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[转载]景观管理策略促进生态系统服务的多功能和社会公平

已有 1217 次阅读 2023-5-12 14:55 |个人分类:生态服务评价,生态模型,社会价值,能够量化美学、生物多样性、休闲生活、文娱活动|系统分类:论文交流|文章来源:转载

本文来源:生态系统服务园

Landscape management strategies for multifunctionality and social equity

        
随着土地资源的压力不断增加,景观管理战略必须同时为众多利益相关者群体提供多种利益。因此,作者开发了一种方法,将所有类型生态系统服务的生态数据与描述多个利益相关者群体生态系统服务优先级的信息结合起来。本文确定了景观场景,使整个利益相关者社区的整体生态系统服务供应相对于需求最大化,同时保持生态系统利益在各群体之间的公平分配。作者发现德国农村当前的景观构成接近最优,但大多数最大化一种或几种服务的情况会增加不平等。这表明,为欧洲提出的大多数主要土地使用变化可能导致社会冲突、降低多功能。通过扩大森林和多样化以及减少草地集约化可以实现适度的多功能和公平性。作者的方法为量化土地利用变化的社会影响提供了一个工具,可以广泛应用于确定可持续的土地利用转变。

研究背景与目的

       

全球对生态系统产品和服务的需求不断增长,正对土地资源施加越来越大的压力,要求其同时提供多种效益,并在较高水平上提供效益。这些不断变化的需求也导致了土地利用的重大变化,通过改变所提供的生态系统服务的平衡,可能导致利益相关者群体之间的冲突。这种冲突经常出现,因为土地使用变化通常只促进少数生态系统服务,特别是与供应相关的服务。而且,由于各种服务之间的生物物理权衡,这往往以牺牲其他服务为代价,包括保护生物多样性。由于利益相关者群体的需求不同,这些变化导致了“赢家”、“输家”以及在分配和获取方面的不平等。
为了了解如何管理景观以最佳地提供多种生态系统服务,并将土地使用者之间的冲突降至最低,已经应用了一系列建模方法。这些研究通常侧重于土地利用变化对生态系统服务供应的影响,但没有量化其对利益相关者的影响。同时,土地利用变化的社会影响评估主要是在社会生态和景观管理研究中进行的,通过访谈、情景研讨会或调查。这些评估虽然见解深刻,但很少提供可用于决策的定量产出,例如,减少冲突的具体土地使用比例。因此需要量化工具来指导决策,并帮助构建旨在解决此类冲突的参与性方法。这种量化工具不仅应考虑生态系统服务的供应,还应考虑这种供应在全社会的公平性,因为人们日益认识到公平获得、供应和管理生态系统服务是成功和可持续土地管理的一个重要方面。
本文比较了利益相关者群体的生态系统服务多功能性得分,以评估土地使用策略对利益相关者社区的整体影响,以及生态系统服务供应的变化如何影响社会公平。

研究方法

 

1. 土地利用:草地地块根据LUI指数进行分类,该指数基于2008年至2015年期间使用问卷调查从站点所有者收集的放牧、刈割和施肥强度数据。这三个土地利用因子经标准化后,在同一时期内对三个地区的平均值进行了汇总。然后将LUI计算为和的平方根。根据LUI指数是否属于所有LUI指数的0-33%、33-66%或66-100%分位数,将所有草地分为低强度、中强度和高强度。森林部分如果有80%的基林地为落叶或针叶林,则将林地分为落叶或针叶林,否则为混合林地。
2. 生态系统服务优先:2018年,作者在每个地区举办了一次专家研讨会,由一些预先选定的利益相关者团体的代表参加。由此确定了14个利益相关者群体,并列出了对该社区重要的所有陆地生态系统服务,最终包括11种生态系统服务(图1)。

图片3. 生态系统服务供给:在草地和森林中,生态系统服务供给的量化基于2008 - 2015年在所有样地收集的样地级指标。对于农田,创建了人工“地块”,其中指标值来自文献资料。然后根据环境对地块级指标进行校正,并汇总到景观级,以量化景观级服务供应。除非另有说明,否则,地块级指标在0到1之间缩放,并取平均值,以获得生态系统服务供应,景观级服务供应计算为地块级供应值的总和。

4. 景观模拟:景观模拟使用Rust编程语言进行,该语言为数据密集型模拟提供了更快的环境。同时使用所有三个地区的数据进行模拟,这能够确定相对于基线景观(三个地区的平均当前景观构成),改善一项服务或社区层面多功能的一般策略。
5. 景观级生态系统服务的多功能和最佳方案的识别:生态系统服务多功能性是衡量多种优先生态系统服务相对于人类需求的同时供给的指标。在这里使用它来量化服务供应满足涉众组需求的程度。对于每个重复的景观,对每个涉众组的多功能性进行计算,作为考虑的服务的平均值,并根据组的优先级得分进行加权,然后根据不同的标准确定了最佳景观组成。

研究结果

1. 景观现状

首先通过改变不同管理类型下森林和草地的比例,并测量每种景观的多功能性和公平性,探索了涵盖所有景观组成的6000个景观场景的社会影响。该情景集合显示,基线景观组成接近最佳,因为87%的可能景观组成具有较低的社区水平的多功能性或较低的公平性得分,或两者兼有(图2b,c),只有13%的景观组合两者都有所改善,与潜在损失相比,潜在收益边际较小(高多功能-高公平性地区很少有情景;图2a的右上角)。

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2. 服务对基线多功能的贡献

与基线景观相比,大多数潜在景观组合在提高多功能和公平性方面的不足可以通过检查每个利益相关者群体的多功能得分以及不同服务对这些得分的相对贡献来理解。基线景观组成平均包括38%的农田、20%的草地和42%的森林(图3a),接近全国平均水平。这一基线景观提供了大多数生态系统服务的中等至高水平,这使得涉众群体之间相对相似的高多功能水平(图3f)。由于大多数利益相关者群体对广泛的服务进行了优先级排序,并且由于服务之间固有的同步和权衡,当前的供应满足所有群体的需求大致相同,利益相关者群体之间的总体多功能性在0.5到0.55之间,其中1意味着所有优先级服务都以最大水平提供(图3f)。尽管如此,不同的服务对每一组多功能性的相对贡献有很大差异。例如,旅游、自然保护和经济部门的多功能中有一半以上与文化服务有关,而土地所有者、农业和林业部门的总体需求主要通过供应服务来满足(图3f)。

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3. 具体的土地使用变化情景

为了更详细地了解土地使用策略如何影响利益相关者社区,作者探索了几种具体的土地使用变化情景。所有情景都涉及森林砍伐(见图2b,c中的情景1)、森林同化化(情景2-4和7)或草地集约化(情景5和6),降低了社区的多功能性,而且通常还与公平的减少有关(图2b,c)。然而,一些场景导致了多功能性和公平性的边际增加(例如,场景8-10)。在这些情况下,通常会有适度的草原向森林的转变,多功能和公平性逐渐增加,从目前的42%的森林覆盖率上升到约48%,然后稳步下降,超过这一点。多功能的增加可能是由于一些主要或专门由森林提供的服务,如狩猎和木材生产。森林覆盖率的提高增加了喜欢森林服务的群体(如猎人和护林人)的多功能。由于这些群体目前的多功能性得分相对较低(图3f),植树造林同时提高了公平性。

4. 优化景观对单一服务的影响

由于某些土地使用策略旨在最大化特定服务的供应,如碳储存或生物多样性保护,本文还探讨了最大化特定生态系统服务景观对提供其他生态系统服务和利益相关者社区的影响。本文第一次这么做是为了保护生物多样性。本文确定了15个生物多样性得分最高的景观组成,并计算了它们相对于基线景观的平均土地利用比例以及生态系统服务供应、多功能性和公平性的变化。与基线景观相比,高生物多样性景观增加了低强度草地面积,同时减少了森林和密集草地覆盖(图3b)。与基线景观相比,这大大减少了除牲畜生产和觅食外的所有生态系统服务的供应(图3d),进而降低了所有群体的多功能性(图3g),并导致社区不平等(图2b,c中绿色部分突出显示)。本文还研究了优化景观碳储存的影响,使用相同的方法确定了这种服务最高的景观组成。这种富含碳的景观组成以森林为主(平均只有1%的草地),许多服务水平较低,包括牲畜生产、生物多样性保护、审美价值和觅食,并导致低社区水平的多功能和高度的不平等(14个群体中有11个显著丧失了多功能),这些结果表明,任何优先考虑单一服务而不考虑土地用户需求多样性的土地使用策略都可能对其他服务产生严重影响,从而对整个社区产生严重影响,可能会增加利益相关者群体之间的冲突。

5. 为整个利益相关者社区优化土地使用

在进一步的分析中,本文确定了最佳的景观组成,即提供最高可能的社区层面的多功能和公平性,为此选择了15个同时最大化公平和多功能的景观组合,并对其组合进行了平均(图2b,c中蓝色突出显示)。相对于目前的条件,这些景观的特点是草地扩张,森林比例增加了约8%,混交林比例增加(图3c)。这些变化将增加大多数服务的供应(除了生物多样性保护、美学价值和畜牧业生产;图3e),导致所有利益相关者的多功能性增加,单个群体增加9%,平均增加3.7%(图3h)。

6. 无害情景

尽管某些景观组合最适合社区生态系统服务多功能和公平性,但采用它们可能会导致本已脆弱的服务供应减少,并降低特定利益相关者群体的多功能。为了解决这些问题,本文进一步确定了一个无害情景,在该情景中,没有利益相关者群体失去多功能,也不会造成脆弱服务的损失(图2b、c和4中的紫色区域)。在利益相关者调查中,脆弱服务被大多数(65%)利益相关者视为“受到威胁”或“不足”的服务,即生物多样性保护、觅食、气候变化减缓和区域特性。然后确定了景观组成,其中所有组的这些服务的供应和多功能性至少与基线景观一样高(即,零组失去多功能性(图4a),零组脆弱服务的供应减少(图4b))。所确定的景观组成与最佳情景一致,因为它涉及森林覆盖增加和草地扩展,尽管变化较为温和。

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总结


通过将自然科学和社会科学数据与景观模拟方法相结合,本文表明,就所需生态系统服务多功能的总体供应和公平性而言,德国研究区域的基线景观构成接近于最优。虽然通过去集约化可以实现这些属性的小幅增加,但大多数土地利用变化情景将减少整个社区的生态系统服务供应,并导致服务提供不平等,可能引发利益相关者群体之间的冲突。本文假设在最近土地利用发生快速变化的地区,将会发现非常不同的结果,因为这导致了大多数利益相关者群体的需求和供应之间的不匹配。此外,在需求两极分化程度更高的系统中,要找到所有群体都能获得所需生态系统服务的最佳状态可能会更加困难。

本文采用的建模方法能够调查大范围景观组成变化对生态系统服务供应和使用这些服务的利益相关者社区的影响。这是通过整合比通常包含的更多服务的供求数据来实现的,这意味着所有的权衡都能更好地表示,情况也更完整,因为本文包括了货币估值方法无法捕捉到的非物质利益。由于利益相关者群体优先考虑多种但不同的生态系统服务,如果要了解景观战略对利益相关者社区福祉的直接影响和农村冲突的原因,这种综合方法是重要的。

声明:本推送内容仅代表课题组对文章的理解,旨在宣传优秀研究成果,请有兴趣的同学阅读原文。课题组水平有限,难免出现错误,也请各位专家同学批评指正。

原文出处:

Neyret, M., Peter, S., Le Provost, G. et al. 2023. Landscape management strategies for multifunctionality and social equity.   Nature Sustainability. 

 


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