研究,一个特殊的功能的一部分探索反馈耦合的人类和自然系统(陈氏)

历史框架来解释人类和自然系统长期耦合反馈:应用多种所有权森林景观在北部五大湖地区,美国

• 文摘
• 介绍
  • 时间复杂度
  • 照亮人类和自然系统耦合的反馈通过环境历史的角度
  • 机构和知识体系对反馈的影响
  • 土地所有权代表社会的复杂性
• 方法
  • 环境history-coupled人类和自然系统框架
  • 研究区域
  • 森林景观组件
  • 人类组件:所有权和历史环境
  • 管理上下文
  • 数据源
• 结果
  • 对历史遗留和滞后影响白松组件和恢复选项
  • 框架应用程序在多种所有权景观长期反馈
  • 长期反馈坏河印第安人保留地
  • 长期的反馈nonindustrial私人森林地带
• 讨论
  • 公用事业的历史框架来解释人类和自然系统长期耦合反馈和当前森林景观条件
  • 森林生态与管理的意义
  • 见解为人类和自然系统耦合研究多种所有权森林景观
  • 所有权作为一个变量检查长期生态反馈
• 结论
• 对这篇文章
• 确认
• 文献引用

介绍

一个有用的方法来扩展理论和应用对人类和自然系统耦合的理解(陈氏)反馈在于解释的时间复杂性系统的交互(Newell et al . 2005年,皮科特et al . 2005年,Cadanesso et al . 2006年,刘et al . 2007a、b)。人类和景观相互影响通过遗留,时间间隔,直接影响和间接影响,除了。人类历史也条件管理范式,实践,反过来,陈氏反馈(Davidson-Hunt 2004年伯克,感性,Lambin 2004 Nayak 2014)。主要转折点包括20世纪工业革命和全球化,在人文的互动增加范围和大小,然而变得更加间接的,很难跟踪,和复杂的(刘et al . 2007b;参见环境历史分析:2000年麦克尼尔,休斯2009年Uekotter 2010)。照明这些来源的复杂性是有用,因为这些知识可以帮助管理者更好地理解系统的进化动力学他们寻求管理。例如,回顾性分析可以通知纠正政策应对意料之外的后果,通过发展滞后交互(2005年生态系统评估报告),这可能需要一个时间跨度,变得明显。

历史支配的时间复杂性陈氏反馈(Lambin et al . 2001年,皮科特et al . 2005年,Cadanesso et al . 2006年)。也就是说,反馈控制超越时间的流逝和可伸缩性。历史偶然性,我们定义为机会约束的事件未来的可能性,然而,很难代表生态模型。我们需要框架照亮陈氏反馈的时间复杂性的环境历史的角度。具体地说,我们需要的工具来探测系统动力学通过时间的关系的细节研究系统的时间和地点。有需要扩大综合交互工具,揭示遗留效应和滞后,照亮的转折点,从意想不到的后果和蒸馏的见解,通知适应。使用多种所有权森林景观在北部五大湖地区的美国,我们演示环境历史框架可以解决这些问题。

陈氏从理论的角度来看,重要的问题是:如何遗留效应和滞后的交互影响反馈方向(加速比稳定反馈),反过来,系统弹性(伯克和Folke 1998,刘et al . 2007a、b)?现有的模型提供有用的工具来测试可概括的假设时间耦合(例如,甘德森温和2002)。这些已经被有效地应用于过去的事件年表的研究系统(例如,“周期管理”;木匠et al . 2001年)。,我们仍然缺乏足够的概念性工具来测试假设反馈与潜在的历史因素(例如,经济和政治的历史、文化、科学/管理范式)驱动行为。一套相关的陈氏理论问题属于解释阈值(即。,transition points between system states and regimes) in relation to resilience and reversibility. Environmental historical analysis can reveal fundamental factors that influence the crossing of ecological thresholds by tracing how underlying social drivers (e.g., government policies, economic systems) developed and effects accumulated (McNeill 2000).

从应用森林科学的角度来看,经理正在寻找参考条件和测量背离历史条件通知管理和恢复目标(Mladenoff 1993年牧师,Lehmkuhl et al . 1994年,福斯特et al . 1998年,Cissel et al . 1999年,Radeloff et al . 2000年,Hagmann et al . 2013年)。恢复目标基于历史气候和扰动政权可能不是可行的(例如,Ravenscroft et al . 2010年)。不过,知识的历史结构和过程的变化可能会强调修复目标区域和指导恢复系统功能(斯特凡et al . 2004年)。一个环境历史框架可以提供宝贵的生态、气候、采取和一种社会政治经济背景来解释参考条件和变化和评估提出恢复目标(兰斯顿。1995年,多纳休2000年,福斯特et al . 2005年,兰斯顿2006)。

我们构建环境历史研究多种所有权,过渡北部五大湖地区的森林景观(Steen-Adams et al . 2007、2010、2011)审视历史应急条件陈氏反馈。过去的研究已经记录了景观的历史遗址历史上由东部白松(松果体strobus)。我们进行了过渡分析量化景观变化的大小和速度在三个过渡区间(即。,1860–1930, 1930–1950, and 1950–1990) and applied multinomial regression to assess the relative influence of biophysical factors (soil texture, elevation, spatial location) and social-political ownership history (Ojibwe Indian reservation vs. nonindustrial private forest [NIPF]).

两个目标指导我们的研究。我们的首要目标是开发和应用框架来展示历史数据和方法如何照亮长期陈氏反馈的时间复杂性。我们特别感兴趣以下应用:揭示交互遗留效应和滞后,照亮转折点时期系统动力学、蒸馏从意想不到的后果,告知制度和政策适应。我们的第二个目标是评估的有效性使用土地所有权作为代理变量来代表陈氏的社交组件模型。

时间复杂度

时间复杂度是指系统关系,扩展过去,直接连接(皮科特et al . 2005年,Cadanesso et al . 2006年,刘et al . 2007b)。遗留效应和滞后交互是两个主要维度的时间复杂性。调查人员已经证明过去遗留的影响等人为改变土地利用景观格局和过程(例如,Motzkin et al . 1996年,Goodale和河口2001)。此外,过去的社会政治条件引入持续影响森林管理(Geist Lambin 2004,奥斯特罗姆和Nagendra 2006)。第二,落后的交互影响系统反馈(刘牧师2003年,等。2007b:643)。滞后的交互是指以生态相互作用及其效果之间的时间间隔。几十年或几个世纪之前可能通过生物物理或社会影响发展,有更长的时间间隔为人们感知的影响。可能需要一段更长的时间反馈系统代理制定响应。

陈氏文学的相关身体检查反馈回路在人类历史的背景下(Geist Lambin 2004年,史蒂芬et al . 2004年)。后工业革命(世),范围时,大小,和人类对环境的影响率超过过去的时期(2010年2009年2000年麦克尼尔,休斯,Uekotter),主要是检查(例如,史蒂芬et al . 2004年,刘et al . 2007b)。人类世的本期可能掩盖历史的相关性分析。然而,历史分析可以说明当前条件的生态系统在很多方面(Newell et al . 2005年),包括催化事件(触发事件),引入新的系统时间和管理变化(伯顿et al . 2010),替代途径(“路径依赖”;Lambin和Meyfroidt 2010)和环境叙述(Hessburg和阿吉2003)。

预想不到的后果(系统惊喜)是第二个主题的文学与陈氏时间复杂性。这些结果常常出现由于间接反馈慢变量,即。,factors that develop over time scales that can greatly exceed human lifetimes (Carpenter and Turner 2000, Newell and Wasson 2002, Liu et al. 2007b)。见解与适应和学习,包括自适应管理、显示:回顾性分析提供了学习的机会通过跟踪意想不到的结果的政策如何,知识系统,或其他因素(如持续产量林业模式,传统的资源管理,各种防洪减灾政策)随着时间的发展。

照亮人类和自然系统耦合的反馈通过环境历史的角度

反馈被定义为人类和自然之间相互交互模式和流程和可能涉及相互流动的材料、生物、能源、和信息。反馈结构系统动力学和贝尔对环境可持续发展和人类福祉的影响(2005年生态系统评估报告,刘et al . 2007b)。我们同时考虑加速(正面)和稳定(负面)反馈。与反馈,加速社会变迁触发一个不良景观系统状态变化组件(反之亦然),循环回影响社会影响的组件;随着时间的推移系统退化放大(例如,史蒂芬et al . 2004年,木匠et al . 2007年)。在稳定反馈,人类自适应响应的生态退化,稳定系统。

环境历史提供了一种方法来检查长期反馈。环境变化的历史学家通常探索三类:生物物理变化(生态系统组件),社会经济变化(人口、经济)和知识改变(文化、宗教、伦理;最糟糕的1988)。环境历史的关键洞见是,改变一个系统组件可以改变其他组件特征(例如,景观结构),导致意想不到的后果,可以生成非常复杂的反馈。例如,政策和项目旨在提供所需的生态结果有时反而导致生态系统退化和反过来不适应管理实践(Pyne 1982年,兰斯顿。1995年,感性和2004年Lambin Pyne 2010)。

揭示复杂的反馈如何通过时间可以通知策略适应。例如,赫特(1994)显示,美国农业部林务局,增加资金资源管理提高林分生产力在短期内。复杂的反馈结果当政客们看到了森林产量的增加以及假定他们自然,unfluctuating管理森林的输出。他们成为陷害收益率最低限额,政客使得林业资金操作依赖于高收益率(赫特1994)。机构管理员来依靠,资金,导致增加产量的预测机构分配,进而鼓励政治家来增加他们的预期未来的森林。这导致了“升级”的木材输出,减少森林生物多样性和约束管理选项。

机构和知识体系对反馈的影响

机构,定义为“人类设计约束结构人机交互”(伯克和Folke 1998,奥斯特罗姆2005),影响反馈。这多尺度的规则集,这可能是正式(政策、法律)或非正式(规范的行为,如常见的属性访问),条件系统参与者如何发展生态知识和调整管理实践。

知识体系也影响人文的交互。传统生态知识(TEK)指的是“传统知识和信仰,不断影响着一代又一代人通过文化传播、生物(包括人类)的关系彼此和他们的环境”(伯克et al . 1995:282)。“传统”意味着知识的历史和文化连续性发展和细化。TEK随着时间发展,相对于人类历史,认识到生态的复杂性,政治和文化因素塑造环境管理(伯克等。2000年,伯克和欢乐的2001年,Davidson-Hunt 2003年伯克,加里波第和特纳2004年Charnley et al . 2007年)。当地生态知识(列克)是指知识、实践和信仰,通过广泛的交互与当地生态系统(Charnley et al . 2007年)。TEK和求偶场可以与“传统资源管理”,这是基于牛顿科学和政府专业知识,并且可以与当地条件(伯克和Folke 1998)。是否TEK /列克或传统的资源管理方法指导管理实践可以影响反馈方向(稳定和加速的反馈)。

土地所有权代表社会的复杂性

尽管人类组织通常表现为均匀的实体在系统模型中,人很多,往往相互矛盾,动机,即使在最小的组(胡子et al . 2003年)。没有模型可以包括所有这些不同的动机,至少将一些很重要的社会复杂性。

调查人员使用了所有权类作为一个变量来研究人类对森林景观格局的影响(Mladenoff et al . 1993年,特纳等人。1996年,间谍et al . 2007年)。不同的所有权类可以实现不同管理实践(例如,费舍尔和Charnley 2012),反过来影响景观结构。

人类使用土地所有权类分类分成组显然忽略了社会变化,然而,是一个不完美的代理为所有人类历史的复杂性。我们的兴趣是在人类历史上,它与森林景观的决策。我们检查是否使用土地所有权类分类人群提供了一个有用的代理(即代表社会的复杂性。、决策结构的变化,文化和知识体系)没有压倒性的模型。

方法

环境history-coupled人类和自然系统框架

多种所有权的框架有助于调查人员系统跟踪、特征,并解释长期反馈的影响当前和未来的人类和森林景观条件(图1)。该框架包括四个主要元素:景观、社会组件所有权,所有权环境历史时期,大规模(地区/国家/全球)环境历史时期。反馈链接框架元素。

沿着时间轴,我们遵循规范的专业历史学家通过解析时间的连续可确定的,连贯的时期,这一过程被称为周期化(2004年1996年1995年绿色,宾利,Cronon)。周期化的过程是“无缝连续过去的时间划分成离散时间序列执行大致相同的叙事功能的章节书”(Cronon 2004)。陈氏调查员效用在于提供一个时间框架,结构的连续性和变化模式。历史时期信号过渡点划分主要世界观发生重大变化,系统的治理和经济。广泛的历史力量条件系统参与者,因此景观变化的管理目标。

基础层的景观形式。景观结构和过程变化通过时间;进行分析,我们描述选中状态(t ₀…),这表示快照的条件指定的日期。第二层是社会组件。该组件通过时间的变化在物质方面,如人口。在多种所有权景观、社会组件是表示为多个模型层:这些层代表所有权的异质性,以及相关的管理实践。森林管理变化可能会产生不同的反应。反馈,表示为箭头,连接人与景观的组件。

第三和第四个层次代表两个相关类型的环境历史影响反馈和系统条件。一些历史因素有关专门一个所有权。我们代表这些力量在第三层次。历史因素包括政治和经济制度、文化(价值观、传统做法),和科学管理模式。第四个层次代表着历史因素之外的所有权历史影响陈氏动力学。这个级别运行在多个地理尺度(本地、地区、国家、全球)和可能跨越多个所有权。

研究区域

我们的案例研究是坐落在一个79770公顷(197115英亩)的分段苏必利尔湖粘土平原(约46°30 ' N, 75−90°';图2)。两个所有权(印第安人保留地和NIPF)毗邻一个另一个在一个景观相对统一的生物物理特性。整个研究区位于一个ecoregion分段单元:亚什兰Lake-Modified冰碛平原土地类型协会(WDNR 1999, 2012)。

整个研究区位于所谓的五大湖北部“转换”(高夫1997)。大约1870年至1920年,密集的铁路日志,通常结合high-fuel-load火灾,带来灾难性的生态干扰(斯登1988年,威廉姆斯1989年,1994年惠特尼)。在20世纪早期,贫穷和土地废弃地区的未来引发了激烈的辩论,即。,是否促进造林或农业(1958年Carstensen)。不同群体的反应不同地砍伐森林,导致不同景观反馈。

森林景观组件

森林社区苏必利尔湖粘土平原(省212 ja),劳伦混交林的小节(usf省212,http://www.fs.fed.us/land/pubs/ecoregions/ch14.html),包括北方(白云杉[云杉glauca和香脂冷杉冷杉属balsamea];柯蒂斯1959年)后,白松和颤抖的阿斯彭(美洲山杨)白色桦木(桦木属papyrifera;WDNR 2012)。粘土平原位于之间的过渡带混合conifer-hardwood森林南部和北部针叶林带,生成两种森林类型的元素。气候是大陆,寒冷的冬天,雪深处,夏季温和,和高湿度;湖积粘土土壤,点缀着沙子镜头;地形是平原湖削减深深的沟壑:总的来说,这些因素影响森林景观格局。

使用GIS,我们景观组成和结构特征(规模:65公顷(160英亩)细胞大小),专注于白色pine-dominant组件,在四个州(1860,1930,1950,1990)。学习网站(N= 95)被确定通过分层随机样本的历史(1860)白色pine-dominant网站,根据相对重要性值(RIV)。我们评估量化森林景观变化占主导地位的土地覆盖1860 - 1930年,1930 - 1950,1950 - 1990。森林覆盖数据来源于历史库存(1860年美国公共土地调查,威斯康辛州土地经济库存1930)和遥感图像(航空摄影1950年时段遥测卫星图像为1990)。数据源的详细信息(RIV量化)和方法推动多元数据集(分类方案人行横道)是描述其他地方(Steen-Adams et al . 2011年)。

人类组件:所有权和历史环境

所有权

我们分析了复杂的所有权模式的苏必利尔湖粘土平原发展中两个主要类:预订和NIPF(图2)。土地所有权的数据,结合历史分析,发现虽然有些地主阶级多样性存在所有权在每个区,两个截然不同的人文景观的互动发展模式。我们模拟了土地所有权对景观格局的影响(Steen-Adams 2005年Steen-Adams et al . 2011年,金等。2013年,傅et al . 2013年)。我们承认,土地所有者单独开发的管理决策,而不是单,作为粗分类,“所有权类”,可能意味着。我们应对平衡代表地主多样性在每个区所有权,同时保持足够的吝啬通过开发一个更细粒度的环境历史分析其他地方(例如,Steen-Adams 2005年Steen-Adams et al . 2010年)。

NIPF所有权适用于一个景观区。混合经济的小规模农业、林业、政府和非农就业描述这个系统在研究期间。这是一个连贯的单元,尽管所有权分散,因为主要的社会历史和文化的多代祖先的后裔居民共享类似的背景(主要是第一代北欧、德国和斯拉夫移民)。这种社会情况的价值观和实践知识,获得资本和社区社会网络(高夫1997)。农村区域历史证明分析作为一个单独的所有权。后1929年州立法,使县农村分区(1958年Carstensen),和1934年当地农村采用分区条例,研究区主要是在一个农村区域类别(“无限制”,而不是“林业”),在对应统一土壤类型(主要是Ontonagon Bergland;1941年ACLUPC,美国农业部1961年)。然而,地主自主经营和独立在这个高度分散的格局。这种分析方法有模糊的限制在NIPF区内的不同的历史。

预订是指土地所有权在历史上被指定为坏河1854年美国印第安人保留地的条约和齐佩瓦族与粘土平原相交(31810公顷(78604英亩)的50590公顷(125000英亩)的预订)。在20世纪,土地分配的重叠过程(在1887年一般分配行为(道斯行动)、土地转让和继承权分馏生成一个复杂、棋盘所有权模式。到2001年,所有制结构由部落的信任(18%)、分配(30%)、部落费(5%)、和疏远的土地(47%;BRNRD 2001)。我们将保留所有权作为一个广泛的类别研究生态反馈几个原因:(1)持续普遍的印第安事务局(BIA)对森林管理的影响,例如,监督被分予者收获合同(97%的预订是历史上分配;BRNRD 2001)和森林库存(如坏河连续1962年森林调查,未发表的数据);(2)木材公司持有的大部分疏远了包裹,实现林业实践类似于BIA(1996年戈弗雷,Steen-Adams et al . 2007年);和(3)实际分析所有权模式变化带来的挑战(1905 - 1986)。

保留所有权的代理决策由印第安事务局的预订森林河Ojibwe不好。从预订森林管理历史的开始到1980年代,BIA(在1947年之前,印度机构)的控制决策,基本上忽略输入从坏河Ojibwe社区,例如,部落理事会(2001年1998年1996年戈弗雷,勒夫,BRNRD)。我们认为其他地方(Steen-Adams et al . 2010年),该机构的森林,作为经济资源最终战胜了部落文化价值观造成意外,对部落社会产生不利的影响。一般来说,机构实践是为了解决部落面临的重大的经济需求。针对不同的森林管理愿景BIA和部落,保留所有权进行解释时应特别谨慎。其社会和政治意义的变化随着时间的推移,我们选择的历史时期包括这种复杂性。

环境不好的历史河流Reservation-nonindustrial私人北部五大湖地区的森林景观

Ojibwe坏河乐队的祖先定居苏必利尔湖的南部海岸,在野生稻生产床的一部分(ZizaniaKakagon泥沼spp。)(1979年丹齐格,莫里森2002年,勒夫2013)。Ojibwe开发了一个基于季节性森林文化和仅能维持生存的经济旅游收集,亨特和鱼从该地区的森林、湿地和水域(Rasmussen 1998,勒夫2013)。部落成员收集的野生稻Kakagon泥沼收获建筑和家庭材料(例如,白桦树皮),收集从北方森林浆果和狩猎游戏,钓鱼和困哺乳动物毛皮的苏必利尔湖海岸线,内陆湖泊和溪流(图3)。

欧洲人抵达该地区作为探险家,传教士和毛皮商人在1600年代1991(白色)。欧美移民增长在1800年代中期,当词丰富的矿床画了一波又一波的矿工。矿工紧随其后的是伐木工意图收获白松和其他类型的木材。农业协议日志记录,与农场数量峰值在1900年和1920年之间(傅高义1983)。转换土地通常转移三种所有权类型包括:木材公司废弃的转换土地,土地公司购买,然后卖给居民。宣传材料,介绍了房地产公司,大学农学家和当地的助推器,移民来自欧洲和美国东部。这些移民经济开发了一个基于混合农业农业、木材和矿产通常搭配冬天季节性劳动集中营。

为了促进矿业,美国获得了部落的土地转让,然后为日志记录(1991年Satz)铺平了道路。1836年的条约,1837年、1842年和1854年带来了大湖Ojibwe部落的转让他们的祖国,包括所有的密西根上半岛,大约有三分之一的威斯康辛州,大约五分之一的明尼苏达。然而,部落被小心翼翼地保留使用权权利放弃领土,尤其是狩猎的权利,钓鱼,和采集。土地损失、疾病、暴力和贫穷的条约时代带来灾难性的文化和经济动荡Ojibwe(勒夫拉斯穆森1998、2003、2013)。

我们使用三个时期的人文景观结构分析反馈通过时间,遵循先例历史生态框架(Steen-Adams et al . 2011年,看到木匠et al . 2007年)。历史的策略和流程,不同的所有权之间的区域,影响了印度的森林景观管理决策机构官员、森林和所有者。我们评估是否变化历史因素传播不同的反馈。

1。前沿/欧美结算/实施同化(1860 - 1930)

反馈的1860 - 1930区间被多个进程的影响,其中一些只发生在预订或NIPF区域,和一些跨区域。在糟糕的河,在印第安保留地,美国多元文化交融与同化的政策对部落(勒夫2013)。在与这一政策的通信中,印度拉黑机构,管理多个大湖保留意见,试图改变Ojibwe林地文化一个符合主流欧美文化。的一般分配行为1887年(道斯行动)共有的部落土地分为个人分配,最终传统土地关系衰减。这项立法,结合伯克的行为1906年导致的损失总额的将近三分之二美国印第安人土地基地(3640万公顷(9000万英亩);印度的土地所有制的基础上,https://www.iltf.org/)。毗邻NIPF地区,移民和前沿和解是一个关键驱动因素。五大湖地区,包括所有权,国家区域发展目标提升收获的原始森林松树(Cronon 1991)。

2。现代化(1930 - 1950)

在现代化的开始时期,国家经济萧条(1929 - 1933年美国大萧条)影响森林景观的决定。区域影响管理决策是progressive-era-inspired全州森林和土地利用规划(如后Clarke-McNary行为1924),农村分区(1958年Carstensen),试图改善过去的失败(例如,印度的政策印度重组行为1934年)。该法案有可能稳定适应不良的反馈,开发社区和森林景观之间。

3所示。工业/混合经济时期(1950 - 1990)

工业/混合经济时期跨越多个不同的人类历史上的间隔。二战后的婴儿潮时期(1946 - 1964),经济增长和工业生产成为主流。环境时代的变化值(1960年代中期到1970年代)促进农村迁移和娱乐。在大湖印度国家,1970年代的美国印第安人运动鼓励与本土文化自我认同。更重要的是,增加经济机会让部落成员回到预订(约翰逊2009;p·勒夫,威斯康星大学麦迪逊分校和苏必利尔湖Ojibwe坏河乐队的成员,个人沟通)。这可能社会转型为管理改进。

管理上下文

“伐木工人的攻击”的坚持之后(1994年1989年威廉姆斯,惠特尼)在该地区的影响当前的森林管理和森林恢复的目标。经理和利益相关者发展研讨会、伙伴关系和项目横跨NIPF和预订区域恢复森林生物多样性和结构。白松,历史主要针叶树和区域标志性物种,是一种焦恢复物种研究区域(2000年克拉克和Niese Troxell et al . 2000年)和地区(1993年1988年斯登,Mladenoff和牧师)。召集人本地修复车间观察,“[在]过去…没有政治家,或民间团体……保存[d]甚至仅30或四万英亩的原始森林....在那些……地方我找到一些机会大黄色的桦木、铁杉、和白色松树站在一起,我还意识到有希望的森林和继承人——未来……大片的森林的恢复原始状态可以有一天开始在威斯康辛州....[我]t可以而且应该完成”(van Stappen 1998)。

分水岭恢复是一个相关的景观尺度,多种所有权的努力(2004年鳟鱼Unlimited-Wisconsin和怀特河的朋友)。部落、邻近NIPF地主和非政府组织(例如,美国大自然保护协会),发展伙伴关系,以保护Kakagon /坏河泥沼的栖息地文化重要野生稻和其他生态元素(Spotts 1994)。土壤质地、地貌和地形增加资源管理挑战。该地区的粘土土壤和陡峭的v型峡谷有利于侵蚀,而林业实践(例如,白杨清楚)和农业土地利用加速(Fitzpatrick et al . 1999年)。分水岭三角洲的沉积物积累(WDNR 2007)。

数据源

我们环境历史数据来自政府报告,信件和报纸文章的国家档案馆(记录集团75,BIA),威斯康辛大学麦迪逊分校的档案(威斯康辛大学农业实验站报告),威斯康辛州历史协会(例如,苏必利尔湖的农民),亚什兰,威斯康辛州BIA现场办公室。第二,我们进行了口述历史访谈在2002 - 2004年(N= 40;11,参与者从印第安人保留地,29岁的参与者NIPF区)。

人口数据编译从美国人口普查局的记录(人口和住房普查,http://www.census.gov/prod/www/decennial.html)。我们分析了1890 - 1990年期间的记录在县规模。我们限制我们的分析研究区域的主要县,亚什兰县,威斯康辛州研究区域(70.2%)。与这个社会变量对研究区主要的所有权类,我们专注于印度和会人群。我们限制我们的分析农村人口数据,而不是人口数据。农村人口排除城市人口(如城市亚什兰,威斯康辛州),位于研究区以外的边界和不太可能影响农村土地使用决策。预订人口与当地出版的来源(Sandefur et al . 2000年)。

土地所有权的数据来自历史地图地图(1905 - 1906,1915 - 1917,1958 - 1960,和1986 - 1987年)研究跨期(1860 - 1990)。包裹边界是数字化和分析项目中GIS (Steen-Adams 2005)。

结果

我们应用框架(图1)苏必利尔湖粘土平原(图4),以了解当前的森林景观管理和恢复选项。反馈检查与所有权,即。,Indian reservation or NIPF (framework levels 1 and 2), and environmental history (framework levels 3 and 4), which spans three periods: frontier/Euro-American settlement/imposed assimilation (1860–1930), modernization (1930–1950), and industrial/mixed economy (1950–1990).

对历史遗留和滞后影响白松组件和恢复选项

记录1860 - 1930年期间的实践介绍了坚持改变森林结构和植树造林的过程。在这段时间间隔,伐木工人收获15亿板英尺白松和其他物种的50607公顷(125000英亩)的预订(图5)。密集的收获删除白松树森林占主导地位,并大大降低了种子来源。灾难性减少火灾(1890 - 1893和1908 - 1910年)受损土壤基质,使收获遗留效应(1996年戈弗雷,BRNRD 2001)。降低种子来源的交互,可怜的土壤条件,改变干扰政权继续抑制松树造林几十年后(Steen-Adams et al . 2007年)。

不过,到1930年代,部门经理有促进白松恢复选项。政策保留种子树(1900 - 1909),持久性的聚集地松树位于网站无法访问的收获,和程序控制白松疱锈病病原体(Cronotarium ribocola)结合目前恢复的机会之窗(图5 b;Steen-Adams et al . 2007年)。

收获古老的松树,结合经济状况,导致损失的部落土地基在20世纪。部落贫困促使许多部落成员出售土地(1954年织机),发生在美国印第安保留地(印度土地所有制的基础上,https://www.iltf.org/)。森林产品公司稳步增加了他们的土地,尤其是1950年以后(表1)。随着nontribal所有权的增加,分散的部落土地增加1917-1958-1986;1954年织机,Steen-Adams 2005;图6)。

除了遗留的影响原始森林收获白松修复的,土地所有权变化滞后的影响也减少了恢复选项。在两种方式滞后影响。首先,土地分散降低了成本效益的白松疱锈病控制程序。森林包裹分裂,加上减少劳动力资源和资金(印度紧急保护工作计划缩减),最终关闭了系统控制病原体(Steen-Adams et al . 2007年)。作为回应,林业工作者从一个项目转移,包括一些(尽管有限)白松管理一个几乎完全集中在同龄林分管理(报纸上桦树景观的比例1950年92.5%,1930年为72.6%),排除白松(图7)。第二,扩大森林工业所有权提升木质纸浆处方。广泛清楚减少种子来源,压实低洼、潮湿、粘土土壤,并可能改变canopy-understory阳光动力学与短间隔旋转。总之,社会和生物物理因素互动进一步限制恢复选项。

框架应用程序在多种所有权景观长期反馈

我们检查不同的反馈是否发达与所有权,由不同的应对森林砍伐。适应不良,加速反馈,系统参与者(经理、土地所有者)做出决定,适合与生态条件差;系统反应导致意想不到的后果,约束管理选项,从而放大适应不良的行为。在一个自适应、稳定反馈、演员观察生态响应管理干预,并相应地调整自己的行为。在需要的地方,纠正管理反应改进过去的有害行为,从而稳定系统。

人类对生态环境的反应是坐落在环境历史背景。这些交互影响演员的行为适应系统生态结构和过程,因此,不稳定或稳定反馈是否占优势,作为对比证明了所有权和通过时间。

长期反馈坏河印第安人保留地

1860 - 1990年的时间跨度,不适应的,不稳定的陈氏反馈开发,导致不利影响森林景观和部落社区。然而,从1980年代开始,系统恶化导致政权更迭,这开始增加生态系统的弹性。

1。前沿/欧美结算/实施同化(1860 - 1930)

印度同化的政策通过土地分配、森林收获,和企图农庄发展为印度森林管理决策机构设置上下文。该机构认为古老的松树作为资本来源为印度农场的发展,尽管不适应Ojibwe林地文化(1998年勒夫,Steen-Adams et al . 2010年)。

原始白松主要是通过Agency-organized完全砍伐木材销售(1894 - 1922),结合高载油量火灾(1930年景观比例在65公顷的规模分析:0%;图7 a)。报纸上桦树退化成绝大比例的转换网站(1930年景观比例:92.5%)。尽管有些小农场开始取代森林(Danziger 1979),到1930年,农业几乎呈现(~ 0%)。人口从695年的1890人增加到1920年达到1288人的局部最大值(增加85.3%;图7 b)。分配了一些off-reservation部落成员预订(莫里森2002年),和自然增长(出生与死亡的数量)导致了人口的增长。

作为1854年条约的年金支付减少,贫困的相互作用,动荡的传统文化,和印度代理日志政策传播加速的反馈。一个部落长老回忆道,“但很多…土地是疏远,人生活在绝对贫困……有些人出售立木价值,别人卖土地本身”(j·d·罗斯,部落长老,坏河群Ojibwe苏必利尔湖,个人通信;还织机1954)。作为单独的部落成员面临贫困、经济条件鼓励他们出售宝贵的松树分配,促进森林移除。

2。现代化(1930 - 1950)

预订机结束后(1921),贫困加剧(1996年ACLUPC 1941年,戈弗雷,BRNRD 2001)和部落人口下降(1920年到1930年人口变化:1288年到1030年居民,或−20%)。来刺激经济发展,印度重组行为1934(6节)指导持续的收益管理。机构林业工作者解释这项立法丰产林指令应用,同龄林分管理aspen-birch站(1950年景观比例:72.6%;Steen-Adams et al . 2007年)。

森林管理的官僚主义的方法也会影响代理行业的信任。部落成员变得越来越脱离森林管理决策(BRNRD 2001)。可以适当的营林虽然同龄林分管理实践中,应用程序在坏河不符合文化(2001年2001年1996年戈弗雷,BRNRD,杜利特尔)。清楚基本上消除了植树造林的历史针叶树组件(例如,白松),森林类型的更大的文化价值部落(2001年BRNRD Steen-Adams et al . 2007年)。

部落人口在1920年到1960年之间下降了49.6%,从1288年到650居民。密集的生态干扰日志和火,结合同化政策将原始森林农庄,发起一个动荡的部落文化和经济(Danziger 1979)。部落迁出可能滞后效应的累积生态和社会分层的因素在一个另一个在半个世纪:森林变更、社会制度瓦解,扩大断开从基地。

3所示。工业/混合经济时期(1950 - 1990)

加速反馈在这一时期成为主流:部落贫困和代理行业裂谷扩张加剧了森林收获。管理决策变得更加不适应的部落文化价值观。阿斯彭旋转变短:1973年,BIA收获政策改变了最低适销日志高度从7.3米(24英尺,或3“棍棒”)2.4米(8英尺,或1“贴”)。这促进了同龄林分的土地覆盖特征管理赛里斯(shrub-herb: 1950起,5.9%。1990年,21.6%;报纸上白桦:1950起,72.6%;1990年,37.3%;北方:1950起,11.8%。1990年,35.3%)。在1970年代末,打捞收获的荷兰榆树流感传染榆树沿着河洼地(大约6.5万板英尺(MBF)从1600英亩)留下了一个“磨灭的一些部落成员印象”(Godfrey 1996;j·d·罗斯,部落长老,坏河群Ojibwe苏必利尔湖,个人沟通),尽管许多人批准的救助。

在1960年至1990年之间,部落人口增长从650年到1478年居民(127%)。社会和经济因素的组合很可能会促使这个人口变化(p .勒夫,威斯康星大学麦迪逊分校和苏必利尔湖Ojibwe坏河乐队的成员,个人沟通)。失败的承诺城市搬迁和幻灭与城市生活为预订回家。就业机会扩大协会的1992的坏河赌场。作为发生在印度国家,赌场提供了实际的经济意味着幻灭城市印第安人回家(2009年约翰逊)。预订部落社区的增长,由于印度的美国印第安人运动的自我认同,强化了文化价值。

部落不满机构森林管理导致抗议和部落1982年林业部门的发展。部落长老回忆1980年代的抗议:“嗯,[的]坏河Ogichida(一个激进组织)……下降和封锁……榆树提升道路……在那里,他们会做一些坏河沿岸皆伐…,and they shut that project down” (J. D. Rose, tribal elder, Bad River Band of Lake Superior Ojibwe,个人沟通)。

政治行动最终催化制度变迁。坏河自然资源开发部门(BRNRD)提升文化适应林业实践,取代传统的资源管理。部落的综合资源管理计划(IRMP)表达了一种管理范式转变。而部落森林被管理木材生产区域(BRNRD 2001:21),强调经济回报,IRMP远景是“维护……生态系统至少在未来七代,同时提供资源可持续水平的收获。”

长期的反馈nonindustrial私人森林地带

在1860 - 1990年的时间跨度NIPF区域,人类之间的相互作用和环境条件波动之间的加速和稳定反馈动态列克的相对影响,土地使用政策,社区组织和经济因素。

1。前沿/欧美结算/实施同化(1860 - 1930)

NIPF区,土地利用历史以来欧美结算影响了当前森林景观条件。森林收获完全删除了原始松(100%的研究地点pine-dominant在1860年与1930年pine-dominant 0%;图8)。在区域背景下,NIPF区收获印第安人保留地收获之前发生(例如,日志记录时代正在由威斯康辛州的1877连接中央铁路亚什兰,威斯康辛州;Holzheuter 1986)。植树造林,报纸上桦木是两个主要景观变化过程(1930年景观比例:63.6%)。农业活动,解决提升,是第二个主要景观变化过程(1930年景观比例:29.5%)。在一起,这两个过程启动当前forest-agriculture马赛克。

1890年和1920年之间的人口增长了26.6%,从9412年到11916居民(图8 b)。清理土地和宣传材料鼓励和解协议,通常由移民(图9;沃格尔1983)。

受雇于农业经纪人和农民土地所有者试图支撑这种不稳定的系统。土壤、记录历史、市场条件和气候转换农民提出挑战,包括树桩和根质量要求危险清除技术(伊利et al . 1920),酸性,容易压实粘土土壤(ACLUPC Delwiche 1913年,1940年),和农业产品市场波动(图9 b)。适应性开发,例如,就业固氮覆盖作物改良土壤(Delwiche 1913年,伊利et al . 1920年)。

2。现代化(1930 - 1950)

在现代化时期,森林的报纸上桦树组件马赛克拒绝(1950年景观比例:47.7%)。Agriculture-grassland土地覆盖从29.5增加到38.6%。相比,这是一个显著增加区域下降(Rhemtulla et al . 2007年),与农业相关的放弃(Carstensen 1958)。此外,农业用地增加尽管34%的人口从11916年的1920减少到7856年的1950人。农业覆盖变化可能是一个滞后效应之间的相互作用,1900 - 1920年人口增长,当地经济组织(乳品合作社;贝尔1941;b·库凯山终身亚什兰县居民和乳制品农场家庭成员,个人沟通),和农业整合政策(例如,农村分区)。农场操作从中耕农业转向乳制品业,使牧场和草原取代耕种字段(ACLUPC 1941)。为了生存在这个系统在此期间,一个农场需要扩大。边境居民点时期的农民增加农场的大小或离开。

3所示。工业/混合经济(1950 - 1990)

迁出持续到1990年,21.9%的人口减少相对于1950从7856年到6134年的居民。人口下降促进农业用地退休(1950)从38.6%到34.1%(1990)的格局。

在个体农场经营规模、财政压力传播加速之间的反馈农场规模、负债(债务)和环境条件。当农民退休了,别人买了他们的土地,增加平均农场规模。扩大农场通常包括非连续包裹,包括房地产和租赁土地(k .林奎斯特阿什兰县董事会主席和奶农,个人通信;g .米卡亚什兰县,亚什兰县土地保护委员会和农民,个人沟通)。增加农场规模和设备经常导致不可持续的债务负担,然而,这阻止了许多农民家庭农场的土地,尽管热心的愿望。一个第三代农民所观察到的,“…农业的概念一直是,当我们开始种植,我们就把它卖给下一代,我爸爸买了来自他的父亲,我买了来自我的父母。有一天你把它卖掉,然后你退休。…(O]ur debts are so big that if we sell it we just pay our debts off, we still don’t have anything to retire on. And this is the concept that has happened in most agriculture families. They quit farming at 45 or 50 to go and find a job so that they can have something in retirement.... I would rather keep the kids on the farm, I would rather give it to the next generation, I may not be able to afford that... [T]hey’re telling me, I can’t make a living on the farm dad, because I watched you and you don’t have nothing put away (G. Mika, Ashland County Board, Ashland County Land Conservation Committee, and farmer,个人沟通)。费用分摊资金鼓励农民增加农场大小通过安装排水沟渠。农民作为回应,抛弃他们的田地,把更多的土地投入生产(k .林奎斯特阿什兰县董事会主席和奶农,个人通信;g .米卡亚什兰县,亚什兰县土地保护委员会和农民,个人沟通)。

土壤侵蚀是一个意想不到的脆弱的粘土平原土壤农业扩张的结果。第三代农民说,“我们把这水,我们将无处不在。嗯,随着水的转移来侵蚀……令人惊异的是,早在50年代,60年代,和“70年代,直到我们开始牛,当下雨2或3英寸…,that river was red [from clay soil erosion] for weeks” (G. Mika, Ashland County Board, Ashland County Land Conservation Committee, and farmer,个人沟通)。

发生在1980年代,一个转折点。农业科学家观察到从挖沟侵蚀伤害鱼类的栖息地,并敦促扩展代理停止促进排水通道。新湿地恢复激励计划开始了,这是第二个因素,1950 - 1990年农业覆盖下降。农民减少种植作为回应。这使得植被由非农土地覆盖:高地shrub-herb从9.1增加到20.5%的景观,和北方森林从0.0%(优势种)上升到13.6%。Erosion-prone土地覆盖减少,从而稳定的反馈。

讨论

公用事业的历史框架来解释人类和自然系统长期耦合反馈和当前森林景观条件

作为我们的结果显示,一个环境历史框架可以解释过去的历史基础管理决策之间的联系,森林生态效应和社会反应。我们的研究演示了如何反馈发展随着时间的推移,可以加速在一定条件下,导致意想不到的后果,截然不同的政策愿景。这些研究结果支持我们的整体的观点,历史的角度来看可以揭示应用见解,促进学习和适应,增加系统弹性通过短期不会看到这样,nonhistorical单独分析。

传统和落后的交互影响

主要遗留效应揭示了我们的分析是原始森林收获和相关的灾难性的持续影响次生林构成开火。在印第安人保留地和NIPF区,植树造林,但较前组成成分显著不同状态(无花果。7、8)。景观的变化从被成熟的针叶树硬木主导成分,1930年发生在很大程度上一直持续到1990年。这一发现通常符合先前的研究北方的大湖地区(白色和Mladenoff 1994)和其他地方的劳伦混交林的美国东北部(促进et al . 1998年)。

有关20世纪中期的时间跨度的森林管理大湖森林历史是至关重要的欣赏后者的遗留影响变更(Mladenoff和牧师1993)。密集的森林管理不断应用森林在早期阶段的连续性的重新造林。这种时机阻止不同连续性路径发展,大大简化大规模森林结构。这些遗留的生态意义的影响可以在区域范围内欣赏:森林结构和动力学从主导地位的物种特征hardwood-mixed针叶树北部五大湖地区的多面手,早期连续性物种(Mladenoff和牧师1993)。我们的结果与调查的大湖地区(Mladenoff 1993年牧师,乌鸦et al . 1999年)和次区域(Radeloff et al . 1999年)。在更广泛的区域背景下,我们的研究结果有助于区域生物多样性的损失的证据。

观察到长期森林景观变化不是单独生物物理遗留效应的函数,然而;相反,我们的框架显示社会组件作为一个相互作用的因素的作用导致景观变化。BIA经理和1930年代NIPF地主对森林1860年之后开始改变;这些反应条件重新造林过程中1930-1950-1990间隔和顺向景观组成变化。20世纪中叶决策应用工业林业清楚维护阿斯彭和其他木质纸浆森林类型发生在响应的优势物种在1930年景观状态。这个决定促进了报纸上桦树的维护。在本系列组合,森林的组成变化,管理响应,和随后的成分变化传播积极的反馈在木质纸浆种类和木质纸浆工业,排除其它森林类型,导致生物多样性的丧失和排斥其他的森林文化价值观。

我们的框架还强调了先前模糊滞后生态改造社会条件的影响。印第安人保留地,白松木材被移除后,贫困笼罩社区(Danziger 1979)。许多部落成员转换土地出售。贫困和与土地分离基础,人口下降了近50%(49.6%)在1920年和1960年之间(图7 b)。清楚丰产林退化成硬木的集约管理由木质纸浆产品公司产生兴趣。从1958年到1986年,森林产品公司所有权几乎翻了一番(增加75.9%),占近三分之一的预订土地基地项目研究区域内1986 (29.9%;表1)。相反,个人所有制,这主要是由部落所有者(1905)从91.4%下降到24.1% (1986)。框架使我们能够跟踪滞后影响生态改造的社会条件是以前并不明显。

揭示意想不到的后果告知适应

检测意想不到的后果是其中一个最强大的环境历史分析陈氏反馈可以通知的方式适应促进可持续发展和人类福祉(兰斯顿。1995年,Lambin Geist, 2003年,2005年生态系统评估报告)。描述环境历史因素之间的联系(3和4)水平,人文的交互,景观变化(1级),和人类的影响(要求等级2)有助于调查人员系统地调查意想不到的后果(无花果。1和4)应用程序政策和规划之外只是比较实际结果与目标::学习过去的世界观,经济系统,或其他历史因素陈氏反馈传播,导致意想不到的结果,可以告诉现在的努力调整和改进环境政策和规划。

结果人与自然大大不同于政策目标愿景在威斯康星州北部研究领域和范式。主要系统意外发达国家一个世纪(1860 - 1960)与印度同化政策愿景将预订social-economic-ecological系统从一个基于传统使用的森林,湿地和水生资源(图3),一个总部位于森林商品生产(图5)。印度代理实现紧急视力改变旧的增长pine-dominant森林持续产量硬木单元(图7)。然而,政策架构师没有预料到的社会影响展开:土地损失(表1)由部落贫困,从土地基地断开,迁出。

政策和管理含义这一发现的方法,无法调整森林管理主机社区的社会结构和价值运行生成结果的风险比初始条件。我们强调价值观和结构应该被理解在一个动态的,不是静态的,。部落的其他调查人员的动态web社区强调维护的重要性人与土地之间的关系(Davidson-Hart和伯克2003)。因此,一个良好的适应性管理方法需要一个持续的社区参与的过程。

转折点和时间在系统动力学特征的连续性和变化模式

历史时期作为一个组织结构划分区间的连续性和变化。框架有助于相关断点的主要世界观和系统管理和经济管理决策的结果,景观变化(系统状态t ₀,t ₁,……t _n),和社会反馈。陈氏调查员的效用是揭示一个间隔序列其独特human-forest景观相互作用和识别主要森林景观结构和功能的变化。

显著的变化在威斯康星州北部生态系统发展了这项研究的130年的时间间隔。结算/实施同化时期(1860 - 1930),人类活动中提取木材的成熟森林提供建筑材料,扩大区域和国家的经济。1900年之后,转换、清理土地提升农业定居点,导致人口增长NIPF区,和不同的历史原因,在印第安人保留地。在现代化时期(1930 - 1950),系统参与者的世界观从资源开采转向持续产量管理,集中在预订和适度NIPF区。预订森林开发持续产量单位收成低品位资源的最大化。NIPF所有者管理土地培养农业和森林产品。人口下降。在工业/混合经济时期(1950 - 1990),森林管理成为更多的集中在订位(即。,shorter rotations), whereas off-reservation, a mix of economic activities and land uses was applied, including forestry, agricultural, and recreational land uses. The divergent practices of the later 20th century can be understood in the context of dissimilar socioeconomic and institutional contexts between the two ownerships: on the reservation, an industrial forestry paradigm predominated, whereas on the NIPF zone, diverse land-use visions intermixed, including both industrial forestry and an agrarian vision.

这两个主要转折点森林景观结构变化对威斯康辛州的风景。1860年之后,原始森林被移除,重新设置景观组分通过植树造林和农业发展的进程。然后,大约在1930年,发生再生长。我们的研究区域景观的历史,包括阶段的森林砍伐,数十年时间内培养,最后,植树造林,与那些观察到的区域(白色和Mladenoff 1994)。比较也可以跨区域。我们的结果密切平行景观动态的新英格兰大约1世纪前(促进et al . 1998年)。

应用的过程对我们的研究历史时期还透露将总人口在130年的研究时间间隔的关系。大约从1860年到1960年,人口和景观变化是负相关的。随着人口的增加,原始森林减少。在所有权,20世纪中期人口最大(1920)与最大覆盖变化(1930;无花果。7和8)。1920年以后,随着人口的减少,北方森林和丘陵shrub-herb弃土地覆盖增加森林演替和有限的农业发生。通过阶段的人口增长,类似的人口和景观动态之间的关系也适用于新英格兰(促进et al . 1998年)。

森林生态与管理的意义

社区森林景观恢复最初的目标激励我们这威斯康星州北部研究网站的选择。部落的资源管理计划要求一个生态系统综合管理方法,包括林业实践,保护水源,特别是文化意义,生态敏感Kakagon泥沼一些森林商品生产和恢复生态系统组件,减少或消除由于欧美结算(例如,白松,白色雪松;1994年,BRNRD 2001)。社区的视觉景观恢复股票(NIPF区)类似的目标(2004年鳟鱼Unlimited-Wisconsin和怀特河的朋友)。

我们的研究结果表明,改变区域特色景观镶嵌动力学发生。130年,four-snapshot森林的景遇,原始森林间隙后,补丁动力学主要包括开放,早期连续性,mid-successional林地覆盖(无花果。7和8)。这种情况与历史森林动力学研究的区域,它突出了成熟,后来连续性的白松(Mladenoff和牧师1993)。> 1000年区间干扰政权在低海拔,潮湿的粘土平原(1844年,风和火相结合;5363年,stand-replacing火;舒尔特和Mladenoff 2005)会促进了成熟森林组件。这种变化是生态意义重大,因为生态功能取决于维护补丁活力,例如,接连的途径的多样性,而不是简单地多样性指标给定的时间状态(Mladenoff和牧师1993)。

恢复森林景观构图需要干扰政权的恢复进度。自1930年以来,大宗商品林业实践很大程度上干扰的政权统治的粘土平原。类似的重新排序的扰动政权已经开发了其他地方的风景地区(Radeloff et al . 1999年)。后恢复策略开发北部五大湖生态地区,粘土平原恢复可以采用景观设计原则(Mladenoff et al . 1994年)。组成的核心保护区,其余分散白松树的历史,drier-site“松篮子”,将函数作为一个恢复的起点(克拉克和Niese 2000)。远离核心保护区在外部区域主要包括早期的连续性,清楚实践将修改部分产量,包括混合物种旋转。保护核心和外区之间,森林矩阵采用异龄管理,专注于现有mid-successional物种。

实际上,解决土地所有权的影响模式对森林结构和过程是一个森林恢复的先决条件。时至今日,管理者面对的碎片和损失保留土地基地通过20世纪发展起来的。部落自然资源管理者认识到坚持抑制协调效应,校报能够纳入大范围管理和规划。这一观点促进了景观尺度规划优先疏远了土地篇和恢复(BRNRD 2001)。

见解为人类和自然系统耦合研究多种所有权森林景观

在本研究的系统中,我们发现多种所有权景观的演员可以传播异质生态反馈。森林和其他post-cutover森林组成系统参与者的反应不同,导致覆盖变化改变部落和NIPF所有权,其他地方报道(Steen-Adams et al . 2011年)。主要区别是大比例的nonforest土地覆盖(例如,agriculture-grassland shrub-herb)在私人土地,已被发现在其他大湖地区调查(乌鸦et al . 1999年)。的另一个主要区别是报纸上的主导地位桦树部落土地上所有三个post-cutover时候州(1930-1950-1990)。印第安人保留地,林业工作者决定管理重新植树造林硬木森林持续产量单位。NIPF区,地主转换近三分之一(1930年是29.5%)的景观,主要由转换stumplands、田野和牧场,导致农业和次生林的马赛克。

要理解为什么这些异构生态开发的反馈,我们检查了社会历史因素。方差在历史管理模式、制度安排、经济系统,和文化是重要的因素(比较无花果。5和9;也参见图3)。在BIA林业分工,一个工业林业发展模式。独特的影响BIA林业项目失败的20世纪早期同化主义政策,使得管理员搜索策略来支持建立预订经济体(Newell et al . 1986年,戈弗雷1996)。报纸上总经理桦树站在短的旋转来出售给造纸产品公司符合这一模式。NIPF所有权和整个地区,农业土地所有者与各种金融,市场,土壤和气候因素导致广泛的农场被遗弃在许多网站和随后的重新造林Gough博士(1997)。不过,20世纪早期的行为发展机构(例如,社会保险机构),农业经济系统(如乳制品合作社),和一个社区文化混合农业和林业的基础上,结合农业整合政策和农村分区,帮助维持了一些农业土地利用在苏必利尔湖粘土平原(b .库凯山终身阿什兰县居民和奶牛场的家庭成员,个人通信;f . Jolma终身亚什兰县居民企业和奶农,个人通信;g .米卡亚什兰县,亚什兰县土地保护委员会和农民,个人沟通)。

不同演员的决定(大约1930年)引入反馈对景观变化的影响,在20世纪,这有助于解释当今的景观异质性之间的关系。BIA佛瑞斯特决定发展工业,持续产量单位启动兴趣森林产品公司购买部落土地,进而促进了同龄林分收获了未来6年的延续。NIPF区,不同的社会因素支配过去土地利用决策,传播不同的长期影响。综合县土地利用规划委员会(与威斯康辛州国家计划委员会和威斯康辛州土地经济库存)映射到农业、森林,和其他土地使用,使土壤改良处方根据调查的土壤和社会经济条件(ACLUPC 1941)。在这个湖里Superior-moderated环境,与威斯康辛州农业边际地区县土地利用规划可能有助于稳定区域主导加速农村贫困之间的反馈,迁出,和农场遗弃,帮助占20世纪末forest-agricultural景观镶嵌。

框架相关的见解关于多种所有权系统有助于当前的森林景观管理和恢复在两个方面。,调查人员扩大产能描述底层社会的变化过程(例如,inmigration /迁出、经济发展、社区组织)驱动决策结果与所有权。这个案例研究表明,环境历史因素可以影响地主决定;这些反应反过来影响当前景观条件。我们的框架结构考虑历史因素,随所有权相比,应用到更广泛的范围。

2、框架有助于查明历史生态转折点时景观轨迹所有权之间的分化。许多森林景观问题需要所有权之间的协调(例如,国家凝聚力的林野火灾管理策略,是需要的联邦土地援助,管理和增强(火焰)的行为2009年;室内、环境、及相关机构拨款法案,2010,标题V)。协调恢复在所有权需要理解景观条件的变化的社会原因。基础一步占当今景观异质性在于识别转折点时不同演员的决定和改变启动不同的生态途径。

所有权作为一个变量检查长期生态反馈

我们的研究还考察了采用所有权的有效性作为一个社会变量代表了人类在陈氏决策模型。所有权变量经常用于景观模型(Mladenoff et al . 1993年,特纳等人。1996年,间谍et al . 2007年)。我们的研究表明,土地所有权可以有效地代表决策结构,文化,知识体系在陈氏模型作为一个分类变量与历史分析和解释。

所有权可以是驯良的,多元化的社会历史空间显式变量模型三种方式。1、所有权类可以表示异构的决策结构。这陈氏分析是有用的,因为决策结构(如分层、协作)会影响决策的结果,反过来,反馈。苏必利尔湖粘土平原,例如,层次结构管理将在一个区,而一个更自主的结构成为主流。预订是整体上的适应不良的反馈,发达与它的政治历史:层次结构通常导致忽略一个群体的价值观,部落成员,实现文化不一致的管理实践。

2、所有权类可以使调查人员评估文化的影响(例如,价值观,生活方式)森林景观条件,NIPF区的土地利用实践证明。例如,20世纪早期的农业土地利用方式的北欧和德国的移民定居者的表现激励愿景和传统,即。独立的,小规模,自耕农。

3、所有权类可以揭示占统治地位的知识体系。例如,传统的资源管理决策在保留森林,而当地生态知识说服NIPF区,导致不同的反馈。然而,我们强调多元化的知识体系内存在预订景观。不过,一个知识系统最终战胜了别人,因为层次决策结构。

除了所有权类,土地所有制特征将提供更加细致的见解,研究森林可持续发展问题,尤其是对发展中国家的森林调查(奥斯特罗姆和Nagendra 2006)。土地使用权权利编纂如何个人和团体访问森林资源。访问权限可能不同与特定的森林产品,服务,或季节性。history-CHANS框架可以扩展到研究如何以及为什么改变土地所有制安排影响了邻近用户组的各自的管理决策,而反过来,当前条件和恢复选项。

然而,在某些方面有限制所有权的社会复杂性类可以代表在生态模型。首先,在一些所有权(例如,部落),林业目标的主要决策者可能不同于那些业主/受托人。解释结果必须考虑这种情况。例如,在我们的威斯康辛州的研究中,林业BIA的目标,主导决策的结果,经常与许多部落成员的分化。当地居民自治的影响森林管理大大NIPF之间和不同预订区域。必须考虑这种不对称的解释森林景观变化的结果。部落的受托责任的机构分析进一步复杂化。第二,历史与所有权相关的因素(例如,过去所有权类,包裹周转率)也可能会被当前的所有权。相反,坚持过去的所有权可能影响当前森林的一个主要动力条件。第三,当一个公共或部落行政单位包括私人持有不代表模型中,两个所有权的范式和实践可能合并。

结论

当前和未来的森林景观和社会条件影响的累积,展开生态相互作用的历史。坏河预订和NIPF区苏必利尔湖粘土平原是一个很好的案例研究演示history-CHANS框架如何通知大规模景观管理与恢复。大规模的粘土平原,区域性特征成熟森林物种的急剧下降(白松),导致生物多样性的减少和生态功能,部分遗留19世纪末欧美国家目标解决和发展。然而,它是通过考虑所有权环境历史的过程中,我们收集精确洞察异构系统参与者的决策的结果,反过来,景观的复杂性。印第安人保留地森林经理的决策是由机构政策和管理模式与生态环境的交互。同样,土地使用决策NIPF主人是由他们主导的世界观与生态环境的交互。当地独特的生态系统(林业、混合agrictulture-forestry)开发,导致扰动机制的差异和背离历史条件。

相关的森林政策,威斯康星州北部案例研究演示了如何框架可以帮助提炼见解从通知适应的意想不到的后果。政策目标和结果管理干预措施可能会导致意想不到的反馈,需要很长时间才能发展和变得明显。例如,人口下降和不良社会影响19世纪晚期的愿景实施同化到本土文化通过森林景观转换至少在1960年之前没有完全发挥出来。的过程管理目标相关的紧急从占主导地位的世界观(框架级别3和4)实际结果通过时间提供角度来评估政策,使纠正改编。

这些结果说明环境历史因素操作多个地理尺度,在一系列不同的时期,有条件生态反馈,反过来,森林景观条件。历史框架应用到陈氏调查生成实践知识告知森林景观恢复的政策和管理。

文献引用

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