研究

从理论到实际的生态系统服务:映射受益者和空间流动在生态系统服务评估

• 文摘
• 介绍
• 方法
  • 研究区域
  • 生态系统服务建模和映射
• 结果
  • 碳封存和存储
  • 风景优美的视域范围和开放的空间距离
  • 洪水调节
  • 沉积物的监管
• 讨论
  • 生态系统服务价值在普吉特海湾地区
  • 下一个步骤
  • 政策影响的地图服务提供、使用和流动
• 对这篇文章
• 确认
• 文献引用

介绍

近年来大幅增长的领域和实践生态系统服务的映射,也就是说,人类福祉的好处,生态系统提供支持(2005年马,Schagner et al . 2013年)。从早期关注发展中类型学分类生态系统服务(Costanza et al . 1997年,每日1997 de Groot et al . 2002年,马2005)和映射它们的值使用简单的价值转移(Costanza et al . 1997年,特洛伊和威尔逊2006)或基于覆盖的生态系统服务的代理(Eigenbrod et al . 2010),最近的工作试图明确生态过程与特定人类受益者(Boyd Banzhaf 2007年,华莱士2007年,Haines-Young Potschin 2011 Nahlik et al . 2012年)和更严格的模型和映射生态系统服务(Kareiva et al . 2011年,Egoh et al . 2012年,Martinez-Harms Balvanera 2012,别墅et al . 2014年)。

一些最近的研究利用空间分析量化生态因素提供某些服务,在某些情况下,地图与需求相关的因素(见评论由Egoh et al . 2012和Martinez-Harms Balvanera 2012)。大多数这些研究探索提供生态系统服务变化的景观。从空间的角度来看,供应方面,或潜在的生态系统服务条款,更严格的比需求方面的探索。然而,最近的一些论文已经开始通过量化的量化服务需求和服务提供和使用的简单叠加(Burkhard et al。贝尔et al . 2008年,2012年,Nedkov和伯克哈德2012)或地理概念化服务条款、使用和流动(2009年,麦当劳Syrbe Walz 2012 Palomo et al . 2013年)。然而,这些研究没有方法在理论上的问题,术语或方法论上一致的方式。例如,Syrbe和Walz(2012)和Palomo et al。(2013)概念化和地图服务供应、服务中,和服务连接区域,但不实施这些概念对于生态系统服务流映射,建模和量化。过于简单的方法来量化服务受益者和流动,如简单的叠加分析,可能会导致不准确的生态系统服务映射,估值,权衡分析。这个任务是很困难的,因为生态系统服务具有复杂的流动力操作在不同空间和时间尺度(鲁尔et al . 2007年,塔利斯等。2008年,费舍尔等人。2009年,约翰逊等。2012年,Bagstad et al . 2013年)。

空间流动的重要性被跨不同研究领域相关的生态系统服务,从授粉(Kremen et al . 2007年,Keitt 2009),迁徙物种(西蒙et al . 2011年),和水文(Reaney 2008)污染物的命运和运输(库塔和Macklin 2003)。全面量化空间流动的生态系统服务,需要一个新词汇,可以完全捕捉他们的空间动态特性。在概述人工智能生态系统服务(白羊座)建模系统,我们提出了这样一个术语量化和生态系统服务映射流(Johnson et al . 2012年,Bagstad et al . 2013年,别墅et al . 2014年)。其他条款存在(例如,米切尔et al . 2013年,Palomo et al . 2013年);鉴于这项工作的新颖性、科学尚未达成共识。我们认识到,所有这些条件目前带着某种程度的模糊性和术语的行李,,直到研究团体聚集在一组一致的定义,一些术语必须选择和应用。

系统的量化服务流提供了一个机会来区分理论(原位)和实际的服务条款。我们定义理论服务条款作为生态系统的建模能力提供一个给定的服务;实际服务条款要求受益人的存在与一个特定于服务的流动路径。理论使用需要的位置和要求所有潜在的受益者不管他们的空间联系的生态系统,而实际使用表示要求满足了flow-connected生态系统。量化的实际服务需要的建模:(1)生态系统提供的位置服务;(2)人类的需求服务,要么是对手,在使用服务的叶子少可供其他用户(如消费用水),或nonrival,其使用并不阻止他人享受它(例如,娱乐用水或风景的看法);(3)空间流路径的服务(例如,水文流动,行,或交通网络);(4)生物物理和人为景观特性,耗尽或改变空间流(即下沉;无花果。1)。水槽或竞争对手使用留下更少的服务“下游”用户,图1中所指的枯竭或阻塞流服务。网络流传播模型或空间分析操作可以用来模拟服务的流从源区域,通过水槽区域和特定于服务的受益者(Johnson et al . 2012年,Bagstad et al . 2013年)。 Flow-based ecosystem service assessment can also enable quantification of inaccessible service provision and use, where potential beneficiaries lack a flow connection to a region providing a service, and blocked service provision, use, and flows, where sink regions block service flows between ecosystems and people.

这些方法量化生态系统服务流被开发成一个白羊座建模系统的一部分(别墅et al . 2014;http://www.ariesonline.org),该夫妇概率或确定性模型的生态系统服务供给和需求与网络流传播模型,量化服务流。贝叶斯网络(考威尔等。1999年,麦肯et al . 2006年)或使用确定性模型,如合适,将生态和社会经济因素映射到生态系统服务的提供和使用。本体(Madin et al . 2008年,别墅et al . 2009年)建在白羊座系统提供一个正式的存储库的抽象概念和关系提供一个语义建模的基础。他们也作为知识库推理算法来组装模型应用于空间数据量化服务提供和使用。这种“智能”建模的基础设施白羊座(别墅2010)可以选择和使用基本的生态系统服务模型,编码生态生产函数(Nelson et al . 2009年)地区有限的数据或模型的可用性。更高质量的数据和模型的案例研究地区,本地校准模型将使用更明确地考虑区域性特定因素影响一代,交付和生态系统服务的使用。通过确定一个明确的链每个生态系统服务的提供和使用,使用定义良好、不重叠的受益群体(例如,博伊德和班茨哈夫2007年Nahlik et al . 2012年),这种方法避免了重复计算的问题在估值,因为估值的基础是每个利益的量化流程类型,而不是将这些好处带入存在的生态过程。

根据定义,实际服务提供、使用和流动将小于或等于理论服务提供和需求。因为不同的供应、需求和流动特性,我们预计实际比理论服务提供、使用、和流将随服务和地区,对评估和权衡分析的影响。然而,量化理论和实际之间的差异服务及其后续影响尚未探索地图的一个案例研究区域范围内的生态系统服务。在本文中,我们量化实际比理论生态系统服务提供时占的位置来源,用户,和空间连接,即。生态系统之间的流动,或缺乏。我们提供理论和实际服务的例子在普吉特海湾,华盛顿州,美国五服务:碳封存和存储,景区视域范围、开放空间距离,洪水沉积物监管和监管。

方法

研究区域

普吉特海湾,第二大河口在美国,是一个决定性的社会、文化和经济特色的华盛顿州。由19个流域,普吉特海湾奥林匹克半岛接壤的西部和喀斯喀特山脉的东部(图2)。该地区是440万人,华盛顿州大约有67%的人口,包括15个美国印第安人部落和西雅图和塔科马的主要港口城市(2013年华盛顿州生态学系)。

人口增长和经济发展改变了地质、生物、和在该地区的河的水文过程,近岸和河口环境(美国地质调查局2006年)。在过去的几十年越来越城市化,海岸线铺设和舱壁安装,动物和工业废物污染水道和城市径流。过度捕捞的鱼类、贝类和木材股市明显负面影响声音的生态系统(普吉特海湾合作2012一个)。在1991年和2001年之间额外10%的普吉特海湾盆地为适应住宅、商业、工业发展,道路和其他基础设施(普吉特海湾合作2012b)。

总的来说,这些影响严重影响了普吉特海湾的健康。标志性的物种,包括奇努克(雄鱼tshawytscha和银大马哈鱼雄鱼kisutch)、虹鳟(雄鱼mykiss)和居民虎鲸鲸(Orcinus虎鲸)人群,已经成为物种保护关心的(Gaydos和棕色2011)。超过80%的潮汐湿地已经失去了和广阔的领域,用来作为漫滩湿地现在隔绝他们的河流堤坝或已经发展了2013年(NOAA)。超过70%的原始森林已被移除在过去50年,而超过三分之一的将近2500英里的海岸线装甲。此外,成千上万加仑的石油和危险废物流入河流和海洋水域的声音(普吉特海湾合作2012b)。

这些挑战是加剧了气候变化和海平面上升的预测。beplay竞技气候变化的潜在影响在普吉特海湾包括海岸线侵beplay竞技蚀、海滩和潮滩泛滥,增加社区风暴潮的易感性,表面和水温度上升,增加河的洪水,和级联中冰川退缩和奥林匹克山。贝类被有毒海藻的影响,海洋酸化,低氧浓度在底水域由于温暖的水温,增加温度分层,和其他因素(摩尔et al . 2011年)。所有的这些变化将影响普吉特海湾生态系统复杂,有时不可预知的方式,与影响人类和非人类社区(Mote et al . 2005年)。面对这些不同的资源管理挑战,白羊座的开发人员工作与地球经济学Tacoma-based非政府组织专门从事生态经济学研究和拓展,地图和价值在普吉特海湾生态系统服务。从2007年到2012年,地球经济学主办了一系列活动,与合作伙伴在学术,公众和非政府组织领域,在此期间我们确定了生态系统服务的重要利益相关者组织和开发,测试,并得到了一系列关键的反馈普吉特海湾生态系统服务模型。

生态系统服务建模和映射

我们建模五个生态系统服务感兴趣的上述利益相关者团体在普吉特海湾地区:(1)固碳和存储,(2)景区为房主视域范围,(3)开放空间距离对房主来说,(4)洪水调控开发土地100年泛滥平原,和(5)沉积物调节水库。数据源,模型结构,并详细讨论了基本假设Bagstad et al。(2011)和总结在表1;流动特性为每个服务被Bagstad et al。(2013)。我们目前的结果以生物物理单位(碳封存和存储、洪水和泥沙调控)和相对排名(视域范围和开放空间的距离)。虽然可以应用货币值的这些服务,为了比较模型结果货币化只是尺度模型的输出通过一个共同的因素,所以我们不存在估值结果在本文中。相比我们建模,理论和实际的服务价值在200米空间网格分辨率。

碳封存和存储

我们量化在植被和土壤固碳和存储使用贝叶斯模型(Bagstad et al . 2011年)校准中分辨率成像光谱仪净初级生产力(MODIS GPP / NPP项目,http://secure.ntsg.umt.edu/projects/index.php/ID/ca2901a0/fuseaction/projects.detail.htm),国家生物量和碳数据集(http://www.whrc.org/mapping/nbcd/),和土壤调查地理数据库(http://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/survey/?cid=nrcs142p2_053627分别)土壤数据。由覆盖火从地理空间边界多边形综合机构协调小组(GeoMAC,http://www.geomac.gov/index.shtml)我们估计碳储存火灾造成的损失,使用燃料消耗系数从Spracklen et al .(2009)和碳池数据从史密斯et al。(2006)。从城市化将覆盖变化的影响(Bolte拍摄和Vache 2010)在碳模型,我们量化合成碳储存的变化。我们的模型低估了“蓝碳”的封存和存储(Laffoley和Grimsditch 2009)在该地区的沿海湿地,河口,水生栖息地。尽管这样的估计已经编译了附近的乔治亚海峡(Molnar et al . 2012),他们通常依赖于辅助数据。为了避免不一致引起的混合模型的使用,我们没有试图将这些结果传输到普吉特海湾。

温室气体排放提供了一个可能的测量所需的碳封存的需求抵消人为排放。另外,人口特别容易受到气候变化的影响可以映射为受益人的气候稳定,虽然精确的碳封存和存储之间的联系和缓解气候变化beplay竞技的影响是很难建立的。尽管碳排放可以抵消全球任何地点,在某些应用程序中,如生态footprint-type分析,了解一个地区的碳预算可能会感兴趣的。排放可以量化为研究地区乘以该地区人口的人均排放量华盛顿州(Ramseur 2007)。混合和去除大气中二氧化碳可以假定为瞬时和完成;因此对于这个服务没有流模型是必要的。区域碳预算可以估计之间的平衡供应的碳汇和碳储存和排放的需求变化补偿:

碳抵消人为排放=(固碳-碳存储在植被和土壤从火和城市化)

实际(本地)碳汇服务的使用将大于100%如果人为排放超过碳封存的区别和存储碳损失,否则和不到100%。

风景优美的视域范围和开放空间距离的房主

我们量化的审美价值观来源于风景视图(布拉沙et al . 2004年)和接近开放空间(麦康奈尔和墙2005)作为两个不同的生态系统服务。为受益人提供自然的感官体验,例如,自然的观点;附近的开放空间可以提供额外的好处,如自然音景,隐私,和休闲设施。这些值通常获得属性值,可以使用享乐测量分析,或在这种情况下映射通过识别:(1)生态系统提供高质量的观点或有价值的开放空间,(2)功能,阻止或降低视图或访问开放空间,和(3)住房位置(Bagstad et al . 2011年)。给定的视域范围内,我们的模型量化视域范围的贡献源特性,比如山脉和水体和下沉,有损于查看质量,包括障碍物或视觉疫病如工业或商业的发展。源、水槽和使用位置由一个流模型计算能见度沿着线视线从使用地点风景视域范围特性。开放空间距离,我们绘制了相对价值的开放空间,高速公路阻碍走访问或减少视觉和音景的品质,和住房位置,连接到一个流模型模拟物理访问的空间。我们使用评论的享乐估值文学(布拉沙等。2004年,麦康奈尔和墙壁2005)通知模型开发、排名的影响不同的视域范围和开放空间特征属性值参数化源和水槽模型。视域范围和距离模型包括距离衰减函数,说明随着距离的变化在开放空间的价值和观点。然后我们计算实际比理论提供风景的观点和开放空间比较值积累相对于整个景观的房主。

洪水调控土地开发的100年的泛滥平原

我们绘制洪水调节生态系统的拦截能力,吸收,或拘留洪水之前到达flood-vulnerable人,结构,或农田。在这项研究中,我们将开发土地的位置映射在100年洪水的泛滥平原的受益者的监管。缺乏流域降水数据足够的决议阶段基于事件的模型,我们的模型使用的年平均降雨量记录1971 - 2000年代表洪水来源(棱镜气候组织2009)。我们估计洪水水槽。,the capacity of the landscape to intercept, absorb, or detain floodwater, using a Bayesian model of vegetation, topography, and soil influences (Bagstad et al. 2011). This green infrastructure, the ecosystem service that we used for subsequent analysis, can combine with anthropogenic gray infrastructure, such as dams and detention basins, to provide flood regulation.

因为洪水的监管意味着水文资源之间的联系,水槽,和用户,我们模拟其流经一个三步的过程。首先,我们沉淀聚合值(洪水来源),防洪减灾(下沉),用户(开发的土地位于100年泛滥平原)在每个502年12位数的水文单位代码(HUC)流域在普吉特海湾地区。第二,我们减去每个subwatershed的下沉值从源值量化剩余的洪水和减轻洪水的比例。第三,我们将为每个subwatershed减轻洪水的比例乘以发达光栅细胞的数量在100年漫滩洪水产生的排名为每个subwatershed缓解。鉴于建模困难洪水调节event-by-event基础上,我们的方法而不是产生空间显式的代理信息描述洪水监管作为一个生态系统服务。随着数据可用性的提高(如降水收集的数据通过公民科学社区协作的雨、冰雹和雪网络,http://www.cocorahs.org/),我们希望能够提高未来洪水管理的时间和空间分辨率建模工作。对于本文,我们的价值观可以被视为空间明确,减轻洪水灾害的相对排名占水文洪水来源的主机托管,水槽,和用户。

使用这一指标,subwatersheds提供防洪减灾的能力(即有限。,small flood sink relative to source values) and few beneficiaries receive a low actual flood mitigation score; we expect this for headwater streams with greater precipitation and likelihood of rain-on-snow events, steeply sloped alpine environments with limited ability to mitigate floodwater, and few at-risk properties. Conversely, subwatersheds with large sink values and a large number of beneficiaries receive a greater flood mitigation score. Intermediate cases occur for both less developed subwatersheds with large sink values but few beneficiaries and for vulnerable subwatersheds with limited sink values but many beneficiaries. This approach will generally underestimate the flood mitigation value provided by subwatersheds upstream of a particular at-risk cell. However, ecosystems are often more effective in providing mitigation for smaller floods than major ones (Brauman et al. 2007), meaning that local-scale effects are important in provision of flood mitigation, better justifying the use of subwatersheds as units of analysis. We calculated the ratio of actual to theoretical flood sinks by dividing summed flood sink values for subwatersheds providing flood mitigation to users by summed flood sink values for the entire landscape without accounting for the presence of at-risk structures.

为水库沉积物监管

我们映射沉积物监管沉积物下沉的位置(在泛滥平原沉积区域),可以吸收沉积物经由水文流从上游资源(erosion-prone区域)之前到达用户。在这种情况下避免沉积的好处是提供给29主要水库。避免沉积帮助维持水库的能力提供福利,包括水力发电、防洪、娱乐、和水供应通过该地区的受益者。避免储层沉积可能有助于保护这些利益在不同的方面,例如,在creased turbidity or the loss of reservoir storage capacity may have a greater impact on some provision of some benefit types than others. For our purposes we ended the modeling and mapping exercise at the reservoirs, though future work could be undertaken to map the beneficiaries of some of these specific benefits generated by each reservoir.

储层沉积减少存储容量,通常降低的能力提供这些好处没有昂贵的疏浚。虽然修正通用土壤流失方程(RUSLE)是常用的量化侵蚀,众所周知在年轻的表现不佳,急剧倾斜的土壤与上游水库的普吉特海湾(雷纳德et al . 1996年)。我们因此使用水土流失的概率贝叶斯模型结合植被、土壤、和降雨影响和校准利用粗尺度的区域数据和/或RUSLE-derived侵蚀模型(Bagstad et al . 2011年)。我们建模使用数据为泛滥平原沉积物沉积在泛滥平原植被、漫滩宽度,和流梯度,从而影响沉积率。将来分析,白羊座的智能模型选择算法,描述了进一步的讨论,将RUSLE地点会议所需的标准模型,并使用本地适应其他地方的概率模型(别墅et al . 2014年)。我们计算实际比理论沉积物监管使用聚合的下沉值的上游水库在普吉特海湾地区,除以聚合理论下沉值整个景观。

结果

碳封存和存储

我们在普吉特海湾量化总碳封存436 kT /年和总植被和土壤碳储存在28350 kT(图3)。人为排放17359 kT /年。碳的损失野火在普吉特海湾盆地相对较小。GeoMAC记录22野火在13年期间(2000 - 2012),烧毁了2828公顷,这意味着平均火灾烧毁了129公顷。这翻译的碳储存的潜在损失0.4到3.7吨/年,根据烧伤严重程度,比碳储存的损失从城市化从23.7到42.8 kT /年替代土地使用变化的场景下(表2)。尽管在华盛顿州人均排放量低于美国平均碳排放和碳储存的总和远远超过相对稠密的普吉特海湾地区的碳封存。碳排放的地区因此超过封存容量由4113年的4351%。

风景优美的视域范围和开放的空间距离

风景优美的视域范围和开放空间距离都是计算相对排名,与理论来源,水槽,并使用值从0到100不等。最有价值的观点,例如,高大的山脉,或最有价值的开放空间类型表现出更大的价值比适度如此规模的价值观点,例如,水体和较短的山脉,有价值的开放空间类型,反映享乐估值研究(布拉沙等。2004年,麦康奈尔和墙壁2005;无花果。4、5)。当多个用户的观点,或接近,一个单点的景观,为这些nonrival服务价值乘以数量的用户,所以理论和实际值是没有直接的可比性(无花果。4 b、5 b)。然而,我们可以通过设置比较理论和实际值规定为零值视图或开放空间的地区无法访问用户(无花果。4 c, 5 c)。这样做表明该地区15.7%的理论视域范围值是可见的房主和该地区43.3%的理论实际上访问业主开放空间距离值。

洪水调节

我们估计,洪水水槽可以理论上渗透,吸收,和拘留102亿m³的洪水在普吉特海湾盆地/年,这是该地区18%的平均年降水量569亿m³(无花果。6 a, b)。然而,56%的subwatersheds缺乏泛滥平原发展。实际洪水调控因此集中在低海拔subwatersheds躺靠近普吉特海湾,有更大的发展集中在泛滥平原(图6 c)。当下沉值subwatersheds没有泛滥平原发展的赋值为零,实际洪水水槽数量理论值的65.9%(图6 d)。

沉积物的监管

最后,我们估计最多11032 kT的动员在普吉特海湾盆地沉积物/年,超过45.7 kT的泛滥平原沉积物沉积/年(图7)。其中,2405 kT /年的泥沙侵蚀发生29普吉特海湾的主要水库的上游盆地和刚刚超过10.1 kT /年映射的泛滥平原沉积储层以上。总土地面积的上游流域水文与这些水库近17%的土地面积在普吉特海湾盆地和实际侵蚀和沉积的源和汇值高于水库达22.1%和21.8,分别聚合的理论价值。

讨论

生态系统服务价值在普吉特海湾地区

我们没有试图详尽估计普吉特海湾地区的生态系统服务价值,为所有相关服务或所有受益群体的服务进行了分析。例如,我们对农民也可以量化的洪水调节,泥沙输送饮用水质量的影响和栖息地鲑鱼或其他渔业、或风景视域范围作消遣的人,特别重要的考虑到地区的自然美景,它的旅游经济的重要性,和几个著名的国家公园。考虑额外的受益者当然会产生不同的结果。然而,只要受益人组织是不同的,重复计算的问题,经常讨论的文学生态系统服务,成功应该避免(Nahlik et al . 2012年)。

除碳封存和存储、全球服务的实际使用大大超过了理论提供的实际服务提供介于16%和66%之间对应的理论值(表3)。因为通过定义一个以人类为中心的生态系统服务概念,受益人或用户必须空间连接区域提供服务的服务价值,除了全球服务,如碳封存或一些不使用的值。研究空间折扣显示生态系统服务价值下降随着生态系统和受益人之间的距离的增加(TEEB 2010)。而大多数这样的分析利用欧氏距离资源,更正确的方法可能生态系统服务价值空间折扣使用特定于服务的流动路径。不考虑受益人的位置相对于生态系统,生态系统服务价值可能大幅高估(TEEB 2010)。

因此,过去的研究只映射理论服务的提供往往夸大了值。生态系统服务研究模型流经覆盖分析服务供应和获益地区可能同样高估或低估生态系统服务价值的生态系统服务流动态都太简单了。当单位经济价值,例如,一个单位避免成本每吨沉积物,或社会成本每吨碳,关键是实际值,而不是使用理论价值,避免高估了给定服务的真正经济价值。这并不意味着所有的服务价值 高估了:例如,气候变化和灾难有关的监管往往可能被低估,因为风险敞口和重建成本近年来大幅增加。beplay竞技

在普吉特海湾盆地内,奥运和喀斯喀特山脉的实质性部分不提供实际的视域范围和开放空间邻近房主因为缺乏价值的观点或接近这些偏远地区。洪水调控提供价值只有在subwatersheds发达泛滥平原的土地,我们只有量化沉积物上游水库的调节值。在一个著名的例子的重要性受益人位置服务交付,移除的爱和雨后春笋般的大坝始于2011年,目的是恢复鲑鱼栖息地在河的爱(杜达et al . 2008年)。移除这些权衡潜在的水力发电大坝带来的恢复河流的鲑鱼。切除大坝增加泥沙流向海峡胡安德富卡,正朝着形成漂移细胞和新河口生境与补充地貌特征提供沿海洪水调节福利(弗洛雷斯et al . 2013年)。因为我们只绘制了水库的泥沙调节值在这项研究中,我们没有地图提供上游泥沙调控前拆除瓦尔河水库的实际值。

放置更多的受益者在景观可能增加生态系统服务流的影响,结果,实际值,但也可以降低生态系统的潜在能力提供相同的服务,即。、理论价值。例如,扩大城市足迹的收益率增加受益人在地方生态系统服务流以前无法访问。然而,通常覆盖变化与新的发展减少生态系统提供服务的能力,即。值,他们的理论来源(Bagstad et al . 2012年)。理论服务似乎是充分利用欠发达风景用更少的受益者,但决策者应该意识到选择,增加实际服务同时使用通过增加访问更多的受益者可能退化生态系统提供服务的能力,也就是说。、理论来源值。

进一步说,新的受益人可能导致更严重的服务之间的权衡,在上述的例子,水力发电之间的权衡,输沙、和鲑鱼渔业的爱的河流。更多的受益者洪水的风险可能会增加的上游洪水调节值较小的洪水事件,但在更大的社会成本和灾害风险敞口大事件发生时。由于这些原因,四个步骤是重要的生态系统服务量化和决策,以保护和维护服务流:(1)全方位的分析相关的生态系统服务,(2)之间的权衡的意识和会计生态系统服务和资源管理选择,(3)准确的量化和映射生态系统服务供给,需求,和流动,(4)避免狭隘的集中强调生态系统服务价值最大化。例如,有关最后一点,更高的实际生态系统服务价值通常意味着增长社会脆弱性加上增加自然资本的稀缺性和减少弹性,即。下降,需求的增长伴随着理论服务提供。在这种情况下,高的生态系统服务价值更正确地视为社会不受欢迎的。

下一个步骤

两个关键的即将到来的步骤将扩大白羊座的建模环境的适用性和准确性:发展的全球智能模型选择、模型和支持架构和外部生物物理过程的整合模型,更准确地代表生态系统服务生产和流动。在复杂、多样的背景,描述一个典型的生态系统服务评估,简化和结构刚性的“一个模型”的方法可以妥协的效用模型在解决特定的值和权衡和通知决策需求。出于这个原因,白羊座的方法的目的是使结构灵活性通过人工智能(AI)资助建设建模方法(别墅2010)可以自动选择模型组件,反映特定于上下文的数据可用性和对生态系统服务的理解。生态系统服务作为独立的观点,有关来源,水槽,通过流动过程和使用条件加入(Johnson et al . 2012年,Bagstad et al . 2013年,别墅et al . 2014年)提供了内置的模块化,适合在一个自动建模的方法。

这种集成建模方法支持数据驱动的混合和假说驱动的模型选择整个方法最适合评估上下文(Vigerstol和Aukema 2011)。能力等级模型组件和选择最好的可用模型上下文和数据可用性是一个白羊座的基本设计准则。数据驱动的方法,如贝叶斯网络,优先由白羊座当计算静态组件(如生产函数方法缺乏共识。假说驱动的方法,用于流模型或信任基于过程的模型,得到决策者的信心经过多年的使用,是首选的动态复杂性现象时,例如,沉积物或水运输,都得到了很好的理解和足够的数据可用于参数化。众所周知,开源模型各种物理过程被集成的扩展白羊座模型的基础。其中,CAESAR-LISFLOOD洪水和侵蚀模型(t .库塔http://www.coulthard.org.uk/CAESARLisflood.html生态系统模型的)和一个修订版本LPJ-GUESS(史密斯et al . 2011年)被整合起来,以提高洪水的细节,沉淀物,营养,碳和初级生产动态,在不牺牲系统的可用性和简单性的决策者。

一组模型的发展,只有基于全局数据,自动扩展到更专业的模型知识库和数据支持的时候,还在继续。这组公分母模型,随着时间的推移,帮助满足更大的需要分享的用户,获得更大的接受,在公用事业和成长和成熟。同时,我们希望白羊座模型的模块化建设基地将为最终用户转化为简单的工作流,谁能够查询系统的简单方法和获得的结果自动反映最好的知识背景。独立的可扩展性模型的基础是这种发展模式的另一个优点。白羊座的发展模型的基础是越来越受益于一个社区的过程,建模者位于全世界联系在一起。白羊座的密集的建模学校每年举行一次开发者(巴斯克中心气候变化,beplay竞技http://www.bc3research.org/springuniversity/);开源模型和本体开发期间这样的课程帮助解决本地资源管理挑战而无缝地集成模型基础和扩展它,造福未来用户。

政策影响的地图服务提供、使用和流动

本文给出的结果有许多实际应用保护和经济发展规划。值得注意的是,他们确定哪些地区是至关重要的维持供应和特定受益人的利益团体。优先保护和恢复活动的源和汇为一个或多个生态系统服务,服务流可以维持或增加。相反,重点开发或资源开采这些重要的源和流地区以外可以防止服务流的退化。特定受益人组的对人类福祉的影响提出景观改造可以更全面地评估如果改进或下跌意识到生态系统服务可以证明。通过识别方受益于访问或使用会降低服务的流动,这些知识也可以提供指导beneficiary-pays或基于污染者付费的支付生态系统服务程序(2005年Salzman)。对于一个给定的服务,可以生成地图(1)对于一个生态系统,显示受益人利益团体接受得益于该地区或(2)受益人集团确定位置的景观,并推导出该用户的好处(Johnson et al . 2012年)。最后,基于经济价值实际而不是理论的地图服务条款应该提高估值的准确性和可信度,用于决策。尽管结果我们提出了聚集在整个普吉特海湾盆地进一步定量分析的结果,即。、集群、热点地区,或其他分析,将是有益的,尤其是对于决策。这些结果的进一步量化空间分析正在进行中,将在未来。

理解人受益于生态系统的流动路径是一个问题,躲避过去在生态系统服务工作(鲁尔et al . 2007年,塔利斯et al . 2008年)。许多研究人员流动问题被表示为一个生态系统服务的提供和使用空间不匹配(2008年Costanza,费舍尔et al . 2009年)。最近,概念的服务供应,服务中,服务连接地区拥有先进科学的生态系统服务的映射(Syrbe Walz 2012 Palomo et al . 2013年);尽管这些概念仍然达不到一致的方法量化生态系统服务流(Bagstad et al . 2013年)。通过显式地展示空间的链接对人类和生态系统理论和实际服务之间的区别,我们可以更好地说明特定受益人组织获得生态系统服务的价值。这可以指导政策,提供新的赢家和输家的信息生态系统服务管理行为的影响。通过空间显式建模映射理论和实际的生态系统服务的受益者和空间流动是重要的一步提高意识的生态系统服务的价值。这可能会导致更好的欣赏价值的组织,从大自然中获益的服务,和一个更强大的知识支持良好的资源管理。

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