Voluntary biodiversity conservation optimization in agricultural and forest environments

Abstract

Agriculture and forestry comprise 75% of all land uses in Europe, which causes conflicts with natural resource conservation. This intensive land use has been observed internationally as declining habitats and species biodiversity loss trends. The challenge of conserving biodiversity while simultaneously using land for production has brought about a framework that distinguishes between the separation, ”land sparing”, and the integration, ”land sharing”, of conservation and production.

Setting public land aside as “land sparing” is insufficient to fulfil the biodiversity targets of international conventions. Thus, protecting biodiversity on private agricultural and forestland is critical for effective biodiversity conservation, which raises socio-political aspects to an integral role in the conservation planning process. As ecological and economic resources for nature conservation are limited, conservation efforts must be prioritized to achieve best possible outcomes. In this thesis, in addition to the land-sparing/sharing approach, I applied two policy-based conservation strategies based on the voluntary participation of landowners, alternative biodiversity conservation activities within the EU’s Common Agricultural Policy and Finnish Forest Biodiversity Programme METSO, to demonstrate how social and ecological data could be integrated into multi-objective spatial conservation prioritization using Zonation software.

This thesis is based on two chapters building on spatial optimization, one manuscript and one article published in a peer-reviewed scientific journal: i) Harlio, A., Kuussaari, M., Heikkinen Risto, K., Arponen. A. (2017). Biodiversity conservation of semi-natural grasslands profits from a multi-objective and broader scale spatial optimization approach. In review, manuscript, and ii) Paloniemi, R., Hujala, T., Rantala, S., Harlio, A., Salomaa, A., Primmer, E., Pynnönen, S., Arponen, A. (2017). Integrating social and ecological knowledge for targeting voluntary biodiversity conservation. Conservation Letters. Accepted 23 December 2016.

My thesis produced new information on how multiple landscape heterogeneity elements and landowner perceptions in conservation prioritization caused trade-offs between various biodiversity objectives. In multi-functional landscapes, such as agricultural environments, we found landscape-level clustering of small and valuable semi-natural grassland habitats (“land sparing”) with other biodiversity-rich elements receiving agri-environment payments in the area (“land sharing”). These areas also maintained better connectivity, which enhances the dispersal capability of grassland species. Ecological targets had to be compromised in forest environments when landowner perceptions were accounted for.

Recognition of these potentially contradictory targets is important during a wider conservation planning process, so that conservation prioritization is able to provide alternative solutions for consideration in the planning process and improve biodiversity conservation effectiveness. The results of this thesis may help regional environmental authorities allocate limited conservation funding to socially acceptable and ecologically valuable areas.

Luonnonvarojen käyttö aiheuttaa ristiriitoja etenkin Euroopan Unionin alueella, missä maataloustuotanto ja metsäelinkeino vievät 75 % Euroopan maapinta-alasta. Intensiivinen maankäyttö ihmisen käyttötarpeisiin on johtanut elinympäristöjen ja lajien monimuotoisuuden merkittävään heikkenemiseen. Elinkeinoelämän tuotantovaatimusten ja luonnon monimuotoisuuden yhteensovittamisen ratkaisemiseksi on ehdotettu kahta eri lähestymistapaa: Erillisten suojelualueiden perustamista (”land sparing”) kokonaan erillään tehotuotannosta ja suojelun ja ympäristöystävällisemmän tuotannon yhdistämistä (”land sharing”).

Kansainvälisissä sopimuksissa sovitut luonnon monimuotoisuuden suojelutavoitteet eivät ole täyttyneet perustamalla pelkästään erillisiä suojelualueita julkisessa omistuksessa oleville maille. Siksi yksityisomistuksessa olevien maatalous- ja metsäelinympäristöjen ottaminen mukaan suojelusuunnittelutyöhön on tärkeää. Suunnittelua on tällöin tarkasteltava ekologisen näkökul- man lisäksi myös sosio-poliittisesta näkökulmasta. Suojelukeinojen eri lähestymistapojen lisäksi sovelsin tässä tutkimuksessa suojelusuunnittelun pohjana kahta vapaaehtoisuuteen perustuvaa suojeluohjelmaa, EU:n maataloustukien vaihtoehtoisia monimuotoisuutta suojelevia toimenpiteitä ja Etelä-Suomen metsien monimuotoisuusohjelma METSOa. Hyödynsin niistä saatua ekologista ja sosiaalista tietoa paikkatietopohjaisessa Zonation-suojelusuunnitteluohjelmistossa, jotta luonnonsuojelun rajalliset voimavarat voitaisiin kohdentaa kustannustehokkaasti.

Tämä tutkimus perustuu kahteen suojeluoptimointia tarkastelevaan osajulkaisuun, yhteen käsikirjoituksen ja yhteen vertaisarvioituun julkaisuun: i) Harlio, A., Kuussaari, M., Heikkinen Risto, K., Arponen. A. (2017). Biodiversity conservation of semi-natural grasslands profits from a multi-objective and broader scale spatial optimization approach. Käsikirjoitus, vertaisarvioinissa, ja ii) Paloniemi, R., Hujala, T., Rantala, S., Harlio, A., Salomaa, A., Primmer, E., Pynnönen, S., Arponen, A. (2017). Integrating social and ecological knowledge for targeting voluntary biodiversity conservation. Conservation Letters. Hyväksytty 23.12.2016.

Osoitimme tutkimuksessa Zonation-ohjelmiston avulla, kuinka maisemarakenne ja maanomistajien asenteet rajoittivat suojelualueverkoston ekologisten tavoitteiden optimaalista toteutumista. Maatalousympäristöjen pienialaiset arvokkaat niittyalueet (”land sparing”) näyttivät kasautuvan alueille, joilla oli ympäröivää aluetta enemmän EU:n ympäristötukea saavia monimuotoisuuskohteita (”land sharing”). Näillä alueilla myös kohteiden kytkeytyvyys oli runsaampaa, mikä auttaa niittylajiston leviämistä kohteiden välillä. Kun maanomistajien asenne suojelutoimiin huomioitiin, ei saatu enää muodostettua ekologisesta näkökulmasta yhtä kattavaa metsien suojelualueverkostoa, mutta suojelutoimien hyväksyttävyys lisääntyi.

Suojelusuunnittelutyössä on tärkeää tunnistaa osin ristiriitaisiakin suojelutavoitteita, jolloin voidaan muodostaa vaihtoehtoisia suojelustrategioita kunkin alueen erityisiin tarpeisiin ja parantaa luonnon monimuotoisuustoimien vaikuttavuutta. Tutkimustulokset voivat auttaa alueellisia ympäristöviranomaisia kohdentamaan rajallista suojelurahoitusta maankäytön kannalta ristiriidattomiin, mutta ekologisesti mahdollisimman arvokkaisiin kohteisiin.