Biodiversitätsverlust, Ressourcenverknappung, Klimawandel sowie eine zunehmende Nachfrage nach Nahrungsmitteln führen weltweit zu Zielkonflikten in der Landbewirtschaftung. Die Harmonisierung dieser Zielkonflikte, durch eine optimal ausbalancierte Bereitstellung von Ökosystemleistungen (ÖSL), stellt für die Agrarsysteme der Zukunft eine wesentliche Herausforderung dar. Die optimale Bereitstellung von ÖSL steht im Fokus des Projektes DAKIS und soll durch ein neuartiges digitales Entscheidungsunterstützungssystem sowie eine kleinteilige und diversifizierte Landbewirtschaftung ermöglicht werden (DAKIS Vision).

Das DAKIS Projekt hat folgende Ziele:

• Integrierung von Ökosystemleistungen, Biodiversität und Ressourceneffizienz in den Entscheidungsprozess der Landwirte.
• Dokumentation, Prognostizierung und Steuerung teilflächenspezifischer Effekte landwirtschaftlicher Aktivitäten erstmalig in Echtzeit.
• Optimierung der Anbausysteme für Ökosystemleistungen, Biodiversität und Ressourceneffizienz.
• Entwicklung neuer Orientierungsziele bei der Betriebsplanung und Unterstützung komplexer Entscheidungen.
• Erstellung von neuen Kommunikationswegen für eine Kooperation zwischen Landwirten, Verbrauchern und Gesellschaft.

DAKIS will die fortschreitende Digitalisierung nutzen, um Ökosystemleistungen (ÖSL) und Biodiversität in moderne Planungs-, Produktions- und Vermarktungsprozesse zu integrieren. Das Verbundprojekt ist in sechs Teilprojekte (TP) untergliedert.

In je einer Pilotregion in Brandenburg und Bayern werden die natürlichen Potenziale und gesellschaftlichen Bedarfe an ÖSL und Biodiversität analysiert (TP1 – Standortbezogene Nutzungspotenziale und gesellschaftliche Bedarfe). Mittel GIS-Analysen werden kleinskalige Standortcharakterisierung durchgeführt (Bewertung des Ist-Zustandes) und davon ausgehend optimierte Landschaftsmuster für die Bereitstellung von ÖSL und Biodiversität entwickelt. Parallel dazu wird der Bedarf der Gesellschaft an ÖSL und Biodiversität in den Pilotregionen analysiert.

DAKIS-Projektstruktur mit Teilprojekten

Im Teilprojekt „Daten und Sensorik – Echtzeitmonitoring von Agrarökosystemen“ (TP2) werden Sensoren und Modelle entwickelt, die eine Erfassung und Simulation von ÖSL in Echtzeit ermöglichen Ziel des TP2 ist eine kontinuierliche Erfassung und Beschreibung der Landschaft der Pilotregionen sowie der Experimentierfelder in ihrer gesamten Struktur unter besonderer Berücksichtigung ihrer kleinräumigen Heterogenität. Ein drahtloses Sensornetzwerk wird entwickelt, das dazu beiträgt, standortspezifische Anforderungen kleinteilig und in Echtzeit zu erfassen und auf den Forschungsflächen zu implementieren.

Die in TP2 erhobenen Daten werden für die „Optimierung der Anbau- und Betriebsplanung“ benötigt die im TP3 erfolgt. Ziel dieses Teilprojektes ist die Identifikation der optimalen betrieblichen, auf den Standort angepassten Produktion, einschließlich der Honorierung von ÖSL. Der landwirtschaftliche Betrieb wird dafür modelliert und für das Spannungsfeld zwischen Ökonomik, ÖSL und technischer Umsetzbarkeit von Maßnahmen werden Lösungsansätze und Szenarien entwickelt.

Im TP 5 (DAKIS Implementierung) wird in der Praxis die differenzierte Bereitstellung von ÖSL, Biodiversität und biogenen Produkten praktisch erprobt. Mittels Smart-Farming Technologien werden innovative Anbauverfahren erprobt und entwickelt, die es ermöglichen innerhalb einer Nutzfläche, kleinräumig und teilflächenspezifisch unterschiedliche Produktionsziele zu realisieren. Die im TP5 gewonnen Ergebnisse dienen somit auch der Validierung von DAKIS. Das TP gliedert sich inhaltlich in die Maßnahmenpakete Acker, Grünland und Robotik.

Alle Aktivitäten der Teilprojekte  werden durch das TP6 (Vorausschauende Bewertung und rechtliche Prüfung) mit Foresightstudien, Nachhaltigkeits- und Rechtsbewertungen begleitet und unterstützt. Speziell das Recht der Digitalisierung ist eine hochkomplexe Materie, die sich gerade in verschiedensten Teilbereichen entwickelt. Das Aufgabengebiet reicht von der Klärung juristischer Semantiken bis zu gesetzlichen Regelungsformen. Datenrechte bis hin zu Data Ownership, Big Data, Robotik, Algorithmenkontrolle, Security and Safety und rechtswissenschaftlicher Umgang mit personenbezogenen Daten, Maschinendaten, Open Data – Geodaten, Umweltdaten, Wissenschaftsdaten werden analysiert. Dazu wird eine rechtliche Ausgestaltung des DAKIS-System geprüft.

Regionale Projektbeiräte werden in den beiden Pilotregionen etabliert, welche das DAKIS aktiv mit- und weiterentwickeln werden. Am Ende des Projektes steht ein Prototyp des DAKIS-Systems, der Handlungsoptionen für die zwei Pilotregionen vorschlägt.