研究,一个特殊的功能的一部分为提高人类福祉和环境管理应用研究:用复杂性思维在非洲南部

使用参与式情景规划确定生态系统服务变化的风景

• 文摘
• 介绍
• 情景规划
• 通过场景的规划上Thukela开发场景
  • 案例描述
  • 参与情景规划方法
  • 从生态系统服务的场景
• 结果
• 讨论
• 结论
• 对这篇文章
• 确认
• 文献引用

介绍

越来越多的兴趣评估复杂景观生成多个生态系统服务作为改善生态系统和土地管理基础(贝内特et al . 2009年,帕洛特和迈耶2012)。尽管许多早期的生态系统服务评估要么集中在单一的服务在一个特定的地方(库恩等。2006年,范Wilgen和德兰格2011)或服务来自一个特定的生态系统(Tottrup 2004)或生物群落(Smit et al . 2008),目前的研究往往地址多个服务研究在现实景观,包含一个混合的生态系统(Reyers et al . 2009年,Raudsepp-Hearne et al . 2010年,Lavorel et al . 2011年)。生态系统服务分析的方法论进步发展迅速(木匠et al . 2009年,de Groot et al . 2010),但几乎没有讨论如何选择特定的服务进行评估分析,尽管服务选择的潜在影响的结果和应用评估。

识别相关的生态系统服务评估是一项基本步骤(Seppelt et al . 2012),但没有标准化的方法。的情况下讨论了相关服务的选择,它是基于一个,或一些,下面的方法:(1)文学评论(安德森et al . 2009年),(2)数据可用性(Raudsepp-Hearne et al . 2010年,罗杰斯等人。2010年,Wendland et al . 2010年),(3)特定的需求,问题和趋势(费舍尔et al . 2011年),(4)地方和国家政策目标(Wendland et al . 2010年,费舍尔et al . 2011年),(5)表示生态系统服务分类(Posthumus et al . 2010年,Raudsepp-Hearne et al . 2010年),和(6)综合知识的涉众(Reyers et al . 2009年,奥法雷尔et al . 2010年,Willaarts et al . 2012年)。

最关注生态系统服务评估当前已知的重要性,除非研究专门处理特定变化的结果和权衡的过程,比如水电的发展(王et al . 2010),或者一个水净化厂(凯恩和埃里克森2007)。然而,生态系统服务产生真正的风景不断变化的结果之间复杂的互动几个生物物理和社会因素。不考虑时间动态的评估可能会因此很快成为过时,如果不考虑生态动力学。占复杂而动态的生态变化的一种方法是通过使用情景规划,一个工具来处理未来的不确定性和复杂性(班纳特和Zurek 2006年Kok et al . 2007年)。情景规划已被用于改善生态系统管理,从全球(阿尔卡莫et al . 2005年评估2005)当地(彼得森et al . 2003一个Bohensky et al . 2006年,尼尔森et al . 2009年,Goldstein et al . 2012年)。包括范围广泛的利益相关者,情景规划还可以捕获特定的需求和集成各种观点(里德et al . 2009年)。

本研究的主要目的是开发一套定性场景上Thukela地区在夸祖鲁-纳塔尔省,南非,未来扩展的生态系统服务评估计划。南非可以说是世界上最具活力和不断变化的国家,是一个相对较新的民主国家,拥有大量财富和土地所有权不平等,以及环境和气候的挑战。第二个目标是分析如果情景规划是一个有用的方法来识别相关的生态系统服务的初始阶段生态系统服务评估。与地方和区域利益相关者,我们为该地区的未来开发三种情况。我们使用这些场景来确定有关生态系统服务对未来区域生态系统服务评估。我们确定的服务与服务的分析发现在文献中对农业景观的生态系统服务评估在南部非洲,和选择的服务是由专家参与研讨会。

我们专门解决以下问题:(1)做场景练习设想一组不同的生态系统服务纳入生态系统服务评估比文献中最常见的服务?和(2)是场景构建一个有用的工具来捕获相关的生态系统服务研究在不断变化的风景吗?我们还讨论了潜在的有用性,一般来说,包括情景规划初期阶段的生态系统服务评估。

情景规划

情景规划是一种工具,可以使用不同的涉众对改善生态系统管理在面对未来的不确定性和复杂性(班纳特和Zurek 2006年Kok et al . 2007年)。它可以管理复杂的生态系统是有用的,因为他们整合发展的影响对生态系统和生态系统变化对发展(Cumming et al . 2005年)。在一个地方,他们可以为社区和地区突出的挑战和提高机会作出决定,考虑生态系统服务的变化及其对人类福祉的影响(Wollenberg et al . 2000b、木工et al . 2006年)。有人建议,场景发展应该包括环境评估的核心部分(Whitfield和芦苇2012),它通常是分析生态系统的长期能力框架的一部分提供生态系统服务(沃克et al . 2002年)。

情景规划作为一种工具出现在军事战略和战争计划和已开发和应用在一系列领域,主要在业务规划(Wollenberg et al . 2000一个van der Heijden 2005)。各种学科的科学为不同的目的使用场景,包括趋势分析,预测,建模和敏感性分析(枝条,枝条2003)。的方法发展情况差异很大,从严格量化,利用数学建模和统计预测,基于直观逻辑定性,和创造力(比格斯et al . 2007年)。场景,提出了一组不同的定性的故事情节可以用于探索的结果选择未来的发展,都是似是而非的班纳特(et al . 2003年)。这些探索性的故事情节发展是一致的和可信的叙述对未来可以捕获当前和未来的动态,整合社会和生态两方面的影响,包括管理的选择及其影响的发展轨迹(彼得森et al . 2003b班纳特和Zurek 2006年,Kok et al . 2007年,Rounsevell和Metzger 2010)。他们特别关注的分析变化的不确定性和司机(Wollenberg et al . 2000一个)。分析他们的影响有可能捕获复杂的关系,否则很难评估(Bohensky et al . 2006年)。尽管复杂,但故事情节力求全面的各种学科的科学家和决策者和外行(Enfors et al . 2008年)。利益相关者参与发展故事情节变化从专家驱动(Bohensky et al . 2006年纳尔逊et al . 2009年),主要由当地的“草根”水平(Enfors et al . 2008年)。

通过场景的规划上THUKELA开发场景

案例描述

为了测试情景规划可以是一个有用的工具来识别重要的生态系统服务变化的风景,我们使用上Thukela在南非地区,位于德拉肯斯堡山脉附近的边界莱索托(图1)。该地区覆盖了大约3000公里²,由13季集雨(南非四阶水资源管理单元(2011)水事务部)的上部Thukela河流域。年平均降雨量范围从约550毫米/年低河谷地区的2000毫米/年部分德拉肯斯堡山脉,海拔高度3000米(2004年Lynch)。大约有150000人居住在这一地区,平均每户5.2人(估计从统计南非2009)。该地区有两个小城镇或商业中心,Bergville Winterton,虽然大多数的人口居住在农村设置。该地区举办大型商业和小农农业,以及世界文化遗产和自然保护区毗邻彼此相关。景观因此提供了一个土地利用的多样性和文化身份。由商业农场大约有200 - 2000公顷土地,农田的大小大约25 - 200公顷(图1)。小农农业土地更异种的,与农舍和字段混合镶嵌格局。这里,农田是0.5 - 3公顷,家庭,包括5 - 15成员,很少有总大于5公顷的土地。的风景主要是草原,保护区(总面积的17%),或为商业或公共放牧管理(总面积的57%)(图1)。农田是第二大的土地使用,和玉米是主要农作物生产商业和小农。占主导地位的商业农田大油田和大坝。 The dams are used for irrigation, which provides an opportunity for double cropping. The smallholder crop fields are rainfed, while vegetable gardens are watered by small-scale rainwater harvesting solutions. Tourism is important for the regional economy and the rural countryside, although most tourists mainly visit the nature reserves and national parks.

上层Thukela地区,像许多其他地方在南非,显示了历史遗留下来的种族隔离期间分配的土地。白人农场主或得到的大部分土地,而非洲人只有小片的自给农业用地。尽管一些土地被转移回非洲,土地所有权仍在很大程度上是不平等的。有结构,生物物理、文化和历史发展限制在该地区,许多人被困在贫穷,他们的土地生产较低的弗朗西斯(2006)。有两个截然不同类型的农业文化彼此相邻,具有类似生物物理前提。不同的耕作方式和方法并行进化了几十年。以前受压迫的黑人多数仍在很大程度上,贫困,虽然新的民主宪法和立法追求平等,这个过程是非常缓慢的桑顿(2009)。

参与情景规划方法

情景规划运动的目标是开发一套替代该地区生态变化的场景,从生态系统服务,容易变化,可以确定。我们使用参与式情景规划方法,从班纳特和Zurek修改(2006)和Enfors et al。(2008),利益相关者的积极参与开发场景。场景作为故事情节的面积变化直到2030年(即。未来20年,从当时的场景开发)。当我们开发的场景,我们也选择了专注于一般社会和生物物理变化在该地区及其对土地利用的影响,而不是详细的生态系统服务的变化。这样做是三个主要原因。首先,它需要大量的时间使人们对生态系统服务的概念的一个令人满意的程度(整流罩et al . 2008年)。大多数参与利益相关者没有专门与生态系统服务。其次,这使场景更广泛地用于其他变化过程的组织所代表的利益相关者(如当地政府组织、非政府组织和当地市政府)。最后,场景的发展是一个漫长的活动很难从参与者的需求更多的时间。

场景开发过程包括四个步骤(图2):初步采访本地用户(图2中,步骤1),车间与利益相关者定义场景的主要特点(图2中,步骤2)起草的场景(图2中,步骤3),然后测试他们与本地用户和内部以及外部利益相关者(图2中,步骤4)为了完善它们。

首先,进行了半结构化面试与个人或小群体(两到四个参与者)三个类别的当地利益相关者,即。,small-scale subsistence farmers, large-scale commercial farmers, and representatives from nature reserves (Figure 2, step 1). We defined local users as people who work at a local scale and who have a broad knowledge of local conditions and prerequisites. The participants were identified by local community facilitators and researchers who have previously been involved in stakeholder analysis in the region and were therefore considered to have sufficient and intimate knowledge of the relevant stakeholders for this purpose (Reed et al. 2009). In total, 22 local users were interviewed. The interviews with subsistence farmers were facilitated by a translator. The main focus of the interviews was to identify drivers (socioeconomic/ cultural or biophysical/ environmental) that were perceived by the local users as possibly causing change in society during the coming 20 years, and that would have a potential influence on land management. The participants then ranked the identified drivers according to which were perceived to be the most important and the most uncertain (see Table A1.1 in Appendix 1).

第二步,我们举行了一场为期两天的场景构建车间(图2中,步骤2)与广泛的利益相关者(研究人员、政策制定者、执行者,资源管理器,和资源的用户),与本地、地区和全球的知识和专长。研讨会参与者通过焦点小组和确定滚雪球抽样(里德et al . 2009年)。我们采访了四个关键线人,确定车间的利益相关方。这些利益相关者都反过来要求推荐进一步潜在参与者。研讨会参与者选择因为他们当地的知识,在工作区域到全球层面,因此他们有一个广泛的概述司机在区域和全球层面,影响当地的发展。他们是农业extensionists和顾问工作在三个土地用途和影响区域和国家政策,以及科学家们在该地区进行了实地调查,并发表了在国家国际水平。总共12个25邀请利益相关者参加了研讨会。之间没有重叠利益相关者访谈和研讨会的参与者。

在这个过程中我们从采访本地用户综合结果与人们的经验研讨会。司机被识别的本地用户最不确定的和/或重要(在附录1中的步骤表A1.1)形状的区域利益相关者的讨论的基础在车间。这些驱动程序中扮演了重要角色识别起点的场景中,一个过程的研讨会参与者综合发现的司机司机的本地用户以自己的知觉。司机被参与者讨论和排名。五个司机被列为最不确定的和/或重要(安全、法律和协议的执行、投资、创业、和气候)形成的起点场景。他们结合替代方式,推动未来分成三个不同的对比发展轨迹(表A1.2附录1)。

设置场景的起点后,参与者开发的初始轮廓场景描述2030年(图2中,步骤2)。每个场景的目的是成为一个内部一致的故事,包括对土地利用方面,农业生产、基础设施、旅游、平等、城乡动态,和生计。其他司机被识别本地资源重要或不确定的用户,如土地改革、教育和基础设施,也用于发展的场景。

完整的场景完成并提炼了这项研究的作者(图2中,步骤3)。测试的场景的一致性和合理性通过一个迭代的过程,包括所有的利益相关者群体访谈、调查,车间在小农社会(图2中,步骤4)。在这个过程中当地利益相关者证实,他们表达的观点在最初的面试已经考虑在该方案中发展。一些外部利益相关者咨询除了以前的参与者。

场景运动导致了三个可能的和对比场景称为“平等的环境”,“不同气候”,“自适应协作”。他们强调关键问题和趋势上Thukela地区和描述不同的未来20年发展的可能性。关键场景对比,见附件2。箱1中总结的场景,但请见附件3为完整的场景。

从生态系统服务的场景

这三个场景处理综合社会和生态变化对生态系统服务,但他们没有明确描述生态系统服务将会改变在时间期间。的场景是用于识别相关的生态系统服务方案研讨会的参与者和由外部专家没有场景本身的发展。

场景的利益相关者

三分之一的场景中的利益相关者车间内的大量工作经验的生态系统服务框架和这个小群体分析的场景(附录3)生态系统服务的变化(表1)。首先,使用参与者的工作在该地区的经验结合研讨会的讨论的结果,16个相关的生态系统服务的列表和重要今天被确定(表1),这些服务被彻底和有条不紊地分析潜在的三种场景的变化。矩阵用于表示它是否一个特定的生态系统服务在一个特定的土地利用被认为是改变明显(+ +或-),略(+或-),不改变(0),或不相关(/)(表1)。服务的倾向改变估计假设的总和在土地使用变化和场景。

外部专家阅读场景

第二,我们问十四外部专家对生态系统服务和场景,谁没有参与这项研究发展或场景,阅读的场景(附录3),对比的场景(附录2),和一个简短的描述案例研究区域。八位专家同意参与,其中一半在南非有实地考察的经验。所选专家是我们扩展的一部分研究网络与生态系统服务和场景从南部非洲,欧洲和北美。根据给定的信息,要求他们编译五到十重要的生态系统服务的列表。我们选择间隔五到十服务为了捕捉最常见的服务生态系统服务评估(五)(Seppelt et al . 2011年)和限制上十来确保专家优先服务。专家的答案读场景聚集成一个列表,代表他们的集体观点(表A4.1附录4),总共包含20个不同的生态系统服务。请见附件4的详细描述列表是如何编制的。

外部专家不读场景

调查如果场景增加价值生态系统服务的选择专家,我们要求一个额外的专家组编译列表以类似的方式,但没有任何知识的场景。十四个专家被确认通过焦点小组讨论和滚雪球抽样的结合(里德et al . 2009年),其中八了。这些专家有大量经验的案例研究区域和熟悉生态系统服务的概念。答案从这些专家聚集成一个列表,代表他们的集体观点(表A4.1附录4),总共包含15个不同的服务。请见附件4的详细描述列表是如何编制的。

文献检索

最后,我们编制了一个单独的生态系统服务列表通常包含在发布南部非洲进行农业景观生态系统服务评估。列表是使用三军情报局的Web开发的知识(在附录A5.1描述完整的搜索方法),导致10论文(附录A5.2),包括共有18个不同的生态系统服务,研究了在南部非洲农业地区(表A5.1附录5)。

分析

我们之间的相似性比较居四个生态系统服务列表,使用非度量Bray-Curtis不同指数(布雷和柯蒂斯1957)。这种相似性度量是一个修改过的曼哈顿测量,总结差异的变量被总结标准化变量对象,即。、身份、位置和数量的服务在每个列表都考虑进去。较低的值(%)表示小相似性和高值表明有一个相似的排名列表。

多个生态系统服务评估通常评估五服务,很少包括远远超过十个服务(Seppelt et al . 2011年)。因此,我们在每个列表排名最高的十个服务相比,将服务分为供应、调节,和文化服务,使用非参数克鲁斯卡尔-沃利斯方差分析测试。所有测试进行底漆6(统计软件)。为了包括服务类别的排名在每个列表,服务的总结分数属于每个类别划分分别与每个列表的总分数。我们考虑水量和水质调节和配置服务,和生物多样性作为调节和文化服务。因此,分数在一个列表,例如,生物多样性、调节均分和文化服务的列表。如果一个列表的第十多个相同的排名服务的所有的这些都包括在内。

结果

当比较相似在四个列表我们发现文献列表是最类似的相比其他三个列表(基于场景的两个列表和列表从专家不阅读场景)(图3)。列出了两个列表是基于最相似的场景。专家的名单不读场景仅略不同于两个列表编译使用场景。

图4说明了生态系统服务的比较中四个列表,总共包含23个服务。文献列表列出了服务,优先级较低或不存在的其他三个列表,等其他材料,生物燃料,防洪,疾病控制,提供栖息地。一些服务,比如旅游、文化认同、和碳封存有相对较高的排名在其他文献列表中有一个低优先级列表。然而,列表也显示许多相似之处。十二23服务出现在所有四个列表。一个服务,作物生产,发生,不足为奇的是,作为一个排名最高的三个服务在一年的四个列表。两种服务,生物多样性和水量,排名的三个最高优先服务三个列表。水量、作物生产和生物多样性,在这种秩序,是排名最高的百分比加起来在所有四个列表。

有统计上的显著差异分布的生态系统服务分类中排行前十名名单(df = 2, p = 0.029)(图5),文献列表最不同于其他列表(图基因果,p < 0.05),显示更少的文化服务的供应服务。虽然没有统计学差异,名单由利益相关者和专家的名单不读书的场景场景似乎优先文化服务高于列表中发现的由外部专家只阅读场景和案例研究描述。专家不读书的场景类别中最均匀分布在排名前十的列表(图5)。

讨论

当比较的四个列表建议该地区生态系统服务评估,文献列表最不同的身份而言,排名,和数量的服务比其他三个列表。有趣的是,其他三个列表是如此相似。这些团体之间不同的两件事的程度的人组织的工作和/或生活经验在该地区(场景中利益相关者和专家不读书的场景都有这样的经历,虽然专家们阅读的场景没有),和在多大程度上受到的场景(场景发达,利益相关者和外部专家阅读)。可以说在阅读案例描述和三个场景,外部集团也有一定的知识网站的细节。所有三个列表都如此相似的事实可能会因此意味着特定站点本地知识,他们所有的共享在某种程度上,比理解更重要的景观将改变随着时间的推移,其中只有两个共享。

相似的另一个原因可能是过于谨慎的场景来生成一个大的今天和未来的生态系统服务之间的区别。情景规划是研究不确定性和复杂性的工具在一个变化的世界。发达的场景通过这个研究目的是合理的,但没有人处理极端的改变。这可能是导致这一事实列表由利益相关者和专家阅读场景的场景非常相似。

虽然场景中运动目标捕捉未来的不确定性,必须强调,一般的想象未来是有限的,通常主要反映了当前世界观(木匠et al . 2006年)。这也可以解释这一事实三个列表编译场景和/或知识的基础上,研究区非常相似。

也许并不奇怪,文学十大自文献检索服务是由供应服务特别关注农业景观。其他三个列表优先调节、配置和文化服务差不多。尽管文化服务通常是在生态系统服务评估,他们受到相对有限的注意力,这一点(陈等。2012年,丹尼尔et al . 2012年)。这也反映在文学排名前十的列表在这项研究中,文化服务只占6%,而其他三个列表包含在21%和28%之间(图5)。该方案中利益相关者和专家因此属性更高的对文化服务的重要性。

一个高度优先的服务场景利益相关者,专家不读书的场景,和文献检索,但专家名单上排名很低,是生物多样性。一种解释是,生物多样性本身并不总是被认为是一种生态系统服务(狼牙棒et al . 2012年)。一些学者认为,不应处理和生物多样性视为一个生态系统服务,因为它支撑着所有生态系统服务代(狼牙棒et al . 2012年)。这可能是一种解释为什么生物多样性被排除列表的编制组专家。我们认为生物多样性不仅调节生态系统服务的一代,但也可以被视为一种文化生态系统服务,因为许多人属性的内在价值。此外,保护生物多样性本身是一个政治目标在许多国际过程(生物多样性公约秘书处2005)。

参与情景规划肯定需要更多的时间和资源的“办公桌前”分析研究区域的重要服务。此外,可能会有风险,情景规划提出希望参与者如果不仔细沟通目标和计划的结果或完全理解。然而,这个场景开发过程带来了大量的额外的好处我们计划未来在上层Thukela地区生态系统服务评估项目。首先,它被证明是一个有用的工具,了解一些主要的恐惧和对未来的期望在该地区人群中。第二,它探索主要趋势和不确定性和确定主要潜在的变化对人类和生态系统服务在该地区在未来20年。当前项目现在可以与这些未来的不确定性和变化,以避免成为制约的风险项目愿景,只适用于现状环境(Enfors et al . 2008年)。情景规划帮助我们理解这个项目如何选择合理的期货和如何发展与未来的服务。它也提高了的事件和过程的理解可以挑战它的项目或提供机会(Zurek cf。班纳特,2006)。开发替代性方案,并行项目愿景,鼓励项目参与者考虑因素可能改变预期的发展道路,并考虑相互作用的驱动力和它们是如何与生态系统服务的一代。最后,情景规划,通过识别机会和威胁可能出现在未来,帮助社区推动的发展以一种更理想的方向(彼得森2007)。 While this is a long and challenging process, it certainly helped establish contacts between researchers and local stakeholders and provided a platform for sharing ideas and expectations, which might help future project efforts.

结论

本研究调查了场景的开发是一个有用的工具选择是否应该被包括在一个生态系统服务的生态系统服务评估变化的风景。我们发现没有明确的证据表明,一组不同的服务首选使用情景规划时相比,当咨询专家知识案例研究区域。然而,我们发现了一个清晰区别比较情景规划和专家意见时最常见的是在文献中找到。一般来说,利益相关者的场景和专家优化调节,配置,和文化服务几乎一样,而文学从农业景观优先供应服务。我们强调情景规划可以是一个有用的工具之间的优先服务评估如果你有很少或没有知识的领域,但额外的理解研究的区域通过场景锻炼不是很不同的理解,专家在该地区获得积极工作。场景的开发需要大量的资源,进行情景规划的目的仅仅是为了确定生态系统服务可能无效成本。然而,通过场景开发过程可以建立一个平台,讨论对未来与地方和区域利益相关者在一个地区,这是一个非常有价值的生态系统服务项目。

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