MANUELA - Nature Conservation Management System for Sustainable Agriculture – Institut für Umweltplanung

Background

The implementation of the guiding principle of sustainability in European and national agricultural policy places greater demands on farm management. For a sustainable and nature-oriented farm management, farmers increasingly need specialized farm-specific information, which has hardly been available so far. Existing computerised environmental assessment systems for the farm level rimarily focus on abiotic environmental impacts of agriculture. These systems do not yet cover the topic of biodiversity sufficiently. The possibilities of geographical information systems (GIS) have also not been sufficiently used for nature conservation management on farms.

The software MANUELA (Management Nature Conservation for Sustainable Agriculture), which was developed at the Institute of Environmental Planning, fills this gap. MANUELA is an open source system for farm management and conservation advice using a specially adapted GIS.

The software supports farms in particular in:

the presentation and evaluation of farm performance with regard to biodiversity and the biotope connectivity,
the analysis of agricultural management effects and (biotope) development potentials,
the estimation of water consumption and related costs,
the derivation of measures to optimise sustainable operational management.

(Further) development

Prototypes of MANUELA have already been tested on several farms in Germany, including placec in Bavaria, Baden-Württemberg, Brandenburg, Hesse, Mecklenburg-Western Pomerania, Lower Saxony, Saxony-Anhalt and Schleswig-Holstein (research projects "Nature Conservation in a Farm Management System", "Nature Conservation Peenetal", "Life Cycle Assessment of Biogas Plants", "Companies Promote Diversity", "Regional Value Chains in the Context of Ecosystem Services and Biodiversity"). The software is regularly further developed and its practicability tested for other farms.

Technical details and documentation

MANUELA is implemented as an extension (plug-in) for the open source GIS Open Jump*. The master data, factual data and geodata stored in the system are managed in a H2 database engine. Open Jump accesses the database via JDBC (Java Database Connectivity).

For the MANUELA project, the IUP has provided an excerpt from the technical documentation for software developers since 2017. This documentation mainly contains information on the installation of the programme itself, but also of the database that is required for MANUELA. In addition, the documentation contains information on selected plug-ins, their modelling and technical implementation in the Java programming language.

For users the manual (in German) is available at the following link: https://doi.org/10.15488/11650

* After successful installation, the menu item 'MANUELA' is located in the upper menu bar of Open Jump.

Publications

Sybertz, Janine; Matthies, Sarah; Schaarschmidt, Frank; Reich, Michael & Haaren, Christina v. (2020): Biodiversity modelling in practice - predicting bird and woody plant species richness on farmlands. In: Ecosystems and People 16:1: 19-34. DOI: 10.1080/26395916.2019.1697900

Bredemeier, Birte; Sybertz, Janine; Haaren, Christina v.; Matthies, Sarah; Reich, Michael; Weller, Malte & Kempa, Daniela (2018): Praxistaugliche Erfassung, Bewertung und Darstellung der Biodiversität auf Zulieferbetrieben von Nahrungsmittelunternehmen. Ergebnisbericht aus dem Forschungsvorhaben "Firmen fördern Vielfalt". Arbeitspapier, Stand 20.02.2018, Institut für Umweltplanung, Hannover. Link zum pdf

Bredemeier, Birte; Schmehl, Meike; Rode, Michael; Geldermann, Jutta & Haaren, Christina v. (2017): Biodiversität und Landschaftsbild in der Ökobilanzierung von Biogasanlagen. Umwelt und Raum 8, 75 S., Institut für Umweltplanung, Hannover.

Kramer, Matthias; Kunath, Anna; Hansjürgens, Bernd; Schröter-Schlaack, Christoph; Heinz, Nicolai; Gericke, Hans-Joachim; Weiner, Katrin; Weiland, Ellen; Haaren, Christina v.; Kempa, Daniela; Bredemeier, Birte; Salditt, Georg; Ptak, Michal; Zaremba-Warnke, Sabina; Skowron, Pawel; Przeorek, Renata; Louda, Jiri & Hruska, Vladan (2017): Praxisleitfaden für das Management von Biodiversität und Ökosystemleistungen in KMU und regionalen Wertschöpfungsketten. Zittau. Link zum pdf

Sybertz, Janine; Matthies, Sarah; Schaarschmidt, Frank; Reich, Michael & Haaren, Christina v. (2017): Assessing the value of field margins for butterflies and plants: how to document and enhance biodiversity at the farm scale. In: Agriculture, Ecosystems & Environment 249: 165-176.

Matthies, Sarah; Sybertz, Janine; Reich, Michael & Haaren, Christina v. (2016): Firmen fördern Vielfalt. Praxistaugliche Erfassung, Bewertung und Darstellung der "NAturschutz-Biodiversität" auf Zulieferbetrieben von NAhrungsmittelunternehmen. Endbericht zum DBU-Projekt (AZ 31112-33/0), Hannover 2016.

Boll, T.; Kempa, D.; Haaren, C.v. & Weller, M. (2015): Naturschutzfachliche Bewertung von Kurzumtriebsplantagen in der betrieblichen Managementsoftware MANUELA. In: Gerold, D.; Schneider, M. (Hrsg.): Erfahrungsberichte zur Vernetzung von Erzeugern und Verwertern von Dendromasse für die energetische Verwertung. Forum ifL, Heft 25/2014: 108-115.

Kempa, Daniela; Haaren, Christina v. & Weller, Malte (2013): Biotoperfassung und -bewertung im Untersuchungsgebiet Peenetal. In: Pfeiffenberger, Matthes; Fock, Theodor & Kasten, Joachim (Hrsg.): Ermittlung und Bewertung von Risiken landwirtschaftlicher Flächennutzung für den Naturschutz – an den Beispielregionen Peenetal Landschaft und Sternberger Endmoränengebiet in Mecklenburg-Vorpommern. Schriftenreihe der Hoschule Neubrandenburg. Reihe 1, Band 1.

Pfeiffenberger Matthes; Kasten, Joachim; Fock, Theodor; Kempa, Daniela; Weller, Malte & Haaren, Christina v. (2013): Verringerung von Risikopotenzialen aufgrund landwirtschaftlicher Nutzung für den Naturschutz im Peenetal. Endbericht zum DBU-Projekt (AZ 26125-33/0), Neubrandenburg 2013.

Haaren, C. v.; Kempa, D.; Vogel, K. & Rüter, S. (2012): Assessing biodiversity on the farm scale as basis for ecosystem service payments.In: Journal of Environmental Managment. 113: 40-50.

Haaren, C. v.; Hülsbergen, K.-J. & Hachmann, R. (2008): Naturschutz im landwirtschaftlichen Betriebsmanagement. EDV-Systeme zur Unterstützung der Erfassung, Bewertung und Konzeption von Naturschutzleistungen landwirtschaftlicher Betriebe. Ibidem-Verlag Stuttgart, 268 S. Naturschutz im landwirtschaftlichen Betriebsmanagement

Haaren, C. v.; Hachmann, R.; Blumentrath, S.; Lipski, A.; Vogel, K.; Weller, M.; Hülsbergen, K.-J.; Siebrecht, N. (2008): "Softwaregestütztes Naturschutzmanagement auf landwirtschaftlichen Betrieben". NuL 02/08.

Dissertations

Sybertz, Janine (2020): Auswirkungen landnutzungs- und klimawandelbedingter Umweltveränderungen auf Tierarten und naturschutzfachliche Handlungsoptionen. Hannover, Univ., Diss., 2020.

Saathoff, Wiebke (2017): Möglichkeiten der Initiierung einer klima- und naturschutzfreundlichen Landwirtschaft gemäß Subsidiaritätsprinzip am Beispiel der Biogasproduktion. Hannover, Univ., Diss., 2017.

Boll, Jan Thiemen (2016): Auswirkungen des Dendromasseanbaus in Kurzumtriebsplantagen auf die ästhetische Qualität und die Erholungseignung der Landschaft. Hannover, Univ., Diss, 2016.

Haaren, Monika v. (2016): Bewertung des Wasserverbrauchs im landwirtschaftlichen Ackerbau ubnter Berücksichtigung des Klimawandels. Entwicklung einer Methode für die Managementsoftware MANUELA am Beispiel eines Ackerbaubetriebs in Nordost-Niedersachsen. Hannover, Univ., Diss., 2016.

Kempa, D. (2012): Bedingungen für den Einsatz einer Software für Naturschutzberatung und -dokumentation auf landwirtschaftlichen Betrieben. Hannover, Univ., Diss., 2012. Leseprobe.

Vogel, Katrin (2009): Entwicklung und Erprobung von softwaregestützten Methoden des Biodiversitätsmanagements auf landwirtschaftlichen Betrieben. Hannover, Univ., Diss., 2009.