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Decision‐making affect the level of ES

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Academic year: 2021

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(1)

Assessing ecosystem service 

tradeoffs for decision‐making : A 

comparison of methods in Costa Rica 

Vallet A.; Locatelli B.; Levrel H.; Wunder S.

(2)

Decision‐making affect the level of ES

• Decision‐makers make choices for managing landscape 

(Rincón‐Ruíz et al. 2014)

• They have direct and indirect effect on levels of ES 

(Haase et al. 2012) 

• They must be aware of positive or  negative interactions between ES 

• Bring multiple services  simultaneously

• Create win‐win opportunities 

(Haase et al. 2012; Turner et al. 2014; Howe et al. 2014; Bennett  et al. 2009) 

(Rincón‐Ruíz et al. 2014)

(3)

Describe and quantify ES relationships

• Several definitions and typologies of ES relationships

(Rodríguez et al. 2006, Bennett et al.  2009, Mouchet et al. 2014, Bennett et al. 2009)

• 3 types of relationships are usually considered: 

• Synergies ‐ Situations in which both services either increase or decrease

• Tradeoffs ‐ Situations in which one service increases and another one  decreases

• No effect

(Bennett et al 2009; Lee and Lautenbach 2015) 

• Different methods are used to quantify relationships

(Lee and Lautenbach 2015; Mouchet et al. 2014) 

There is a need for comparing methods and highlighting their 

different contributions to decision‐making

(4)

Research question and objectives

• Do different methods for assessing  ES relationships yield different 

results? 

• What method choose to inform  which decision‐making processes ?

Test 3 methods for assessing 

nature and intensity of relationships  between ES in Costa Rica

? ? ? ?

?

?

(5)

Application in Costa Rica

• Modeling of 6 ecosystem  services using InVEST 

(Vallet et al. 2016)

• 13 subwatersheds

• 4 observed land‐use maps in  1986, 1996, 2001 and 2008

• 32 scenarios of land cover

Central  Volcanic‐

Talamanca  Biological  Corridor

(6)

Co‐occurrence of ES

• Overlap of ES is interpreted as a relationship

• Static approach but relationships can change overtime

(Renard et al. 2015; Zheng et al. 2014)

• Quantified using correlation coefficients

• Most commonly used method in literature 

(Lee and Lautenbach 2015)

Method 1

(x2,t3)

ES1 ES2

(x1,t1)

(x1,t3) (x2,t1)

(x2,t2) (x3,t1)

(x3,t2)

(x3,t3) (x1,t2)

Year 1 Year 2 Year 3

(7)

Method 1 Results and implications

• Do not inform on  mechanisms

• Define priorities

• Conservation in hotspot

• Restoration in coldspot

• Zoning for money allocation

• Characterize landscape  (bundles) 

• Identify multifunctional  areas and land uses 

(agroforestry)

(8)

Co‐variation of ES

• Similarity of ES trends over time is interpreted as a  relationship

• Dynamic approach

• Quantified using correlation coefficients on ES changes

• Rarely used in literature 

(Tomscha and Gergel 2016; Zheng et al. 2014)

Method 2

(x1,t2) (x1,t3) (x2,t1)

(x3,t1)

(x3,t2) (x1,t1)

(x2,t2)

(x2,t3) (x3,t3)

Zone 1 Zone 2Zone 3 ES2

ES1

(9)

• Do not inform on  mechanisms

• Identify common 

response to common  drivers

• Assess ES levels in the  future or in scenarios

Results and implications

Method 2

(10)

Production Frontier

• Production theory in microeconomics

• Describe how to convert an input (ex: 

land) into various outputs (ex: cropping  or cattle farming)

• Production frontier is the set of optimal  combination of outputs

• Points below the frontier are sub‐optimal

Method 3

(11)

Production Frontier

• Production theory in microeconomics

• Describe how to convert an input (ex: 

land) into various outputs (ex: cropping  or cattle farming)

• Production frontier is the set of optimal  combination of outputs

• Points below the frontier are sub‐optimal

Method 3

Land Cover map Hypothetical

Scenarios

ES1 ES2 ES3 ES4

(12)

Production Frontier

• Production theory in microeconomics

• Describe how to convert an input (ex: 

land) into various outputs (ex: cropping  or cattle farming)

• Production frontier is the set of optimal  combination of outputs

• Points below the frontier are sub‐optimal

Method 3

• The shape of the frontier describes the relationship

• Recently increasing attention in literature

(Bekele et al. 2013; Lester et al. 2013; Kline et al. 2012; Schröter et al. 2014)

(13)

Convex shape

Intense tradeoff

Results and implications

Method 3

(14)

Concave shape

Weak tradeoff

Results and implications

Method 3

(15)

Method 3

Only 1 optimum

Synergy

Results and implications

(16)

Results and implications

Method 3

Tradeoff or synergy ?  Tradeoff or non‐interactive?

• Difficult to compute and interpret

• Actual landscapes are not optimized (social constraints)

• Possibility sets include socially unacceptable situations

• Compare current landscapes and optimum

• Set objectives to orientate landscape planning

Lester et al. 2013

(17)

Comparison of methods

• Different methods yield different results

• Some incoherence come from difficult 

interpretation of production frontier shape

• Co‐occurrence : No effect

• Co‐variation : Synergy

• Production frontier : Tradeoff

(18)

So, what should we do ?

• Make explicit the type of tradeoff we are studying  and decision context (ES incompatibilities, co‐

occurrence, co‐variation, etc …) 

(Turkelboom et al. 2016)

• Dissociate the approach (spatial or temporal 

explicitness) from the method (correlations, PCA)

• Investigate the mechanisms behind ES tradeoffs 

(Bennett et al. 2009)

• Look at the broad picture and integrate the  populations that are concerned by tradeoffs

(Turkelboom et al. 2016)

(19)

www.cifor.org

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www.cirad.fr www.cirad.fr

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A.Vallet@cgiar.org

www.agroparistech.fr

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