Impacts of climate change on the supply of biodiversity in temperate forest landscapes

209-220

Artikel aus einer Zeitschrift

200206753

SCHLAGWÖRTER: Biodivesität, Forstplanung, Klimawandel, Ressourcenbewirtschaftung
Biodiversität ist die Basis für das Funktionieren von Waldökosystemen und für die Bereitstellung einer Vielzahl
von Ökosystemgütern und -dienstleistungen, und kann damit einen großen Beitrag zum Wohlbefinden des
Menschen beitragen. Dieser sozio-ökonomische Wert der Biodiversität wird jedoch bei der Waldbewirtschaftung
selten berücksichtigt. Da Biodiversität den Charakter eines öffentlichen Guts hat, ist die Miteinbeziehung
ihres sozio-ökonomischen Wertes in den Entscheidungsprozess der Waldwirtschaft besonders schwierig. Neue
Strategien sind erforderlich, die die Biodiversitätsversorgung gewährleisten und sozio-ökonomische Funktionen
fördern, während gleichzeitig Waldressourcen weiterhin nachhaltig genutzt werden können. Hier schlagen wir einen gekoppelten, modellbasierten Lösungsansatz vor, in dessen Rahmen wir das effiziente Versorgungsniveau der Biodiversität unter Klimawandel berechnen und Waldavifauna als Biodiversitäts-Indikatoren verwenden. Präferenzen für Holznutzung oder Biodiversität wurden mit einer konstanten Substitutions-Elastizitäts Funktion festgelegt und die Samuelson-Bedingung für die Biodiversitätsversorgung unter Klimawandel berechnet Anschließend wurde die Walddynamik unter Klimawandel mit dem prozessbasierten Waldwachstumsmodell 4C bewertet. Unser Unter -
suchungsgebiet war der Südwesten Deutschlands angewandt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die effiziente
Biodiversitätsversorgung, ausgedrückt in einer Zunahme des Artenreichtums von Vogelindikatorarten, zwischen 8 und 12.3% liegt, abhängig von den Klimaszenarien und der mit der Biodiversitätsbewertung verbundenen Unsicherheit. Stärkere Klimawandelszenarien erhöhen die Opportunitätskosten der Biodiversitätsversorgung und senken das effiziente Versorgungsniveau. Darüber hinaus zeigen wir, wie eine optimale Verteilung der Managementstrategien auf der Landschaftsebene diese effiziente Versorgung realisieren kann. Gekoppelte ökologisch-ökonomische Modelle sind vielversprechende Instrumente, um den sozio-ökonomischen
Wert der Biodiversität in die Waldbewirtschaftung zu integrieren und damit entscheidende Information für
Planungsprozesse bereitzustellen.
Keywords: Biodiversity, forest planning, climate change, natural ressource management
Forest biodiversity underpins ecosystem functioning and the provision of multiple ecosystem goods and services
that are essential to human well-being. Still, the social value of biodiversity is rarely taken into account in the management of forest resources. Forest biodiversity is a public good and, as such, it complicates the process of internalizing its social value in the decisionmaking process. New forest conservation strategies are needed to correct biodiversity supply and promote an efficient use of forest resources. Here we propose a simulation-optimization framework to tackle this issue and compute the supply level of forest biodiversity under climate change, using forest birds as indicators. We describe preferences for wood and biodiversity using a constant elasticity of substitution utility function, and evaluate forest dynamics under climate change using the process-based growth model 4C. We applied our framework to a temperate forest landscape in Southwestern Germany and computed the Samuelson condition for biodiversity supply in the region under climate change. Our results show that the biodiversity supply,
expressed as an increase in the abundance of bird indicator species, ranged between 8 to 12.3%, depending on
the climate trajectory and the uncertainty related to biodiversity valuations. More intensive climate change scenarios
increased the marginal costs of biodiversity provision and reduced the supply level. Moreover, we show how an optimal allocation of management strategies across the study area could realize the required supply. We conclude that coupled ecological-economic models are a promising tool to internalize the social value of biodi versity into forest management plans and to better inform decision-makers.
La biodiversité forestière est à la base du fonctionnement de l’écosystème et de l’offre de multiples biens et
services écosystémiques essentiels au bien-être humain. Néanmoins, la valeur sociale de la biodiversité est rarement
prise en compte dans la gestion des ressources forestières. La biodiversité forestière est un bien public
et, en tant que tel, elle complique le processus d’internalisation de sa valeur sociale dans le processus de prise de
décision. De nouvelles stratégies de conservation des forêts sont nécessaires pour corriger l’offre de biodiversité
et promouvoir une utilisation efficace des ressources forestières. Nous proposons ici une approche combinée
de simulation-optimisation afin de traiter ce problème et de calculer le niveau d’offre de biodiversité forestière
sous changement climatique, en utilisant les oiseaux forestiers comme indicateurs. Nous décrivons les préférences
pour le bois et la biodiversité en utilisant une fonction d’utilité à élasticité de substitution constante et évaluons la dynamique de la forêt sous l’effet du changement climatique à travers le modèle de croissance 4C. Nous avons appliqué notre méthologie à l’échelle du paysage en forêts tempérées d’Allemagne du Sud-Ouest et calculé les conditions de Samuelson pour l’offre de biodiversité de cette région sous changement climatique. Nos résultats montrent que l’offre de biodiversité, correspondant à une augmentation de l’abondance des espèces indicatrices d’oiseaux, varie entre 8 et 12.3%, en fonction de la trajectoire climatique et de l’incertitude liée à l’évaluation
de la biodiversité. Des scénarios de changement climatique plus intensifs ont augmenté les coûts marginaux
de l’offre de biodiversité et réduit le niveau de l’offre. De plus, nous montrons de quelle manière une
allocation optimale des stratégies de gestion dans la zone d’étude pourrait réaliser ce niveau d’offre requis.
Nous concluons que les modèlesécologiques et économiques couplés sont un outil prometteur pour intégrer la
valeur sociale de la biodiversité dans les plans de gestion des forêts et pour mieux informer les décideurs.