Ecology Letters (2011) 14: 101–112 Abstract Biodiversity in agricultural landscapes can be increased with conversion of some production lands into ‘more‐natural’– unmanaged or extensively managed – lands. However, it remains unknown to what extent biodiversity can be enhanced by altering landscape pattern without reducing agricultural production. We propose a framework for this problem, considering separately compositional heterogeneity (the number and proportions of different cover types) and configurational heterogeneity (the spatial arrangement of cover types). Cover type classification and mapping is based on species requirements, such as feeding and nesting, resulting in measures of ‘functional landscape heterogeneity’. We then identify three important questions: does biodiversity increase with (1) increasing heterogeneity of the more‐natural areas, (2) increasing compositional heterogeneity of production cover types and (3) increasing configurational heterogeneity of production cover types? We discuss approaches for addressing these questions. Such studies should have high priority because biodiversity protection globally depends increasingly on maintaining biodiversity in human‐dominated landscapes.

Monitoring Land Use Land-use decisions are based largely on agricultural market values. However, such decisions can lead to losses of ecosystem services, such as the provision of wildlife habitat or recreational space, the magnitude of which may overwhelm any market agricultural benefits. In a research project forming part of the UK National Ecosystem Assessment, Bateman et al. (p. 45 ) estimate the value of these net losses. Policies that recognize the diversity and complexity of the natural environment can target changes to different areas so as to radically improve land use in terms of agriculture and greenhouse gas emissions, recreation, and wild species habitat and diversity.

1. Widespread declines in the populations of many British farmland birds have occurred since the early 1970s. We must understand the causes of these declines tomake recommendations about conservation and agricultural management, andthis can be approached by investigating the relationships, across species, betweenabundance and agricultural change. We describe novel, quantitative approaches to the interpretation of abundance indices from which reliable inferences about conservation status can be made. 2. We calculated farmland Common Birds Census indices for 42 species, smoothed the series to reveal underlying trends and estimated confidence intervals for the changes in abundance. 3. Between 1968 and 1995, the abundance of 12 species declined significantly andthat of 14 species increased. 4. Specialization was the only significant determinant of changes in abundance (of 10 tests against species characteristics): 13 farmland specialists declined, on average, by 30%, whilst 29 more generalist species underwent an average increase of 23%, confirming that farmland birds should engender conservation concern. 5. Smoothed abundance curves, transformed to emphasize trend direction and timing, were then compared quantitatively to identify whether groups of species had shared common trends. 6. Species tended not to be strongly grouped, but small groups of species with common trends were identified. Similarities in ecology among grouped species clarify the possible environmental causes of their population trends, indicating future research priorities. 7. The groups identified included: one group consisting of three thrush species Turdus and the skylark Alauda arvensis L. which all declined from the mid‐1970s after being stable previously; one group comprising three trans‐Saharan migrant warblers (Sylvidae), whose abundance fell in the early 1970s and later increased; and a diverse group of six smoothly increasing species. 8. Turning points were identified as where each species’ population trend turned significantly, revealing critical periods during which populations are likely to have been affected by environmental change. 9. Three collections of downward turning points were found, including one in the mid‐1970s when many farmland bird declines began. Four other periods each included many upturns. The groups of turning points should facilitate the identification of environmental changes which have had widespread effects. Management prescriptions can then be designed to reverse or to mirror such key changes and thereby focus conservation effort effectively.

Significance Agricultural landscape homogenization is a major ongoing threat to biodiversity and the delivery of key ecosystem services for human well-being. It is well known that increasing the amount of seminatural cover in agricultural landscapes has a positive effect on biodiversity. However, little is known about the role of the crop mosaic itself. Crop heterogeneity in the landscape had a much stronger effect on multitrophic diversity than the amount of seminatural cover in the landscape, across 435 agricultural landscapes located in 8 European and North American regions. Increasing crop heterogeneity can be an effective way to mitigate the impacts of farming on biodiversity without taking land out of production.

Abstract Knowledge of the direction, magnitude, and timing of changes in bird population abundance is essential to enable species of priority conservation concern to be identified, and reasons for the population changes to be understood. We give a brief review of previous techniques for the analysis of large-scale survey data and present a new approach based on generalized additive models (GAMs). GAMs are used to model trend as a smooth, nonlinear function of time, and they provide a framework for testing the statistical significance of changes in abundance. In addition, the second derivatives of the modeled trend curve may be used to identify key years in which the direction of the population trajectory was seen to change significantly. The inclusion of covariates into models for population abundance is also discussed and illustrated, and tests for the significance of covariate terms are given. We apply the methods to data from the Common Birds Census of the British Trust for Ornithology for 13 species of farmland birds. Seven of the species are shown to have experienced statistically significant declines since the mid-1960s. Two species exhibited a significant increase. The population trajectories of all but three species turned downward in the 1970s, although in most cases the 1980s brought either some recovery or a decrease in the rate of decline. The majority of populations have remained relatively stable in the 1990s. The results are comparable with those from other analysis techniques, although the new approach is shown to have advantages in generality and precision. We suggest extensions of the methods and make recommendations for the design of future surveys.

Experiences of nature provide many mental-health benefits, particularly for people living in urban areas. The natural characteristics of city residents’ neighborhoods are likely to be crucial determinants of the daily nature dose that they receive; however, which characteristics are important remains unclear. One possibility is that the greatest benefits are provided by characteristics that are most visible during the day and so most likely to be experienced by people. We demonstrate that of five neighborhood nature characteristics tested, vegetation cover and afternoon bird abundances were positively associated with a lower prevalence of depression, anxiety, and stress. Furthermore, dose–response modeling shows a threshold response at which the population prevalence of mental-health issues is significantly lower beyond minimum limits of neighborhood vegetation cover (depression more than 20% cover, anxiety more than 30% cover, stress more than 20% cover). Our findings demonstrate quantifiable associations of mental health with the characteristics of nearby nature that people actually experience.

Agricultural intensification is one of the main causes for the current biodiversity crisis. While reversing habitat loss on agricultural land is challenging, increasing the farmland configurational heterogeneity (higher field border density) and farmland compositional heterogeneity (higher crop diversity) has been proposed to counteract some habitat loss. Here, we tested whether increased farmland configurational and compositional heterogeneity promote wild pollinators and plant reproduction in 229 landscapes located in four major western European agricultural regions. High-field border density consistently increased wild bee abundance and seed set of radish ( Raphanus sativus ), probably through enhanced connectivity. In particular, we demonstrate the importance of crop–crop borders for pollinator movement as an additional experiment showed higher transfer of a pollen analogue along crop–crop borders than across fields or along semi-natural crop borders. By contrast, high crop diversity reduced bee abundance, probably due to an increase of crop types with particularly intensive management. This highlights the importance of crop identity when higher crop diversity is promoted. Our results show that small-scale agricultural systems can boost pollinators and plant reproduction. Agri-environmental policies should therefore aim to halt and reverse the current trend of increasing field sizes and to reduce the amount of crop types with particularly intensive management.

There is growing interest in the role that natural capital plays in underpinning ecosystem services. Yet, there remain differences and inconsistencies in the conceptualisation of capital and ecosystem services and the role that humans play in their delivery. Using worked examples in a stocks and flows systems approach, we show that both natural capital (NC) and human-derived (produced, human, social, cultural, financial) capital (HDC) are necessary to create ecosystem services at many levels. HDC plays a role at three stages of ecosystem service delivery. Firstly, as essential elements of a combined social-ecological system to create a potential ecosystem service. Secondly, through the beneficiaries in shaping the demand for that service. Thirdly, in the form of additional capital required to realise the ecosystem service flow. We show that it is possible, although not always easy, to separately identify how these forms of capital contribute to ecosystem service flow. We discuss how applying a systems approach can help identify critical natural capital and critical human-derived capital to guide sustainable management of the stocks and flows of all forms of capital which underpin provision of multiple ecosystem services. The amount of realised ecosystem service can be managed in several ways: via the NC & HDC which govern the potential service, and via factors which govern both the demand from the beneficiaries, and the efficiency of use of the potential service by those beneficiaries.

Land use change is crucial to addressing the existential threats of climate change and biodiversity loss while enhancing food security [M. Zurek et al. , Science 376 , 1416–1421 (2022)]. The interconnected and spatially varying nature of the impacts of land use change means that these challenges must be addressed simultaneously [H.-O. Pörtner et al. , Science 380 , eabl4881 (2023)]. However, governments commonly focus on single issues, incentivizing land use change via “Flat-Rate” subsidies offering constant per hectare payments, uptake of which is determined by the economic circumstances of landowners rather than the integrated environmental outcomes that will be delivered [G. Q. Bull et al. , Forest Policy Econ. 9 , 13–31 (2006)]. Here, we compare Flat-Rate subsidies to two alternatives: “Land Use Scenario” allocation of subsidies through consultation across stakeholders and interested parties; and a “Natural Capital” approach which targets subsidies according to expected ecosystem service response. This comparison is achieved by developing a comprehensive decision support system, integrating new and existing natural, physical, and economic science models to quantify environmental, agricultural, and economic outcomes. Applying this system to the United Kingdom’s net zero commitment to increase carbon storage via afforestation, we show that the three approaches result in significantly different outcomes in terms of where planting occurs, their environmental consequences, and economic costs and benefits. The Flat-Rate approach actually increases net carbon emissions while Land Use Scenario allocation yields poor economic outcomes. The Natural Capital targeted approach outperforms both alternatives, providing the highest possible social values while satisfying net zero commitments.