生态和社会 生态和社会
以下是引用这篇文章的格式建立:
瓦格纳。,S. Nocentini, F. Huth, and M. Hoogstra-Klein. 2014. Forest management approaches for coping with the uncertainty of climate change: trade-offs in service provisioning and adaptability.生态和社会 19(1):32。
http://dx.doi.org/10.5751/es - 06213 - 190132
研究

森林管理方法应对气候变化的不确定性:权衡服务供应和适应性beplay竞技

1椅子的造林、TU-Dresden2农业部门、食品和林业系统、佛罗伦萨大学3森林和自然保护策略组,瓦赫宁根大学

文摘

快速变化的问题在环境条件下生态系统过程和人工干预措施将在未来是相对较新的林业,而提供生态系统服务,例如,木材或淡水,是非常核心的原始森林管理的概念。森林经理开发了雄心勃勃的确定性方法提供的服务要求,因此使用确定性方法适应气候变化似乎是一个合乎逻辑的延续。beplay竞技然而,随着气候变化的强度高,不确定性森林经理需要回答这个概念上的不确定性。beplay竞技你可以想象一个非命定论的方法来应对这种不确定性;但如何提供服务的概念尚不清楚。本文旨在探索确定性的基本方面和非命定论的方法用于林业应对气候变化,从而指出权衡服务供应和适应性。beplay竞技森林所有者需要能够预测这些权衡来决定对气候变化下可持续森林管理。beplay竞技
关键词:气候变化;beplay竞技生态恢复;生态系统服务;森林管理策略;灵活性;森林结构;不确定性


介绍

由于气候变化、森林经理发现自己beplay竞技处理很多新问题。其中需要计划未来变化的环境条件下,生态系统过程和人工干预。这里的挑战是,我们知道将发生变化,但变化的确切性质是不确定的。建立森林管理策略来应对这种不确定性,但是,必要的。试图开发一个框架的策略需要调查森林管理目标,选择,和方法处理未来的概念。直到现在,森林的活动主要是针对确定最佳结构和耕作实践,这样森林满足所需的永久结束。尽管如此,森林管理员一直面临着一定程度的不确定性,因为长时间跨度的森林生产(Hoogstra Schanz 2008林德纳et al . 2010年)。这种不确定性相关市场和价格,人类劳动能力的可用性,生物害虫的概率,等等。因此,应对不确定性有一些传统林业、森林科学发展策略来处理这种不确定性,例如,提高灵活地选择不同的适当的管理选项(威尔逊和贝克2001)。然而,与气候变化相关的不确定性增加了一个全新的和无与伦比的维度处理的挑战。beplay竞技林业如何应对这种新型的不确定性? Two general strategies can be identified: (1) improve the accuracy of predictions in time and spatial resolution in order to improve forecasts of future climatic conditions, and then choose the best management strategies to shape forests so they better fit those conditions (Wang et al. 2006), or (2) accept uncertainty and enable forests to respond to change without intervention (Millar et al. 2007).

这两种方法对比的角度反映在林业的决定论,即“因果决定论,粗略地说,每一个事件的想法是需要通过前期事件和条件与自然法则”(2010年斯坦福哲学百科全书)。

尽管大量的不确定性在林业,第一个策略,基于确定性规划和管理措施,,,主要还是传统的森林管理方法。不仅适用于从业者,但森林科学家(例如,佩雷斯和Kanninen 2005)。使用一组指定的治疗的概念,将导致可预测的响应从森林很旧,它是建立在一个简化的科学方法,对特定的需求从森林生态系统服务企业,即。森林所有者或公众通常想要的是什么。用第二种方法,为简单起见,我们称之为非命定论的,承认固有的不确定性和有限的可预测性控制不可避免的后果是森林生态系统功能及其与社会和经济的交互系统。这种方法与被定义为系统思维凯(2008)。不太关心,预测和控制,走向一个更有机的,自适应和灵活的管理(李斯特和凯2000)。因此这种方法考虑到还有一个(还不清楚)中固有的不确定性的气候变化预测,特别是关于气候变化将如何转变regional-to-local规模(霍顿et al . 2001年博丹和Wiman 2007),与森林生态系统的复杂性和与社会经济系统的关系。beplay竞技

显然,森林管理的发展,如果的问题,气候变化将在多大程度上影响生态系统服务的提供长期的不平凡的人。beplay竞技然而,上述两种策略可能有非常不同的影响森林生态系统服务的提供。这些不同的影响可能会非常重要的森林所有者和森林企业选择战略的过程。

基于这一框架,我们尝试提出讨论的程度确定在气候变化的背景下的森林管理。beplay竞技我们将追求的目标概述森林管理计划的操作策略。特别是,决心将分析的程度不仅与时间和空间尺度,还与管理目标。

为此,我们(1)强调一些重要的定义和概念的环境中不确定性和森林管理策略如何应对不确定性;(2)描述一个纯粹的确定性方法假设气候变化是可预测的;beplay竞技(3)讨论这种方法侧重于适应性,认为气候变化是不可预测的;beplay竞技然后(4)最后,概述了一些战略上的考虑适用的森林管理水平。

一些有用的定义

时间:未来的意义和不确定性

未来是著名的文学林业和气候变化。beplay竞技这是恰如其分的。然而,尽管中央自然的时候,大多数研究认为,每个人都知道是什么意思时隐含在“未来”这个词的研究没有解决这个问题。讨论什么是未来(的问题,更重要的是,如果它存在的话)现在已经持续了几个世纪。到目前为止还没有最终解决这个窘境被发现。概念的复杂性似乎不能被表达。没有努力解决这个问题,我们只是未来定义为“一切都超出了目前的“韦伯(1999)和关注未来的维度,很大程度决定了林业环境和气候变化的问题:未来的不确定性来源。beplay竞技

虽然有许多类型的不确定性,可能最熟悉的一类不确定性与未来。不确定性本质上是“不知道”的情况和未来是“伟大的未知”。未来“前无法知道时间”,因为它不存在(维氏1994)。正如价格(1989)所说,借用本杰明•富兰克林的老生常谈的陈词滥调,“如果有一件事是肯定的(除了死亡和税收),那就是未来是不确定的”。近年来,科学家研究气候变化的不确定性越来越感兴趣。beplay竞技这显然是合乎逻辑的,因为对未来气候变化;beplay竞技即。,the state of the world in 50 or 100 years from now.

因为未来在本质上是未知的,一个完美的未来的确定性模型是任何理论的。但是为了能够应对未知的,许多学者采用框架决策基于概率的概念(Lempert和施莱辛格2000)。概率是一个给定的事件的发生的可能性。知道概率分布,可以确定期望效用最高的结果。通过这种方式,概率形式代替完整的知识。

通常,之间的差别是由客观的概率和主观概率。客观probabilities-sometimes也称为物理或频率概率是那些可以由理论的可能性(例如,一定数量的结果的概率在骰子的游戏)或经验观测值的概率(例如,基于历史数据)会发生什么。在不可能的情况下,可以使用主观概率。这些主观概率代表评估和个体结构的现实的人。例如,在气候变化的研究中,往往主观概率是由引起相关领域专家的观点。一些科学家状态,客观和主观概率的区别实际上是没有意义的。De Finetti(1974),例如,声明不存在客观的概率,即。,独立于人类思维。只是一定程度的主观概率信念或信心。Hirshleifer所示和莱利(1954),“即使在情况下像扔死的分配的客观概率出现,这样一个外表真的是虚幻的。任何单一的脸出现的机会是六分之一是一个有效的推理只有在死的是一份很公平的条件没有人能够客观确定。”

是否同意所有概率是主观的,在气候变化的辩论中概率通常是作为一种我们无法预测未来。我们可以用这些概率来给那些期望找到最好的森林管理选项。但是这种类型的最佳选择是只和基础的概率一样好,,在气候变化的辩论,有疑问的问题(专家2000年施莱辛格,Dessai和休姆2004)。任何决定基于这样的概率是易受攻击的人有不同的预期,导致替代决策(Lempert和施莱辛格2000)。

因此,一些科学家认为,使用概率气候变化是一个“可怜的基础”(专家和施莱辛格2000)。beplay竞技他们建议不要专注于将来可能发生的问题,因为不确定性太高,有意义的预测。相反,他们将来接受不确定性是固有的,与社会应该寻求一个健壮的策略不敏感(或者至少在很大程度上不敏感),我们对未来的不确定性(Lempert和施莱辛格2000)。

空间扩展

恩斯(1989)和彼得森et al。(1998)指出在空间和时间尺度的重要性在生态科学领域,从而承认之间的联系的空间规模和特定的生态过程的相关性。空间和时间尺度的耦合是特别相关的人口,因为,例如,小规模的人口不稳定可能转化为长期的持久性和稳定性,当大规模异质种群被认为是恩斯(1989)。有必要识别指标不同的空间尺度上的相关性。然而往往非生物和生物环境因素只能测量特定区域或地区与结构元素定义,例如,水土条件以及多样性指数的森林。虽然这些指标的范围限制在本地,高等空间重要性水平(例如,区域,景观)是显而易见的。例如花粉引起的基因流动或传播种子的不同树种桥当地森林站之间的距离,和水的可用性和质量受到特定区域尺度森林状况的影响。同样的效果可以认为森林结构与高吸引力为游客或罕见的树种。这些问题有积极的影响旅游在一个更大的区域。此外,皮特森et al。(1998)假设“功能多样性和跨尺度的分布使再生和更新后发生生态破坏范围广泛的尺度”。

然而,确定一个合适的空间尺度林业应对气候变化的概念仍然是一个具有挑战性的任务。不仅在生态方面尤其如此。例如它是特别困难的,考虑到所有的因素,连接管理森林的空间规模属性。管理森林的大小(即。,whether the forested area is small or large) interacts with the different management aims, which in turn can depend on ownership. We may think of large public properties that have multiple objectives (recreation, nature conservation, watershed protection etc.) as being in contrast to large, private, industrial owners who may concentrate exclusively on productive aims. Further, small private owners might aim for other products and services, etc.

弹性和灵活性

弹性的概念,应用到一个生态系统,是松散定义为系统的能力来维持其功能当面对小说扰动(韦伯2007)。正如已经提到的彼得森et al。(1998),重要的是要区分工程弹性和生态恢复。前一项是强烈与“条件接近稳态”。因此,在气候变化的背景下的辩论更有帮助使用生态恢复力的解释被定义为“一个测量所需的改变或破坏,将一个系统从所维护的一组相辅相成的过程和结构的一组不同的流程和结构”。采用生态弹性根据彼得森et al。(1998),生态学家和森林管理者能够关注他们的活动在森林生态系统组织的流程和结构之间的过渡“可确定的国家。,这样发生的可能性”。因此,在这里我们扩大弹性的定义”。一个生态系统来吸收冲击的能力或扰动,仍保留其基本功能,结构,身份,和反馈,经常由于自适应调整改变条件”(查宾et al . 2006年)。威尔逊和贝克(2001)定义的灵活性:“选择多个选项的能力或机会”。因此“灵活性在森林管理既反映了干预的相对刚性需求和发展途径的潜在范围站”(威尔逊和贝克2001)。 Hence flexibility is strongly connected to the concept of adaptability. Because we are concerned with managed forests, changes in the structure and processes of forest ecosystems are also the consequence of human activities. According to Bodin and Wiman (2007:545), “ . . . managed forests are characterized by ‘forced succession’ towards ‘economically profitable climax stages’ that differ significantly from ‘natural succession’ towards ‘ecological climax stages’ implying metabolic equilibrium”. It is interesting to note that, according to Allen and Hoekstra (1992), managed systems will not be in equilibrium, “all the more so because they are being managed”.

适应,适应能力、适应能力和adaptedness

寻找应对气候变化的策略可能意味着,在一个“理想状态”beplay竞技之前beplay竞技气候变化有某种稳定或平衡所有的因素有关;在我们的例子中(1)森林生态系统功能和(2)森林生态系统服务的提供。因此适应的问题必须被视为一个动态的过程,包括系统的坚韧性和适应性,不仅从生态的角度,也从社会、政治和经济。这是关系到生态系统服务的生产和社会价值体系的关系。生态和社会系统相互影响强烈,他们是最好的(即视为一个生态系统。人类环境耦合系统)(伯克et al . 2003年,克拉克2003年迪金森,查宾et al . 2006年)。

适应这个词是千禧生态系统评估(2005)术语表中定义的“自然或人工系统调整到一个新的或改变环境”,而适应能力描述”机构的一般能力、系统和个人适应潜在的损害,利用机会,或应对后果”。适应能力的定义由林德纳et al。(2010)与千禧生态系统评估(2005)定义的适应或适应性。

适应能力被定义为“。。。演员的能力(个人和组织)系统响应、创建、和形状变化和改变系统的状态”(查宾et al . 2006年)。

遗传学家描述生物和物种种群的能力来应对新环境适应性。他们已经鉴定出物种基因组和交配系统的重要特征,这是明确的战略的一部分,以应对未知(Gregorius 1991)。因此,遗传多样性和适应性的基因流是至关重要的部分。支持这种适应性策略和保持功能,需要满足具体的需求。最适合这些要求的概念似乎是原位概念,植物和动物保持在自然条件进化过程可能发生(Behm et al . 1997年)。

一般解释adaptedness是由Tigerstedt(1994),曾被提出(1968)。表明adaptedness都可以解释为个人特征和描述的程度或水平的适应。确定指标的问题,这一现象已经讨论了这些作者。提出(1968)指出,“对个别adaptedness,存活的概率,达到生殖阶段的生命周期,。是可考虑的标准”。adaptedness这个想法的个人或整个森林的结构是决策过程的集成森林经理的策略。因此,森林从业者评估森林的adaptedness树特有的再生和竞争能力和存活率。这些观察结果必须与特定目标的森林所有者在当地条件下(见图1)。指标adaptedness森林结构应该反映提供生态系统服务的系统组件的生命力。进一步的指标可以是木材体积增加,再生成功,净初级生产水平,或健康个体的比例(如害虫和疾病的侵扰)在一个特定的人口。不同生物的生命力和繁殖的问题是遗传学家的根本利益。 That’s why especially geneticists are used to applying the term adaptedness in provenance recommendations or in genetic improvement trials, given well-known environmental conditions and clearly defined management goals (Müller-Starck et al. 1992, Hill et al. 1998). A particular provenance may seem best adapted to defined conditions compared to those of another origin. By choosing the best-adapted material, the designated outcome is supposedly highly probable, thus reducing the level of uncertainty (Lindgren 1993). Further, the level of appropriateness, i.e., adaptedness, of the choice of species, qualities, or dimensions depends on the owner’s decisions under given social, political, economic, and technological conditions. Adaptedness therefore refers to any sound or appropriate decision that relies on given environmental conditions and aims to bring the forest structure into balance with those conditions, thereby leading to beneficial outcomes for the forest owner (see Fig. 1).

时间尺度之间的相互关系、面向服务和适应性

历史已经导致了感知,森林管理活动应保证社会的当前要求以及维护森林的未来能力履行相关生态、经济和社会功能(欧洲森林1993)。这句话强调利用森林作为可持续发展定义的一部分,再次指向两个不同时间尺度设计策略时必须牢记的可持续性。

之间达到一个平衡的两个不同时间尺度下呈现与总体经济关心的不容城堡(1996)。固有的代际冲突的两个时间尺度也导致强烈的可持续性的定义(美国标准郑伊健et al . 2003年)和弱可持续性。在这里,强大的可持续性与环境可持续发展的意义和需要维护的关键自然资本。强可持续发展对自然资本的功能被认为是实现只有通过生态系统的弹性和稳定性问题(郑伊健et al . 2003年)。在森林管理,未知的未来的困境导致的需求适应森林。传统方法适应性在林业的目的是保持森林的条件允许未来几代人将在任何方向和发展他们想(lamprech 1970)。然而,当我们明白适应性是演员的能力(个人和组织)系统响应、创建、和形状变化,系统的状态变化(查宾et al . 2006年),我们也看到不同层次的适用性不同森林生态系统受到人类的适应。改进的适用性的森林生态系统适应未来的需求和条件是作为一个核心目标在林业塑造适应措施。

同样,Nyland(2002:568)区分森林管理整合不同利益为整个项目的所有权,并可持续森林管理,协调管理和考虑了景观尺度在不同生态时间跨度。因此,作者明确地考虑两种不同时间范围的管理。Haynes et al。(2003)和Monserud et al。(2003)关心的是区别一种方法为最近服务的“兼容性”,可持续性。

在所有的这些语句,我们可以识别意识作为一个管理的决定因素。然而,超过这个,这是一个意识的两个明显不同的时间尺度。时间不仅仅是视为一个连续体,但被视为recent-to-short-term,有别于永恒。这背后的想法,这样的与时间相关的二分法在森林管理的影响值得关注。

藤森(2001:242)已经建立了两个方案,他区分了森林提供的社会福利的重要性,对人类社会和森林的重要性函数作为森林生态系统的基本组件。通过这样做,他假定组件森林生态系统本身的相关性是他们的相关性可持续森林管理的同义词。这是一个应用可持续发展的“生态系统性能的方法”(房屋2001年Scherer-Lorenzen,说话和Maginnis 2005)。藤森(2001)后,森林生态系统组件的相对重要性土壤和生物多样性可持续发展确实是远远大于他们的相对重要性到今天的人类社会的需要。总之,我们看到许多相似之处的适应性和可持续性方面的整体管理方向和固有的重要指标。

两种森林管理的方法来应对气候变化beplay竞技

后发现了一个二分字符经理人行为在日常思维(见“时间尺度之间的相互关系、面向服务和适应性”),我们也可以运用这种二分法的方法来处理全球林业(气候)变化。因此我们有以下部分分为(1)确定的管理策略,即。,tending towards an adapted forest, versus (2) a management strategy aiming towards an adaptable forest. The latter is based on a indeterministic approach. To do so, first we propose a conceptual basis for analyzing how actions are linked to aims and outcomes in forest management.

森林管理包括管理森林生态系统的生态系统服务。根据de Groot et al。(2010),生态系统服务功能指标本身,因为它们直接关系到生态系统结构和功能。一般来说,指标给我们聚合信息生态系统(穆勒和伯克哈德2012)现象。自年生态系统评估报告(2005年生态系统评估报告),分为调节生态系统服务,供应、文化和配套服务。这些服务,只有调节、配置和文化服务人类视为多个服务(德克et al . 2007年)。梅斯et al。(2011)定义了四个不同的指标分类处理能力,流,好处,森林生态系统和生物多样性与生态系统服务的不同类别。配套服务,例如,养分循环和初级生产,被认为是生态系统的内在价值。后者,即。,supporting services, are considered here as ecosystem functions rather than being services in the narrow sense. Biodiversity is taken as a prerequisite for these ecosystem functions.

在现实世界中应用生态系统服务的方法意味着指标的讨论是必要的。不同的森林所有者将有不同的目标,因此将不同。例如,一个私人森林所有者目标木材生产管理森林结构提供大量的木材。,森林所有者需要指标来评估森林的木材生产的管理。因此,各式各样的木头产生的体积增量和质量是很重要的标准。当其他生态系统服务的目的是,指标的设置可能会改变:数量的饮用水提供,每月的游客数量,鸟类繁殖,数量或重量的鹿肉每年收获(参见图1)。值得注意的是,直到现在,这种方法的主要问题是所有可能的服务定义适当的指标。特别是,对于文化服务有一个当前的赤字可衡量的指标,例如,生物多样性的吸引力或娱乐潜力(梅斯et al . 2011年)。2009年联合国环境规划署工作组(unep - wcmc)已经上市的游客数量,猎人、渔民,和工人在森林为例表明生态系统服务的文化视角。由于不断变化的需求随着时间的推移,错配的风险决策有关特定的服务一直很高。但是气候beplay竞技变化改变环境条件下进一步复杂化这个方法,因为其中的一些服务可能无法实现。

在森林管理森林的结构是作为一种手段来优化森林所有者旨在提供生态系统服务。结构是指森林的方法是在不同尺度空间组织与营林管理。这里重要的是要强调结构不是一个随机事件,而是高度依赖于过去和最近的治疗经理,因此决定现在和未来的结果。垂直和水平结构元素时,树的年龄,和物种组成管理水平站在传统的营林系统,它正变得越来越重要,管理其他元素(如枯木,边缘,差距,有价值的单一的树或灌木,等等)在站级别。

森林所有者的目标之间的联系,“最合适”的森林结构,并进一步发展对气候变化从而可以解释为goal-structure林业管理循环(参见Boncina 2011)。beplay竞技从图1可以看到,指标是重要的为了这个循环的功能。因此,指标需要明确定义。然而,最终决定所需的森林结构必须考虑森林的环境的企业。这种特定的环境要求修改任何森林结构的初步想法。取决于环境被认为是静态(某些)或动态(不确定),修改的目标是adaptedness(静态/一定)或适应性(动态/不确定)。因此森林的结构将决定的程度可以提供所需的生态系统服务和森林经理的能力来应对未知的事物。森林所有者将采取措施的目标所需的结构;但由于森林结构只能慢慢修改,这可能需要数年时间。在任何适应性管理,满意度水平的森林所有者若干年后,即, after the first loop, is what determines new decisions made and measures taken in the second loop, etc.

认为气候变化是可预测的(确定beplay竞技性假设)

在静态下,从而众所周知,条件,森林有清晰的概念如何管理森林产生指定的产品。这是,至少部分原因是由于这一事实之间的联系最近的服务或好和经理人措施对森林结构合理性的核心。在这一框架下管理森林因此应该根据声音的知识,例如,为高质量的木材生产在种植园。林业伴随着先进的面向服务的应用确定性方法提高此服务条款。特定服务的需求越高,更多的确定性知识和确定性协议应用于增加这项服务的供应。此外,森林的最为明显的例子,供应服务深入森林站在一个显式的确定性的传统。这些经理努力提供最近的服务是基于建构主义的理性”。使用理由故意创建的规则操作,创建(森林结构),产生的结果被认为是可取的,在特定的情况下,这些由替代安排”(史密斯2003)。

这种类型的管理策略也是一个明显的例子的温和和Meffe(1996)定义为指挥和控制方法,而隐式地假定问题是有界的,明确的,相对简单,通常线性因果关系。

因此,决心在最近的管理生态系统服务的程度很高。建构主义的世界中,根据已知的,恒定的环境条件,树种的反应这些条件和目标管理治疗代表练习提高林业工作者的思考和长时间的实验和学习的主题。本质上,确定性方法用来确定最佳改编物种,物种混合,或其他结构特点特定环境条件(图1)。

下面的例子可以给更好的理解森林管理的确定性性质:
所有这些例子证明森林所有者的目标之间的联系和森林结构来源于这些目标。森林经理试图结构适应森林所有者的目标,从而假设一个著名的和恒定的环境(图1)。或者短期波动环境条件可以集成,例如,通过使用高的树种宽容地下水波动(例如,大卫et al . 2007年)。

管理应对气候变化下的确定性方法beplay竞技

确定性方法试图预测未来的气候条件和设计这些条件的“最好”的森林。这种方法仍然依赖于预测和预测,在总结Coreau et al。(2009)。在这种背景下,这个词预测的特点是最好的预测或预测未来的由一个特定的模式或一个特定的专家。预测一词的定义是对未来的一份声明中,经常与概率分布有关。未来预测的主要特征是他们的程度的确定性,导致只有一个预测。

总之,在气候变化问题的背景下,这种确定性方法认为森林系统,可以完全由适当的管理,和未来的气候变化(几乎)完全知道。beplay竞技应对气候变化的确定性方法是实现或促进这些结构元素——我们所知的adaptednessbeplay竞技 today-enhance森林未来的气候条件。

这种方法的例子是寻找适应产地(例如,王et al . 2006年,罗斯et al . 2009年),调整树种(如Ledig,而1992、2007年柯灵,Brang et al . 2008年),适应性能的幼苗和营林技术提高建立在严酷的条件下(Ibanez说et al . 2007年,克拉森et al . 2010年),调整切割政权再生和收获(例如,Czajkwoski et al . 2005年),和适应稀疏政权站发展(Spathelf 2010)。IPCC-sample Adaptedness针对气候变化的场景,和50 - 100年的角度来看是在大多数情况下(林德纳et al . 2000年)。

伴随着这种方法什么?

这种方法导致的令人信服的力量重定向的研究能力和研究方法的改善和发展。最令人印象深刻的影响这种方法练习林业是新思想的提高,可以在很短的时间内实现。确定性方法似乎提供了一个机会维持森林所有者规定的目标,同时森林适应气候条件变化。适应森林背后的想法通过一个适当的干燥或温暖的条件选择产地或树种确实保持增量,从而生产价值,可比,甚至增加(王et al . 2006年)。这个适应过程也可能随着时间的控制。轻微的管理调整,例如,加剧变薄或袜子卷改善水供应减少站,可能在短时间内实现。强烈的冲击管理调整,如出处或树种变化,可能只能当普通岩屑进行合并,只有一小部分的企业往往每年和森林所有者的财务能力并不在较长。因此,这种方法似乎允许经理控制所有森林的措施。

此外大多数foresters-like许多其他专业团体担心10到15年规划周期(Hoogstra和Schanz 2009)。他们中的大多数认为这段时期是现实的,因为他们需要链接长森林生产周期生产过程和市场机制的其他重要市场参与者除以长期的时期。在这个时间跨度,决定性的行动似乎有前途,已经被证明是成功的。成功应用的经验确定的措施,例如,在清洁和护理操作,许多森林是现实的一部分。

这种方法的最大的劣势就显现出来了,如果现实不符合(完全)气候预测:产地适应温暖干燥的气候可能会面对极端霜冻事件,新物种可能倾向于到害虫,和增加预期可能是不正确的。此外,这种方法似乎非常雄心勃勃的当营林系统不是简单的,即:甚至,不是单一的,不是年龄,不是单一的分层。在这些情况下,相互作用,这可能发生,之前必须考虑引入新的物种或产地,经理可能会导致严重的问题。竞争结果混合物可能很难预测,树荫下新产地可能无法预测,公差和再生领域可能仅仅是未知的。

认为气候变化是不可预测的不确beplay竞技定性(假设)

通过接受环境条件动态,因此不确定,我们假设适应性(适应能力)的森林和森林的企业更关心的是,和将会导致森林结构以外获得确定性方法adaptedness来实现这样的目标。

从历史上看,在森林管理和森林科学,少了很多的经验结构,确保高适应性而追求森林所有者的目标比有经验措施adaptedness恒定的环境条件。

一些概念,建立了在中欧19世纪结束的时候可以被视为一个努力创建更灵活和适应性强的森林。这些概念始于华美的混合站的电话(1886)。后来莫勒(1922年发表在德国、引用和总结了古尔丁1996)开发了一个真正的整体概念。他认为森林是一个有机体,表明随着时间的推移(即林地的连续性条件。、Dauerwald或永久森林)应该是一个森林管理实践的核心部分。不过,没有很多真正的高适应性管理方法的例子。代理明确促进可持续性的理念以“开放服务的机会在未来”在森林里(基1996年德拉蒙德,2001年联合国森林论坛)正在建立非常缓慢。

然而,适应性也意味着经济灵活的森林。这种方法的一个示例实现的灵活性在经济意义上是分散风险的投资通过保持较高的物种多样性为了被定位在任何市场情况。该方法遵循了投资组合理论(Knoke et al . 2005年)。

米勒et al。(2007)指出,基本管理森林在面对不确定性时,必须根据自己的需要去学习。这些作者鼓励灵活的方法,促进可逆和渐进步骤和支持持续的学习和改变方向的情况下改变的能力。这是符合适应性管理方法我们在这里讨论。这些方法相似经济学家称之为生态理性、建构主义最初的设计在哪里修改的测试结果,再次进行测试,测试等效应是一个进化适应史密斯(2003)。使用这种方法,森林被视为一个实验室。这种策略是最好的描述沃尔特斯温和(1990)管理的可再生资源,目前已经被广泛接受。

一个最大的灵活森林可以被描述,从理论上讲,它能够适应任何变化的生态或经济环境。在这个视图中,生态功能,依据系统的功能在不断变化的环境中,将之前的经济和社会问题。然而,经济和社会功能的程度可能取决于许多因素,其中不同所有者的目标和期望无疑是最相关(见“权衡强度最近服务供应和适应度的一个不确定的未来”)。我们可以把外加剂在经济上有趣的树种故意介绍给网站增加经济灵活性在一个案例中,在另一个案件中,仅仅依靠一个特定站点本地树种组合为许多生物提供栖息地。不过,这是一个根本性的改变与确定性方法林业直到最近特征和基于后理论;这一理论指出,如果森林木材生产的有效管理,那么所有其他森林功能将遵循(肯尼迪和科赫2004)。这个最大的灵活的森林将提供特定的服务而不是获得短期管理目标,但是,相反,他们是复杂的森林生态系统功能的副产品。

Ciancio et al。(2003)称之为系统性造林可能提供一个描述的森林。系统性造林,培养单位。营林利用干预是谨慎的、连续的和毛细管与各个站的需要。森林是不均匀的。没有预定义的旋转。再生是自然的和连续的。监测是一个重要的元素适应栽培和管理系统的响应。经理的目标对保护和增加复杂性。木材生产(和其他服务)是培养的副产品进行生态系统的功能。

最后,基于系统性营林管理方法意味着分散控制(梅西耶et al . 2013年,Nocentini和科尔2013)。为此,系统性造林交流思想的自适应森林管理(1990年沃尔特温和,Bolte拍摄et al . 2009年)的反馈循环是两个概念的一个重要组成部分。另外两个概念旨在使森林和森林企业的适应性和响应不断变化的环境。

“最低”的概念日益增长的股票,应该出现在一个管理部门,所显示Ciancio(2011),能回答的问题保持森林生态系统在“关键”区,那里的生态系统可能会转移到另一个稳定域(郑伊健et al . 2003),保持更多的选择开放的问题,为未来提供生态系统服务(即。),增加灵活性。

管理下的应对气候变化适应森林的方法beplay竞技

非命定论的方法应对气候变化需要增加灵活性(提高森林生态系统的适应性是适应要求在未知的将来beplay竞技),恢复力和自我调节能力的森林。这些问题一直是普遍关注的生态(见“适应,适应能力、适应能力和adaptedness”;Folke et al . 1996年)。

网站特点和植被区域时必须考虑适应性是目的;当adaptedness目的也是如此(当地生态条件在无花果。1)。这意味着,很难提供一般的想法如何构建和治疗目的的森林生态系统管理的目标。因此,我们不追求一般处方。相反,我们提供一些例子从欧洲温带森林的身体明显大是由于知识和经验的传统管理和研究。

然而,识别最重要的生态系统功能允许高弹性和自我调节能力也是一个造林等decision-oriented科学目标。这成为明显当现有管理系统在环境压力下,就像在1980年代在中欧由于空气污染。乌尔里希(1994)总结了森林生态系统功能相关的弹性分级系统对碳排放和气候变化。beplay竞技许多的想法建立在此期间,成立于生态系统科学,导致手术措施在欧洲中部森林转换(例如,冯Teuffel et al . 2005年,弗里茨2006)。

然而非命定论的概念超越的目标只是模仿自然。虽然很少有经理的方法对高适应性的例子关于气候变化,我们相信以下路径进行一定的考虑。beplay竞技

适应森林方法并不适合所有森林所有者,因为它可能意味着接受权衡提供不同的生态系统服务的水平在短期内从森林(见“权衡强度最近服务的供应和配合度一个不确定的未来”)。作为一个例子,一个私人森林所有者从木材生产旨在最大化回报,增加适应性可能意味着减少,至少在短期内,生产水平。另一方面,在公共属性的目标是保持维持生命的生态系统服务(土壤保护、流域保护,碳储存等)。这种方法的概率将增加森林将继续提供这些功能和服务,即使适应后其结构和组成变化。

伴随着这种方法什么?

这类方法的主要困难来自于三个因素:(1)实证主义的观点,仍然牢牢地扎根在森林科学;(2)大多数管理森林生态系统管理已经有很长一段时间和显示结构和功能通常被简化的经理;和(3)机构设置与已存在的目标和规则。第一点对许多林业工作者很难承认,它有可能管理森林没有试图匹配现实的期望。这并不是说,没有目标站结构。然而,这不再是一个单一的目标结构。在更大空间范围内我们已经发现重要的结构特征。至少有多个结构混凝土的想法。

第二点是非常重要的在处理非常简化的森林结构,如同龄林分,单一的站有一个非常狭窄的范围的适应性,从而使它更加困难和耗时增加多样性和适应性。此外还有意识到气候变化的速率可能会覆盖任何现在的森林生态系统的适应能力。beplay竞技此外,增加适应性可能意味着减少来自森林的或水平的产品和服务(见“权衡强度最近服务供应和适应度的一个不确定的未来”)

关于第三点,林业历史悠久的规章制度旨在避免减少森林的能力来满足不同的服务通过过度或不合理使用。采用一个整体自适应方法在森林管理可能需要抵消或不完全履行要求设定的具体规定。一个例子可能是无意改变物种组成和栖息地结构维护现有的地区生物多样性是一个机构目标。或另一个例子是可能需要的时间自然再生传播,相反,现有规则可能规定,新树填写利用领域内定义一段时间。

另一方面,非命定论的方法不依赖于选择,这可能证明irreversible-at至少在中短期内,如人为地改变物种或provenance-if证明不同于预期的未来。然而,引进外来物种可能会给森林带来新的风险,例如,新害虫和病原体,从树种之间的竞争或未知的结果。

此外,增加一个不确定的未来气候适应性也意味着增加了整体反应适应能力(意外)其他方面的改变,如市场或社会期望。这可能被视为保险,即使是业主针对从森林生产最大化的回报。

剧情简介

权衡强度最近服务供应和适应度的一个不确定的未来

生态系统服务涉及的大部分决定取舍(罗德里格斯et al . 2006年)。试图优化单个服务往往会导致减少或损失的其他服务;换句话说,他们是“交易”(温和和Meffe 1996)。之间的权衡之间发生不同的服务以及服务的当前和未来的供应(木匠et al . 2006年)。罗德里格斯et al。(2006)分类生态系统服务沿三个轴的权衡:空间规模、时间尺度和可逆性。他们还明确指出,生态系统服务权衡来自管理选择由人类,可以改变类型,大小,和相对的生态系统提供的服务。如果时间和空间尺度上的增加,权衡与足够的知识变得更加不确定,难以manage-even(罗德里格斯et al . 2006年)。

时间权衡在林业明确涉及“代际公平”的可持续性和问题,权衡空间范围指权衡的影响是否觉得在本地或在一个遥远的位置以及他们是否可能成为社区的一个问题。特别是森林涌上心头的规范服务作为交易规模空间当森林管理者专注于单一供应服务(见Rodriguez et al . 2006年)。

因为之间的联系强度的服务供应和结构元素的多样性一方面(见图1)和之间的联系结构元素的多样性和适应性的森林另一方面,权衡服务供应强度和适应性总是在林业(表1)。

因此,直观清楚的是,所需的生态系统服务的输出将是更高的短期run-explicitly定义等大宗商品木材和纯adaptedness方法比用一个适应性,尽管可能首先考虑森林所有者的目标。提供定义服务而言,adaptedness方法的优点是由于这一事实提供会更少,甚至没有,冲突等自适应的物种选择或长袜卷的水平,至少在单一的服务。相比之下,在对待适应性,生物多样性等特性或多层反驳一个优化提供货物在到目前为止的管理方法练习(见“假设气候变化是不可预测的”)。beplay竞技

然而,在企业的目标多个服务,例如,城市森林与重点饮用水、娱乐、和木材生产同时,生态系统服务的结果差异的一种方法基于adaptedness和一个基于适应性可能不明显,因为派生结构等多个服务可以优化结构高适应性。同样,权衡空间规模,例如,减少调节服务,不太可能有多个服务宗旨和适应性的方法。

由于森林结构之间的联系和服务供应,服务要导致森林结构发生变化(图1)。因此,提供一组要求的服务可能会无意中影响到其他生态系统services-i.e。,同时关注那些。这也可能发生在森林的结构形状来提高适应性和灵活性。在这种情况下,一个反馈影响生态系统服务的结果使决策过程更加复杂和不清楚的是预期(Tecle et al . 1998年)。

只有一小部分不同的结构元素可以认为服务型消费森林一般。这个有限的品种是合理的,因为服务是与结构和结构元素,在服务型消费森林,只有特定的结构元素被提升。推广这几个特定的结构元素在企业是非常简单的,因为更多的提供服务要求是青睐的一个结构元素的其他结构元素的数量和多样性,更密集,在那个网站上提供特定服务。

因此,直到现在,造林通常倾向于一个或几个物种,取决于特定的特征如生产力、生长速率、木材生产的数量和质量,发芽能力,等等。这适用特别是在木材生产,例如,种植森林,所有树木是相同的物种,应该有相似的形态特征,并应用在娱乐森林,例如。在娱乐森林具有特殊的审美价值,一个特定的结构元素的多样性是至关重要的,例如,树树叶颜色在秋天开花和多样性(1991年卢卡斯,Stolb 2005)。然而,这些结构元素,支持高附加值木材生产,例如,高密度排斥阶段,缺乏娱乐森林,反之亦然。同样,管理森林的树生产(提供服务)也会影响下游水质(调节服务)或减少娱乐用地的价值(文化服务)(罗德里格斯et al . 2006年)。然而,在一个单层种植园几乎没有选择的替代服务;站是适应环境变化和增加专业害虫造成气温升高(Klimo et al . 2000年,Jactel et al . 2005年,Heiermann和Fuldner 2006)。总之,当最近的服务强度高(即。,one or few ecosystem services are pursued), we are trading off future supplies of the same good or service because we have in fact traded off the system’s “adaptability” (Folke et al. 2004). On the other hand, for an extremely diverse forest that is comprised of species with the full range of ecological traits, an uneven-aged structure on a small scale, and coarse woody debris from all species in all dimensions and at all decay levels, and which is being managed to keep this high diversity for future options, the recent output of saleable timber may be very small. Species may be of no commercial interest and timber quality may be poor due to over maturity of specimens or due to the lack of self pruning (Bauhus and Schmerbeck 2010, Loginov 2012). Moreover, the costs of managers' salaries, felling and skidding technology, etc. may be very high.

结合结构元素

到目前为止的经验在森林管理和森林科学在同时考虑adaptedness和适应性结构化森林可能以close-to-nature-forestry或连续覆盖林业。许多这样的连续覆盖林业战略是由(1)多样化产品的想法从森林到森林保险企业对市场变化的要求(即。,增强灵活性);和(2)确保持续提供给定服务提高站健康和减少站容易受到任何形式的损失(即。,改善adaptedness)。

然而,结合确定性和非命定论的方法面对气候变化超出连续覆盖林业所被要求提供到目前为止(见表1)。beplay竞技

似乎清楚的前部分是adaptability-enhancing结构应该被识别,然后添加到服务提供森林矩阵。adaptability-enhancing结构,例如,额外的产地,物种,垂直或年龄层、和骨料或空白,等。因此,非命定论的方法主要是导致品种的增加,而确定性方法会导致一些指定结构只要几个服务目的是。

任何方法结合的deterministic-adaptedness-strategy indeterministic-adaptability-strategy将导致冲突如果计划的规模单位不考虑(类似于多功能方法;Bauhus 1999)。再次提升所需的结构和结构元素的任何战略提到是很重要的。因为这些结构占用空间,在小范围内,例如,在intrastand层面,冲突很容易预测。避免这些冲突的一种方法可能是总体结构特点尽可能多。这些可能是最好的服务配置和结构特性的结构特点来提高适应能力。因此,一个企业规划工具,允许结构元素的优化配置,提高适应性的矩阵内服务型站将是有用的。这种方法可以实现更容易在管理多个值被认为是由于灵活性和适应性是联系(例如,Ciancio和Nocentini 2011)。

结论

  1. 经理需要知道的决定论和提供生态系统服务之间的联系。对特定的生态系统服务的需求越高,更确定的开发和应用的管理方法。然而,确定性方法总是导致森林结构的简化。
  2. 森林可能需要的高适应性和灵活性来应对增加的不确定性在未来由于气候变化。beplay竞技这些森林显示高生态稳定性有更复杂的结构,例如,通过物种,年龄、直径、等等,比简化森林已经由确定的管理方法。然而,管理复杂的森林系统不能工作确定的基础上(Puettmann et al . 2009年)。在这样的森林,非命定论的方法应采用。
  3. 面对气候变化,森林结构修改向更生态的稳定和beplay竞技经济的灵活性,这也可能会影响生态系统服务的条款。
  4. 挑战在寻找一个适当的策略为每个单独的森林企业关于两种以上的方法将选择最佳组合的工具;“最佳”在这个意义上是直接与森林所有者的优先事项。显然,无论是纯确定性还是纯非命定论的方法仅提供了一个高概率策略最近和未来成功的森林管理单位。然而,新的管理工具的组合应该探索使森林管理同时生态和经济上的声音。
  5. 长期获得的适应性和灵活性的重要性,作为参数的方法,使管理更复杂的系统,例如,系统性的方法,将增加的重要性(梅西耶et al . 2013年)。因此,为了促进适应性管理,还需要的是一个监控问题导向和制度的方法。最后,关于复杂系统管理的一种新的教学方法也是必要的。

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确认

本文从COST-Action发起(预计气候变化和选择欧洲造林,FP 0703回声)旨在动员和整合现有的科学知识对beplay竞技欧洲森林政策制定者和管理者。我们非常欣赏机会交换想法和知识与参与者全欧洲。此外,许多要感谢彼得Deegen谁给了宝贵的提示从一个经济学家�年代的观点。

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