生态学与社会 生态学与社会
以下是引用这篇文章的既定格式:
哈里森,P. A, Z. V.哈姆乌斯科夫,A. Aloe Karabulut, L. Brotons, M. Cantele, J. Claudet, R. W. Dunford, A. Guisan, I. P. Holman, S. Jacobs, K. Kok, A. Lobanova, A. Mor—n- ord——ez, S. Pedde, C. Rixen, F. Santos-Mart—n, M. A. Schlaepfer, C. Solidoro, A. Sonrel, J. Hauck。2019。利用情景原型综合欧洲和中亚生物多样性和生态系统服务的合理未来。生态学与社会24(2): 27。
https://doi.org/10.5751/ES-10818-240227
合成,一部分的特别功能可持续发展研究中的原型分析

利用情景原型综合欧洲和中亚生物多样性和生态系统服务的合理未来

1英国兰开斯特生态与水文中心,2斯德哥尔摩大学斯德哥尔摩复原中心,瑞典斯德哥尔摩,3.农业研究与政策主任,土耳其安卡拉,TARM地理信息系统与遥感中心,4西班牙巴塞罗那CREAF,5InForest联合研究小组(CTFC-CREAF),西班牙索索纳6CSIC, Cerdanyola del Vallés,西班牙7国际应用系统分析研究所,奥地利拉森堡8墨尔本大学生物科学学院,澳大利亚维多利亚州帕克维尔9国家科学研究中心,PSL Université巴黎,CRIOBE,法国巴黎,10法属波利尼西亚姆洛里亚卓越实验室CORAIL,11英国沃灵福德生态与水文中心,12瑞士洛桑大学生态与进化系,13瑞士洛桑大学地球表面动力学研究所14英国克兰菲尔德大学克兰菲尔德水科学研究所15比利时布鲁塞尔自然与森林研究所16荷兰瓦赫宁根大学土壤地理与景观研究小组,17德国波茨坦气候影响研究所,18瑞士联邦森林、雪和景观研究所,瑞士,19瑞士达沃斯雪与雪崩研究所20.马德里自治大学生态系社会生态系统实验室,西班牙,21瑞士日内瓦大学环境科学研究所22国家海洋与实验地球物理研究所,意大利,里雅斯特,23Abdus Salam国际理论物理中心,意大利的里雅斯特,24CoKnow咨询-为可持续发展共同生产知识,杰塞维茨,德国

摘要

情景是探索社会生态系统可能未来的有用工具。近几十年来,场景的数量急剧增加,在时间和空间尺度、目的、主题、开发方法和内容方面有很大的多样性。场景原型一般描述了未来的发展,在对场景进行有意义的分类、组织和总结大量信息以及使科学产出更有效地与决策框架交互方面非常有用。生物多样性和生态系统服务政府间平台(IPBES)面对这一挑战,在评估自然和社会之间未来的相互作用时使用了情景原型。我们描述了在欧洲和中亚的IPBES区域评估中情景原型的使用。根据其驱动假设和对自然(包括生物多样性)的影响及其对人类(包括生态系统服务)的贡献,描述了该区域的6种情景原型:照常经营、经济乐观、区域竞争、区域可持续性、全球可持续发展和不平等。分析表明,在不同的场景原型下,自然对人类贡献之间的权衡被预测出来。然而,解决这些权衡的方法取决于每个场景原型中不同的政治和社会价值判断。包括对环境问题作出积极的决策、支持多功能的环境管理方法以及跨部门将环境问题纳入主流的方案,通常比孤立的环境政策更能成功地减轻权衡。此外,那些侧重于实现自然对人类贡献的平衡供应并融合了多样性价值观的情景原型估计将实现更多的政策目标和指标,如联合国可持续发展目标和《生物多样性公约爱知》的目标。 The scenario archetypes approach is shown to be helpful in supporting science-policy dialogue for proactive decision making that anticipates change, mitigates undesirable trade-offs, and fosters societal transformation in pursuit of sustainable development.
关键词:生物多样性;驱动程序;生态系统服务;探索性的场景;影响;IPBES;模型;自然;自然对人类的贡献(NCP)

介绍

自然和人类社会以复杂的方式相互作用。例如,自然为人们的生活质量做出了贡献,但与此同时,人类的发展通过过度开发和其他变化的驱动因素,如政策/制度变化或气候变化,造成了生物多样性的重大损失(Díaz et al. 2015, Hauck et al. 2015, Rounsevell and Harrison 2016)。beplay竞技复杂的相互作用导致了巨大的不确定性,使社会难以确定适当的集体行动路线,以适应或减缓变化,并追求可持续生计(Rounsevell et al. 2010)。尽管存在这些不确定性和复杂的相互作用,但至少要了解关键的相互关系,以便制定有效的管理和政策战略(Luck et al. 2009)。

情景和模型提供了一种手段,用于探索未来不同的变化驱动因素可能如何发展的不确定性,并考虑这些变化可能如何影响自然(包括生物多样性)及其对人类的贡献(包括生态系统服务),以及改变社会的脆弱性和采取行动的能力。这提高了对一个地区可能的未来范围的理解,提醒决策者注意不良的未来影响,并有助于探索政策选项和管理战略的有效性(IPBES 2016年)一个).

然而,近几十年来,场景的数量急剧增加,在时间和空间尺度、目的、主题、开发方法和内容方面有很大的多样性(Priess和Hauck 2014, Kok et al. 2019)。为了从大量现有的场景研究中综合发现,可以根据场景的基本假设、故事情节和特征将场景分组为“场景原型”(Gallopín et al. 1997, Hunt et al. 2012)。在这里,我们将场景原型定义为具有类似假设、故事线或逻辑的场景,这些逻辑可以反过来反映在类似的量化类型中。这一定义与场景族的描述非常相似,并且两者可以互换使用(Gallopín等人,1997,Hunt等人,2012,van Vuuren等人,2012,Oberlack等人,2019)。场景原型描述了未来发展的不同一般模式,在总结和协调各个场景集合中的大量信息时非常有用。这种方法以前已经在多个尺度的场景审查中应用过。例如,在全球范围内,van Vuuren等人(2012)的一篇综述提出了六种场景原型(在文中称为“场景族”)。在另一项研究中,Rothman(2008)提供了一个详细的、基于概念的概述,概述了在环境场景中发现的许多原型,涵盖了广泛的部门、规模和类型。这两项研究与其他类似研究(例如,Busch 2006, Westhoek et al. 2006)基本一致。此外,还有一些情景原型研究主要回顾了次全局研究,例如,亨特等人(2012)回顾了160多个情景研究。

情景原型方法得到了生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)的认可,有助于在IPBES的四个区域评估中综合情景和建模研究的结果(Biggs等,2018年,Gundimeda等,2018年,Harrison等,2018年)一个, Klatt等人。2018)。此外,情景原型的使用促进了跨IPBES区域评估情景的一致比较(参见Sitas, Harmáčková, Anticamara等人,未出版的手稿)及其在IPBES全球评估(IPBES 2015)中的进一步综合。上面提到的所有回顾研究基本上都认同类似的、综合的4到7个场景原型集。此外,他们倾向于引用Raskin等人(2002)的“全局场景组”场景和van Vuuren等人(2012)的场景族,认为它们有助于构建场景研究。因此,IPBES情景和模型主题评估(IPBES 2016一个)基于van Vuuren等人(2012)描述的场景族,提出了一组6个全局场景原型:一切照旧;经济乐观情绪;改革后的市场;区域竞争;区域可持续发展;以及全球可持续发展。根据欧洲和中亚评估的区域背景进行了调整(i)省略了“改革市场”,因为在次全球层面,它基本上等同于转向更可持续的政策,因此属于全球可持续发展原型;(ii)增加了“不平等”情景原型,以反映该原型在情景文献中日益增长的重要性。特别是通过共享的社会经济途径(O'Neill等,2015年)与政府间气候变化专门委员会保持一致。beplay竞技

本研究中应用的场景原型方法在许多方面与通用原型方法(sensu Oberlack等人,2019年)相关。首先,这里的单个场景被理解为案例,场景原型被用作它们的类型学(另见Eisenack et al. 2019;西茨,弗雷,罗格罗等人,未出版的手稿).因此,根据它们的属性确定整个用例(场景)之间的相似性,然后将每个用例(场景)精确地归类到一个原型中。这与原型的“构建模块”方法相反,在原型中,任何感兴趣的现象的单个案例都可以由一个或几个原型的组合来表征(Oberlack等人,2019年)。其次,采用原型方法对现有场景进行区分和分类。场景原型不是根据基础数据构建的,也就是说,它们不是以归纳的方式应用的(Oberlack等人,2019年)。相反,在IPBES对场景和建模研究的审查开始之前,根据现有的分析确定并选择最终的场景原型集作为分类方案。然而,它是通过对本文中包含的场景集的早期快速评估得到的,这导致了对预先存在的场景原型集的一些适应。因此,这种方法更接近于将原型作为基于之前研究建立的知识诊断病例的工具的演绎使用(Oberlack et al. 2019)。然而,通过进一步开发欧洲和中亚背景下的场景原型,基于回顾的场景信息,我们超越了原型分析的严格演绎方法。

对情景原型及其对自然的影响及其对人类的贡献的分析可以提供信息,以评估对我们的生活质量至关重要的政策目标和愿景是否有可能实现。确保人类福祉和可持续发展的国际政策目标承认生物多样性及其保护的基本价值(《生物多样性公约》[日期未知])。这反映在《生物多样性公约》(及其相关的20个爱知目标)的战略愿景中,该愿景指出,“到2050年,生物多样性得到重视、保护、恢复和明智利用,维持生态系统服务,维持一个健康的地球,并为所有人带来至关重要的利益。”这也反映在《2030年可持续发展议程》(及其相关的17个可持续发展目标[sdg])中,特别是可持续发展目标14(水下生命)和15(陆地生命)。此外,Geijzendorffer等人(2017)表明,17个可持续发展目标中有12个与生态系统服务有关,而Rounsevell等人(2018)则表明,11个可持续发展目标涉及自然对人类的重要性。

我们提供了作为IPBES欧洲和中亚区域评估的一部分审查的情景和建模研究的综合。分析和讨论集中在三个研究问题上:(i)现有的情景和模型研究表明,欧洲和中亚的自然及其对人类的贡献的合理未来范围是什么?(ii)情景原型如何帮助我们了解未来对自然的影响及其对人类的贡献,从而为科学政策进程提供信息?以及(iii)情景原型在多大程度上将看似合理的未来与生物多样性目标和可持续性目标有效地联系起来?

IPBES使用了自然、自然对人类的贡献(NCP)和良好的生活质量等术语,以扩大广泛使用的生态系统服务框架的范围,广泛考虑关于人与自然相互作用的各种世界观(见Díaz等人,2018)一个更多信息)。因此,我们一贯使用IPBES框架和术语,而不是生物多样性、生态系统服务和人类福祉。“生物多样性”一词的使用本身就很复杂(详细讨论见Mace et al. 2012),每当涉及到这个常见的一般性概念时,我们就使用“自然”一词,但将生物多样性用于特定的科学概念(例如,作为自然特征的物种/栖息地多样性)或政策概念(Mace et al. 2012)。NCP和生态系统服务被认为是嵌套的术语,而不是一些作者(de Groot等人,2018)提出的近似同义词,NCP包含并拓宽了生态系统服务的概念(Diaz等人,2018)b, Peterson et al. 2018),嵌入到IPBES的合法和强制政策背景中。

方法

2015年至2018年期间,来自36个国家的120多名领先国际专家参与了对欧洲和中亚的IPBES区域评估。欧洲和中亚地区包括西欧、中欧、东欧和中亚四个IPBES分区域中的54个国家(见附录1)。在本文中,我们借鉴了区域评估的第5章,其重点是“自然和社会之间当前和未来的相互作用”(Harrison等,2018年)一个).第5章的总体目标是综合与影响其对欧洲和中亚的经济、生计和生活质量的贡献的自然和生态系统功能未来可能的动态有关的知识。该评估基于三轮评估中来自外部专家和政府的7000条评论(第5章超过550条)。

在欧洲和中亚地区进行了两项相互关联的审查,以收集以下方面的证据:(i)探索性设想,根据对一系列间接和直接驱动因素的轨迹的假设,审查一系列可能的未来;以及(ii)将探索性情景中的驱动因素假设转化为对自然、新冠肺炎和生活质量的预期后果的建模研究。回顾和随后的分析只关注于探索性场景和建模研究,即解决“可能发生什么?”,旨在在一组场景中最大化多样性,以分析关键驱动因素发展中的不确定性(Henrichs等,2010年)。这与使用处理“应该发生什么?”以及评估“将会发生什么?”(参见Coreau et al. 2009),这些问题超出了本文的讨论范围。

对探索性场景的评审有两部分:使用Scopus数据库对同行评审的场景文献的正式评审,以及使用作者团队的知识对灰色文献的非正式评审(评审协议见附录2)。这两篇综述都聚焦于2005年至今的环境相关情景。文章筛选了10组综合驱动因素(间接驱动因素:人口、经济、技术、文化和制度;直接驱动因素:气候变化、土地使用变化、自beplay竞技然资源开采、污染和外来入侵物种)。只包括单一驱动因素的研究和地方空间覆盖的研究被排除在综述之外。设立这些限制是为了集中注意多重驱动因素组合和与分区域和区域各级有关的空间尺度。来自正式和非正式审查的143项研究中共有436个场景符合审查标准并进行了评估。

对建模研究的综述集中在综合建模方法上,这种方法结合了多种环境、社会和经济系统组成部分及其相互作用的建模。这些方法通过强调在不同可能的未来下新冠肺炎疫情之间的关键相互依赖性和潜在协同作用和权衡,为指导规划和决策提供了必要的支持。与情景审查类似,建模审查包括对使用Scopus数据库的同行评议文献的正式审查,并辅以使用IPBES专家网络的广泛搜索,作者团队为减少差距所做的额外努力,如中亚和海洋生态系统,以及包括外部审稿人的额外研究的建议(审查协议见附录3)。文章仅限于那些包括预测多种驱动因素对自然和新型冠状病毒肺炎多个组成部分未来影响的研究。由于大多数影响评估研究仍然依赖于单组分模型(Harrison et al. 2015, 2016),在正式和非正式评审中,只有37篇文章符合评审标准。尽管如此,这37篇文章在综述数据库中总共产生了3151个条目,代表了综合方法、场景、区域和模拟的自然、NCP和生活质量系统指标的不同组合。最后一组被审查的文章包括地方(几百平方公里)、国家、区域(欧盟范围内、中亚)和全球(为欧洲和中亚提供信息)建模研究。

从探索性场景和建模评审数据库中筛选单个场景的多个属性(表A2.3和A3.2),为每个场景提取属性并输入到数据库中。随后,根据场景的故事情节、其基本逻辑和假设,以及场景属性的定性和定量值,使用Hunt等人(2012)对160多个场景的分类,将单个场景与欧洲和中亚的6个场景原型进行匹配。这涉及到将Hunt等人(2012)的场景原型映射到六个IPBES原型,其中涵盖了所有全球场景集和大部分欧洲规模的场景。对于Hunt等人(2012)的任何场景原型,间接和直接驱动因素变化的定性或定量描述与van Vuuren等人(2012)和O'Neill等人(2015)所描述的原型的广义假设、故事线和特征进行了比较。此外,从情景中提取的信息被用于进一步发展欧洲和中亚情景原型的区域特异性。

然后,使用专家意见将情景原型与政策目标联系起来,以估计在不同情景原型下,爱知目标和可持续发展目标可能达到的程度。应该指出的是,该情景的时间范围超出了爱知目标和可持续发展目标的时间范围,从2030年到2100年。成功(预计的积极影响)和失败(预计的消极影响)的相对估计是基于以下几点:(i)对综合情景和建模研究的审查;以及(ii)爱知县目标和可持续发展目标优先考虑自然、新冠肺炎和良好生活质量的各种价值的程度(IPBES 2016年)b, Díaz等。2018一个).估计的可靠性是基于引用预测影响的文章数量和预测影响在变化方向(积极或消极)方面的一致性。

结果

综述数据库的概述

场景和建模综述中的大多数研究来自西欧(分别为64%和57%)。中欧在场景评审中有一个合理的覆盖率(30%),但在建模评审中没有(6%)。在两篇综述中都很少发现东欧(5%和6%)和中亚(1%和6%)的研究。大多数研究涉及多个部门,农业部门往往与水管理、自然保护、林业、旅游和能源有多种结合。还观察到渔业、水产养殖、水管理和保护之间的结合。

这六种原型在欧洲和中亚的文献中并不相同。最常使用的是“一切照应”类型的情景(占情景的30%),但这些研究中很少有关于间接和直接驱动因素如何随着时间的推移而发生变化的故事情节(只有三项研究);相反,他们只是假设当前趋势没有变化。经济乐观主义被充分代表(24%),可能是因为它与一切照旧的情况重叠,以及政府间气候变化专门委员会关于排放情景(IPCC SRES) A1B和A1FI情景(IPCC 2000)的缩小版区域报告的流行。beplay竞技在欧洲和中亚情景研究中,区域竞争(17%)、全球可持续发展(15%)和区域可持续发展(12%)的比例相当高。相比之下,不平等作为近期与ipcc相关的共享社会经济路径(ssp;O'Neill et al. 2015),仅在2%的情景研究中被涵盖。

描述欧洲和中亚的场景原型

在欧洲和中亚的探索情景中,不同的间接和直接驱动因素在未来的预测变化如图1所示。每个场景原型对自然、新冠肺炎和生活质量指标的预测影响如图2所示。对于每个场景原型,以下部分将给出具体的驱动假设及其相关影响的描述。

常态

当前的社会、经济和技术趋势的持续导致了适度但不均衡的人口和经济增长,伴随着持续的不平等和社会分层(Stocker etal . 2012, O'Neill etal . 2015;国际市场和机构基本稳定,但功能不完善。技术进步了,但根本的创新没有实现,化石燃料的使用没有大幅减少(O'Neill et al. 2015)。尽管环境问题被认为是重要的,社会和工业不愿意采取环境政策,将导致实质性的改善(海因斯-杨和Potschin 2010)。气候变化的强度为中等至高(Fronbeplay竞技zek et al. 2012, Hickler et al. 2012, Dullinger et al. 2015)。在土地利用方面,在欧洲范围内,林地扩张而草原面积减少(Mitchley et al. 2006, Sheate et al. 2008, Partidário et al. 2009),而土地同质化趋势在各国不同,例如,英国的农村同质化程度高,而克罗地亚的农村同质化程度低(Haines-Young and Potschin 2010, pukecec et al. 2014)。整个欧洲的病虫害爆发和外来物种入侵水平增加(Seidl等人,2008年,Haines-Young和Potschin 2010年,Chytrý等人,2012年)。

总体而言,西欧和中欧北部地区可能受益于粮食生产和森林产量等物质NCP的增强,而南欧地区的供应下降,欧洲大陆地区的粮食生产保持稳定,但森林面积减少(Harrison等人2013年,Dunford等人2015年,Kirchner等人2015年;图2)。以环境条件为代价,专注于以市场价值提高材料NCP,并以非市场价值调节NCP (Hirschi等人2013,Verkerk等人2014,Dunford等人2015)。除北欧地区外,大部分西欧和中欧地区的水资源压力都在增加(Harrison et al. 2013, Dunford et al. 2015)。在西欧和中欧,调控新冠肺炎的趋势,如碳固存或氮淋出,因分区域和考虑的时间段而异(Hirschi等人2013年,Dunford等人2015年,krkoikka Lorencová等人2016年)。然而,欧洲公民受益于稳定的新冠肺炎,如娱乐活动、旅游和风景美景(Hirschi等人2013年,Verkerk等人2014年,Dunford等人2015年)。

自然条件保持稳定或恶化,例如物种多样性和脆弱性、生态系统功能指标,但各子区域的趋势存在很大差异(Hirschi et al. 2013, Lazzari et al. 2014, Kirchner et al. 2015)。特别是西欧和中欧的南部地区以及高山物种和森林变得越来越脆弱(Dunford et al. 2015)。

生活质量总体上保持稳定,粮食供应持续,但水管理问题日益严重。尽管在欧洲的一些地区,景观变得越来越同质化和密集使用,但旅游、娱乐和景观体验的总体机会仍然稳定。

经济乐观情绪

由大多数欧洲国家的高速经济增长引导的全球发展(Koch et al. 2011, Reder et al. 2013)导致了国际市场的强大主导地位,监管程度较低,国际合作水平较高(Garrote et al. 2016;图1)。欧洲和中亚的人口增长普遍较低(Fischer等人,2011年,Stocker等人,2014年),但具有国家差异性,例如,瑞典的人口增长较高(statisticad等人,2014年)。欧洲和中亚的生活方式都是资源密集型的,肉类和物质消耗很高(Haines-Young et al. 2011, Strokal et al. 2014, Kok and Pedde 2016)。对环境管理的反应性态度盛行(Kok等人,2011年,Reder等人,2013年),快速的技术发展专注于效率(Koch等人,2011年,Stocker等人,2014年),包括提高农业生产力(Seitzinger等人,2010年,Strokal等人,2014年,Kok和Pedde 2016年)。因此,这些情景假设自然资源消耗、生物燃料利用(cleanad等人,2014,van Wijnen等人,2015)、化肥使用(Reder等人,2013,Strokal等人,2014)和水消耗(Okruszko等人,2011,Flörke等人,2012)大幅增加。这些假设对环境退化和污染有影响(Kok et al. 2011, Reder et al. 2013)。它们还与高度的气候变化有关(Okruszko等人,2011年,Reder等人,2013年)beplay竞技。

这一原型对经济增长的关注体现在大多数物质NCP供应的增加上,如中亚(Bobojonov和Aw-Hassan 2014)和欧洲(Schröter等人2005)的粮食生产、木材生产(尤其是高纬度地区(Eggers等人2008,Forsius等人2013)和北欧国家的渔业生产(Blanchard等人2012,Merino等人2012;图2)。然而,中亚的棉花产量(Bobojonov和Aw-Hassan 2014)、西欧和中欧的湿地产品(Okruszko等人2011)以及欧洲和中亚鱼类供应的总体减少(Merino等人2012)也出现了下降。由于原型普遍偏好可销售的NCP而非不可销售的NCP (Briner et al. 2013, Hirschi et al. 2013, Schirpke et al. 2013),在材料和监管NCP之间存在重要的权衡,导致许多监管NCP的普遍减少,如碳封存(Okruszko et al. 2011)、侵蚀控制(Palomo et al. 2011)、气候调节(Hirschi et al. 2013)和对自然灾害的保护(Schirpke et al. 2013)。然而,由于大气CO的增加增加了净初级生产,短期内可能会增加流向西欧和中欧土地的碳通量2(Schröter et al. 2005)。

这些情景中环境限制带来的挑战导致了大多数自然指标的总体下降趋势,特别是在沿海和湿地水生生态系统(Okruszko等人,2011,Forsius等人,2013)和欧洲和中亚地区南部水域(Blanchard等人,2012,Merino等人,2012,Lazzari等人,2014)、西欧和中欧的鸟类(Okruszko等人,2011)、以及西欧山区和地中海的物种(Schröter et al. 2005)。由于这些自然和新冠肺炎指标的趋势,在欧洲(Hirschi等人,2013年,Palacios-Agundez等人,2013年,Galli等人,2017年)和中亚的所有次区域,生活质量将在不同尺度上受到负面影响。然而,随着社会对教育、娱乐和旅游的投资,学习、灵感以及与环境的身体和心理互动有所改善,但随着社会变得更加全球化,与支持身份相关的指标有所下降。

区域竞争

在欧洲和中亚,社会分裂、竞争和市场机制失灵导致了不平等、社会凝聚力和人力资本的下降(Kok et al. 2011, Kok and Pedde 2016;图1)暴力和不稳定对国际贸易与合作构成挑战(Kok et al. 2011, 2013, Kok and Pedde 2016),并将重点转向自给自足(Thaler et al. 2015)。由于合作障碍,技术发展普遍较低或失败(Reidsma等人,2006年,van Meijl等人,2006年,Latkovska等人,2012年)。不同国家的人口增长预测是不同的(Pereira et al. 2009, Neteler et al. 2013, ozolinius et al. 2014),整个欧盟的趋势是矛盾的(Seitzinger et al. 2010, Neteler et al. 2013,里程碑等人2014)。相比之下,经济发展通常被认为是缓慢的(van den Hurk et al. 2005, Eliseev and Mokhov 2011, van Slobbe et al. 2016)。解决环境问题的主要方法是反应性的(Kok et al. 2011)。beplay竞技预计气候变化是相对严重的(Bourdôt et al. 2012, Neteler et al. 2013, Kelly et al. 2014),而土地利用变化在集约化(Seitzinger et al. 2010, Haines-Young et al. 2011)和同质化(Haines-Young et al. 2011, landmark et al. 2014)方面在国家之间有所不同。自然资源方面的冲突预计将增加,大量使用当地能源资源(Haines-Young et al. 2011)。外来入侵物种入侵可能性的预测主要是高的(ozolinius et al. 2014)。

对材料NCP(粮食、饲料、生物燃料和木材生产)的影响因地区而异,西欧和中欧北部地区(Schröter等人,2005年,Forsius等人,2013年,Dunford等人,2015年)和中亚地区(Bobojonov和Aw-Hassan 2014年)普遍增加,但南部地区(Palomo等人,2011年,Harrison等人,2013年,palacioso - agundez等人,2013年)和西部地区(Harrison等人,2013年,对NCP的监管也因地区和情景研究而异,一些欧盟研究预测土壤有机碳储量下降(Schröter等人,2005年,Hattam等人,2015年),但其他研究预测流向陆地和海洋的碳通量增加,森林碳储量增加(Schröter等人,2005年,Eggers等人,2008年,Hattam等人,2015年)。在西欧南部和西部地区,碳储量预计将保持稳定或下降(Palacios-Agundez等,2013,Lamarque等,2014),硝酸盐淋失将保持稳定,授粉和虫害调控将减少(Palomo等,2011,Lamarque等,2014)。

在西欧和中欧北部地区的陆地和海洋生态系统中,生物多样性普遍受到负面影响,包括渔业死亡率增加,物种丰富度下降,海豹和鲸目动物等娱乐性物种减少(Harrison et al. 2013, Hattam et al. 2015)。西欧和中欧南部的生物多样性也更加脆弱,尤其是地中海盆地(Harrison et al. 2013, Palacios-Agundez et al. 2013, Lazzari et al. 2014)。

一般来说,生活质量和健康会受到负面影响(Hirschi等人,2013年;Palacios-Agundez等人,2013年;Galli等人,2017年)。然而,西班牙的两项研究预测了娱乐活动、良好的社会关系、审美和精神价值以及当地认同的增加(Palomo et al. 2011, Palacios-Agundez et al. 2013),而在哈萨克斯坦和塔吉克斯坦,农民因作物产量的增加而受益于收入的增加(Bobojonov和Aw-Hassan 2014)。然而,这些结果仅限于少数研究和国家。

全球可持续发展

高度的国际合作和自上而下的治理导致了一个全球化的世界,以及有利于环境的高度主动监管。在整个欧盟(ozolinius等人2014年,van Slobbe等人2016年)和中亚(Kok和Pedde 2016年),人口增长在低到中等水平,而在这一原型中,经济发展在从缓慢(Kok等人2011年,Louca等人2015年)到快速(Gálos等人2011年,Haines-Young等人2011年,Kok和Pedde 2016年;图1)。技术发展迅速,主要集中在绿色和资源高效技术(Kok et al. 2011, Kok and Pedde 2016)、生物技术和可持续技术(Haines-Young et al. 2011)。在欧洲和中亚,高度的社会尊重和凝聚力导致人力和社会资本的强劲增长(Kok等人,2013年,Kok和Pedde 2016年)和较低的物质消耗,除了一些本地商品消费增加的例外(Haines-Young等人,2011年,Kok和Pedde 2016年)。政策制定者和公众对环境问题的积极态度导致了相对较低的气候变化水平(Fischer et al. 2011, ozolinius et al. 2014, Scholten et al. 2014),以及由于广泛的控制项目(Fischer et al. 20beplay竞技11, Haines-Young et al. 2011, Chytrý et al. 2012)。

影响全球可持续发展的原型在很大程度上是积极的对大多数指标自然大会党,和生活质量(图2)。特别是,调节NCP监管等气候(散粒et al . 2005年,Dunford et al . 2015年,Hattam et al . 2015年),空气质量(Palomo et al . 2011年,Palacios-Agundez et al . 2013年),土壤侵蚀(Lorencova et al . 2013年,Palacios-Agundez et al . 2013年),和自然灾害(Palacios-Agundez et al . 2013年)增加在欧洲西部和中部。粮食(Harrison等人,2013年,Brown等人,2015年)和木材(Eggers等人,2008年,Dunford等人,2015年)的产量由于温度升高和西欧和中欧北部地区加大造林力度而增加。然而,欧洲南部国家和中亚可用水资源的减少导致森林火灾的增加(Schröter et al. 2005)和更高的水不安全(Schröter et al. 2005, Palomo et al. 2011, Palacios-Agundez et al. 2013)。

自然条件普遍改善,特别是在西欧西北部,海洋(Hattam et al. 2015)和陆地多样性都增加了(Dunford et al. 2015)。然而,尽管地中海的生态系统功能保持稳定(Lazzari et al. 2014),但预计欧洲南部和阿尔卑斯地区的生物多样性脆弱性更大(Harrison et al. 2013, Brown et al. 2014, Dunford et al. 2015)。

良好生活质量的各种指标,如娱乐兴趣的种类数量、审美和精神价值、自然和海滩旅游以及娱乐活动增加(Palomo等人2011年,Rodina和Mnatsakanian 2012年,Hattam等人2015年)。然而,由于场景原型的全球性质,本地身份和传统知识下降了(Palacios-Agundez et al. 2013)。

区域可持续发展

决策向地方和区域层面转移,关注通过地方解决方案提供的福利、平等和环境保护(Haines-Young等人,2011年,Kok等人,2011年)。积极主动的环境管理态度盛行,越来越受到具有环保意识的公民的影响(图1)。国际合作不足导致技术转让问题,阻碍了解决气候变化等全球问题的协调(Cork et al. 2006)。beplay竞技人口增长是适度的(Reidsma et al. 2006, van Meijl et al. 2006),而经济发展是缓慢到适度的(Kok et al. 2011, Strokal et al. 2014),各国之间的经济增长不平衡(Seitzinger et al. 2010)。技术发展也处于中等水平,但在各国之间并不均衡(Reidsma等人,2006,van Meijl等人,2006,Latkovska等人,2012),重点是能源相关技术(Koch等人,2011)和清洁和资源高效技术(Strokal等人,2014,Louca等人,2015,Thaler等人,2015)。消费模式倾向于本地产品和粮食自给自足(Fazeni和Steinmüller 2011,里程碑等人,2014)。高度多样化和异质性的土地利用模式发生在单个国家(Haines-Young等人,2011年,里程碑等人,2014年)和整个欧洲(Bolliger等人,2007年)。更高的环境保护标准和强有力的保护政策(Bolliger et al. 2007, Koch et al. 2011)导致化肥使用方面的污染减少(Nol et al. 2012, Strokal et al. 2014), O3.排放(Jiménez-Guerrero et al. 2013)和营养排放(Ludwig et al. 2010)。此外,由于更严格的边境控制,外来入侵物种的分散程度较低,入侵也减少了(Haines-Young et al. 2011)。

在这一情景原型中,调控NCP尤其有利,因为西欧和中欧的所有地区在碳封存(Eggers等人,2008年)、空气质量(Schröter等人,2005年)和土壤稳定性(Schirpke等人,2013年)以及水调控、自然灾害调控、土壤肥力和虫害调控(Palomo等人,2011年,Palacios-Agundez等人,2013年;图2)。对材料NCP的影响高度依赖于区域,食物和饲料的增加和减少(Hirschi等人2013年,Palacios-Agundez等人2013年,Schirpke等人2013年)。然而,西欧和中欧国家的木材产量显著增加,导致木材数量和质量的提高(Schröter等,2005年,Eggers等,2008年)。生物能源作物在西欧北部国家也大幅增加(Schröter et al. 2005, Eggers et al. 2008)。没有关于东欧和中亚的模型研究。

在西欧和中欧进行的研究中,对自然指标的影响并不一致。一些研究预测栖息地多样性(Hirschi et al. 2013)和生物多样性(Palacios-Agundez et al. 2013)将增加,而另一些研究则预测物种和栖息地数量方面的生物多样性将减少,这对鸟类、地中海和山地物种尤其显著(Schröter et al. 2005, Okruszko et al. 2011)。良好的生活质量指标普遍显示出改善,包括娱乐活动、自然旅游、审美和精神价值、健康和对生物多样性状况的满意程度增加(Palomo等人,2011年;Palacios-Agundez等人,2013年)。

不平等

权力集中在全球范围内相对少数的政治和商业精英手中,导致国家之间和国家内部经济、政治和社会不平等和分裂加剧。在欧洲,人口下降而经济发展普遍较高(Kok et al. 2013, Kok and Pedde 2016),中欧有一些例外(Hanspach et al. 2014;图1)。相比之下,直到本世纪中叶,中亚的人口都在增长,然后人口稳定,经济增长保持稳定(Kok and Pedde 2016)。经济机会的差距越来越大,导致欧洲和中亚很大一部分人口的发展水平较低。中亚的政治政权变得越来越专制和压制,社会动荡、冲突和种族冲突的发生率越来越高(Kok and Pedde 2016)。技术在各国的发展并不均衡,但欧盟开始向高科技绿色欧洲转变(Kok et al. 2013)。环境问题只在有限的程度上得到解决,重点是本地或关键的跨界问题,特别是与水和能源供应有关的问题(Kok and Pedde 2016)。这些社会经济条件加上中等程度的气候变化,导致了跨国公司(Hanspach et al. 2014)或精英(Kok and Pedde 2beplay竞技016)控制的大型集体农场建立的一些地区农业土地使用的集约化,以及生产力较低地区的农业废弃。由于对绿色技术的关注,欧洲的森林和生物燃料增加了。只有在对精英有利的情况下,才会对污染和外来入侵物种进行强有力的监管(Kok and Pedde 2016)。

只发现了两项关于不平等情景原型的建模研究,分别针对西欧和中欧(Harrison等,2013年,Brown等,2015年)。调节NCP,如调节洪水和其他自然灾害,减少(图2)。物质NCP,如粮食和木材生产,西欧和中欧北部地区普遍增加,但南部地区减少;后一项发现部分与水压力的严重增加有关。自然指标的总体状况是稳定的,但显然是取决于地区的。西欧北部和西部的自然环境更加脆弱,而西欧和中欧东部和南部的自然环境则更具韧性。没有研究涉及良好的生活质量指标。

将场景原型与策略目标关联起来

考虑到情景原型的不同时间框架,在六个情景原型下实现爱知目标和可持续发展目标的估计成功或失败情况如图3所示。在17个可持续发展目标(1、2、4、5-9、12、13和17)中的11个原型中,超过一半的原型显示出积极趋势,最常见的是两个可持续发展原型(区域可持续发展和全球可持续发展)和经济乐观主义。爱知目标在所有原型中积极趋势较少,20个目标中有12个显示消极趋势的原型多于积极趋势。

区域竞争的碎片化与未能实现爱知的大部分目标和可持续发展目标有关。一切照旧也导致大多数爱知县目标(20个目标中12个)和可持续发展目标(17个目标中13个)的失败,而经济乐观主义估计在实现可持续发展目标(17个目标中有8个实现了)方面有成功的程度,但将无法实现爱知县的大多数目标(20个目标中有16个)。这可能是因为这样的场景原型倾向于通过优先考虑市场价值,在物质性新冠肺炎和规范性和非物质性新冠肺炎之间进行权衡。他们专注于工具价值(某物作为达到期望或价值目的的手段所具有的价值)和个人主义观点,很少承认关系(人与自然之间的关系,可以是集体的或个人的)或内在价值(实体本身所具有的价值,非人类中心的),不太可能为环境和社会挑战提供有效的可持续解决方案(Jacobs et al. 2016)。相比之下,可持续性情景原型(区域可持续性和全球可持续发展)估计可实现爱知的大部分目标(20个目标中的14个)和可持续发展目标(17个目标中的14个)。这样的场景试图提供多种新型冠状病毒感染和良好生活质量的各个方面。因此,它们代表了更大的价值多样性,但有时以更低或更不密集的材料NCP生产为代价。

应该注意的是,根据指标的不同,综述的证据基础有很大的变化,非物质国家新冠肺炎和生活质量的预测指标对评估许多可持续发展目标的可能实现非常重要,但相对罕见(大多数项目的论文少于10篇,见图2)。自然和物质国家新冠肺炎的证据往往更多,支持对一些可持续发展目标的估计(例如,可持续发展目标1——无饥饿)和爱知目标,因为未来情景的生物物理影响的建模和评估更为普遍。

讨论

利用情景原型方法,综合了多种间接和直接驱动因素对自然、新冠肺炎和生活质量的影响,为欧洲和中亚的六个可能的未来做出预测。这样就可以对各种各样的个别情景和建模研究进行分类和分组,以便向IPBES科学政策过程通报该区域可能的未来范围,以及这些未来如何与政策目标和指标的实现有关。在这里,我们强调从分析与导言中提出的三个问题相关的场景原型得到的关键信息。

现有的情景和模型研究表明,欧洲和中亚的自然和新型冠状病毒感染的可能未来在什么范围?

场景原型在间接和直接驱动方面呈现出不同的趋势。一切照旧、经济乐观、区域竞争和不平等在自然和新冠肺炎的最直接驱动因素中显示出消极趋势,包括气候变化、自然资源利用、污染和外来入侵物种。beplay竞技在这些原型中,唯一积极的趋势是在一切照旧和经济乐观原型下技术发展的间接驱动,然而,这往往被不可持续的消费和自然资源开发所压倒。相比之下,区域可持续发展和全球可持续发展原型在与自然和新型冠状病毒感染相关的大多数驱动因素上呈现积极趋势。beplay竞技气候变化被认为在所有情景原型下都有不同程度的增加,因此是最紧迫的挑战之一。

这些关于不同情景原型下驱动因素变化的假设导致了欧洲和中亚对自然和NCP的不同影响。总体而言,在全球可持续发展和区域可持续发展情景原型下,与自然、新冠肺炎和良好生活质量相关的指标比在经济乐观、区域竞争、不平等和一切照常情景原型下表现出更积极的影响。这一点在全国肺炎疫情指标集方面尤为明显。不同的作者已经讨论了在不同类型的情景下这些影响的广泛变化。例如,Schröter等人(2005)、Palomo等人(2011)和Palacios-Agundez等人(2013)表明,总体而言,在与环境问题的反应性治理相关的社会经济情景(如经济乐观主义或区域竞争)下,生态系统服务的提供预计将受到更大的负面影响,而在可持续性情景原型中发现的积极环境政策(如,全球可持续发展或区域可持续发展。

此外,可持续性原型的主要目标是促进更全面的方法来管理支持多种功能和多种新型冠状病毒感染的人类和环境系统。或者,经济乐观主义、区域竞争和不平等情景原型的动机是经济增长或国家安全。这些原型更多地关注个人或社会精英群体的自身利益,倾向于促进数量有限的新冠肺炎,特别是农业和木材生产等物质新冠肺炎。这一观点得到了一些研究的支持,这些研究考察了生态系统服务之间的权衡,并表明食物供应的增加(通常与农业用地的扩大或牲畜生产和鱼类捕捞的集约化有关)与调节NCP(如土壤侵蚀的预防、水质和数量的调节)和自然价值(如生态系统功能和成分完整性指标;Posthumus等人2010,Palomo等人2011,Briner等人2013,Harrison等人2013,Dunford等人2015)。在其他材料NCP(如木材提取)和管制(如碳储存)与非材料NCP(如美学价值)之间也发现了类似的权衡。例如,Schirpke et al.(2013)、Verkerk et al.(2014)和Dunford et al.(2015)发现,增加木材提取会降低森林作为碳汇的价值,最终导致高度管理的森林缺乏美感(降低其文化/娱乐价值)和/或生物多样性差。

在可持续性情景原型下,权衡也很明显,特别是在土地和水的使用方面,例如,农业扩展或生物能源农田的增加对其他土地使用和自然的影响(Harrison等人,2018年b).然而,这些情景通过政治选择主动处理这种取舍,例如通过主流化和多功能(全球可持续发展)最大化协同效应,或通过社会选择过上资源密集型较低的生活方式,从而减少对物质NCP的需求(区域可持续性;van Vuuren等人2012,Kok等人2013,milliad等人2014)。

情景原型在哪些方面帮助我们了解未来对自然和新冠肺炎的影响,从而为科学政策进程提供信息?

情景原型可以是一种有价值的工具,它可以提供一种方法,以系统的方式将大量貌似合理的期货构建为可管理的差异化期货,从而为决策提供信息。这样的原型在场景文献中一直存在(Boschetti等人,2016),并在全球(如van Vuuren等人,2012)到大陆(如Busch 2006, Westhoek等人,2006)到局部(如Hunt等人,2012)场景评估中都有应用。通常,建议最多七个场景原型。即使只是定性地使用,这也是提供更细致、可操作、多维场景框架的第一步(Carlsen et al. 2016)a、b),建立在多个不同的情景研究的基础上。与此同时,在明确沟通非常重要的科学政策过程中,它们能够在不同类型的未来和跨区域之间进行可管理和信息丰富的比较,这对理解未来对自然和新冠肺炎的影响尤其相关。

本研究将情景划分为原型,从广义上区分对自然和新冠肺炎的影响。然而,在IPBES中应用的原型框架的假设是,在单个场景原型中分类的单个场景中,驱动因素产生的影响指标的可变性应与替代原型中具有一定的区别(例如Brown等人,2015年)。尽管在某种程度上,与每个原型相关的场景驱动因素(图1)和影响(图2)在方向和量级上的差异是明显的,但在审查的单个场景研究中,驱动因素的多样性(和数量)、空间范围、规模和指标排除了对这一点的系统确认。

Sitas、Harmáčková、Anticamara等人给出了关于应用场景原型方法的优缺点的详细讨论。未出版的手稿).尽管Sitas、Harmáčková、Anticamara等人描述的场景原型的一个关键缺点。(未出版的手稿)是细节的损失,这在任何级别的场景聚合中都是可以预期的,对原型的使用的更大挑战是在面向全局的原型中进行分类的子全局场景中缺乏必要的驱动信息。特别是,分区域或地方尺度的情景分类可能是有问题的,因为全球原型的基本原理在当地背景下可能不成立,和/或在没有详细、具体信息的情况下难以明确地重建。因此,如果要使用可比的评估框架对全球和地方/国家未来议程进行协调和评估,情景原型的扩大是可持续性研究的优先挑战(Kok等人,2017年)。

本研究使用现有的预定义原型作为区分和分类场景的手段。这种方法的缺点是依赖于过去的情景练习,其中某些情景集(例如IPCC SRES)占主导地位,而更近期的情景(例如ssp4相关的不平等原型)的代表不足。在未来将演绎方法应用于原型分析时,可以通过将场景构建的日期作为分类标准,或通过更加强调理论的方式定义原始场景原型集来克服这一问题(Oberlack等,2019年)。另外,可以使用归纳方法从评审数据库构建场景原型,而不是预先定义它们。这将意味着与IPBES例子中的其他评估失去可比性,但可以更好地表示数据库中的信息,并有可能产生新的原型和新的见解。

此外,由于许多过去的情景已被开发出来作为全球综合评估模型和气候模型的输入,因此情景原型往往适合与了解温室气体排放和气候变化最相关的时间、空间和部门方法。beplay竞技beplay竞技然而,气候变化是对自然和新冠肺炎产生累积影响的诸多直接(和破坏性)驱动因素之一,栖息地改造和开发是全球生物多样性丧失的主要驱动因素(世界自然基金会2016年)。这明显强调了缺乏包括生态相关子系统的综合驱动假设和分析的情景研究(Harfoot等人,2014年)。因此,未来的情景研究应该谨慎,当从过度关注气候变化作为驱动因素的文献中塑造原型时。beplay竞技

最后,在聚合场景中有一个隐含的假设,即某些驱动程序将在整个原型中以或多或少一致的方式行为。虽然这是一个有用的启发式,但在实践中,间接和直接驱动因素的组合数量几乎是无限的,足以培养一个有利于实现特定目标的环境。因此,将场景分类为具体原型不应产生意想不到的后果,即忽视了由高度不确定性驱动因素推动的激进或变革性变化,例如社会文化,这在科学文献中往往没有得到充分体现(Pichs-Madruga et al. 2016)。

情景原型在多大程度上将看似合理的未来与可持续性目标有效地联系起来?

我们的分析清楚地强调,不同的未来与实现爱知县目标和可持续发展目标等政策目标的成功和失败的不同估计相关,同时认识到情景原型(通常是2050年或以后)与爱知县目标和可持续发展目标(2020年或2030年)所述的不同时间框架。我们表明,在一切照旧的情景原型下持续当前趋势估计将导致无法实现大多数可持续发展目标,并对实现爱知县目标产生好坏参半的影响,而经济乐观主义估计将在实现可持续发展目标方面取得好坏参半的成功,但将无法实现爱知县的大多数目标。据估计,区域竞争普遍未能实现所有目标和指标。相比之下,区域可持续发展和全球可持续发展预计将实现爱知的大部分目标和可持续发展目标。该分析表明,未来可持续发展的优先事项在情景原型中得到了更广泛的实现,这些场景原型试图通过考虑各种不同的价值观来提供多种NCP和良好生活质量的各个方面(Harrison等人,2018年一个, ipbes 2016b).

这些结果与Kubiszewski等人(2017)在四种全球情景下对生态系统服务未来年度货币价值的评估一致。作者发现,在堡垒世界情景(区域竞争原型的一部分)下,年度生态系统服务总价值(以经济计算)下降最多,在政策改革情景(全球可持续发展原型的一部分)下,相比2011年的当前值变化不大,在大转型情景(区域可持续发展原型的一部分)下,全年生态系统服务总价值(以经济计算)大幅提高。作者的结论是,大转型情景(以及在较小程度上的政策改革情景)体现了许多可持续发展目标,因此,实现可持续发展目标将大大增强生态系统服务、人类福祉和可持续性。

情景原型方法有助于强调决策者和社会行为者所做的选择如何在未来对欧洲和中亚的自然、新型冠状病毒感染和良好生活质量的影响方面产生巨大差异,从而可能实现可持续性目标。通过对社会生态系统管理的系统性方法,假设在环境问题上采取主动决策,并促进提供多种国家应对方案的情景原型,预计将产生更多积极影响。此外,那些将环境问题跨部门纳入主流的原型预计将更成功地减轻不良跨部门权衡,从而在自然、新冠肺炎和良好生活质量指标的广泛范围内产生积极影响,而那些包括国家间合作的原型则为减轻不良跨规模影响和利用机会提供了可能性。这些来自情景原型的信息,结合对替代行动路径和策略的研究,决策者可以采取这些研究,让社会远离不受欢迎的情景原型,走向更可持续的前景(Harrison等人,2018年一个),为支持制定国家和区域可持续发展计划以及《生物多样性公约》2020年后全球生物多样性框架提供了重要的证据基础。

结论

我们已经证明,情景原型可以成功地应用于在大规模科学政策评估(如IPBES)中,对单个情景和建模研究中的大量信息进行总结和协调。尽管在聚合过程中可能会丢失特定于上下文的细节,但该方法允许从大量和不同的证据库中提取高级信息,并将其清楚地传达给决策者。评估强调了在确定环境变化的多种驱动因素对自然的后果及其对人类的贡献方面的政治和社会选择的重要性。它还强调,与解决取舍相关的决策可能在所有场景原型下都是需要的,甚至在可持续的未来也不例外。如果决策采用一种全面的,而不是孤立的方法,考虑到多个驱动因素,不同的价值,以及跨部门和区域的竞争利益,这样的权衡将更有可能被最小化。因此,场景原型方法可以帮助支持预见变化的积极的决策制定,减轻不希望的权衡,并促进追求可持续发展的社会转型。

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致谢

作者感谢IPBES欧洲和中亚专家组和技术支持股在过去三年中提供的所有投入、支持和合作。Paula Harrison和Ian Holman感谢来自英国环境、食品和农村事务部和欧盟资助的IMPRESSIONS项目(赠款协议603416)的财政支持。Martin Schlaepfer获得了日内瓦大学环境空间研究所的支持。安托万·吉桑感谢洛桑大学提供的额外资金,以支持安东尼·索雷尔对评估的贡献。

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