合成，部分专题介绍生态系统与社会:气候、土地利用、生态系统服务和社会之间的相互作用

将多种价值摆到桌面上:评估夏威夷北科纳未来的土地使用和气候变化beplay竞技

• 摘要
• 介绍
• 方法
  • 研究地点:社会生态环境
  • 土地管理和气候变化情景beplay竞技
  • 文化、环境和经济成果
• 结果
  • 文化生态系统服务
  • 地下水补给
  • 景观可燃性
  • 生物多样性保护价值
  • 管理成本和对土地所有者的回报
  • 将文化服务框定为共享的关系价值，加深了对与不同土地使用选择相关的社会文化效益的理解
  • 多种效益之间的协同作用和权衡
  • 将气候变化纳入决策beplay竞技
• 讨论和结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用
• 勘误表

介绍

在一个全球环境变化的时代，最紧迫的问题之一是确定满足现在和未来社会需求的土地管理实践。各机构正通过呼吁将生态系统服务(ES)纳入决策和规划中来应对这一需求(Guerry等人，2015年)。生物多样性和生态系统服务政府间平台的出现，以及指导美国联邦机构明确将生态系统服务纳入决策的备忘录，说明了这一趋势(Donovan et al. 2015, Mooney 2016)。实施这些政策进步需要从对不同利益攸关方最重要的结果的角度考虑土地管理决策的成本和收益。这刺激了ES科学在土地使用规划和决策中从理论向应用的发展(Raudsepp-Hearne等人2010年，Ruckelshaus等人2015年)。然而，尽管ES科学和应用取得了快速进展，但关于土地利用变化对多种利益和利益相关者群体的影响的跨学科评估仍然很少(Asah等人2014年，Kenter 2016年，Pascual等人2017年)。

生态系统服务评估也越来越不同于专注于当地社区的社会文化价值与专注于评估和评估供应和调节服务(Kenter 2016)。文化生态系统服务(CES)或“人们从生态系统中获得的非物质利益”(千年生态系统评估(MEA) 2005: 40)，代表了将当地对景观价值的感知纳入ES评估的一个途径。CES的重要性日益得到认可(Daniel et al. 2012, Gould et al. 2014)，但将CES与其他价值一起纳入决策仍然非常有限(Raudsepp-Hearne et al. 2010, Chan et al. 2012)。大多数CES评估关注游憩和风景优美(Chan et al. 2012)，并没有充分捕捉到景观对世界上许多与土地有着强烈文化、世代和宗谱联系的社区的价值(Liu和Opdam 2014)。这包括传统管理的生产景观(基于特定地点的农业生态实践和通过世代传递和适应的知识)，它们在全球广泛存在，包括发展中国家超过10%(9600万公顷)的耕地(Altieri 2004)和估计11%(3.77亿公顷)的全球森林(White和Martin 2002)。在这些系统中，文化背景、世界观和对地点的依恋在CES的实现和感知方式中发挥着特别重要的作用(Winthrop 2014, Pascua等人2017)。在这些背景下，文化价值往往通过参与性、协商性的方法得到最恰当的评估，而将CES与其他ES一起纳入这些背景下的研究存在一个关键的差距(Kenter等人，2011年，Raymond等人，2014年)。

在更广泛的ES评估中，对ES将如何受气候变化影响的理解也仍然有限(Biggs等人，2012年beplay竞技，Runting等人，2016年)，尽管这对长期管理这些服务至关重要(Mooney等人，2009年)。气温上升和降雨模式的变化会对多种服务产生影响，预计不同土地用途之间的不同权衡也会产生影响(Kirchner等人，2015,Runting等人，2016)。文化生态系统服务可能会受到气候变化的影响，但一些ce——如对地点的依恋、社会网络的维持、互惠和beplay竞技当地生态知识——也有助于社区对气候变化和其他干扰的恢复力(Folke 2006, Vaughan和Vitousek 2013, McMillen et al. 2014)。这强调了在气候变化下将CES与其他ES整合到土地利用规划中的重要性。beplay竞技

为了应对这些差距，我们与Kamehameha学校(KS;一个夏威夷土著教育信托基金和夏威夷最大的私人土地所有者)和一个夏威夷土著(kautnaka Maoli)和以地方为基础的社区(kama & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &;beplay竞技自18世纪后期以来，北科纳的大部分干旱森林已被改造为牧牛牧场，这种土地用途具有很强的文化价值，但货币回报不断下降(Melrose等人，2016年)。在夏威夷，仍有超过30万公顷的牧场，但人们对水资源短缺、火灾风险和低本地生物多样性的日益担忧，提出了替代土地使用方案的问题(Melrose et al. 2016)。这些决定与土著原则应用于土地和海洋资源管理的复兴一起发生，以实现多样化的生态、社会经济和文化价值(例如，夏威夷土地和自然资源部(DLNR) 2012年，卡梅哈梅哈学校2016年)。

我们试图告知即将在北科纳使用牧场的决定，并为KS和其他有类似利益的土地所有者提供一个框架，以平衡收入与更广泛的文化和环境价值。这一合作定义了牧场未来的四种广泛的土地使用场景:(i)牧场(即当前使用);(ii)咖啡，这是附近常见的一种利润丰厚但耗水较多的土地利用;(iii)原生森林恢复;(iv)农用林业，一种横跨太平洋的历史上重要的土地用途，它将林下作物与高价值(文化和经济)的本地和非本地乔木作物结合起来(Bell和Taylor 2015年)。然后，我们评估并比较了与土地所有者和当地社区确定的关注事项明确相关的这些场景的一系列结果。这些结果包括土地管理者的净收入流、土著文化和社区价值，以及全州范围内相关的ES:地下水补给、降低火灾风险和本地生物多样性。

使用一系列跨学科的方法，我们解决了以下问题:(i)与每种土地使用方案相关的文化、环境和收入结果是什么?(ii)各土地利用方案之间的协同效应和权衡是什么?(iii)纳入不断变化的气候条件如何影响这些协同效应和权衡?

方法

研究地点:社会生态环境

Ka ' hio - ponglehu是位于夏威夷岛背风海岸的ahupua ' a(传统的社会政治陆地边界)，从海平面延伸到2500米，覆盖104平方公里(图1)。年平均降雨量(MAR)为666毫米/年，预计到本世纪中叶将减少18-25% (Giambelluca et al. 2013, Elison Timm et al. 2014)。植被稀疏的熔岩田覆盖了约三分之一的低海拔地区，在欧洲人接触之前，这片地区有很大一部分用于农业，现在是华拉瓦莱牧场。目前，Ka ' awatongponglehu的大部分地区都是农村地区，人口稀少(12个住宅位于中海拔)，但在海岸线上有一个豪华住宅开发(兼职、暂住人口55人)和酒店(243间客房)。很少有直系后裔和Ka ' awatongponglehu的长期居民能够在ahupua ' a居住，但许多人住在附近，与祖先的土地保持着强大的联系(McMillen et al. 2016)。

整个ahupua, aja都属于KS。作为一个为kutnaka毛利人利益而建立的信托机构，KS寻求在全州范围内管理36.5万英亩土地，以平衡多个经济、教育、文化和环境目标(Goldstein等人，2012年，Kamehameha学校2016年)。与该州的其他土地所有者一起，KS正在考虑未来牧场的选择，并寻求开发一种过程，将不同的价值观纳入其土地所有人的决策。因此，Ka ' awatoto pumulehu提供了一个直接支持及时决策背景的机会，同时也开发了一种广泛适用于有兴趣将多种价值纳入土地使用决策的土地所有者的方法(2010年，Bremer等人，2015年)。

文化和以地点为基础的价值观念对Ka ' hio - p - lehu的KS人来说是高度优先的，Ka ' hio - p - lehu(从今往后的当地社区)的kwasnaka Maoli和kama' ajina参与了ahupua - wha的资源管理咨询委员会、教育计划和文化恢复项目。环境成果，包括地下水补给(全州范围内的主要水源)，也受到KS和更广泛的公众的高度重视。野火是一个主要问题，近几十年来，随着非原生草原的扩张，尤其是在包括北科纳在内的干旱地区，野火在夏威夷急剧增加(Trauernicht et al. 2015)。最后，由于栖息地转换、火灾和入侵物种(Blackmore和Vitousek 2000)，阿胡布阿瓦阿瓦阿瓦包含了该州最后的一些热带干燥森林区域，被认为是夏威夷最濒危的生态系统(Bruegmann 1996, Cordell et al. 2008)。beplay竞技与气候变化相关的降水减少和气温升高预计将进一步减少地下水补给，增加野火风险，并威胁到当地的生物多样性(Elison Timm等人2014,Vorsino等人2014,Elison Timm 2017)。

土地管理和气候变化情景beplay竞技

我们的研究区域集中在广泛使用的LANDFIRE土地覆盖数据集(LANDFIRE 2012;13.9 km²;图1).通过与KS和当地社区的讨论，以及对北科纳牧场的更广泛考虑，我们确定了该地区未来的土地使用场景。这包括与KS的自然和文化资源团队(4至5名KS工作人员和4至5名研究人员)的几次面对面会议和两场社区研讨会(包括下文描述的CES研讨会和一场展示初步结果的研讨会)。这一迭代过程允许改进场景，以更好地匹配KS和社区目标。考虑的最终土地使用情景是:(1)牧场(当前使用);(2)所有当前牧区的原生森林恢复(中型或干林;附加1);(3)农林复合(以MAR为基础的中型或干式;附加1); and (4) coffee, in areas with suitable temperature ranges (Fig. 1; Append. 1). Within the second scenario, forest restoration type, which depended on MAR, shifted under climate change (Append. 1). Coffee was limited to areas with mean annual temperatures >15°C and <22.8°C (Bittenbender and Smith 2008), constraining coffee to 13.6 km² under the current climate and to 8.9 km² under climate change (Fig. 1; Append. 1).

我们比较了在当前和预测的气候条件下这些土地使用情景的结果(见下文)。在代表性浓度路径(RCP) 8.5世纪中期(2065年)情景下的未来气候，到2046-2065年，辐射强迫将比工业化前水平增加8.5 W/m²，全球平均气温将上升2℃。在最初被认为极端的情况下，我们已经预计将超过RCP 8.5情景(Sanford et al. 2014)。因此，当前气候提供了一个低范围的潜在未来气候，而RCP 8.5在本世纪中叶是一个有用的中上范围。

我们的分析时间跨度超过50年，与本世纪中叶的气候预测一致。我们选择了环境、文化和经济价值，这些价值在这段时间内可能对KS、当地社区和更广泛的社会很重要。

文化、环境和经济成果

文化生态系统服务

鉴于KS的使命是造福kwasnaka Maoli社区，我们将CES的评估重点放在了当地与Ka ' hio - ponglehu有文化和世代联系的kwasnaka Maoli社区，以及Ka ' hio - ponglehu的其他kama - o - whina居民和管家。我们的认识论方法强调了夏威夷土著的世界观。所有的研究都是在机构审查委员会(IRB)的批准下进行的，得到了位于莫尼奥阿的夏威夷大学的批准，遵循了事先知情同意的标准协议。同样重要的是，互动遵循文化上适当的协议，特别是在讨论长者知识和祖先景观时(见Pascua等人，2017;附录1)。这里报告的发现和分析包括并建立在一个为期两年的关于当地知识和对变化的适应的合作研究项目的基础上(Ka ' emongongponulehu Community et al. 2014, McMillen et al. 2016;McMillen，“Ka ' hio - p觉悟hu的当地知识和对环境和气候变化的适应”，beplay竞技未出版的手稿)。

我们通过社区研讨会和深度访谈，评估了CES对当地社区的重要性，以及它们与不同土地使用场景的联系。我们在社区研讨会中采用了有目的的抽样(Tongco 2007)，选取了13名当地社区成员，因为他们与Ka ' aeongphonglehu和周围的北科纳地区有深入和长期的关系。鉴于KS的具体目标是延续土著文化价值，我们纳入了那些对基于地方的实践非常了解，并积极参与传统实践和可持续资源管理努力的人(Pascua等人，2017年)。尽管参加讲习班的人数很少，但Ka ' aeongongpumulehu人口稀少(常住人口约为30人)，讲习班包括了目前生活在该地区的大多数直系后裔家庭的代表。

社区研讨会使用了促进工具来加强协作(Ching 2014)。我们采用了参与性和商议性的方法，允许社会互动和讨论，这被认为在引起对共同价值观和概念的关注方面是有效的(Kenter 2016)。这包括一项活动，参与者被要求在空白索引卡上写下对以下问题的回答:“你与土地(土地，字面意思是“喂养的东西”)互动/维持的方式是什么?”工作坊的参与者随后分享了答案，并作为一个小组，在审议过程中对这些答案进行了分类。在另一项活动中，小组讨论了具体的土地使用场景，随后进行了更大规模的小组讨论，并提出了一些指导性问题:“你是如何与这种特殊类型的夏威夷人互动的?”哪些具体的事情维持了你与这类人的关系?”参与者还讨论了如果给定的土地使用场景不再存在，会缺少什么(参见Pascua等人2017年的完整方法)。

为了更深入地了解研讨会产生的主题，在随后的社区聚会上对10名研讨会参与者进行了开放式的深入访谈(原来的研讨会参与者中有3人无法参加)。访谈问题跟进了研讨会主题，还特别询问了对气候变化下CES变化的看法。beplay竞技在社区研讨会和后续访谈中收集的数据被编译，然后通过归纳或开放编码(一种梳理紧急服务和主题响应的定性方法)进行分析(Maxwell 2005)。与每一种土地用途相关的文化生态系统服务被组织成四个主要类别:(1)i ' Ike(知识);(2)法力(灵性);(3) Pilina khattnaka(社交互动);(4) Ola Mau(身体和精神健康)遵循一个基于夏威夷的CES框架，该框架是在夏威夷土著学者和两个当地社区的参与过程中开发的(见Pascua等人，2017;表1)。

CES评估的重点是卡普莱胡以及更广阔的北科纳地区的土地用途。这代表了与环境和经济分析(仅专门关注卡伊隆普勒胡)不同的空间尺度。尽管在理想情况下，所有分析的空间尺度将完全匹配，但由于各种原因，这在本研究中是不可能的。尽管在当地社区中与Ka ' emongongpumulehu有着紧密的祖先和文化联系，但他们没有直接的决策权或对这些土地的开放使用权。因此，更广泛地关注土地使用类型，包括他们目前在更大范围内管理的土地，更能引起研讨会参与者的共鸣。在空间分配社会文化价值方面的挑战，特别是在土著社区，已经在其他地方注意到了(Kenter等人，2015年)。

地下水补给

由于科纳地区几乎没有地表流动(Brauman等人，2014年)，根据Wada等人(2017年)的研究，我们使用水平衡方法估算了Ka ' awatutonputonlehu在当前草地空间范围(13.9平方公里)的不同土地利用情景下地下水补给的生态系统服务，其中:

充能=降雨+截留雾-实际蒸散发(AET)

我们使用来自夏威夷降雨地图集(Giambelluca et al. 2013)的MAR来计算当前气候，并使用RCP 8.5世纪中期的统计降尺度降雨数据来计算未来气候(Elison Timm et al. 2014)。我们使用Engott(2011)中描述的关系来估计雾截量，该关系估计了雾作为海拔、植被和降雨的函数(附件1)。为了计算整个地区的年度AET，我们根据土地覆盖创建了线性回归，AET作为年度植被和气候变量的函数(气温、净辐射、相对湿度、风速、有效土壤湿度、叶面积指数、冠层覆盖、和植被高度)(Giambelluca等人，2014年)以及与气候和土地使用变化相关的调整参数和方程(Wada等人，2017年;附录1).在Ka ' awatutuphumlehu内，Giambelluca等人(2014)产生的AET与上述统计方法之间的差异<5%。

景观可燃性

为了评估土地利用如何影响今天Ka ' awati pneumlehu牧场的火灾发生，我们使用了由夏威夷野火管理组织(附录1)收集的20年(1992-2011)91起火灾的空间范围数据集。每年在整个景观(n= 150000,意思是n= 7500或每年0.23%的景观)，并根据它们是否在样本年发生火灾的范围内被划分为烧焦或未烧焦。焚烧/未焚烧分类被用作二项响应，以拟合每年每像素发生火灾的概率的广义相加模型(GAM)(例如，Preisler等人，2004年，Trauernicht等人，2012年)作为景观尺度火灾驱动因素的函数(Pausas和Keeley 2009年)。预测因子包括年降雨量、年平均温度、方面、植被类型、野火点火密度和年降雨量异常(年降雨量和年平均降雨量之间的差异;Append。1)。

我们通过比较在当前和未来气候的不同土地使用情景下，整个管理区域每年每像素火灾发生概率的分布，来描述景观可燃性的变化，正如上面的模型预测的那样。对于给定的土地利用情景，草地可燃性预测被用来描述牧场，森林可燃性用来描述原生森林恢复和农用林业，灌木丛可燃性用来描述咖啡。有关于夏威夷咖啡种植园发生火灾的轶事报道;然而，由于该作物在研究区域的分布有限，无法将咖啡土地覆盖类型作为预测因子。

生物多样性保护价值

为了评估生物多样性的保护价值，我们测量了卡伊普勒胡及其周边地区的牧场、原生森林和咖啡中的本地和非本地植物物种丰富度和覆盖(附录1)。鉴于卡伊普勒胡或附近目前没有传统的农林业，基于专家知识，我们估算了物种丰富度和覆盖度，以预测潜在的农用林业情景。这些专家知识涵盖了历史上在Ka & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &;这包括本地物种、传统(波利尼西亚引进的)作物和其他具有高经济和文化价值的物种的混合(附录1)。我们没有评估预测的气候变化对生物多样性保护价值的影响，因为缺乏每种土地用途的植被将如何应对气候变化的可用信息。beplay竞技

管理成本和回报给土地经理

为了考虑各种土地使用的潜在收入影响，我们使用了关于每个土地使用场景的增长参数、成本和收入的公开数据。只要有可能，我们就使用了夏威夷特有的数据。在无法获得的情况下，我们使用国家统计数据，通常来自美国农业部自然农业统计服务(附录1)。每一种情况下，土地所有者/管理者的管理成本和经济回报的净现值(NPV)是在50年的时间内计算的，假设贴现率为5%。成本包括将现有景观(牧场)转换为每个土地使用情景所需的劳动力和材料，以及维持生产或保护所需的劳动力、投入和材料(例如，围栏、出口成本、工资)。所有价值均以2015年美元计价。通货膨胀调整使用美国劳工统计局的通货膨胀计算器。每种情况下成本和收入计算背后的详细解释和假设在附录1中概述。

结果

文化生态系统服务

“当我们把自己描述为土地的孩子时，我们对土地负有一切义务，就像我们对我们的祖辈一样……”

参与我们研究的当地社区成员强调了CES的四类以及供应、管理和文化服务之间的相互联系(表1)。他们描述了牧草、农林业和森林恢复方案的一套价值，这些价值被尽可能地分类为:法力(精神价值);ʻ艾克(知识);Ola Mau(身心健康);和Pilina kautnaka(社会关系)(Pascua等人，2017年;表1)。本研究中评估的其他利益(例如，消防、水的可用性、本地物种和生计方面的经济)的重要性也出现在文化价值的讨论中(表1)。尽管咖啡种植在卡伊普莱胡，但由于其最近才出现、规模小、灌溉要求高，研讨会参与者认为它在文化和生态上都不适合。

与会者在人类与印第安人(或土地)之间互惠关系的背景下讨论了文化“服务”，而不是对人的单向利益流动。这反映了家庭传统和当前的生活方式，这些传统和生活方式通过海岸线、牧场、森林和家庭花园从山区流向海洋。他们谈到塑造和被健康的“祖传景观”和“故事景观”塑造，作为身体、思想、精神和文化认同的基础。因此,土地是至关重要的,保持连接和参与者通过概念框架人类环境的价值关系的环境亲属(土地作为家庭-ʻā艾娜ʻohana),责任(kuleana)和管理(mā喇嘛ʻāina)。例如，他们把自己描述为土地的孩子(kama ' awhina或keiki o ka ' awhina)，强调了他们对这个地方的亲缘关系，以及他们的身份是如何与土地以及与土地的互动联系在一起的。

景观的特征被命名、照顾和尊敬，就像家庭成员一样。土地编码了历史、教义，提供了灵感以及身体、情感和精神上的幸福。当人们生活在土地上并与之互动时，土地才会繁荣。与会者解释说，从这些有故事的地方(wahi pana)和它们相关的口述历史(mo ' o olelo)中学到的教训，传授了与他人分享、尊重、了解自己在宇宙中的位置以及如何明智地使用资源的重要性。在研究早期阶段的一次采访中，一位也是工作坊参与者的女性谈到了她与这片传奇景观的关系:

“对我来说，就在那个岩画领域里，去坐在他们中间，学习，问问题，以那种方式与kawakpuna(长老)联系。”

就气候变化对CES的影响而言，降雨的减少与本已有限的放beplay竞技牧和饮水能力的减少有关。雨水减少，以及潜在的火灾增加，也可能降低原生森林的健康状况和范围，参与者认为这将降低其教育、社会和文化价值。同样，更少的雨和更多的火被认为会减少潜在的农业回报。与会者还指出，极端事件(如干旱、飓风、海啸)的频率和强度增加是关键的环境压力源，需要以社区为基础的持续适应。这依赖于持续接触和接触夏威夷人。

地下水补给

在当前气候条件下，牧草情景在地下水补给方面提供了最大的效益(每年3521亿升(MLPY))，其次是原生森林恢复(3351亿升/年)、农林复合(2850万升/年)和咖啡(-2850万升/年)。咖啡的负水平衡是由于灌溉需求超过降水。在这些情景中，牧场的回灌量明显高于农林复合作物(24%)，而咖啡的回灌量明显低于所有其他情景(水量比牧场少179%;图2;Append。1)。

在气候变化下beplay竞技，在所有土地使用情景中，补给显著减少(12-67%)(图2)。这种减少主要是由降雨减少所驱动的(附录1)。原生森林提供的补给明显多于牧场(多42%的水)和农用林业(多58%的水)，在未来气候下，尽管适宜种植面积减少了35%(比牧场少350%的水;图2;Append。1)。

景观可燃性

在当前气候下，整个研究区域的年燃烧面积每年变化很大(0 - >1100平方公里/年)。在主要的土地覆盖类别中，草地、灌丛和森林分别占整个景观烧毁面积的51%、21%和18%。对于火灾发生模式，全球GAM支持最好(赤aike权重> 0.99;解释偏差= 25.9%)，其中包含了上述所有解释变量。考虑到我们的预测器的时间分辨率较低，以及影响野火发生的多个驱动因素的高变异性，特别是在夏威夷人为引发的点火占主导地位(Trauernicht等人，2015年)，相对较低的解释偏差是可以预期的。

景观可燃性在很大程度上是由降雨和土地覆盖之间的相互作用决定的。原生森林和农用森林恢复的可燃性最低，其次是在当前气候条件下的咖啡和牧场(图3)。这些模式是由沿不同植被类型的降雨梯度出现的可燃性峰值驱动的(附件1)。换句话说，在最湿和最干燥的地点，可燃性降低，这分别限制了燃料的可燃性和可用性(Murphy et al. 2011)。但这些约束因植被类型而异(图3)。根据观察到的景观尺度火灾发生情况，与灌木林地(在650 mm MAR处约0.02)和森林(在650 mm MAR处约0.015)相比，草原的火灾概率最高(约0.04)，并在较干燥的条件下达到峰值(450 mm MAR)。

beplay竞技在所有情况下，气候变化增加了整个流域的可燃性。在拟议的恢复区内(图3)，土地利用情景在未来火灾发生风险方面存在差异。beplay竞技气候变化降低了所有情景中每像素火灾概率的变异性，并降低了牧场和森林的最大火灾概率。在牧场和咖啡情景中，每像素火灾概率的中位数都增加了，在气候变化下，咖啡恢复区域的可燃性急剧上升。beplay竞技相比之下，在平均年降雨量和温度的预测变化下，原生森林(和农用森林)恢复的每像素火灾概率的中值变化微乎其微，每像素火灾概率的最大值和上四分位数值下降。

生物多样性保护价值

原生森林恢复情景的原生物种丰富度最高，原生物种覆盖最高，入侵物种覆盖最低(图4;附录1)。与原生森林相比，农林业情景预计将包括约60%的原生乔灌木物种丰富度，以及不到一半的原生草本物种。原生森林和农用林业的特有乔木和灌木物种比例相近(约80%的乔木和灌木物种为特有物种)，但农用林业的特有草本物种比例较低。由于农用林业情景主要涉及非原生林下植被作物，其原生林下植被覆盖也比森林低得多。咖啡和牧场都没有本地物种，但牧场在林下和林下都有最多的非本地物种。牧场也有很高的入侵物种(主要是入侵草类)覆盖率。

管理成本和对土地所有者的回报

农用林业为土地所有者提供了最大的货币回报(50年净现值为6.461亿美元;图5c)，咖啡带来的净收入约为农用林业的三分之一(2.269亿美元;图5e)，牧场提供的收益要低得多(382,804美元;图5)。预计农林业收入的92%来自纳入无花果(无花果)作为作物;如果没有无花果，农林复合作物的产量仍将高于牧场，但远远低于咖啡(图5d)。原生森林恢复的净现值为负(- 590万美元;图5b)，它反映的只是修复成本，因为我们没有用货币来量化原生森林修复所提供的文化和生态效益。由于适宜面积减少，在未来气候下，咖啡的NPV下降到1.485亿美元(图5e)。这比当前气候情景减少了35%，但咖啡仍然是第二大最具利润的土地用途。其他土地利用范围不受气候变化的影响，因为森林、农林业和牧场都适合当前和未来的温度和降水范beplay竞技围。

讨论和结论

在我们研究区域的背景下，土地所有者(KS)试图做出包含文化、经济、社区、教育和环境价值的决策，这是一个理想和实用的案例研究，以开发一种在决策中考虑多重价值的方法。这些结果为夏威夷及其他地区的私人土地管理者提供了见解和框架，他们的决策具有广泛的社会后果，越来越需要与私人利益一起考虑(Reddy等人，2015年)。我们的研究结果强调了整合不同价值的重要性，因为关于首选土地用途的结论可能会根据所考虑的价值而变化。这包括文化价值，如果从一开始就将其纳入土地使用规划，就不必牺牲其他目标。我们的研究结果还表明，至少在这个研究区域，气候变化放大了对地下水补给和景观可燃性的现有担忧，但只导致土地利用情景排名的微小变化。beplay竞技最后，我们在讨论中提出的许多CES也是社区复原力的指标(例如，与地点的文化联系、社会联系、当地生态知识)，这将是适应这些变化的基础(McMillen et al. 2016)。

将文化服务框定为共享的关系价值，加深了对与不同土地使用选择相关的社会文化效益的理解

当地社区对CES的观点清楚地表明，需要对土地使用方案进行评估，不仅要考虑从土地流向人的利益，还要考虑与地点的互惠关系(Chan et al. 2016)。通过参与性方法纳入CES提供了深刻见解，深化和改变了仅靠生态和经济指标所讲述的故事。确定和记录共同价值观的审议过程本身就很有意义，并为决策中基于地方和土著的观点提供了发言权(Pascua等人，2017年)。这支持了“审议对价值形成至关重要，它本身不仅是一种手段，也是一种目的，是新民主空间的催化剂”(Kenter 2016: 180)的观点。

我们发现，与牧场、农林复合和原生森林恢复相关的所有四个类别都具有很强的文化价值(表1)。例如，原生森林包含了很高的精神价值(Mana)，并通过关心原生物种(i . Ike - knowledge)提供了学习的机会。然而，由于目前进入北科纳原生森林地区的途径有限，原生森林恢复的价值并没有完全实现，这些地区主要位于私人土地和国家保护区内。农林业特别受到重视，因为它通过促进多样化饮食和当地粮食安全，以及通过分享食物和保持地点感(Pilina Kanaka -社会互动)促进互惠和社会关系，对健康(Ola Mau)的潜在贡献。

对于该地区的许多家庭来说，通过管理使与祖先和传奇景观的社会关系和文化联系永久化的能力对他们的身份和生活方式至关重要。作为一个关键的例子，牧场和牧场为维持和传承基于地方的知识和文化实践(i ' Ike -知识)提供了重要的机会，这些知识和文化实践促进了家庭、社区和祖先之间的地方感和强大的联系(Pilina Kanaka -社会互动和Mana -灵性)。牧场还提供身体和心理健康的好处(Ola Mau)，这来自于长期实践带来的幸福感、地点感和身份感。牧场也代表了一种替代侵蚀性房地产开发的选择，当地社区认为房地产开发是对他们的价值观和生活方式的最大威胁。然而，仅从生态和经济角度来看，牧场提供的价值相对较低(图6)。忽视极其重要的文化价值可能会对当地社区的福祉产生影响，并可能减少公众对土地使用政策的支持(Asah et al. 2014)。

多种效益之间的协同作用和权衡

土地使用选择可以根据环境和收入结果进行比较排名，说明与现在和气候变化下的每个决定相关的兼容性和权衡(图6)。例如，如果仅根据环境价值进行管理，在考虑的利益中，原始森林恢复表现最好，而咖啡满足这些标准中最低的(图6)。beplay竞技排名靠前的情景是农林复合和咖啡，原生森林恢复排在最后(图6)。这些结果并不能为像KS这样的土地所有者提供明确的双赢答案，但是，根据不同目标的权重，可以用来阐明多个预期结果之间的协同作用和权衡。然而，在这种背景下，CES代表了深度的基于地方和土著的价值，应该从一开始就作为规划过程的组成部分，而不是作为可能被权衡的结果(表1;Pascua et al. 2017)。

牧场、农林业和原始森林恢复在地下水补给方面都产生了类似的效益，而由于灌溉需求高，咖啡带来的效益明显较低(附加1)。与全球关于重新造林和造林的研究相比，我们发现，与牧场相比，干森林恢复对地下水补给的影响非常小，这些研究表明，转变为森林后，可用水减少(Bosch和Hewlett 1982年，Farley等人2005年)。我们的研究结果与科纳地区的研究结果相似(Brauman et al. 2012)，这表明在森林蒸散率低、雾拦截增加森林覆盖下降水的地区，再造林可以与水文服务目标相兼容。

在当前气候下，原生森林恢复和农用林业提供了最低的景观易燃性，而牧场构成了最大的风险，其次是咖啡。然而，在这些系统中管理火灾还需要降低来自更广泛景观的火灾入侵风险，因此，与牧场相比，原生森林恢复和农用林业(例如，要求燃料休息)的缓解可能更密集，而牧场可以使用定向放牧来降低火灾风险(Nader等，2007年)。例如，Ka ' eiung - putllehu的当地牧场家庭将放牧视为一项重要的消防策略。从他们的角度来看，如果围栏阻止了牛通过放牧减少燃料负荷，原生森林(或农用林业)就会面临很高的火灾风险。

我们的研究结果表明，投资于农林业恢复可以带来重要的生态和经济效益(图6)，而且如果在设计时考虑到文化价值，也可以支持CES。农用林业系统一度在夏威夷群岛广泛存在，人们对恢复农用林业系统越来越感兴趣，以改善夏威夷的粮食安全，并振兴文化上重要的土地用途(Kurashima et al. 2017)。尽管我们的农林复合系统是假设的，但它有潜力保护原生森林中发现的至少一半的本地和/或地方性物种，这与太平洋岛屿其他地方的农林学研究一致(Raynor 1993, Thaman 2014)。考虑到土地所有者的经济回报，农用林业也可以代表为原生森林恢复提供资金的一种战略。无花果是一种非本地物种，在当地社区的建议下被纳入农林业方案，以使传统土地利用在当代环境下更具经济可行性。将高价值的经济作物纳入传统的农林业系统是世界范围内普遍采用的战略，以提高提供粮食安全、文化资源和生态服务的系统的经济回报。尽管无花果提供了最高的预期收入，但即使当地对无花果的需求低于计划产量，包括其他作物(如红薯)也能确保正的经济回报。

考虑到原生森林恢复、牧场和农用林业具有很高的文化价值，综合使用这些土地可能会产生最能被社会接受的土地使用决定。当前研究的一个关键局限性在于它只关注单一用途场景。探索通过迭代过程可能出现的广泛场景超出了本研究的范围。然而，我们的方法为KS提供了一个评估多种结果的过程，我们的结果详细描述了混合土地使用将产生的服务类型。KS规划过程的一个有用的下一步是探索由KS和结合不同土地用途的社区价值共同确定的场景。

将气候变化纳入决策beplay竞技

最近的一项综述强调，将土地利用和气候变化纳入改善决策的ES条款评估的研究十分匮乏(Runting等，2016年)。beplay竞技我们的研究结果表明，在我们的研究区域，气候变化主要beplay竞技是现有自然资源担忧的放大因素，对地下水和火灾风险产生负面影响。以咖啡为例，气候变化和更耗水和更容易火灾的作物的综合影响，使咖啡种植在需要大量灌溉和火灾风险增加的干旱地区成为越来越不beplay竞技可行的土地利用选项。

beplay竞技气候变化还导致了土地利用优先次序的几个变化(图6)。首先，与当前的气候条件相比，原生森林恢复在气候变化下提供了比牧场更多的地下水补给(图2)。这在很大程度上是由于干燥的条件要求更大比例的管理区域恢复为干森林(干森林的蒸散率低于中叶林)(Giambelluca et al. 2014;附录1)。其次，在景观可燃性的情况下，在气候变化下，咖啡比牧场带来了更高的风险，但在当前气候条件下没有。beplay竞技这是由于在气候变化下，降雨对恢复区内灌木地(咖啡)和草地(牧场)的峰值可燃性影响不同(附录1)。beplay竞技

我们缺乏所需的信息来预测夏威夷植物群落的物种丰富度和覆盖度将如何应对气候变化。beplay竞技现有研究表明，气候变化预计将导致目前灭绝风险最高的物种数量下降(Fbeplay竞技ortini et al. 2013)，包括该地区发现的许多目前受到威胁和濒危的特有物种(Vorsino et al. 2014)。因此，生物多样性保护情景的相对排名不太可能发生变化，但在气候变化下，生物多样性保护水平很可能会降低。beplay竞技因此，图6反映了土地利用情景对生物多样性结果的排序没有变化，但我们将其作为未来研究的一个重要领域提出。

从当地社区的角度来看，气候变化不会改变与牧场、农用林业和原生森林相关的基本CES。beplay竞技然而，人们担心适合这些做法的地区可能会减少。重要的是，与会者进一步确定了极端事件或脉冲事件(如飓风)和自然周期的时间(如区域干旱和洪水)是对环境消耗和适应战略的重要影响。beplay竞技气候变化可能会增加事件的频率和强度，并改变降雨和其他周期的时间(政府间气候变化专门委员会2014年)，但我们无法在当前的ES模型中充分捕捉到这些结果。提高ES模型和气候预测的时间分辨率，以捕捉脉冲或极端事件的影响，以及对这些事件如何影响人-环境关系的参与性研究，这是未来研究的富有成果的领域。

有趣的是，参与者讨论的人与环境的关系不仅从当前的幸福感，而且从适应气候和其他环境压力源的韧性和能力。事实上，社区参与者确定的许多CES也被认为是社会弹性的重要组成部分，包括反思和共享学习、文化认同、传统生态知识、社会组织、管理、互惠以及身心健康(Berkes和Ross 2013年，Cabel和Oelofse 2012年，McMillen等人2016年;表1)。获取和' ajina '的互惠关系是适应能力的基础，因为正是通过合作行动来管理自然-文化资源，传统的和基于地方的知识才会继续产生、传播和发展(McMillen et al. 2016)。因此，与维持与多种土地用途的关系相关的CES中嵌入的社会弹性，也支撑了社区在面对变化时适应和维持其与地点的关系的能力。决策需要包括对社区在应用基于地点的知识、信仰和实践的同时继续学习和适应的基本意识和支持(McMillen等人，2016年)。

在Ka ' aeongongponglehu，以及在具有强大的文化、多代和/或宗谱土地关系的社区中，考虑文化和社区价值，包括与地点的联系，对于支持在当前和不确定的未来提供利益的土地使用决策至关重要(Maher和Baum 2013)。除了评估的环境效益外，与原生森林、农用森林和牧场相关的文化价值反映了这个和其他与土地有强烈文化联系的社区的人们最关心的往往是什么。总体而言，这项研究表明，有必要将当地相关的生态环境评价与其他环境和经济效益整合到生态环境评价和土地使用规划中，以提高在不断变化的气候条件下的包容性和公平性决策能力。

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