Permanent crops and anthropogenic grasslands used to be the most important low-intensity semi-natural farmlands of the continent and were both negatively impacted by agricultural intensification and land abandonment. I present a collection of studies on the effects of agricultural practices, land use change, and landscape structure on birds conducted in four agricultural typologies: vineyards, olive groves, fruit orchards, and hay meadows. The studies were conducted at different levels of scale, from landscape to foraging sites. I focused on farmland birds, because they are reliable indicators of biodiversity and could be regarded as “umbrella species.” The ultimate scope of this thesis is to inform possible best-management practices to favour bird conservation in man-made ecosystems. My findings show that, in permanent crops, bird diversity and the abundance of individual species are driven by a multitude of elements related to the landscape, management, and topographic-climatic contexts. Considering the whole community, the landscape level emerged as the most important driver of biodiversity patterns, but some agricultural management traits also affect biodiversity; conversely, the abundance of individual species could be influenced not only by the landscape characteristics, but also by the significant, or even predominant, effects of climatic-topographic attributes and, especially, of management practices. At the community level, the predominant land use throughout the landscape had negative effects on the community itself; this is also generally true for the reproductive outcome of the most common species dwelling in those crops. A relevant exception to this pattern was represented by three insectivores of conservation concern (i.e. common redstart, spotted flycatcher and wryneck), which are favoured by vineyard cover at the landscape scale likely because vineyards are structurally similar to their “ancestral” habitat. However, investigating the wryneck habitat selection at a finer spatial scale (i.e. territory), I showed that it is more affected by specific vineyard characteristics, which determined nesting site availability, than by general land cover traits. Importantly, my results also point out a broadly positive effect on birds with the cover of habitats different from their dominant ones (e.g. marginal habitats) and with traditional elements (e.g. hedge and tree rows, isolated trees, and buildings), which allowed for the persistence of species that are not adapted to the main habitat that characterise the matrix, since those species are unable to nest or forage in the crops. I also investigated the effect of organic viticulture on birds by considering several indicators and spatial scales without finding any positive effect of this kind of management. Main causes for this are that organic farming was previously shown to exert much more positive effects in annual crop systems and in simplified landscapes, thus in agroecosystems quite different from vineyards. Additionally in the study area, organic and conventional management forms do not differ very much in terms of pesticide use or other agricultural practices. Based on these findings, I suggest that much effort should be allocated at a wider landscape scale in making organic viticulture more biodiversity-friendly. In a conservation or planning framework, it is fundamental to identify the target (i.e. the whole community or a singular species) of a defined action. Indeed, if the primary needs of the majority of the species which constitute the community could be satisfied by acting at a landscape level, then some needs of individual species could rely mainly, or exclusively, on particular elements determined by agricultural management. As a consequence, to favour these particular species, these elements should be conserved or restored.

La biodiversità degli ambienti agricoli è soggetta a forti pressioni di origine antropica, in particolare l’intensificazione delle pratiche agricole e l’abbandono dei sistemi agricoli tradizionali e marginali. In questa tesi è presentata una raccolta di studi sugli effetti delle pratiche colturali, dei cambiamenti di uso del suolo e della struttura del paesaggio sugli uccelli a vari livelli di scala condotti in quattro tipologie di agroecosistemi permanenti. Lo scopo ultimo di questa tesi è di individuare possibili pratiche gestionali che favoriscano la conservazione degli uccelli (che sono specie indicatrici e ombrello) in questi ecosistemi artificiali. Queste misure potrebbero essere inserite in adeguate regolamentazioni volte a ridurre gli impatti dell’agricoltura sulla biodiversità e favorire infine la sostenibilità complessiva dell’agroecosistema. I risultati mostrano come, nelle coltivazioni permanenti, la diversità ornitica e l’abbondanza di alcune specie dipendono da una moltitudine di elementi relativi al contesto paesaggistico, gestionale e topografico-climatico. Considerando l’intera comunità, il livello paesaggistico è quello che maggiormente influenza la diversità, tuttavia anche alcuni elementi relativi alla gestione agricola hanno un effetto su di essa. Diversamente, l’abbondanza di alcune specie non è solo influenzata dalle caratteristiche del paesaggio, ma anche significativamente, o primariamente, da effetti di caratteristiche climatico-topografiche e, soprattutto, dalle pratiche colturali. L’uso del suolo predominante a scala di paesaggio è risultato avere effetti negativi a livello di comunità e generalmente anche sulle specie più comuni. I risultati presentati evidenziano anche un ampio effetto positivo della copertura di habitat diversi da quello dominante (es. habitat marginali) e degli elementi tradizionali (es. siepi e filari, alberi ed edifici isolati) sugli uccelli, che permettono la presenza di specie non adattate all’habitat dominante che caratterizza la matrice, verosimilmente perché queste specie non riescono a nidificare o nutrirsi nella coltivazione. Nel corso del progetto si è investigato inoltre l’effetto dell’agricoltura biologica sugli uccelli, considerando vari indicatori e scale spaziali, senza tuttavia dimostrare alcun effetto positivo di questo tipo di gestione rispetto a quella convenzionale. Le principali cause di questo risultato riguardano il fatto che l’agricoltura biologica, a conferma di precedenti studi, ha di norma maggiori effetti in sistemi agricoli annuali e in contesti paesaggistici molto semplificati, quindi in agroecosistemi molto diversi da quelli indagati e che nell’area di studio le due forme di gestione non differiscono di molto in termini di utilizzo di pesticidi e altre pratiche colturali. In generale, per rendere l’agricoltura biologica più favorevole alla biodiversità sono necessari maggiori sforzi a scala di paesaggio. In un contesto gestionale o conservazionistico, è necessario identificare il target di una specifica azione (es. l’intera comunità o una specifica specie) perché se i bisogni principali della maggior parte delle specie che costituiscono la comunità possono essere soddisfatti in prima battuta a una scala di paesaggio, al contrario, alcune specifiche necessità di determinate specie di interesse conservazionistico possono riguardare principalmente, o esclusivamente, particolari elementi determinati dalla gestione agricola. Di conseguenza, questi elementi dovrebbero essere conservati o ricreati, per favorire queste particolari specie.

La conservazione della biodiversità nelle coltivazioni permanenti e negli ambienti prativi

ASSANDRI, GIACOMO
2016-12-16

Abstract

La biodiversità degli ambienti agricoli è soggetta a forti pressioni di origine antropica, in particolare l’intensificazione delle pratiche agricole e l’abbandono dei sistemi agricoli tradizionali e marginali. In questa tesi è presentata una raccolta di studi sugli effetti delle pratiche colturali, dei cambiamenti di uso del suolo e della struttura del paesaggio sugli uccelli a vari livelli di scala condotti in quattro tipologie di agroecosistemi permanenti. Lo scopo ultimo di questa tesi è di individuare possibili pratiche gestionali che favoriscano la conservazione degli uccelli (che sono specie indicatrici e ombrello) in questi ecosistemi artificiali. Queste misure potrebbero essere inserite in adeguate regolamentazioni volte a ridurre gli impatti dell’agricoltura sulla biodiversità e favorire infine la sostenibilità complessiva dell’agroecosistema. I risultati mostrano come, nelle coltivazioni permanenti, la diversità ornitica e l’abbondanza di alcune specie dipendono da una moltitudine di elementi relativi al contesto paesaggistico, gestionale e topografico-climatico. Considerando l’intera comunità, il livello paesaggistico è quello che maggiormente influenza la diversità, tuttavia anche alcuni elementi relativi alla gestione agricola hanno un effetto su di essa. Diversamente, l’abbondanza di alcune specie non è solo influenzata dalle caratteristiche del paesaggio, ma anche significativamente, o primariamente, da effetti di caratteristiche climatico-topografiche e, soprattutto, dalle pratiche colturali. L’uso del suolo predominante a scala di paesaggio è risultato avere effetti negativi a livello di comunità e generalmente anche sulle specie più comuni. I risultati presentati evidenziano anche un ampio effetto positivo della copertura di habitat diversi da quello dominante (es. habitat marginali) e degli elementi tradizionali (es. siepi e filari, alberi ed edifici isolati) sugli uccelli, che permettono la presenza di specie non adattate all’habitat dominante che caratterizza la matrice, verosimilmente perché queste specie non riescono a nidificare o nutrirsi nella coltivazione. Nel corso del progetto si è investigato inoltre l’effetto dell’agricoltura biologica sugli uccelli, considerando vari indicatori e scale spaziali, senza tuttavia dimostrare alcun effetto positivo di questo tipo di gestione rispetto a quella convenzionale. Le principali cause di questo risultato riguardano il fatto che l’agricoltura biologica, a conferma di precedenti studi, ha di norma maggiori effetti in sistemi agricoli annuali e in contesti paesaggistici molto semplificati, quindi in agroecosistemi molto diversi da quelli indagati e che nell’area di studio le due forme di gestione non differiscono di molto in termini di utilizzo di pesticidi e altre pratiche colturali. In generale, per rendere l’agricoltura biologica più favorevole alla biodiversità sono necessari maggiori sforzi a scala di paesaggio. In un contesto gestionale o conservazionistico, è necessario identificare il target di una specifica azione (es. l’intera comunità o una specifica specie) perché se i bisogni principali della maggior parte delle specie che costituiscono la comunità possono essere soddisfatti in prima battuta a una scala di paesaggio, al contrario, alcune specifiche necessità di determinate specie di interesse conservazionistico possono riguardare principalmente, o esclusivamente, particolari elementi determinati dalla gestione agricola. Di conseguenza, questi elementi dovrebbero essere conservati o ricreati, per favorire queste particolari specie.
Permanent crops and anthropogenic grasslands used to be the most important low-intensity semi-natural farmlands of the continent and were both negatively impacted by agricultural intensification and land abandonment. I present a collection of studies on the effects of agricultural practices, land use change, and landscape structure on birds conducted in four agricultural typologies: vineyards, olive groves, fruit orchards, and hay meadows. The studies were conducted at different levels of scale, from landscape to foraging sites. I focused on farmland birds, because they are reliable indicators of biodiversity and could be regarded as “umbrella species.” The ultimate scope of this thesis is to inform possible best-management practices to favour bird conservation in man-made ecosystems. My findings show that, in permanent crops, bird diversity and the abundance of individual species are driven by a multitude of elements related to the landscape, management, and topographic-climatic contexts. Considering the whole community, the landscape level emerged as the most important driver of biodiversity patterns, but some agricultural management traits also affect biodiversity; conversely, the abundance of individual species could be influenced not only by the landscape characteristics, but also by the significant, or even predominant, effects of climatic-topographic attributes and, especially, of management practices. At the community level, the predominant land use throughout the landscape had negative effects on the community itself; this is also generally true for the reproductive outcome of the most common species dwelling in those crops. A relevant exception to this pattern was represented by three insectivores of conservation concern (i.e. common redstart, spotted flycatcher and wryneck), which are favoured by vineyard cover at the landscape scale likely because vineyards are structurally similar to their “ancestral” habitat. However, investigating the wryneck habitat selection at a finer spatial scale (i.e. territory), I showed that it is more affected by specific vineyard characteristics, which determined nesting site availability, than by general land cover traits. Importantly, my results also point out a broadly positive effect on birds with the cover of habitats different from their dominant ones (e.g. marginal habitats) and with traditional elements (e.g. hedge and tree rows, isolated trees, and buildings), which allowed for the persistence of species that are not adapted to the main habitat that characterise the matrix, since those species are unable to nest or forage in the crops. I also investigated the effect of organic viticulture on birds by considering several indicators and spatial scales without finding any positive effect of this kind of management. Main causes for this are that organic farming was previously shown to exert much more positive effects in annual crop systems and in simplified landscapes, thus in agroecosystems quite different from vineyards. Additionally in the study area, organic and conventional management forms do not differ very much in terms of pesticide use or other agricultural practices. Based on these findings, I suggest that much effort should be allocated at a wider landscape scale in making organic viticulture more biodiversity-friendly. In a conservation or planning framework, it is fundamental to identify the target (i.e. the whole community or a singular species) of a defined action. Indeed, if the primary needs of the majority of the species which constitute the community could be satisfied by acting at a landscape level, then some needs of individual species could rely mainly, or exclusively, on particular elements determined by agricultural management. As a consequence, to favour these particular species, these elements should be conserved or restored.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://hdl.handle.net/11571/1203354
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