合成，一部分的特别功能山区可持续土地利用实践:全球变化下生态系统动态、社会经济影响和政策影响的综合分析

全球变化下山区土地可持续利用:跨尺度和学科的综合

• 摘要
• 简介
• 侏罗山脉的树木繁茂的牧场
  • 非线性动力学与阈值
  • 非均质性
  • 权衡
  • 反馈和反馈循环
  • 总结
• 干旱阿尔卑斯地区，维斯普
  • 非线性动力学与阈值
  • 非均质性
  • 权衡
  • 反馈和反馈循环
  • 总结
• 温度敏感，内阿尔卑斯地区，达沃斯
  • 非线性动力学与阈值
  • 非均质性
  • 权衡
  • 反馈和反馈循环
  • 总结
• 存在阈值、异质性、反馈和权衡的政策评估
  • 非线性动力学与阈值
  • 非均质性
  • 权衡
  • 反馈和反馈循环
• 讨论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

山脉是“欧洲被低估的生态支柱”(Hazeu et al. 2010)，为山区居民和居住在这些地区以外的人提供必要的生态系统产品和服务(EGS)。然而，山地生态系统提供关键服务的能力面临风险(Nogués-Bravo et al. 2007, McCain和Colwell 2011)。不仅全球变暖预计将在未来几十年对陆地生态系统产生迅速的有时是关键的影响(Malcolm et al. 2006, Kurz et al. 2008)，而且不同层次的政治决策和社会经济边界条件的变化也将影响土地利用(Rounsevell et al. 2006, Bugmann et al. 2007)。这些转变带来了巨大的生态和社会挑战，需要管理对物种组成和生态系统功能的影响，从而管理对EGS提供的影响(MEA 2005, Schröter等人，2005,Metzger等人，2006)。

鉴于这些即将发生的变化，需要对人类与环境的耦合研究(Scholz和Brand 2011)，重点关注人类与自然环境在空间和时间尺度上的相互作用(Carpenter等，2009年)一个)．Mountland项目通过在瑞士阿尔卑斯山进行跨学科研究解决了这一需求。其目的是制定土地使用做法和替代政策解决办法，确保受气候和土地使用变化影响的山区的农业和森林土地使用提供环境产品。来自自然科学、经济学和政治学的九个研究小组的专业知识和方法背景被整合在一个研究过程中，在本专题的介绍性文章中有更详细的描述(Huber et al. 2013)一个)．

特别是，Mountland研究了被研究的人类和环境系统内部和之间的反馈和反馈循环(Liu et al. 2007一个Carpenter et al. 2009一个)，将基于plot的观测和实验证据整合到一个建模框架中，然后将其升级到景观级别。由于基于模型的升级，小尺度的环境变化可以与处理相应生态系统的使用和管理的不同制度尺度联系起来(Cash et al. 2006, Kok and Veldkamp 2011)。

该项目侧重于三个案例研究区域，分别是汝拉的牧场-林地景观、瓦莱的干旱敏感内高寒区和达沃斯的温度敏感高高山区(图1)。

我们总结和综合了山地项目的结果，并提供了与分析全球变化对欧洲山区影响相关的生态、社会经济和政治过程的见解。首先，结合案例研究区域的结果，我们探讨了气候和土地使用变化在不同规模上对EGS提供的影响，并描述了处理这些变化的区域制度设置。对于每个案例研究区域，我们根据Huber等人(2013年)提出的概念框架，连续呈现了来自生态实验、景观动力学机制模型、社会经济土地使用模型和政策分析的综合结果一个)．Liu et al. (2007一个，b)，我们为每个案例研究区域描述了人-环境耦合系统的四个典型特征，即非线性和阈值、异质性、权衡和反馈。其次，我们就对山区土地利用影响较大的主要国家政策的政策过程(即农业和森林政策)评估项目结果，并就每个案例研究区域的四个人类-环境特征讨论替代政策工具和措施。

侏罗山脉树木繁茂的牧场

侏罗地区的森林供养系统面临的主要挑战是森林和草原管理的分离，导致生物多样性和农业供应服务的丧失。主要问题是气候变化如何影响这些生态系统，以及什么样的beplay竞技农业管理和政策措施将抵消这些EGS的损失。表1总结了与侏罗地区案例研究有关的研究重点、方法和出版物。

在一个移植实验中对草本植物产量的分析表明，在更适应寒冷的树木牧场中，气温的轻微升高可能有利于牧草产量，但在大型开阔牧场中，与高温相关的干旱可能会产生相反的效果，因为土壤水分的蒸发损失(Gavazov et al. 2013)。绝缘的树冠覆盖，以及结构景观的多样性，赋予了森林牧场在未来几十年面对气候变化的缓冲潜力。beplay竞技相比之下，露天牧场由于干旱后溶解有机碳的淋失和土壤生物活性的降低，土壤有机碳储量将下降，进而影响土壤肥力。因此，我们的实验表明，与开放牧场相比，林地牧场在碳循环方面对气候变化具有很强的抵抗力。beplay竞技

在模拟框架中整合这些发现可以转移到景观层面。模拟预测了延迟但不可避免的景观镶嵌结构变化。情景分析(Peringer et al. 2013)的结果表明，未来的温和变暖进一步支持将牧场-马赛克分离为封闭的森林、树木稀疏的牧场或草地。如果不采取适应性管理，更极端的变暖甚至可能使景观格局在长期内同质化。这将对EGS的供应产生相当大的影响:夏季干旱预计将大幅减少草料产量，木材产量将下降，因为目前占主导地位的挪威云杉(挪威云杉)对任何山毛榉(Fagus sylvatica)或苏格兰松(抗旱性)在强暖下。

关于未来的土地使用，我们发现Jura山区的农民不太可能增加农场中大型家养食草动物的数量，即使这是在气候变化下维持生态系统所需要的。beplay竞技综合了社会经济驱动力和上述生态建模框架的基于代理的农场模型的结果(Huber等，2013b)认为，以生态系统服务付费形式的经济激励在一定程度上抵消了土地使用隔离。但是，改变经济激励的长期后果取决于历史和当前的土地使用情况以及生态边界条件。例如，在目前使用不那么密集的地区，未来增加植被密度可能不足以改变长期的植被动态，有选择地砍伐树木可能是必要的(Peringer et al. 2013)。

在政策层面，我们的分析表明，当前的农业政策支持了持续的土地隔离使用趋势，导致了森林牧场生态系统的损失(Chételat et al. 2013)。总体而言，瑞士的农业政策支持集约化程度较低的农业土地利用做法，因为土地利用集约化通常被视为山区生物多样性丧失的驱动因素(Zimmermann等人2010年，Marini等人2011年)。然而，森林牧场是一种特殊情况，在这种情况下，生物多样性保护往往要求增加而不是减少土地利用强度。由于瑞士的农业政策在联邦层面高度集中，尽管我们的分析表明瑞士的农业政策网络可能支持将农业生产与促进生物多样性相结合的政策，但这些非常具体的特征并不总是被考虑在内(Hirschi等人，2013年)。

非线性动力学与阈值

土地利用实践(即放牧)和植被动态之间的相互作用导致阈值，导致小空间尺度(< 1公顷)的不同植被覆盖，并产生异质景观(Chételat et al. 2013)。在饲料生产依赖于镶嵌结构和树木在不同发育阶段对牛活动的抗性方面，非线性动态尤其明显(图2)。例如，挪威枫(宏碁pseudoplatanus)和山毛榉幼苗(小于1岁)的成活率和生长率均低于挪威云杉和银杉(冷杉属阿尔巴)．一旦幼苗(小于1岁)发育成树苗(1-3年)，对于银杉和挪威云杉来说，牛的活动对生存和增长率的相对影响更高(Vandenberghe et al. 2007)。转移到景观尺度，对森林动态的模拟表明，由于气候变化，物种组成和树木密度发生了相当大的变化(Peringer等，2013年)。beplay竞技无论采用何种管理方法，生态系统都无法完全恢复到以前的状态，而会发展出新的状态(Huber等，2013b)．

非均质性

在森林牧场，草本植物和木本植物物种之间的复杂相互作用以及土地利用强度导致即使在农业生产单元内也存在高度的空间变异(牧场sensu Allen et al. 2011)。从根本上说，这种草地-林地植被动态的异质性促进了生物多样性(Gillet et al. 1999, Dufour et al. 2006)，必须考虑三个时空尺度来理解它。在景观尺度上，圈养在围场中的牛的栖息地选择受到人类基础设施(如围栏和水点)和自然结构(如斜坡和空地)的限制(见科勒等，2006年)一个)．在中等规模，即几平方米，牛选择那些最容易觅食和具有最佳放牧价值的植物群落(科勒等，2004年)一个)．在最好的尺度下，即在给定的植被群落内，牛会避开粪便和不好吃的植物(Smit et al. 2005)，制造干扰，促进物种更替(Kohler et al. 2006)b， Gillet et al. 2010)，并确定树木再生(Vandenberghe et al. 2006)。因此，只关注其中一个方面的管理替代方案，例如牲畜管理，将无法恰当地解决与植被动态和EGS提供相关的问题。

权衡

森林牧场是生物多样性保护需要一定程度土地利用强度的一个特殊情况。不出所料，我们的模拟结果揭示了生物多样性的维持与农业生产之间的正相关关系。因此，在粮食生产和生物多样性保护方面存在潜在的双赢局面。正如Hirschi等人(2013)在对瑞士农业政策网络的分析中所显示的，这样的星座提供了实现农业政策进一步绿化的机会。然而，更普遍的政策发展，如更开放的农业市场，使实施空间特定的经济激励具有挑战性，即使模拟结果表明，新的措施可以在一定程度上抵消生物多样性的损失(Huber等，2013b)．

反馈和反馈循环

考虑到预测的气候变化和目前的土地使用强度beplay竞技(Peringer等人，2013年)，森林牧场的可持续利用似乎受到了损害。在建模框架中明确考虑农业结构变化和植被动态之间的反馈循环，与孤立处理气候变化影响的模拟相比，显示出明显不同的景观格局(Huber等人，2013年)beplay竞技b)．此外，对反馈的评估揭示了导致不同地点栖息地损失和获得的重要空间差异，例如Claessens等人(2009)或Polasky等人(2008)也表明了这一点。尽管有这样的反馈，基于模型的森林牧场评估预测了较少的异质性，并在长期内朝着统一的土地覆盖趋势发展。因此，在该案例研究区域，生态系统多样性的丧失是可能的。

总结

对Jura地区气候和土地利用变化的评估表明，小径依赖的农场发展可能会消除细粒、有图案的牧场-林地景观的生态阻力。从长远来看，这些过程可能会导致农业生产部门更加脆弱，并导致生物多样性的丧失。因此，对森林地貌的个案研究揭示了在评估山区环境生态系统时同时考虑气候和土地利用变化的重要性(Schröter等，2005年，Abildtrup等，2006年)。

干旱的高山地区，visp

Visp地区所处理的环境服务问题包括农业和林业提供货物、防止重力危害、气候调节和生境多样性。瓦莱中部易干旱生态系统的主要问题是，管理当局是否能够提高生态系统的抵抗力和恢复力，以在气候和土地使用变化的情况下维持这些EGS的供应。表2总结了Visp案例研究领域的研究重点、方法和出版物。

瓦莱州的生态实验和植被调查表明，气候变化很可能对树木的再生、生长、死亡率，进而对森林动态产生重大影响。beplay竞技这种影响不仅可以在欧洲山区的干旱地区观察到，而且在世界范围内也可以观察到(Allen et al. 2010)。瓦莱的生态实验和植被调查表明，气候变化很可能对树木的再生、生长和死亡率产生重大影响，从而不仅对欧洲山区干旱地区，而且对全球范围内的森林动beplay竞技态也产生重大影响(Allen et al. 2010)。迄今为止，树木死亡率主要发生在干旱年之后的低海拔特别干燥的地点(Rigling et al. 2013)。在干旱导致死亡的干燥松林中，在该地区干旱减少数年后，树木能够恢复生长(Eilmann et al. 2010, 2011)。这清楚地证明了本土树木的弹性以及它们应对极端气候和变化的能力。然而，多年干旱可能加速本地树种的树木死亡过程。实验和调查发现，在早期幼苗生长和存活方面，本地树木的抗旱性不如引进的非本地物种(Eilmann和Rigling 2012)。

这些实验的洞见被用于在景观尺度上校准气候影响的森林模型。在海拔较低的地区，干旱次数的增加预计将导致多年干旱后森林生物量的显著减少(Zweifel et al. 2009, Elkin和Bugmann 2010, Eilmann和Rigling 2012)。然而，预计中至较高海拔的森林将受益于预测的较长的植被期和普遍较高的温度，从而促进森林提供服务。

为了评估减轻对EGS的负面影响的潜力，我们模拟了增加林分异质性和树木抗旱性的不同管理选项，如林下和林下间伐、放牧和创造间隙(图3)。引入放牧作为替代管理措施是因为林下间伐和灌木去除的实验结果表明，林分规模的用水量减少了，从而在一定程度上缓解了干旱的负面影响。预计这些替代森林管理做法将影响环境生态系统的绝对值及其时空动态。在一个森林景观模型中模拟森林管理情景，假设从下层植被中消除更多的枝干，会导致结构性森林多样性的短期下降，但从长远来看，减少下层植被被证明是减缓气候变化引起的退化的一种措施。beplay竞技然而，我们测试的替代管理方案都不能缓解低海拔地区森林生物量和相关EGS的急剧下降。下降的幅度很大程度上取决于管理制度。

将上述森林模式的结果与综合了农业和森林土地利用的社会经济土地使用模式结合起来。在全球变化下，价格发展和政策措施等情景假设强烈影响了瓦莱州饲料和粮食供应的发展。然而，出现了一些总体趋势(Briner et al. 2012)。例如，在所有情况下都发现粮食产量下降，因为耕地大量减少，粮食生产集中在土壤非常适合的土地和其他可取性质的土地上，例如，平坦或距离农场较近。这意味着在低海拔地区的集约化栽培和在高海拔地区的集约化栽培的趋势(Flury et al. 2013)。

土地利用政策，特别是气候变化政策，在制定和实施过程中beplay竞技具有多层次和多部门性质(Mickwitz等，2009年)。在Visp地区，一项政策网络分析(Ingold et al. 2010)以灾害风险管理为例，揭示了当地社区目前是如何努力适应气候变化的。beplay竞技结果表明，横向(即跨司法管辖范围)和纵向(即跨部门政策)的整合有利于当地社区适应气候变化的能力。beplay竞技然而，利用社会资本的沟通和参与质量对于创建多层次治理结构同样重要(Adger 2003)。这一发现也得到了Brand等人(2013)在该案例研究区域进行的基于跨学科的多尺度场景开发的支持。结果表明，利益相关者基于场地的知识和价值观对于扩大理解可能性的范围和制定面向未来更理想状态的战略是非常重要的元素(Kok et al. 2007)。

非线性动力学与阈值

物种特有的生物物理阈值是驱动未来森林和草地组成和结构变化的机制的基础。对气候变化的非线性生态响应预计也会导致EGS表现出阈值响应(Riglbeplay竞技ing等，2012年)。达到这些阈值的时间点主要取决于EGS和景观中的位置(Briner et al. 2012)。例如，在瓦莱州的模拟中，森林对低海拔地区岩崩的保护功能在2000年到2050年之间只发生了微小的变化，但在2060年到2100年之间，当干旱年变得更加频繁时，森林对岩崩的保护功能急剧下降。这种沿海拔梯度的非线性变化也出现在农业生态系统中，尽管它们更容易受到经济驱动因素的影响和响应。

非均质性

在干旱的内高寒瓦莱地区，森林EGS对气候变化的响应在空间和时间上都具有异质性。beplay竞技森林环境生态系统对气候变化的响应方向和速率在很大程度上取决于具体的服务:如何量化它，以及它位于山麓和上层林木线之beplay竞技间的什么位置(Elkin和Bugmann 2010)。例如，在景观尺度上进行评估时，大多数代表土地利用异质性的生物多样性指标显示，在2000年至2100年之间普遍增加，而森林对重力危害的保护在低海拔地区减少，但在同一时期内向林木线增加(图3)。

权衡

在我们的分析中确定了EGS之间的五种相关相互作用。首先，研究发现，支持维持生物多样性的较低集约土地利用会导致当地农民的短期收入损失。第二，如果放牧阻碍了森林的扩张，而森林可以保护人们免受自然灾害的侵袭，那么农业和雪崩防护之间就需要权衡。第三，我们的研究结果表明，保护生物多样性可以以碳封存为代价。第四，相比之下，在增加对自然灾害的防护(包括雪崩防护)和碳封存之间发现了长期协同作用，这也在达沃斯的案例研究中观察到。第五，在山区减少土地集约利用可以减少农业排放，如温室气体，同时提高栖息地质量(Briner et al. 2013)。

反馈和反馈循环

重要的是要共同考虑人类和环境阈值，因为我们的结果表明，综合效应不能作为孤立的社会经济或生态效应的平均值或总和(Briner 2012)。模拟结果表明，森林EGS将受到气候变化的强烈影响。beplay竞技土地利用的变化，如放弃高寒牧场或疏伐或森林放牧等管理做法，虽然仍可减轻未来干旱的预期影响，但其影响相对较小(图4)。相比之下，研究发现农业环境效益的变化主要是由改变土地使用和土地管理的经济条件的变化造成的。beplay竞技气候变化对农业EGS也有直接影响，但相对重要性较低。尽管农业生产的潜力增加了，但这些趋势仍在继续，因为在目前温度有限的高海拔地区，气候条件更加有利。模拟预测，由于结构限制，在这些海拔地区草地产量的增加将导致耕地减少。那些可以用更少的土地，从而以更低的成本饲养最理想数量的动物的农民，将倾向于放弃不太适合的土地。

总结

气候变化对干旱地区，如瓦莱山beplay竞技内高山地区的森林发展的影响可能特别强烈，树木组成和森林结构将发生明显的长期变化。结合土地使用的变化，气候变化的影响预计会有很大的不同，这取决于在景观中对环境效益评价的位置。beplay竞技该案例研究强调了在山区环境服务提供评估中结合不同尺度的重要性(Verburg和Overmars, 2009年，van Delden等人，2011年)。

温度敏感，内高山地区，达沃斯

雪崩防护和休闲娱乐是达沃斯地区最重要的森林环境服务。与雪崩防护相比，开放森林的游憩价值高于封闭森林。因此，在这些山林的管理中考虑保护、娱乐和其他环境服务之间的权衡是该地区的一个关键挑战。表3总结了与达沃斯地区案例研究相关的研究重点、方法和出版物。

在过去的50年里，达沃斯的森林覆盖率不断增加。航拍照片的时间序列显示了树冠覆盖是如何增加的，特别是在海拔1600-2000米之间，即当前林木线以下100-500米(Kulakowski et al. 2009)。随着气候进一步变暖，我们预计这一趋势将更加明显，树木线将缓慢且在空间上不均一地向上移动，尽管一些目前海拔较低的茂密森林的密度可能会下降，这取决于森林管理和自然干扰(Grêt-Regamey et al. 2013)。在空间上树木线向上移动的情况下，在靠近达沃斯上方树木线的试验区斯蒂尔伯格(Stillberg)进行的实验表明，树木的生存和生长受到几个部分相关因素的限制。就像Jura案例研究区域的土地利用实践和植被动态之间的相互作用一样，限制树木生存和生长的因素的相对重要性根据树木的发育阶段而变化。许多树种的幼苗的早期生长似乎并不受当前气候条件的限制，甚至超出了它们实际分布的上限。此外，除温度外的环境因素，如氮的有效性，对它们的生物量生产和分配产生强烈影响(Zurbriggen等，2013年)。在它们生命的3至30年期间，树线附近的树木存活率主要受积雪覆盖时间的驱动，尽管温度对生长最重要(Barbeito et al. 2012)。这表明，积雪持续时间和其他环境因素的微小变化可能对树木种群动态产生强烈影响，进而影响EGS的提供，尤其是在雪崩防护方面。

此外，我们还发现，在瓦莱案例研究地区，林线树木对环境条件变化的反应具有很强的物种特异性，这也体现了干旱对树木的影响。例如，CO的实验₂斯蒂尔伯格的40棵树的富集和土壤变暖显示出对CO升高的积极反应₂对落叶松(落叶松属蜕膜)，虽然山松(松果体mugo)显示没有这种反应(Dawes et al. 2011)。相比之下，土壤变暖没有影响生长或改变CO₂松木的环宽和梢长在暖区较大，但落叶松的响应较小。对于这两个物种来说，气候变暖导致树木线的碳流失，超过了植物估计的碳积累(Kammer et al. 2009, Hagedorn et al. 2010)。在暖炉和CO₂因此，我们可以预期物种特有的响应，对森林覆盖和结构可能产生重要影响，导致在提供不同环境服务时增加权衡。

在研究区域约50%的森林中，雪崩防护是最重要的EGS (Grêt-Regamey et al. 2013)。因此，额外的森林扩张和森林覆盖密度的增加可能会进一步增加EGS，特别是如果新建立的森林斑块位于人口密集地区上方的陡坡上(Bebi et al. 2009, Kulakowski et al. 2011)。基于gis的贝叶斯网络分析表明，未来在气候变暖情景下，森林生态系统的EGS总价值可能会增加(Grêt-Regamey et al. 2013)，这主要是因为对自然灾害的EGS保护价值进一步上升。然而，伴随着森林覆盖的增加，低强度农业土地利用地区的进一步丧失。这可能会对娱乐或生物多样性等其他EGS产生负面影响(MacDonald等人，2000,Lundström等人，2007,Walz等人，2007)。

非线性动力学与阈值

在达沃斯树线上的实验表明，树木的生长和生存在空间、时间和树木发育阶段中往往是可变的，因为在树木生长的前30年期间，环境因素的相关性不断变化，以及积雪持续时间变化的影响(Barbeito et al. 2012)。当温度对积雪覆盖持续时间的间接影响增加时，扰动状态，特别是雪崩和森林动态之间的正反馈(Kulakowski等人，2011年，Teich等人，2012年一个)，预测的森林覆盖和相应的EGS将呈非线性变化。例如，模拟结果表明，如果在易发生雪崩的山坡上，雪崩引起的死亡率超过阈值，森林赝平衡将从森林覆盖转变为稀疏森林(Teich等，2012一个)．这降低了森林的保护价值，导致CO的减少₂封存。

非均质性

在更小的空间尺度上，微地形对树木的建立、树木的生长和上树线上的生物多样性非常重要(Smit et al. 2005, Scherrer et al. 2011, Barbeito et al. 2012)。积雪覆盖的空间异质性和年际变化是EGS的一个重要驱动因素，如提供抵御雪崩的保护(Teich等，2012b)．在后者的情况下，森林覆盖上坡影响雪崩下坡的径流，从而增加空间依赖性和变异性。格里森州建立了一个自然灾害预警和危机管理系统，以监测这种变化，同时明确考虑到气候变化。

权衡

在以旅游业为主的达沃斯地区，人们在雪崩防护、碳封存、山牛(Capercaillie)的栖息地等方面发现了当地的权衡和协同效应。Tetrao urogallus)和木材生产。尽管雪崩保护和娱乐之间的权衡在区域尺度上最相关，但空间分析显示，考虑其他权衡也是确定明确的空间森林管理战略的关键(Grêt-Regamey等，2013年)。目前的管理考虑到抵御自然灾害的空间差异。然而，如果考虑到其他EGS，这些措施的成本效率可能会提高，从而在更好的风险保护和提供各种其他EGS的情况下实现双赢(图5)。

反馈和反馈循环

与其他案例研究区域一样，反馈效应一般增加了EGS的空间异质性和随后的权衡。在达沃斯，我们发现森林覆盖变化与自然干扰之间的反馈机制往往在小空间尺度上存在差异。例如，在雪崩释放区，即使树木密度的小幅增加也能大大提高森林抵御雪崩的保护效力。即使是起始区小树密度的增加(< 15厘米胸径)也会对雪崩爆发的距离产生显著影响(Teich等人，2012年c)．

总结

总之，实验和模型表明，在温度有限的高海拔生态系统中，如达沃斯地区的生态系统，由于气候变化而导致的不同EGS的变化是不同的，而且不容易预测。beplay竞技为考虑不确定性而明确模拟EGS值的动态和映射将是制定空间差异化管理战略的关键，从而也将是优化资源配置以保证提供EGS的关键(Grêt-Regamey等，2012)一个)．此外，该案例研究说明了明确解决山区EGS供需问题的必要性(Burkhard等，2012,Grêt-Regamey等，2012b)．

在存在阈值、异质性、反馈和权衡的情况下进行政策评估

引导山区适应气候变化的土地使用政策横跨瑞士联邦政治体系的各级政府。beplay竞技已在区域一级采取了若干跨政策部门的协调活动，以提高当地应对气候和社会经济变化的适应能力(Ingold等人，2010年)。

除了这些区域政策之外，森林和农业政策也发挥着特别关键的作用，因为山区的森林和农业用地占比较大的份额。这些是传统的部门性政策，主要在国家一级实施。我们的分析表明，这些联邦政策需要更少的集中和更灵活的指导机制，以更好地尊重山区的具体情况(Hirschi et al. 2013;Hirschi Widmer,未出版的手稿)．最近在这些政策领域的改革实际上表明了这一方向的发展。联邦议会最近对联邦森林法进行了部分修订，以便从区域角度使森林面积政策更加灵活。此外，随着正在进行的农业政策改革，将扩大对农业部门提供的生态系统服务的直接支付。然而，来自其他政策领域的研究表明，通过加强政府级别之间的纵向凝聚力，更加合作和面向网络的方法可以进一步提高农村的可持续性(Hirschi 2010)。这可以保证必要的灵活性，以适应不受区域本身直接影响的新的生态和社会经济发展。

正如我们的研究结果还表明的那样，这些政策工具和措施的成功实施将在很大程度上依赖于现有的政策网络(Hirschi et al. 2013)。与一般的公共政策制定一样(Jones和Baumgartner 2005)，土地使用政策的制定植根于现有的治理结构，因此政策过程往往表现出很强的路径依赖性(Duit和Galaz 2008)。上述人-环境系统的相互作用为治理结构与山区未来关键环境服务的提供提供了协调的途径。

非线性动力学与阈值

在长期的持续变化之后，自然资源的使用者可能会面临潜在的快速变化，包括多种生态、经济和社会/文化阈值(Kinzig et al. 2006)。这些阈值对于生态系统负面影响的展开至关重要(Raudsepp-Hearne et al. 2010)。因此，需要灵活形式的政策指导和多层次治理系统(Folke et al. 2005)。与其制定无针对性的管理措施，不如将绩效任务与全球预算相结合的项目更适合确保山地环境服务的提供。这种灵活的政策指导形式必须在部门政策之间协调，以提供一套政策选择办法，保证在突然变化时有足够的回旋余地，从而支持山区自然资源管理人员的适应能力。

非均质性

空间异质性对EGS提供有诸多影响(Turner等，2012)。在我们的分析中，时间和空间上的异质影响表明需要采取适应当地条件的政策措施，因为对影响的概括可能会产生误导(Hanley等，2012)。政策工具的部分区区化将抵消这样一个事实，即“一切都在”的政策，特别是在农业部门，导致了某种单一文化的使用，同时忽视了瑞士阿尔卑斯山的区域潜力(Lehmann和Messerli 2007)。此外，潜在的区域化将增加弹性发展所需的适应战略的灵活性(Agrawal和Perrin 2009)。政策工具的区区化还将导致财政支持和补偿计划的再分配(Flury等人，2005年)，Reed等人(2009年)也将其确定为英国高地生态系统维护的核心选项，或者如Lebel和Daniel(2009年)在热带高地流域生态系统服务支付的情况下所讨论的那样。然而，在目前的部门和分级政策机制下，这种针对具体地点的财政资源分配并不总是可行的，如果忽视区域或国家边界条件，可能会导致低效的地方解决方案(Brondizio等，2009年)。

权衡

考虑到生态系统服务之间的潜在权衡，决策者应考虑其决策的累积和协同或对抗效应(Rodríguez等，2006年)。以项目为导向的综合政策措施，与孤立的、具体部门的措施不同，支持在管理山区环境服务供应时权衡取舍。此外，诸如区域公园项目或改善等具体项目允许利益攸关方参与政策和管理备选办法的制定和执行。在这种跨部门和多层次的治理项目中，我们在评估中分析的管理选项可以根据关键的非生物驱动力，并考虑到各领域利益相关者的特定心态来实施(Lebel et al. 2006)。在这种背景下，我们在瓦莱举行的利益相关方研讨会表明，文化遗产、当地身份和特定的土地使用传统牢牢扎根于人们的思维方式中。因此，在考虑和预测未来发展轨迹时，传统和价值观的发展是重要的方面(Brand et al. 2013)。因此，让利益相关者参与政策和管理方案的制定和实施，可以帮助人们保留这些传统，并支持社会弹性(Adger 2000, Wiek et al. 2012)。

反馈和反馈循环

更好地理解人类和生态系统之间的反馈对于EGS供应的管理至关重要(Carpenter et al. 2009一个)．在我们的研究结果中，正反馈和反馈循环放大了阈值的概率，增加了气候变化影响的异质性，并影响了环境服务提供的权衡。beplay竞技没有任何政策蓝图可以让我们协调所有这些挑战(Ostrom 2009)。然而，充分考虑多个利益相关者的空间规划在欧洲山区和其他地区日益被视为关键的协调工具(de Groot et al. 2010)。例如，Lebel和Daniel(2009)从他们在热带高地的回顾中得出结论，多利益相关者规划工作可能不会消除利益或权力关系的重要性，但确实提高了服务和用户评估的质量。Visp地区案例研究中的利益相关者研讨会表明，生活在该地区的人们倾向于认为空间规划是影响他们未来的最“积极”因素(Brand et al. 2013)。在我们的案例研究中所说明的未来环境指标提供的异质性意味着，在现有的分区类别之外，创建新的类别，代表空间上明确的不同风险和脆弱性水平，将提高适应措施的效力和效率。

讨论

在不了解生物物理现实的情况下，任何对气候和土地使用变化对EGS提供的影响的评估都是徒劳的(Seppelt et al. 2011, Carpenter et al. 2009)一个)．《Mountland》的分析说明了在模拟气候变化的实验环境中，变化的生物物理环境对特定树种生长、饲料生产或土壤碳循环变化的影响。beplay竞技常见的研究问题(Huber et al. 2013b)和场景允许将实验结果扩大到相关的空间水平，在管理和/或(政治)决策中可以考虑EGS的提供(Müller et al. 2010)。山区的社会经济和生态模型的联系使我们能够成功地探索一系列情景，旨在量化在一套联合假设下山区环境服务提供的影响和权衡。情景分析与不确定性和意外相关(Carpenter et al. 2009b)．根据定义，基于模型的未来发展轨迹是不确定的，因此不应被解释为预测(Carpenter et al. 2006)。然而，不同模型的联系使我们能够审查在不同案例研究区域中确定的主要问题:(1)量化环境服务提供中气候和土地使用变化的伴随影响，朱拉案例研究就是一个例证;(2)不同尺度数据在空间上的明确整合，这在瓦莱地区的案例研究中是最紧迫的;(3)确定在提供环境服务方面的权衡，这在达沃斯地区的案例研究中特别重要。此外，向利益相关者展示地图、权衡曲线和资产负债表允许在跨学科对话中锚定我们的跨学科研究成果。这是朝着统一环境服务的供需方向迈出的重要一步。

链接有关人类与自然系统耦合和EGS的文献(Liu等，2007b， Alberti et al. 2011, Scholz 2011)，我们发现这些系统的以下关键特征是我们在欧洲山区的案例研究领域的核心:非线性和阈值;异质性;还有权衡和反馈。我们在所有三个案例研究区域都发现了这些特征的相关例子。我们的研究结果表明，一个关注三个方面的制度框架是维护和加强山区重要环境服务的必要条件。首先，应支持采取综合方法，即政策整合，以加强跨部门协调(Weber, 2007年)。这些方法将允许在存在异质性和阈值的情况下更有效地提供山区环境指标。其次，网络管理和指导，即网络治理，以加强多层次治理(Lebel et al. 2006, Kok和Veldkamp 2011)，将允许(当地)利益相关者在政策制定和执行过程中充分整合。解决异质性、权衡和反馈的空间规划工具和方法在此背景下提供了重要的政策选择(Reed等人，2009年)。第三，利益相关方的整合将允许重点关注能力建设(Folke et al. 2010)。 This is important to reduce vulnerability to changing climate conditions, socioeconomic developments, and related risks that we identified in Mountland.

两大挑战使得这些政策措施难以实施。首先，我们在当前部门政策中发现的强烈路径依赖意味着农业部门不太可能进行重大政策改革，除非有来自其他经济强大部门和/或更广泛的国家或国际政治发展的巨大政治压力(Sciarini 1994, Hirschi et al. 2013)。尽管(感知到的)危机可能代表着引导社会生态转型的机会之窗(Folke 2006, Olsson et al. 2008)，但这往往会导致与当地利益相关者的传统和价值观发生冲突，因为高水平的集体行动和学习往往意味着凌驾于制度特征之上，如路径依赖(Duit和Galaz 2008)。因此，治理系统可能必须同时包括灵活和稳定的元素(Duit et al. 2010)。对政策和项目的监测对于揭示支持山区环境服务提供的不同治理系统的优势(不利)非常重要。其次，气候变化影响的时空变异性和与气候变化相关的不确定性使政策措施的实施变得困难，因为所需的长期beplay竞技框架远远超过了政治行政系统的正常选举和预算周期(Cash et al. 2006)。因此，主要的挑战和科学义务是在这些生态影响在景观中显现之前，向政策制定者提供可能发展的远景和情景。

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