managing!biodiversity!and!ecosystem! services!for ... · 480 500 520 540 560 580 x.factor s t i ru...

Managing  Biodiversity  and  Ecosystem  Services  for  Sustainable  Agricultural  

Produc:on    

G.  Tamburini,  M.  Dainese,  D.J.  Inclan,  T.  Sitzia,  L.  Marini*    DAFNAE  &  TESAF  University  of  Padova  

 ~9  billion  people  to  feed  by  2050  

Increasing  food  demand  

Challenges  for  agriculture  

Innova:ve  approaches  to  achieve  sustainable  crop  produc:on!  

Ecosystem  services  (pollina:on,  biological  control,  soil  fer:lity...)  

Tradi:onal  agronomic  inputs  (water,  N,  :llage...)  

Crop

 yield  

Current  situa:on  

Conven:onal  intensifica:on  

Ecological  intensifica:on  

GAP  

Ecological  intensifica:on  

Provision

ing  service  

 (Crop  yield)  

Regula:ng  and  suppor:ng  services  

Intact  Deteriorated  

2.  Can  we  incorporate  ES  management  in  cropping  systems?  

Yield  gap  

1.  Tes:ng  for  ecosystem  service  benefits  to  yield  

Crop  pollina:on  

Resource  availability  (agronomy)  

               Pollen  availability  (pollina:on  biology)  

Insect  pollina:on  benefits  are  assumed  to  be  constant:  -­‐Oil  seed  rape  20%  -­‐Sunflower  10%  -­‐Strawberry  40%  etc.  

Pollina:on  contribu:on  to  yield  

?

Seed

 yield  (g  m

-­‐2)  

0  

Fer:liza:on  (kg  N  ha-­‐1)    

170  

460  

420  

380  

400  

440  

480  

What  about  true  soil  services?    Other  crops?  

Interac:on  between  pollina:on  and  N  in  oilseed  rape    

+20%  

480

500

520

540

560

580

x.factor

num

ber

of fr

uits

.LI HI

0.42

0.44

0.46

0.48

0.50

0.52

0.54

0.56

x.factor

seed

set

.LI HI

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

x.factor

seed

yie

ld (

gr)

.LI HI

9.0  

8.0  

7.0  

6.0  

6.5  

7.5  

8.5  

0.54  

0.50  

0.46  

0.42  

0.44  

0.48  

0.52  

Seed

 set    (%

)  

0.56  

HI  LI   HI  LI  

Yield  (g)  

Low  fer:lity  

Low  fer:lity  

High  fer:lity  

High  fer:lity  

+11%  

Poor  soil  fer:lity  can  cancel  pollina:on  benefits  

From  the  experiments  to  the  real  landscapes!    

How  to  implement  interven:ons  to  maximize  biodiversity-­‐based  ecosystem  services  in  real  landscapes?  

On-­‐field  and  off-­‐field  interven:ons  

Biological  control  of  pests  

Biocontrol  of  aphids  in  winter  wheat     Aphid  control  

Off-­‐field:  Gradient  in  semi-­‐natural  habitats  (0-­‐20%)  

On-­‐field:  Till  vs.  no-­‐:ll  

Conserva:on  :llage    

Till    

No-­‐:ll    

Till    

No-­‐:ll    

What  happens  to  crop  yield  and  other  ES?    

Conserva:on  :llage  on  mul:ple  ES    

IMPLICATIONS  FOR  POLICY  AND  MANAGEMENT  

CROP  

SOIL  SERVICES  (SOM,  SOIL  FERTILITY  etc.)  

SOIL  MANAGEMENT  

POLLINATION  BIOCONTROL  

LANDSCAPE  MANAGEMENT  

YIELD  

The  benefits  of  pollina:on  and  biocontrol  depend  on  

soil  quality!  

I  –  Mapping  of  ecosystem  services  can  be  tricky  

Current  policy  on  ES  is  not  evidence-­‐based!  

Mapping  

Service  benefits???  Drivers  of  change  

EU  policy  

Land  proper:es  Service  supply???  

Fer:liza:on   Tillage   Organic  farming   Pest  management  …  

…  Hedgerows   Flower  strips   Set-­‐aside   Landscape  

II  -­‐  Innova:ve  combina:ons  of  interven:ons  

Local  

Landscape  

We  need  long-­‐term  data  from  complete  crop  rota:ons  

 Thanks  for  your  amen:on!  

 Lorenzo  Marini  

DAFNAE-­‐University  of  Padova    

Giovanni  Tamburini  

Way  forward:  New  evidence  for  ecological  intensifica:on!  

Business  as  usual  

ELS  (-­‐3%)    

ELS  extra  (-­‐8%)