全球变化和保护在国家野生动物保护区分类

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介绍

国家野生动物保护区(nwr)扮演重要的角色在帮助生态系统适应变化的过程,如气候变化,海平面上升,土地利用的变化。beplay竞技nwr构成国家的网络由联邦政府拥有或租用土地和水域的美国,其主要任务是保护鱼类、野生动物、植物资源,和它们的栖息地,以及提供休闲机会。由全球变化的挑战是艰巨的保护组织,为个人避难所和可用的人员和财政资源很少足以满足期望。因此,当务之急是保护稀缺资源尽可能有效地使用避难所经理和人事斗争逐渐变得更加困难的任务。保护分类指的是一个术语吓资源配置最大化保护的有效性(Bottrill et al . 2008年)。这个词来源于医疗危机管理,有限的资源必须分配给发挥最大的作用。我们注意到保护分流有时被视为反映了消极的态度(皮姆2000)。然而,我们认为,保护分类是一个建设性的框架来决定如何分配有限的资源在空间、时间和组织扩展到最好的满足保护目标。这个框架是传统的农林牧渔业的基础模型,识别并结合有限的预算在考虑行动旨在对社会净效益最大化。

在2013年,我们发起了管理人员和研究人员之间的协作与帮助nwr的意图做出更有效的规划和适应决策以应对气候变化和其他变化过程。beplay竞技在一个复杂和不确定的世界里,好的决策并不一定会有好的结果,但一个系统的决策过程,决策者,即。,managers, and scientists are both engaged in the development of potential solutions to complex problems, should enhance the likelihood of favorable outcomes (Keeney 2004). In pursuing this management-research collaboration, we worked with NWR staff along the Atlantic Coast to understand the problems they face and how decision science might help address them. Our initial focus was on (1) exploring how the managers’ ability to meet their objectives is influenced by the larger social-ecological system in which the NWRs are embedded; (2) understanding how to account for stakeholders’ values, perceptions of trade-offs, and risk tolerance (we define a stakeholder as anyone who has an interest in the outcomes of refuge decisions); and (3) developing decision-analytic tools appropriate for problems with “deep uncertainty,” conflicting values, and multiple decision makers.

决策分析已广泛应用于商业和政府决策,但它的应用程序在自然资源保护问题已经成为越来越普遍的在过去的二十年(麦克费登et al . 2011年)。传统的决策方法,它主要关注的选择和预测结果,可以区别于现代方法,强调多个值和自然资源管理的优劣(Gregory et al . 2012年)。强调价值观而不是结果帮助决策者和利益相关者理解分歧的来源政策是否与预测结果和这些结果是如何重视,即。、主观偏好。它还有助于促进作用在保护决策分析人士和科学家“诚实的经纪人”(2007年皮尔克)而不是倡导一个特定的行动方针。多准则决策分析结果和价值占现在广泛用于保护和被视为导致更好的决策通过正式的结构化的决策问题,承认和满足利益相关者之间冲突的价值观(黄et al . 2011年)。

我们注意到的一个重要方面的趋势正式在自然资源管理决策分析方法分析应用程序的增加动态决策,往往在一个适应性管理框架(威廉姆斯1989年,Possingham 1997)。涉及到时间序列的动态管理问题的决策,在每一个决策点与最优行动取决于时间和/或系统状态。我们的目标是为管理者提供决策规则或策略,规定管理行动为每个时间和系统状态最优对决策者的目标(s)。自然资源问题的一个重要的考虑因素在动态决策是服务员决定结果的不确定性,这增加了人口和环境变异随机资源的变化(威廉姆斯和约翰逊2013)。多个相关假设和模型是用来描述这种不确定性的特征,和比较模型的预测与观测的监控程序是用来推导模型相关的概率表明模型可信度沃尔特斯(1986)。重要的进步之后认识到这些概率不是静态的,但随着时间发展新的观测系统行为是管理过程的积累,构成学习的规范化。事实上,自适应管理的定义特征是试图占的时间动态管理决策的不确定性(约翰逊和威廉姆斯2015)。

尽管其概念上的吸引力,然而,决策科学的应用到复杂,现实问题也非常具有挑战性。在制定、评估和修改环境政策,困难的问题如何设计过程,培养和维持利益相关者的参与,科学家和决策者,这使管理机构和制度促进话语、透明度、问责制、学习、共享环境的管理。的确,最近的文献在自然资源管理的重点是需要所谓的“双环”和“triple-loop”学习(Pahl-Wostl 2009),配方中现存的问题,法律、法规、制度规范和权力关系是质疑和再现。困难的部分原因是,许多保护问题涉及多个决策者,经常表演或多或少的独立追求自己的目标。添加到这种复杂性的存在各种来源和程度的不确定性结果,这也许是容易理解为什么有人质疑是否可以成功地应用于决策科学等邪恶的问题(路德维格2001)。我们的项目是框架所面临的挑战沿海资源保护,促进共享的理解不同的决策者之间的问题;理解关键利益相关者的价值和目标,将这些整合到决策框架;了解关键的社会经济和环境驱动和结果都与一系列空间和时间尺度;和开发方法适合处理不确定性和我们集体影响未来的能力。

方法

为了帮助研究实现的桥梁保护(2008年骑士et al . 2006年),我们的团队进行了一次面对面的会议数量与沿海nwr大西洋和墨西哥湾海岸,以及两个车间涉及经理、科学家、和决策分析。我们几个第一次访问鳄鱼河(北卡),开普罗曼(南卡罗来纳),萨凡纳河(南卡罗来纳/格鲁吉亚),降低萨旺尼河(佛罗里达州)和圣马克(佛罗里达州)nwr在2013年秋天。遵循这些“倾听之旅”,我们的团队进行了一项为期两天的研讨会涉及员工从四个沿海避难所避难或复合物:北卡罗来纳州东部,罗曼角,切萨皮克沼泽地(马里兰)和帕克河(马萨诸塞州)nwr(图1)。为期两天的研讨会的目标是(1)建立一个共享的理解适应沿海避难所和所面临的问题(2)探索结构化决策的效用(SDM),选择。,决策分析或决策科学方法论的方法解决这些问题。

最初,我们的重点是获得更好的理解避难人员的观点和他们所看到的期货和主要挑战在应对全球变化过程。特别是,我们认为的问题确定保护目标和他们追求的尺度是任何系统分析决策的中心。NWR的使用决策上下文解决这些问题被证明是高度相关和翔实的避难系统的组织结构和广阔的空间,但这些问题是有密切关系的许多保护问题。早期的例子scale-related期间出现的问题讨论和表1中提供了为期两天的研讨会。

为期两天的研讨会后,我们进行了为期一周的结构化决策研讨会在国家保护培训中心(国家反恐怖主义中心的;美国西弗吉尼亚谢泼兹敦)。国家反恐怖主义中心的率先发展帮助建设能力的课程中应用决策科学在美国保护社区(Johnson et al . 2015;http://nctc.fws.gov/courses/programs/decision-analysis/)。这种发展包括各种培训课程和实习经验研讨会,解决真正的保护问题。国家反恐怖主义中心的也有一个辅导计划旨在构建核心竞争力的决策科学,并提供应用决策分析方法深入培训的机会。

长效磺胺(Gregory et al . 2012年)是决策分析的方法,将它们分为基本组件,然后再组装,以确定一个首选的行动方针。长效磺胺过程通常包括引起利益相关者价值和制定管理目标,识别潜在的管理操作,例如,alternatives, developing relevant system models that predict the outcomes of those actions, selecting an optimization method to identify optimal choices with respect to the objectives, and designing a monitoring program to keep track of the state of the system and evaluate progress (Williams et al. 2002, Skinner 2009, Conroy and Peterson 2013). SDM and adaptive management are grounded in modern decision theory, which provides a rigorous framework for making decisions about the management of complex systems under uncertainty (Williams et al. 2002, Burgman 2005).

我们跟着总体指导方针框架提供的决策问题基尼(1992),这意味着决策问题结构明确的替代方案,结果,和值来识别管理行动最有可能满足所规定的目标。决定涉及预测结果,一般与数学模型,从替代行为和评估这些结果。预测结果的管理行为属于环境科学的范围,而将值分配给那些结果是决策者的角色,最终的社会。这种区别是有用的,除此之外,对谁应该提供指导参与每个阶段的决策框架和分析。讨论因此值集中(1992年基尼)的生态、社会和经济价值的庇护支持被认为开发和评估适应选择的关键。首先讨论了价值观和目标,把其余的决策分析。重点是放在认可“背景和基本目标框架的决定决定情况必须一致”(基尼结婚1992:35)。换句话说,目标应足以完全评估替代品和替代应足以描述所有的各种方式的目标可以实现。这种类型的决策方法着重于明确的识别目标,然后开发创造性的行动来实现这些目标。这种方法不同于从一组明显的共同战略选择,然后评估,通常对不明或假定目标(1992年基尼)。

国家反恐怖主义中心车间集中在海角罗曼NWR作为案例研究。一直在强调这个NWR美国内政部部长惊人的例子,海平面上升的影响在该国的公共土地。正如所料,两个主题主导研讨会讨论:(1)价值观和目标和(2)的问题。关于价值观和目标问题作为基础探索决定机会在nwr应对全球变化的影响。有时识别决策问题是显而易见的。例如,我们继续管理这个淡水蓄水增加盐水入侵吗?然而,在许多情况下决定的机会必须创建从一个或多个问题,例如,侵蚀的堰洲岛,和考试的价值观和目标,例如,海龟的审美或存在价值。因为许多和多样化的目标受到沿海nwr的很大一部分研讨会是致力于识别和构建目标、规模和服务员考虑问题的管理目标和决策上下文之间的不匹配。特别是,有一个专注于战略和基本目标和他们如何塑造特定的上下文(1992年基尼)的决定。由上下文决定我们只是意味着决策的具体性质,以及考虑合适的替代品,为解决特定的管理问题,例如,什么土地应优先保护。

结果与讨论

研讨会包括科学家、NWR经理,和决策分析表明,避难人员和科学家一起工作能够成功地识别目标,制定可行的和创造性的管理方案,预测至少定性这些选择的后果,并确定优先策略的传统目标被认为是避难所。关键见解从国家反恐怖主义中心研讨会是意识到一个人避难的努力满足其保护的任务可以被视为一个机会扩大资源目标来补充更广泛的价值的成分,促进保护区的社会价值。这一观点导致增加规模的理解问题,如何指定目标的重要性,增加问题的复杂性与多个决策者。拓展面临的主要挑战是管理目标包括其他生态系统货物和服务传统上没有明确考虑避难的决定,例如,保护海岸线从风暴潮,碳封存,鳍和贝类托儿所的经济贡献。这种扩大的目标复杂的决策过程需要寻找额外的替代行为,但它也提供了合作的机会,以及识别冲突,与利益相关者的议程不同于那些避难所。

与利益相关者有效接触这个更广泛的refuge-society协作至关重要。然而,重要的因素依然存在,包括(1)识别利益相关者有兴趣这个项目的结果;(2)评估当前的知识水平、兴趣和参与对海平面上升对沿海避难所;(3)指定的目标应该考虑;和(4)预测相关的对管理决策的影响。解决这些问题可以通过技术的组合包括面对面的访谈,小组会议、小组讨论、调查、文献综述、媒体(e。g、印刷、广播、社会)的分析和专家的意见。评估将为基础构建一个利益相关方参与的策略(例如,草甸et al . 2015年),以及基线信息来衡量进展。

物理科学家还需要与社会科学家密切合作,特别是环境经济学家,帮助价值提供当前和未来的庇护下的生态系统货物和服务的设计。许多管理行为影响生态系统提供的服务的数量和质量避难所的收益和成本值积累在传统市场之外,如增加防洪,降低养分循环,增加对游客休闲质量。尽管如此,这些价值观至关重要的理解应该如何分配稀缺的管理美元之间竞争的要求。一系列经济估值工具存在量化这些非市场收益和成本,选择实验等,或有估值,享乐属性值模型,和娱乐需求分析(冠军等。2003年,弗里曼et al ., 2014)。Benefits-transfer技术提供一个合理的和有效的方法来量化很多不同的生态服务的价值(Bergstrom和泰勒2006年)。

然而最终利益相关者价值特征,避难人员迄今为止的一个不同的问题框架和相关的规模因素取决于短期或长期的关注。短期的问题集中在有效配置有限的员工的时间和预算管理现有的项目和资源在当前保护区设计。承认作为一个短期的解决方案,保护区管理者必须作出合理的资源分配决策,从而减少损失的产能,以满足避难的任务在当前保护区足迹。海平面上升等影响全球变化过程导致了这种下降趋势。另类的管理行为的影响的评估在实现这些目标的实现主要在避难所,受制于一个年度预算;即。,objectives are primarily determined by local refuge leadership, although possibly informed by stakeholder input.

从长远来看,保护区管理者认识到影响的变化过程将继续侵蚀的能力实现社会和生态价值观来源于现有的避难所的配置。最终,避难所经理必须决定何时何地获得或保护新的栖息地补充或替换现有的避难所足迹和维持保护区值随着系统的发展。创建和实现策略扩大避难能力维持保护区任务可能涉及分配决策的直接控制的员工个体的避难所。因为联邦资金之间的差距对土地征用和沿海的市场价格高属性,是不现实的期望主要庇护扩张可以通过所有权仅仅完成使用联邦资金购买土地。因此,努力扩大避难所为了满足这些不断变化的需求,需要创造性的解决问题,包括创建伙伴关系和确定一组共同目标和合作伙伴的资金来源,包括避难所,愿意以合作的方式施加。

常见主题的短期和长期问题的累计损失最小化的欲望值随着时间的推移,随着情况的变化在避难所和周围的景观。然而,每个时间显示一组独特的选择代表不同的决策背景下,决策者的身份(s),空间,时间,和治理决策问题的尺度。例如,短期的决策背景下资源分配问题仅限于管理活动的集合,可以实现在现有保护区土地,加上合作建设,决策权主要居住在个体避难所的水平。这种情况下有助于定义空间和治理尺度,而颞规模可能反映了短期规划(例如,10 - 15年全面保护计划;1997年国家野生动物保护区系统改进法案)或预算周期。长期的扩张计划或保护区设计问题需要包括更广泛的尺度。需要是一个扩展,但明确的空间规模(即。,beyond the current refuge boundary but constrained to evaluate a reasonable set of alternative refuge designs) that accounts for more complex governance structures (e.g., multiple decision makers and their values, laws, and institutional policies) and takes into consideration a longer planning horizon (e.g., multidecadal).

有兴趣结合短期和长期决策问题转化为一个共同的分析框架。例如,决策者可能会面对的问题自适应分配不同的资源(例如,搬迁)或防御(例如,保护现有投资)的行为通过管理投资组合。立即行动招致成本,但防守行动立即回报,可能贬值的速度未知,而适应行动发生在未来的回报,因此,可能时间折现。作为全球变化的收益,投资组合的投资组合应该如何随时间变化的时间总和的最大化回报吗?如果决策者高度不确定如何快速和环境会改变多少?现代投资组合理论,基于这一想法,预期回报和偏离期望的概率(即。、风险)是重要的(安藤2012年马洛里,霍克斯特拉2012),可以提供一个有用的分析框架。投资组合分散风险在各种各样的资产,减少敏感在预期偏差。关键要素是个别资产的预期回报,他们的偏差(不确定性),资产之间的相关性在预期收益。低,甚至降低风险资产之间的负相关。我们建议一个有用的分析框架是由马里诺尼et al。(2011)。 What is missing from their approach is the fact that asset allocation can change over time; i.e., asset allocation can be dynamic. In particular, returns will depend on both current and future conditions, and although current conditions are known, future conditions are uncertain. In a dynamic setting, risk decreases as the future is realized, i.e., becomes more certain.

富有成效的调查将决定如何优化状态/有时限的组合改变系统状态和我们理解的状态可能会改变未来,即。,自适应组合优化。例如,这种方法可能被证明在潮汐湿地使用投资决策。潮汐湿地和相关的水下水生植物床是重要的产卵鱼类和贝类托儿所和住所的区域,包括商业上重要的物种如蓝蟹(Callinectes sapidus)。投资决策随着时间的推移保持潮汐湿地及其相关好处可能包括的堰洲岛振兴,修复蓄水堤坝、深化淡水井,堵塞沟渠、安装或修理水控制结构,确保新属性上坡,建立新的蓄水池,提高湿地(疏浚和填充),或购买便利。我们预期的投资组合资产,即。,management actions, to change over time as both the future and our understanding of the consequences of actions became more certain. This is the essence of adaptive management (Johnson and Williams 2015).

另一途径整合短期与长期保护区设计规划资源分配决策可能包括一个完整的时空序列可能的备选方案的政策选择。正如我们认为目前未受保护的包裹可能贡献价值的几个目标,我们也会考虑到现有NWR包含同样定义空间单元,即。,杰出的资源类型,如湿地蓄水或森林。在上述概念的基础上,动态保护区设计问题的详细时间治疗可能包括(1)替代机制用来保存当前保护包裹(例如,购买,地役权,没有一个);(2)parcel-specific土地单位在当前保护区管理选项足迹占预测变化随着时间的推移和福利;和(3)决定放弃目前拥有或管理的避难所包裹和重定向的资源(时间、金钱)获得这些行动避难所内部或外部评估具有更大的累积在规划周期中获益。静态保护区设计的近似模拟存在的问题(例如,瓦et al . 2009),但我们不知道任何试图开发一个动态解决方案,包括选择的多个类,以及同时考虑投资和撤资决策的能力。这种算法将构成重大推进决策工具保护应用程序代表实际的配套管理替代常见的决策者,而不是单独治疗决策问题,然后结合后续步骤。

结论

避难资源分配决策往往是复杂环境变异的规模之间的不匹配(过程)和管理的空间和时间尺度的行为可以影响避难目标的实现(井口2011)。大量的挑战,据推测,在自然资源管理的失败是由于糟糕的理解和应对跨尺度生态过程之间的相互作用和水平(Cumming et al . 2006年,Cumming Norberg 2008年,格雷罗州et al . 2013年)。在我们车间,避难所经理强调,他们控制有限,权力和资源来完全实现保护目标广泛的迁徙物种,可能只花一部分生命周期在避难所的栖息地和迁徙的路径可能最终被改变通过气候变化和栖息地。尽管区域nwr的治理结构可能导致一些决定适当的尺度匹配(例如,资源分配在地区或迁徙路线的规模),许多决策在保护区级别规模不匹配的可能性的增加(例如,渴望繁殖栖息地,以确保有足够的海龟,但因为海滩和障壁岛流失,缺乏经营能力,保持足够的栖息地)。nwr面临相当大的挑战还在定义实现有意义的目标,同时扩大的规模决定通过考虑更广泛的利益相关者和上下文表达避难所的意义而言,产生广泛的社会支持。

尽管合作是当前保护区操作和可持续性的一个重要组成部分,伙伴关系和公众的支持,其他决策者和利益相关者是至关重要的任何扩张的避难所。例子的演员的利益和决定可能直接或间接地影响结果基本资源目标包括商业渔民,大型私人或公共土地所有者,非政府组织,公共机构,执行州或联邦法律/法规影响栖息地,避难所的朋友团体,志愿者,州/联邦运输部门,地方和县政府和小企业,如住宿和餐饮业主受益于生态旅游。决定和行动由这些演员的可用性可能会影响栖息地的积极或消极的方式。因此,广泛的政治支持是一个重要的组件实施扩张计划,无论土地可用性和潜在卖方的意愿。产生的支持可能是最有效的,如果这些决策者的目标时也考虑量化避难或避难系统的价值。这种理解提供了一个机会来重新定义的指标用于评价价值的避难所,把这些扩展指标和价值的决策框架;即。,scaling the evaluation of benefits to match the decision context of a broader set of stakeholders whose interests are focused on those goods and services that meet greater public benefit.

格里菲斯et al。(2009)指出了压倒性的挑战,气候和其他变化过程存在nwr和强调了需要更好的沟通和协作经理,科学家,和更广泛的公众感兴趣的社会价值观提供了避难所。更直言不讳地说,日本(2011)描述了气候变化将呈现一些避难所目的过时和个体避难所的目的beplay竞技之间的冲突,系统中的其他避难所的各种目的,和广泛的法定任务NWR系统可能会增加。现在看来,避难所治理和制度安排在重要方面将不得不适应如果避难所提供的生态系统货物和服务持续面对全球变化。虽然我们认为,决策科学的应用可以帮助难民做出更好的适应决策(表2),也许最持久的贡献将在其能力激励经理定期审视他们的目的和操作规则。这种自我批评通常承认当前的操作前提和沉淀的协议是不足以解决新兴生态或社会学问题(Pahl-Wostl 2009)。这种类型的社会学习是困难的,因为机构承认他们的流程和政策方面的不足,因为寻找解决方案通常涉及冲突。然而,我们相信,与个人避难所密切合作结构他们的决定问题的选择,结果,和价值观最能帮助激励和组织这个大讨论。

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