung von Ökosystemleistungen untersucht. Paper 2 deckte die spezifischen Werte auf, die Bürgern mit Grünland assoziieren. Schließlich wurden in Paper 3 Synergien und Zielkonflikte bei der tatsächlichen Bereitstellung von Grünland Ökosystemleistungen analysiert. Das Hauptuntersuchungsgebiet der Dissertation war im Einzugsgebiet der Ammer in Südbayern, Deutschland. Die Region besteht aus einer hügeligen Voralpenlandschaft in dem nördlichen Teil und einer alpinen, bergigen Landschaft im Süden. Grünland dominiert dort stark die landwirtschaftliche Nutzung, was für voralpine und alpine Landschaften in Europa typisch ist. Die soziokulturelle Bewertung von Ökosystemleistungen in Paper 1 und 2 basierte auf Umfragen, die im Jahr 2018 und 2020 erhoben wurden. Landwirte (n=251) beantworteten die Umfragen beim Besuch des regionalen Landwirtschaftsamtes. Bürger (n=1138), die in einem Umkreis von 3 km um zufällig ausgewählte Orte lebten, erhielten per Postwurfsendung einen Link mit der Einladung zur Teilnahme an einer Online-Umfrage. In den Umfragen wurden die Wahrnehmung von Ökosystemleistungen sowie die Charakterisierung der Befragten, einschließlich sozioökonomischer (z.B. Beruf) und soziodemografischer Merkmale (z.B. Alter, Geschlecht), Betriebsmerkmale von Landwirten und Umwelteinstellungen von Bürgern erfasst. Die befragten Bürger kartierten ergänzend bis zu sieben Punkte, wo sie Grünland als „besonders wertvoll" wahrnehmen, und konnten eine Erklärung für diese Auswahl angeben. In Paper 3 wurde die Ökosystemleistung Erholung durch die Anzahl geo-referenzierter Fotos auf Grünland abgeschätzt, Futterproduktion durch Erträge des Grünlands und Habitat sowie regulierende Ökosystemleistungen durch Agrarumweltzahlungen. Zur Analyse der Daten wurden multivariate Ordination und Regression genutzt um Zusammenhänge zwischen den Variablen zu analysieren. Eine qualitative Inhaltsanalyse leitete spezifische Werte von Grünland ab, nämlich instrumentelle (z.B. wirtschaftlicher Nutzen), intrinsische (z.B. Biodiversität als Selbstzweck) und relationale Werte (z.B. Erholung, Gefühl der Ortszugehörigkeit). Getis-Ord Gi* Hotspot-Analysen wurden angewandt, um räumliche Muster darzustellen. Die Ergebnisse der einzelnen Studien lieferten fundierte Erkenntnisse über die Bedeutung von (vor-)alpinem Grünland. In Paper 1 wurde insgesamt eine hohe Bedeutung der Ökosystemleistungen von Grünland von den Befragten festgestellt. Dennoch gab es bezüglich der Wichtigkeit der Ökosystemleistungen signifikante Unterschiede zwischen Landwirten und Bürgern, beispielswiese bei Futterproduktion und Erholung. Auch innerhalb der Gruppen von Landwirten und Bürgern zeigte sich eine Heterogenität, angelehnt an sozialen Merkmalen, Betriebsstrukturen und Umwelteinstellungen. Die Aufschlüsselung spezifischer Werte in Paper 2 verdeutlichte, dass Grünland und seine Ökosystemleistungen aus unterschiedlichen Gründen an verschiedenen Orten geschätzt wurden. Im Vergleich zu instrumentellen und intrinsischen Werten wurden relationale Werte am häufigsten genannt. Die Studie zeigte auch einen Zusammenhang zwischen spezifischen Werten von Grünland und der Wichtigkeit von Ökosystemleistungen. Zum Beispiel empfanden Menschen, die instrumentelle Werte nannten, Grünland auch als besonders geeignet für bereitstellende Ökosystemleistungen (wie Futterproduktion). Die spezifischen Werte variierten auch räumlich, was auf eine Dichotomie zwischen instrumentellen und intrinsischen Werten in Grünland hinwies. In Paper 3 zeigten Analysen der Bereitstellung von Ökosystemleistungen auch Zielkonflikte auf. Darüber hinaus ergaben die Ergebnisse der Studie, dass Grünland für Freizeitaktivitäten stark genutzt werden. Neben der Bewirtschaftungsintensität stellten besonders Umwelt- und Infrastrukturfaktoren einen Zusammenhang mit Erholung dar. Durch die Synthese der Ergebnisse der drei Studien konnte die Dissertation einen Zusammenhang zwischen den gegensätzlichen sozio-kulturellen Werten von Ökosystemleistungen und den tatsächlichen Zielkonflikten bei der Bereitstellung dieser aufdecken: Gebiete mit Grünland von instrumentellem Wert überlappten mit Gebieten hoher Futtererträge. Intrinsische Werte, die häufig in der Nähe von Mooren und Bergregionen auftraten, überlappten mit hohen Agrarumweltzahlungen und niedrigeren Erträgen. Die Ergebnisse weisen auch auf die wichtige Rolle von relationalen Werten hin, die räumlich sowohl mit intrinsischen als auch mit instrumentellen Werten übereinstimmten. In neuester Literatur wurden relationale Werte, die die diversen, nicht ersetzbaren Beziehungen zwischen Menschen und Natur beschreiben, immer wichtiger. Da sowohl extensiv als auch intensiv bewirtschaftete Grünlandflächen häufig für Freizeitaktivitäten genutzt wurden, zeigen die Ergebnisse deutlich die hohe Bedeutung des Erhalts von Grünland zur Förderung von Mensch-Umwelt Beziehungen. Außerdem deuten die Ergebnisse der Dissertation darauf hin, dass Politikmaßnahmen, die Anreize für extensive Bewirtschaftung bieten, Freizeitaktivitäten sowie Mensch-Umwelt Beziehungen fördern können. Aus den Ergebnissen dieser Dissertation kann gefolgert werden, dass Wiesen und Weiden eine Vielzahl wichtiger Ökosystemleistungen sowohl für Landwirte als auch für Bürger erbringen. Das Verständnis und die Berücksichtigung der vielfältigen Werte von Ökosystemleistungen des Grünlands, insbesondere der relationalen Werte, kann für nachhaltige Landnutzungsentscheidungen und politische Entscheidungsprozesse von entscheidender Bedeutung sein. Der Ansatz der Dissertation verschafft Einblicke, ob Menschen eher von Entscheidungen über landwirtschaftliche Bewirtschaftung, wirtschaftliche Entwicklung oder Biodiversitätserhaltung profitieren oder verlieren und bietet wichtige Informationen für zukünftige Priorisierungen in der Landnutzung.