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Biodiversität einer Agri-Photovoltaikanlage »BiodivAgriPV«

 

Praxistipp...

  • Der Biodiversitätseffekt von senkrechten Agri-PV-Anlagen beruht auf dem darunter angelegten Grünstreifen.
  • Je artenreicher der Pflanzenbestand im Grünstreifen desto besser für die Insektenvielfalt. Heimische Wildkräuter wirken sich besonders positiv aus. 
  • Pflanzen mit einer Höhe von über 80 cm sind zu vermeiden da sie zur Verschattung der PV-Elemente führen (z.B. Malve oder Sonnenblume).
 

Versuchsfragen

  • Unterscheidet sich die Biodiversität zwischen einer Fläche mit Agri-PV-Anlage und einer vergleichbaren Fläche ohne Agri-PV-Anlage? 

Hintergrund

Senkrechte Agri-Photovoltaikanlagen (Agri-PV) kombinieren Landwirtschaft und Stromproduktion auf einer Fläche und stellen eine neue Entwicklung im Bereich der erneuerbaren Energien dar. Durch die Aufständerung der Photovoltaikmodule entsteht ein Bereich unter den Modulen, der nicht landwirtschaftlich genutzt werden kann. Dort entsteht ein Brachstreifen (Untermodulstreifen), der potenziell Lebensraum für verschiedene Pflanzen- und Tierarten bietet. Darüber hinaus entstehen durch diese 1,5 Meter breiten und bis zu 210 Meter langen Untermodulstreifen ausgedehnte Randzonen, in denen der Übergang von einem Lebensraum (Brachstreifen) zu einem anderen (Ackerland) erfolgt. Solche Randzonen sind bekannt dafür, die Biodiversität zu fördern und eine Vielzahl von Tier- und Pflanzenarten zu unterstützen.
Die Biodiversität in der Agrarlandschaft befindet sich in einer zunehmend besorgniserregenden Zustand. Besonders Insekten, wie Bestäuber, leiden unter dem Rückgang von Wildblumen und anderen Nahrungsquellen. Auch Vögel, die auf diese Insekten angewiesen sind, weisen deutlich kleinere Bestände auf. Viele Vogelarten, wie etwa die Feldlerche, finden immer weniger Brutplätze und Nahrung. Um der Zunahme dieses Trends wirksam zu begegnen, ist es unerlässlich, die Auswirkungen innovativer Systeme wie Agri-PV auf die Biodiversität zu kennen.
Die tatsächlichen Auswirkungen senkrechter Agri-PV-Anlagen auf die Biodiversität sind bislang noch wenig erforscht. Die meisten Studien beziehen sich auf Freiflächensolarparks mit schrägen Modulen, die sich in ihrer Struktur und Funktionsweise deutlich von den hier untersuchten vertikal ausgerichteten Modulen unterscheiden. Zum Schluss dieser Wissenslücke soll durch die vorliegende, langfristig angelegte Untersuchung beigetragen werden.

Von 2025 bis 2027 werden jährlich Untersuchungen zu Begleitflora, Laufkäfern, Wildbienen, Vögeln und Fledermäusen durchgeführt. Alle Untersuchungen werden sowohl auf der Untersuchungsfläche (mit Agri-PV) als auch auf der direkt angrenzenden Referenzfläche (ohne Agri-PV) durchgeführt. Beide Flächen befinden sich auf einem Schlag und werden gleich bewirtschaftet.
Die Untersuchungen der Begleitflora sowie der Laufkäfer wurde an 3 verschiedenen Punkten in der Untersuchungsfläche durchgeführt (PV1 bis PV3) um die Heterogenität der Fläche abzubilden.

Schema der Untersuchungsfläche BiodivAgriPV mit Messpunkten
Untersuchungs- und Referenzfläche mit Fallenstandorten (grün= Bodenfallen, blau= Malaisefallen, rot= batcorder)   © LfULG
Organismengruppe Untersuchungsmethode Intervall bzw. Häufigkeit
Laufkäfer

Bodenfallen und 
morphol. Bestimmung

Frühjahr, Herbst
je zwei 14-tägige Probenahmen

Wildbienen

Transektbegehungen

6 Begehungen/Jahr
Fledermäuse Bioakustik (batcorder) kontinuierlich
Vögel Revierkartierung 8 Begehungen/Jahr
Begleitflora Vegetationsaufnahme Frühjahr, Herbst
Schema Vegetationsaufnahmen im Projekt BiodivAgriPV
Schema der Vegetationsaufnahmen (je 1m²-Plots in der Ackermitte, am Rand des Ackerstreifens sowie im Untermodulstreifen)  © LfULG

Die dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf das erste Betriebsjahr der PV-Anlage und stellen damit lediglich erste Hinweise und Tendenzen dar. Ausgewiesene prozentuale Unterschiede entspringen einer ersten allgemeinen Auswertung sind mit Vorbehalt zu betrachten.

2025 wurden sowohl Untersuchungs- als auch Referenzfläche mit Leindotter bestellt. Der Untermodulstreifen wurden der Selbstbegrünung überlassen.

Begleitflora

Auf Untersuchungs- und Referenzfläche wurden zu 2 Aufnahmezeitpunkten (18./26.06.25 und 16.09.25) insgesamt 33 verschiedene Gefäßpflanzenarten gefunden. Hauptbestandsbildner der Ackerflächen war im Frühjahr der Leindotter (Camelina sativa) gefolgt von Inkarnatklee (Trifolium incarnatum) und Ölrettich (Raphanus sativus), im Herbst die blaue Lupine (Lupinus angustifolius) gefolgt von Ölrettich und Leindotter (Zwischenfruchtmischung). Hauptbestandsbildner des Untermodulstreifens war die Quecke (Elymus repens) gefolgt von roter Borstenhirse (Setaria pumila) und kanadischem Berufkraut (Conyza canadensis).

Auf der PV-Fläche kamen durchschnittlich 23 Pflanzenarten an den verschiedenen Vegetationsaufnahmepunkten PV1 bis PV3 vor (siehe Abbildung Versuchsaufbau). Auf den drei Referenzaufnahmepunkten kamen insgesamt 14 Pflanzenarten vor. Somit ist eine mittlere Steigerung der Pflanzenvielfalt in der PV-Anlage um +64% zu verzeichnen. Es handelt sich dabei sowohl um Kultur- als auch um Wildpflanzen.
Betrachtet man lediglich die Wildpflanzen verstärkt sich der Trend. Auf der Untersuchungsfläche waren im Mittel 13 Wildpflanzenarten zu finden wohingegen man auf der Referenzfläche nur 4 Arten fand. Dies geht vor allem auf den Grünstreifen unter den Modulen zurück in dem in Summe 16 verschiedene Wildpflanzenarten zu finden waren von denen 10 ausschließlich dort vorkamen.

Säulendiagramm Belgeitfloraerfassung Gut Krauscha
© LfULG

Laufkäfer

Für die Laufkäferuntersuchung wurden die Transekte (6 Fallen im Abstand von 10 Metern) der Bodenfallen in der Untersuchungsfläche geteilt, sodass sich 3 Bodenfallen im Untermodulstreifen und 3 in der Ackermitte zwischen 2 Modulreihen befanden. Somit wird eine Auswertung hinsichtlich der Kategorien »Grünstreifen« und »Acker« auf der PV-Fläche möglich.

Insgesamt konnten 49 verschiedene Laukäferarten erfasst werden. Auf der Untersuchungsfläche wurden durchschnittlich 34,3 Laufkäferarten gefunden, während auf der Referenzfläche 37 Arten gefunden wurden. Die geringe Abweichung lässt keinen Unterschied in der Laufkäferartenvielfalt erkennen. Jedoch unterscheiden sich die Laufkäfergemeinschaften in ihrer Zusammensetzung. Auf beiden Flächen dominiert Calathus fuscipes die Gemeinschaft, jedoch mit sehr unterschiedlichen Dominanzverhältnissen. Auf der Untersuchungsfläche macht er durchschnittlich 25% der gefundenen Laufkäfer aus. Auf der Referenzfläche sind es 47%. Auf der Referenzfläche folgt anschließend Calathus ambiguus mit 21% und Poecilus cupreus mit 6%.  Auf der Untersuchungsfläche folgt Harpalus rufipes mit durchschnittlich 19% und Poecilus cupreus mit 17%. 

Betrachtet man die Unterschiede der Kategorien »Grünstreifen« und »Acker« innerhalb der PV-Fläche zeigen sich deutliche Präferenzen einzelner Arten. Während Calathus fuscipes recht gleiche Dominanz zeigt, zeigen Calathus ambiguus, Poecilus cupreus, Trechus quadristriatus und Bembidion quadrimaculatum mehr als doppelt so hohe Dominanz in den Fallen, die im Acker platziert waren. Harpalus rufipes und Amara bifrons weisen dagegen deutlich höhere Dominanzen in den Fallen im Grünstreifen auf.

Die Aktivitätsdichte (Maß für die Abundanz an Laufkäfern) unterscheidet sich deutlich zwischen den Flächen. Hier konnten auf der Untersuchungsfläche durchschnittlich 27 Laufkäfer pro Falle gefangen werden wohingegen auf der Referenzfläche durchschnittlich 61 Tiere in jeder Falle landeten. Dies bedeutet eine 56% geringere Aktivitätsdichte auf der PV-Fläche im Vergleich zur Referenz. Bezüglich der Kategorien »Grünstreifen« und »Acker« zeigte sich eine recht gleiche Aktivitätsdichte von 24 bzw. 29 Individuen/Falle)  

Wildbienen

Im Rahmen der Transektbegehungen im Juni und Juli 2025 konnten im Untersuchungsgebiet insgesamt 30 Bienenarten nachgewiesen werden.

Im Bienen-Artenspektrum des Untersuchungsgebietes dominierten staatenbildende Bienen. Häufigster Blütenbesucher an der Leindotter-Kultur war mit Abstand die Steinhummel (Bombus lapidarius), gefolgt von der Hellen und Dunklen Erdhummel (Bombus lucorum et terrestris), der Ackerhummel (Bombus pascuorum) sowie der Honigbiene (Apis mellifera).

Zwischen den Erfassungsergebnissen auf der Agri-PV-Anlage und der Referenzfläche auf dem Acker bestehen erhebliche Unterschiede in der Artenzahl und teils auch in der Häufigkeit der einzelnen beobachteten Arten. Auf dem Transekt der Agri-PV wurden unter Berücksichtigung der beiden als Artenpaar erfassten Erdhummelarten (Bombus lucorum, B. terrestris) insgesamt 27 Bienenarten, auf der Referenzfläche lediglich 11 Arten nachgewiesen.  Die Summe aller erfassten Individuen wurde mit Hilfe der Klassenmittelwerte berechnet und liegt auf der Untersuchungsfläche um ca. 86% höher als auf der Referenzfläche.

Einige Arten auf dem Agri-PV-Transekt wurden nicht an der Feldkultur, sondern ausschließlich an blühenden Pflanzen des Brachestreifens unten den PV-Modulen registiert. Hierzu zählen die auf Schmetterlingsblütler-Pollen spezialisierte Juni-Langhornbiene (Eucera longicornis), die Mitte Juni hier regelmäßig an blühender Zottel-Wicke (Vicia villosa) anzutreffen war und weitere langrüsselige Bienenarten wie die Pelzbiene Anthophora aestivalis und die Gartenhummel (Bombus hortorum). Andere Arten, wie die Vierbindige Furchenbiene (Halictus quadricinctus), fanden im Brachestreifen zusätzliche Nahrungsressourcen, insbesondere nach dem Abblühen der Feldkultur.

Weitere Arten – darunter alle Kuckucksbienen – wurden im Untermodulstreifen vor allem im Bereich der markanten Pflugfurche erfasst. Diese vegetationsoffene Struktur bildet für bodennistende Wildbienen ein potenziell wertvolles Nisthabitat. Im Rahmen der Transektbegehungen konnten hier vereinzelte Bienen-Nestanlagen gefunden werden, insbesondere von der Senf-Blauschillersandbiene (Andrena agilissima) sowie mehreren kleinen Schmalbienenarten (Lasioglossum nitidiusculum, L. minutissimum), während einzelne Kuckucksbienen der Gattungen Nomada und Sphecodes hier auf Wirtssuche umherflogen.

Säulendiagramm Wildbienen Gut Krauscha
Wildbienenarten und Individuenzahlen (aus Klassenmittelwerten berechnet) auf PV- und Referenzfläche  © LfULG

Fledermäuse

Auf beiden Flächen wurden mindestens 13 Fledermausarten erfasst. Darin enthalten sind die Artpaare Große/Kleine Bartfledermaus und Braunes/Graues Langohr, die sich nicht zweifelsfrei anhand ihrer Rufe unterscheiden lassen. Bei beiden Paaren sind jedoch die jeweiligen Vertreterinnen im Naturraum verbreitet und nicht auf ganz spezielle Lebensräume beschränkt. Vorkommen im Gebiet sind daher plausibel, sodass sich die Gesamtzahl auf 15 Arten erhöht.

Gemessen an den Aktivitätsminuten, zeigten die Tiere eine höhere Aktivität auf der Referenzfläche mit 5.734 aktiven Minuten als auf der PV-Fläche mit 4.701 aktiven Minuten.

Fledermäuse werden in sogenannte Rufgilden eingeteilt: LRE (long-range-echolocators), MRE (mid-range-echolocators) und SRE (short-range-echolocators). Diese bilden die Wahrnehmungsreichweiten und damit auch grundsätzliche Strategien zum Nahrungserwerb ab. Arten mit weitreichenden Lauten (LRE) sind besser an den offenen Luftraum angepasst und zeigen ein diffuses Raumnutzungsverhalten. Kürzere Rufreichweiten gehen dagegen mit einer zunehmenden Strukturbindung beim Transfer- und Jagdflug einher. Arten der Gilden MRE und SRE benötigen Vegetation, Felswände oder Gebäude als Leitstrukturen zur Orientierung. Sie sind auch nicht oder nur bedingt in der Lage, Beute im freien Luftraum effektiv zu lokalisieren. Daher ist die Erwartung, dass die Strukturierung des Ackerschlages durch die PV-Anlage mit erhöhten Aktivitäten der Vertreterinnen der Gilden MRE und SRE einhergehen sollte.

Betrachtet man die Rufgilden, sieht man im Vergleich zum Jahr 2023 (vor Bau PV-Anlage, Blühfläche), dass vor allem die Aktivität der LRE (-8%) sowie die SRE (-15%) abgenommen und die Aktivität der MRE (+35%) zugenommen haben.  Die Abnahme in der Gilde SRE geht vor allem auf die Abnahme der Aktivität des Großen Mausohrs zurück (-60%). Graues/Braunes Langohr sowie Fransenfledermaus zeigen identische Werte zu 2023. Bartfledermäuse zeigten eine nur leicht rückläufige Aktivität, dafür gab es eine leichte Steigerung bei der Mopsfledermaus. Die Zunahme in der Gilde MRE geht vor allem auf die Zwerg- und Mückenfledermaus zurück, bei denen sich die Aktivitätsminuten verdoppelt haben.

Damit sind in den Daten erste Trends erkennbar, welche die Ausgangshypothesen stützen. Auf der einen Seite steht eine statistisch signifikante Erhöhung der Nutzungsdichte im PV-Areal durch Arten der Gattung der Zwergfledermäuse (Pipistrellus spec.). Die Strukturierung erhöht also tatsächlich die Attraktivität und Nutzbarkeit für Arten, die auf Grund ihrer Ortungsleistungen nicht oder nur selten über vollkommen offenen Flächen aktiv sind. Neben den Pipistrellus-Vertreterinnen Zwergfledermaus und Mückenfledermaus betrifft das auch die Mopsfledermaus und beide Bartfledermaus-Arten. Für alle wäre zu erwarten, dass die Aktivität in den kommenden Jahren weiter steigt (Lerneffekte inkl. Weitergabe an nachfolgende Generationen bei den Weibchen).

Gegenläufig sind die Beobachtungen beim Großen Mausohr: Hier nahm die Anzahl der Nachweisnächte und damit auch die Aktivitätssumme klar ab. Auch das entspricht den Erwartungen: Die Jagdstrategie der Art ist auf freien Zugang zum Boden auf größeren, hindernisfreien Flächen angepasst. In Waldhabitaten sind das unterwuchsarme Hochwälder (v.a. Rotbuche). Im Offenland werden Grünland oder Felder (v.a. nach der Ernte) aufgesucht. Es ist denkbar, dass die PV-Module die Nutzbarkeit einschränken, da die ehemals zusammenhängende, effektiv abzusuchende Fläche in Streifen unterteilen, zwischen denen Wechsel im niedrigen Flug (1-2 m Höhe) nicht ohne weiteres möglich sind.

Vögel

In den beiden Voruntersuchungsjahren 2023 und 2024 konnten auf der Blühfläche 4 bzw. 6 Brutvogelarten mit 11 bzw. 17 Revieren festgestellt werden. Die Feldlerche wies dabei 8 bzw. 9 Reviere auf. Im Jahr 2025 konnten im Bereich der PV-Anlage nur noch eine Vogelart nachgewiesen werden und zwar die Bachstelze, die vorher nicht auf der Fläche vorkam. Sie brütete in der Trafostation der Anlage. Auf der Referenzfläche wurden zwei Grauammer-Reviere, sowie ein Feldlerchen-Revier erfasst. Ein einzelnes Revier der Feldlerche erscheint sehr gering im Bezug zur Flächengröße, wurde aber vermutlich durch die späte Bestellung und die extrem lang anhaltenden Bauarbeiten an den Anlagen verursacht. Es handelt sich auch nur um eine Spätansiedlung, bei der es vermutlich zu keiner Brut mehr kam. Die Ergebnisse aus dem Jahr 2025 lassen somit keine Rückschlüsse auf die Auswirkungen der PV-Anlag auf Brutvögel zu. Es wurde beobachtet, dass die Modulreihen durch Krähen, Falken und Mäusebussarde als Ansitze sowie von der Grauammer als Singwarte genutzt wurden.

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(© LfULG)

Bachstelzennest in Trafostation

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(© LfULG)

Trafostation von außen

Im ersten Betriebsjahr der PV-Anlage zeigen sich sowohl positive als auch negative Effekte bei den betrachteten Organismen. Positive Effekte zeigen sich bei den Wildbienen in der Artenvielfalt als auch der Abundanz sowie bei der Pflanzenvielfalt. Negativ hingegen sind die Auswirkungen bei der Laufkäferdichte sowie bei der Fledermausaktivität. Keinerlei Auswirkungen konnten auf die Artenvielfalt der Laufkäfer und Fledermäuse festgestellt werden. Ohne Aussage bleibt die Erfassung der Brutvögel, durch die lange Bauzeit sowie die späte Bestellung. 

Bei den Pflanzenarten ist ein linearer Trend von mehr Pflanzenarten im Westen der Fläche hin zu weniger Pflanzenarten in Richtung Osten zu bemerken. Dieser Trend bestand im Vorher-Untersuchungsjahr 2024 nicht. Dennoch sollte dieser Trend weiter beobachtet und gegebenenfalls durch Bodenproben abgeklärt werden. 

Ob sich die im ersten Jahr abgezeichneten Trends bestätigen lassen, werden die nächsten beiden Untersuchungsjahre zeigen. 

 

Versuch in Bildern

Kontakt

Jennifer Deichmann

Praxislabor Biodiversität

Telefon: 0352 42631879-59

E-Mail: Jennifer.Deichmann@lfulg.sachsen.de

Webseite: Öko-Kompetenzzentrum

Gut Krauscha

Ort Neißeaue
Öko seit 2006
Betriebsgröße 180 ha
Erwerbsform Haupterwerb
Schwerpunkt Anbau seltener Kulturen und Sorten, Biodiversität

 

Video: »Bodenbearbeitung des Untermodulstreifens in senkrechten Agri-PV-Anlagen«

Bodenbearbeitung des Untermodulstreifens in senkrechten Agri-PV-Anlagen

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