Bäume und Acker
(Silvoarable Systeme)
Silvoarable Systeme
Silvoarable Agroforstsysteme sind durch den gleichzeitigen Anbau von Gehölzen und annuellen landwirtschaftlichen oder gartenbaulichen Kulturen gekennzeichnet. Eine Vielzahl verschiedener Typen wird unterschieden.
Alley Cropping
Produkte: Wertholz, Kirschen, Nüsse, Pflegerestholz, sonstige Ackerfrüchte
Verbreitung: weltweit
Mit dem Begriff Alley Cropping beschreibt man die Kombination von zueinander parallel ausgerichteten Gehölz- oder Baumreihen auf Ackerland und den Anbau konventioneller Ackerkulturen auf den Feldstreifen dazwischen.
Die Abstände zwischen den Gehölzstreifen sind variabel, werden aber zumeist so gewählt, dass der Kronenschluss durch die Gehölze über den Feldstreifen möglich oder nahezu möglich ist. Zur Optimierung des Einstrahlungs-Angebots für die Ackerkulturen orientiert sich dabei das Management und die Ausrichtung der Gehölzstreifen in der Regel nach der ortsüblichen Sonnenscheindauer und dem Sonnenstandsverlauf. Ein regelmäßiges Schneiden der Bäume verhindert zudem eine zu starke Beschattung der Ackerkulturen.
Je nach Schwerpunktsetzung für die Bewirtschaftungsfläche (in der Regel Frucht- und/oder Wertholzproduktion) werden in Mitteleuropa beispielsweise Kirsche, Walnuss, Eiche oder Kastanie für die Gehölzstreifen in Alley-Cropping-Systemen verwendet. Als Ackerkulturen kommen die üblicherweise konventionell genutzte Arten wie z.B. Weizen, Roggen, Mais, Kartoffeln oder Bohnen aber auch Sonderkulturen wie z.B. Gingseng in Frage (MacFarland, 2017).
Maispflanzen unter Walnussbäumen in den USA (Quelle: National Agroforestry Center, Corn and walnuts (26245603811), CC BY 2.0).
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Baumwollpflanzen unter Pekanuss-Bäumen in Florida, USA (Quelle: National Agroforestry Center, Pecan and cotton alley cropping in Florida (26219448802), CC BY 2.0).
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Kurzumtriebs-Alley-Cropping Systeme
Produkte: Hackschnitzel, sonstige Ackerfrüchte
Verbreitung: Deutschland
Kurzumtriebs-Alley-Cropping-Systeme sind eine Variante von Alley-Cropping und wie diese gekennzeichnet durch parallel zueinander angelegte Gehölzstreifen. Im Unterschied zu typischen Alley-Cropping-Systemen, bestehen die Gehölzstreifen jedoch aus ein- oder mehreren Reihen schnellwachsender Baumarten wie Pappel, Weide oder Robinie. Zwischen den Gehölzstreifen wird, wie bei Alley-Cropping üblich, konventionelle Landwirtschaft betrieben.
Die Gehölze werden im Kurzumtrieb bewirtschaftet und in Zeiträumen von 3-6 Jahren maschinell beerntet. Sie werden dabei auf den Stock gesetzt, überleben die Prozedur jedoch und treiben im darauf folgenden Frühjahr wieder aus. Die geerntete Biomasse wird in der Regel in Form von Holzhackschnitzeln für die Erzeugung von Bioenergie (Strom und Wärme) verwendet.
Aufgrund der zumeist größeren Baumstreifen-Abstände und den zugleich durch die häufige Beerntung vergleichsweise niedrig bleibenden Gehölzen, kann sich in Kurzumtriebs-Alley-Cropping-Systemen jedoch im Unterschied zu Alley-Cropping-Systemen in der Regel kein Kronenschluss der Gehölze entwickeln. Aus diesem Grund ist die Beschattung der Ackerfrüchte oft nur vergleichsweise gering ausgeprägt und viele Eigenschaften (wie z.B. Windgeschwindigkeit, Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilgung) ähneln eher Windschutz-Hecken- als Alley-Cropping-Systemen.
„Kurzumtriebs-Alley-Cropping System mit Robinie im Rekultivierungsbereich des Braunkohle-Tagebaus Welzow-Süd bei Welzow (Deutschland) im Sommer 2010“ von Ansgar Quinkenstein, Christian Böhm und Dirk Freese, CC BY-SA DE 4.0.
„Kurzumtriebs-Alley-Cropping System mit Pappeln bei Sacro (Deutschland) im Sommer 2014“ von Dirk Freese, CC BY-SA DE 4.0.
Windschutzhecken
Produkte: Grünschnitt, Viehfutter, Ackerfrüchte
Verbreitung: Europa, USA, Kanada
Windschutzhecken dienen vorrangig dem Schutz von Acker- oder Hortikulturen (z.B. Obstanbau) vor zu starken, schädigenden Winden. Zu diesem Zweck werden sie zumeist als vernetzte Heckensysteme überwiegend quer zur Hauptwindrichtung angelegt. Da die Ausdehnung des windgeschützten Bereichs, der mehr als einhundert Meter betragen kann, insbesondere vom Aufbau und der Bewirtschaftung der Hecken abhängt (v.a. Höhe und Porosität der Hecken sind für Windschutz ausschlaggebend), haben sich je nach Anwendungszweck eine Vielzahl unterschiedlich strukturierter Heckentypen entwickelt. Diese reichen von einzeiligen Baumreihen bis hin zu mehrreihigen Hecken, bestehend aus hintereinander gestaffelten Gehölzen unterschiedlicher Größen und Kronenformen.
Neben ihrer Windschutzwirkung beeinflussen die Gehölzreihen eine Vielzahl mikroklimatischer Wuchsfaktoren. So können sie beispielsweise, bei geeigneter Anlage und Bewirtschaftung, Temperaturextrema auf dem Acker abmildern und die Verteilung der Niederschläge in der Fläche beeinflussen (Brandle et al., 2004). In Nordamerika werden Windschutzhecken auch gerne zur Steuerung der Schneeverteilung genutzt, wodurch die frühjährliche Bodenfeuchtigkeit gesteuert werden kann. Darüber hinaus erhöhen Hecken die Struktur- und Habitatvielfalt in der Agrarlandschaft und steigern auf diese Weise potentiell die Biodiversität.
Windschutzhecke auf Ackerland in Schottland (Quelle: Anne Burgess, Shelter Belt – geograph.org.uk – 707135, CC BY-SA 2.0).
Wallhecken, Knicks oder Lesehecken
Produkte: Brennholz, Grünfutter, Streumaterial
Verbreitung: Mitteleuropa, Norddeutschland
Wallhecken sind Baum- und Heckenreihen, die auf einem zumeist künstlich errichteten Wall aus Erde, Steinen und/oder anderen Materialien (z.B. Torf) wachsen. Sie wurden und werden zumeist als Grenzmarkierung/-sicherung oder Einfriedung angelegt und sind als solche in manchen Regionen über Jahrhunderte gewachsene, integrale und manchmal auch namensgebende Bestandteile der Kulturlandschaft (Pott, 1989). Die regionale Bezeichnung der Wallhecken ist dabei unterschiedlich. Die in Norddeutschland verbreitete Bezeichnung „Knick“ leitet sich beispielsweise von der Tätigkeit des „Knickens“ ab, dem Umbiegen junger Triebe, mit dem Ziel die Hecken dichter und (z.B. für Vieh) undurchdringlich zu machen (Pott, 1989). Demgegenüber sind Lesehecken, Gehölzstrukturen, die sich auf Haufen oder Wällen von „Lesesteinen“ (größere Steine, die die Bodenbearbeitung von Ackerland erschweren und daher im Laufe der Jahrhunderte „aufgelesen“ und zur Seite auf Haufen gelegt wurden) entwickelt haben.
Wallhecken zeichnen sich durch eine allgemein hohe Struktur-, Habitats- und somit auch eine hohe Artenvielfalt aus. Als typische Gehölze finden sich – in Abhängigkeit von der Region – beispielsweise Birke, Eiche, Pappel, Weide, Hainbuche, Hasel, Schlehe, Weißdorn, Hundsrose und Schneeball, begleitet von einer großen Vielfalt weiterer Pflanzen- und Tierarten. Wallhecken gelten als ökologisch wertvolle Lebensräume und stehen daher teilweise unter Naturschutz (Bretschneider, 2008).
Wallhecken-/Knicklandschaft in Ostfriesland, Deutschland (Quelle: Matthias Süßen, Wallhecke52, CC BY 3.0).
Knick zwischen Braak und Siek, Schleswig-Holstein, Deutschland (Quelle: Joachim Müllerchen, Knick zw braak&Siek P8120002, CC BY-SA 3.0).
Gewässerschutzstreifen (Riparian forest buffers)
Produkte: Wert- und Brennholz, Beeren, Nüsse, Grünfutter, Wild (v.a. Niederwild)
Verbreitung: Europa, Nordamerika
Bei Gewässerschutzstreifen (im agroforstlichen Sinne) handelt es sich um gezielte und geplante Anpflanzungen von Bäumen, Sträuchern und Stauden an Ufern von Gewässern, wie Seen oder Flüssen, mit dem Ziel, für das Gewässer schädliche Auswirkungen von Landnutzung abzumildern.
Sachgemäß bewirtschaftete Gewässerschutzstreifen verbessern und schützen die Gewässerqualität, stabilisieren erodierende Ufer-Bereiche, bieten wertvolle Habitate für Land- und Wassertiere und bieten Landnutzern die Möglichkeit zur Ertragsdiversifizierung durch im Schutzstreifen erzeugte Agroforst-Produkte. In den USA bestehen Gewässerschutzstreifen entsprechend den Empfehlungen des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) typischerweise aus drei aneinander angrenzenden Zonen (UMCA, 2005).
Zone I: Gewässernahbereich, bewachsen mit einer Mischung einheimischer Bäume, Sträucher und Stauden, die an die hydrologischen Bedingungen in Überschwemmungsgebieten angepasst sind. Wichtige Funktion des Bewuchses in Zone I ist die Stabilisierung des Uferbereichs und die Erzeugung und Bereitstellung organischen Materials für auentypische, biologische Prozesse.
Zone II: Eine anschließende (i.d.R. breitere) Zone von schnellwachsenden Bäumen und Sträuchern, die gelegentliche Überflutung tolerieren. Wichtigste Funktion der Pflanzen in diesem Bereich ist die Aufnahme und das Rückhalten von im Sickerwasser gelösten Nähr- und Schadstoffen und somit Schutz des Gewässers vor zu viel düngenden oder auf andere Weise schädlichen Einträgen. Darüber hinaus können die Gehölze in Hochwassersituationen den Abfluss des Wassers verlangsamen. Dieser Bereich kann zur Gewinnung verschiedener „Agroforst-Produkte“ (z.B. Nüsse, Beeren oder Blumen) zusätzlich bewirtschaftet werden.
Zone III: Übergangsbereich zum Acker- oder Weideland, der typischerweise aus Stauden in Mischung mit Gräsern und Wildblumen besteht. In diesem Bereich versickert der Großteil oberflächlich abfließenden Niederschlagswassers, erodiertes Sediment wird zurückgehalten, das Sickerwasser wird durch die Sedimente und Pflanzenwurzeln gereinigt und Konzentrationsspitzen werden abgemildert.
Mehrreiger Gewässerschutzstreifen in Iowa, USA, 4 Jahre nach Etablierung (Quelle: USDA NRCS Photo Gallery, Riparian buffer along Bear Creek, in Story County, Iowa, Public domain).
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Schematischer Aufbau eines Gewässerschutzstreifens nach dem Drei-Zonen-Konzept ohne Wertholzproduktion (Quelle: USDA – National Agroforestry Center, Non-Timber Forest Products Riparian Buffer, CC BY 2.0).
Forest Farming
Produkte: Brennholz, Bauholz, Heilpflanzen, Pilze, Beeren
Verbreitung: USA, Kanada
Forest farming bezeichnet den Anbau hochwertiger Sonderkulturen in einem hierfür gezielt bewirtschafteten Wald. Die Art-Zusammensetzung, Struktur und Wuchsdichte des natürlichen oder angepflanzten Baumbestandes wird dabei so modifiziert, dass den Ansprüchen der Unterkultur, z.B. hinsichtlich Beschattung, Nährstoffangebot, Wuchssubstrat, Feuchtigkeit oder Temperatur, so gut wie möglich entsprochen wird.
Die Bäume in Forest-Farming-Systemen werden zumeist zur Wertholz- und Brennholzgewinnung genutzt, während im Unterstand eine Vielzahl unterschiedlicher Heilpflanzen (z.B. Gingseng), Beeren, Blumen oder Pilze kultiviert werden kann.
Aufzucht von Heilpflanzen in einem Wald in den USA (Quelle: Forest Farming, Forest farming medicinal herbs, CC BY-ND 2.0).
Inokulierte Holzstapel zur Zucht von Shiitake-Pilzen in den USA (Quelle: Catherine Bukowski / Forest Farming, Stacked shiitake logs, CC BY-ND 2.0).
Shifting Cultivation
Produkte: Brennholz, Bauholz, Nahrungsmittel
Verbreitung: Tropen
Die Shifting cultivation (oder auch slash-and-burn Methode), wird vor allem in tropischen Gebieten häufig praktiziert und ist eine der ältesten agrarwirtschaftlichen Methoden der Welt. Bei diesem System wird ein direkter, periodischer Wechsel zwischen Anbau von Feldfrüchten und Bäumen vollzogen, weshalb Shifting cultivation oft auch als „sequentielles Agroforstsystem“ bezeichnet wird. Diese Art der Bewirtschaftung ist eine Anpassung an die humus- und nährstoffarmen Böden der Tropen und ermöglicht dem Landwirt regelmäßig auskömmliche Erträge zu erwirtschaften.
Die Shifting cultivation oder auch slash-and-burn Methode, folgt dabei einem einfachen Kreislauf, bei dem zunächst die Waldvegetation verbrannt wird und im Anschluss daran auf der gleichen Fläche Feldfrüchte angebaut werden. Diese nehmen die vorhandenen Nährstoffe u.a. aus der Asche auf und nutzen sie zum Wachstum. Lassen die Erträge nach einigen Jahren nach, wird die Ackerfläche brach liegen gelassen (ca. 15-30 Jahre). In dieser Zeit erholt sich der Boden und neue Nährstoffe werden akkumuliert. Schließlich beginnt der Kreislauf von neuem.
Die unterschiedlichen Wachstumsperioden haben den Vorteil, dass die Konkurrenz zwischen Ackerkultur und Gehölzen minimal ist, was sich vor allem positiv auf das Wachstum der jeweilig angebauten Kultur auswirkt. Darüber hinaus kann die Brache durch den gezielten Anbau von besonders geeigneten, den Boden regenerierenden Baumarten verkürzt werden.
Öl-Palmen, die abgebrannten Sekundärwald in Indien im Rahmen von Shifting-Cultivation ersetzen (Quelle: T. R. Shankar Raman, Oilpalm Mizoram DSC6910d, CC BY-SA 4.0).
Kleine Farm in Mosambique, auf der slash-and-burn praktiziert wird (Quelle: Ton Rulkens from Mozambique, Shifting cultivation (11012075146), CC BY-SA 2.0).
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