In the eyes of biodiversity loss: Disentangling mowing impacts on grassland arthropods and finding applied solutions

In the light of the Anthropocene and the progressive loss of biodiversity, accompanied by issues such as the ‘Shifting Baseline Syndrome’, the need for effective solutions is becoming greater. Therefore, this dissertation focuses on the impacts of mowing on grassland arthropods and potential applied solutions.
Grasslands and the arthropods that live on them are strongly influenced by human land use. In Germany, grasslands are mainly managed by mowing to prevent succession and for hay production. However, mowing has a strong negative impact on arthropod populations, both directly and in the longer term. This dissertation quantifies how different mowing techniques and regimes affect the abundance and diversity of insects and spiders in grasslands using large ecological and experimental data sets and diverse parameters. In addition, an inter- and transdisciplinary approach was applied to identify new pathways from science to practice. Various studies in this thesis showed a strong direct negative impact of mowing on arthropods. While different mowing techniques had varying degrees of impact, the mulcher was the most damaging technique. Other grassland management techniques showed no consistent differences, e.g. changes in mowing technique (mowing height and width) or other techniques (rolling and levelling). A further negative anthropogenic influence on the arthropod populations of the grasslands was the negative impact of the surrounding impervious surfaces. In general, unmown refuges are essential to mitigate the negative effects of mowing on arthropods. These benefits could also be linked interdisciplinarily between ecological and environmental ethical research, not only for biodiversity but also for humans. In order to build a bridge between science and practice, a transdisciplinary approach to application-oriented science communication, for environmental education and management decisions, was also pursued. This was done by creating an online web tool that predicts arthropod numbers affected by mowing. A tool for anyone – citizen or grassland manager – to easily study the effects of mowing on arthropods themselves. Additionally, this transdisciplinary approach was applied to scale up arthropod population estimates across Germany and illustrate nationwide mowing impact scenarios. This work confirms the negative effects of mowing on grassland arthropods and shows new ways to tackle the biodiversity crisis: Unmown refuges can mitigate negative mowing impacts on arthropods on the smaller scale, while any refuges (e.g. protected areas, extensified areas) can support biodiversity and human well-being on the larger scale. Interdisciplinarity can help to bring such smaller ecological ideas into a larger framework. Transdisciplinarity contributes to solutions to biodiversity loss through collaboration between science and stakeholders, science communication and environmental education for decision-makers and society.

In Zeiten des Anthropozäns und des fortschreitenden Biodiversitätsverlustes, verstärkt durch Probleme wie das "Shifting Baseline Syndrome", wird der Bedarf an effektiven Lösungen immer größer. Daher konzentriert sich diese Dissertation auf den Einfluss des Mähens auf Arthropoden im Grünland und mögliche praktische Lösungsansätze. Grünland und die darauf lebenden Arthropoden werden stark durch die menschliche Landnutzung beeinflusst. In Deutschland erfolgt dies meist durch Mahd zur Verhinderung der Sukzession und zur Heugewinnung. Die Mahd hat jedoch sowohl unmittelbar als auch langfristig starke negative Auswirkungen auf die Populationen von Arthropoden. Diese Dissertation untersucht anhand großer ökologischer und experimenteller Datensätze sowie diverser Parameter, wie verschiedene Mahdtechniken und -regime, die Abundanz und Diversität von Insekten und Spinnen im Grünland beeinflussen. Neben dieser Analyse verwendet diese Arbeit einen inter- und transdisziplinären Ansatz, um neue Wege aus der Wissenschaft in die Praxis zu finden. Anhand verschiedener Studien konnte ein starker direkter negativer Einfluss der Mahd auf Arthropoden gezeigt werden. Während verschiedene Mähtechniken unterschiedlich starke Auswirkungen hatten, war der Mulcher die schädlichste Technik. Zwischen weiteren Änderungen der Mähtechniken konnten weniger wissenschaftlich signifikante Unterschiede nachgewiesen werden, zum Beispiel bei der Mahdhöhe und -breite oder Techniken wie Walzen und Striegeln. Ein weiterer negativer anthropogener Einfluss auf die Arthropoden wurde in den umliegenden versiegelten Flächen festgestellt. Ungemähte Refugien sind entscheidend, um die negativen Effekte des Mähens auf Arthropoden abzumildern. Diese Vorteile ließen sich auch interdisziplinär zwischen ökologischer und umweltethischer Forschung verknüpfen, nicht nur für die Biodiversität, sondern auch für den Menschen. Um eine Brücke zwischen Wissenschaft und Praxis zu schlagen, wurde zudem ein transdisziplinärer Ansatz zur anwendungsorientierten Wissenschaftskommunikation – für Umweltbildung und Managemententscheidungen – verfolgt. Dazu wurde ein Online-Webtool entwickelt, mit dem jede Person individuell die Auswirkungen der Mahd auf die Anzahl der Arthropoden berechnen kann. Dieser Ansatz wurde zudem genutzt, um die Folgen der Mahd in einem bundesweiten Szenario zu veranschaulichen. Diese Arbeit bestätigt die negativen Effekte der Mahd auf Arthropoden und zeigt neue Wege zur Bewältigung der Biodiversitätskrise auf: Im Kleineren können ungemähte Refugien wirkungsvoll sein, aber auch im Größeren können diverse Refugientypen (z. B. Schutzgebiete, extensivierte Flächen) vorteilhaft für Biodiversität und Mensch sein. Interdisziplinarität kann helfen, kleinere ökologische Ideen in einen größeren Rahmen zu stellen. Transdisziplinarität trägt durch die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Stakeholdern, durch Wissenschaftskommunikation und Umweltbildung für Entscheidungsträger und Gesellschaft zu Lösungen gegen den Verlust der biologischen Vielfalt bei.