Species-based and community-level approaches to conservation prioritization

One major reason for the global decline of biodiversity is habitat loss and fragmentation. Conservation areas can be designed to reduce biodiversity loss, but as resources are limited, conservation efforts need to be prioritized in order to achieve best possible outcomes. The field of systematic conservation planning developed as a response to opportunistic approaches to conservation that often resulted in biased representation of biological diversity. The last two decades have seen the development of increasingly sophisticated methods that account for information about biodiversity conservation goals (benefits), economical considerations (costs) and socio-political constraints. In this thesis I focus on two general topics related to systematic conservation planning. First, I address two aspects of the question about how biodiversity features should be valued. (i) I investigate the extremely important but often neglected issue of differential prioritization of species for conservation. Species prioritization can be based on various criteria, and is always goal-dependent, but can also be implemented in a scientifically more rigorous way than what is the usual practice. (ii) I introduce a novel framework for conservation prioritization, which is based on continuous benefit functions that convert increasing levels of biodiversity feature representation to increasing conservation value using the principle that more is better. Traditional target-based systematic conservation planning is a special case of this approach, in which a step function is used for the benefit function. We have further expanded the benefit function framework for area prioritization to address issues such as protected area size and habitat vulnerability. In the second part of the thesis I address the application of community level modelling strategies to conservation prioritization. One of the most serious issues in systematic conservation planning currently is not the deficiency of methodology for selection and design, but simply the lack of data. Community level modelling offers a surrogate strategy that makes conservation planning more feasible in data poor regions. We have reviewed the available community-level approaches to conservation planning. These range from simplistic classification techniques to sophisticated modelling and selection strategies. We have also developed a general and novel community level approach to conservation prioritization that significantly improves on methods that were available before. This thesis introduces further degrees of realism into conservation planning methodology. The benefit function -based conservation prioritization framework largely circumvents the problematic phase of target setting, and allowing for trade-offs between species representation provides a more flexible and hopefully more attractive approach to conservation practitioners. The community-level approach seems highly promising and should prove valuable for conservation planning especially in data poor regions. Future work should focus on integrating prioritization methods to deal with multiple aspects in combination influencing the prioritization process, and further testing and refining the community level strategies using real, large datasets.

Luonnon monimuotoisuuden väheneminen on yksi vakavimmista tämän päivän ympäristöongelmista. Monimuotoisuuden vähenemisen pääasiallisia syitä ovat hyvänlaatuisten elinympäristöjen väheneminen ja pirstoutuminen. Tätä kehitystä vastaan voidaan toimia lisäämällä luonnonsuojelualueiden määrää. Luonnonsuojeluun tarjolla olevat taloudelliset resurssit ovat kuitenkin varsin rajalliset, joten niiden käyttö on suunniteltava huolellisesti jotta suurin hyöty saavutetaan. Systemaattinen suojelualuesuunnittelu on lähestymistapa joka kehitettiin tätä tarkoitusta varten. Viimeisten kahden vuosikymmenen aikana ala on kehittynyt sekä menetelmällisesti että teoreettisesti kohti lähestymistapoja joissa huomioidaan erilaiset suojelutavoitteet, suojelun tuloksellisuus, taloudelliset tekijät (suojelun hinta ja epäsuorat kustannukset yhteiskunnalle) sekä sosio-poliittiset rajoitteet. Tämä väitöskirja käsittelee kahta laajempaa suojelusuunnitteluun liittyvää teemaa. Ensimmäisessä osassa tarkastelen lajien tai muiden monimuotoisuuden yksiköiden arvottamista. Lajien priorisointi voi perustua esimerkiksi niiden uhanalaisuuteen (valkoselkätikka vs. käpytikka), niiden evolutiivisen historian ainutlaatuisuuteen (neidonhiuspuu vs. leinikki) tai esimerkiksi niiden merkitykseen ekosysteemien toiminnalle. Suojelusuunnittelussa tulisi huomioida lajien eriarvoisuus. Suojeluresurssien kohdentaminen tiettyihin lajeihin voi tuottaa monimuotoisuuden kannalta kokonaisuudessaan paremman lopputuloksen kuin toisiin lajeihin keskittyminen. Samaan teemaan liittyen väitöskirjassa kehitetään suojelualuesuunnittelun menetelmiä biologisesti toimivampaan suuntaan. Menetelmissämme huomioidaan esimerkiksi se, että lajin säilymistodennäköisyys on suurempi silloin kun lajia esiintyy mahdollisimman monella suojelualueella, ja kun suojelualueverkoston yksittäiset alueet ovat suurempia. Toinen väitöskirjan teema on lajiyhteisötason mallinnusmenetelmien käyttö suojelusuunnittelussa. Tilastollisten mallinnus- ja laskentamenetelmien avulla voidaan päätellä minne luonnonsuojelualueita kannattaa sijoittaa silloin kun tarkkaa tietoa lajien levinneisyysalueista ei ole riittävästi saatavilla perinteistä lajipohjaista suunnittelua varten. On varsin yleistä, että lajitason tietoa on saatavilla vain joillekin lajiryhmille ja vain osalle todellista levinneisyysaluetta. Tällaisissa tilanteissa yhteisötason menetelmät auttavat saavuttamaan lajiston kattavan suojelualueverkoston puutteellisesta tiedosta huolimatta. Väitöskirjassani käsittelen ja vertailen olemassa olevia yhteisötason menetelmiä sekä esittelen uuden, aiempaa tehokkaamman menetelmän. Tämä väitöskirja edistää suojelualuesuunnittelun teoriaa ja menetelmiä kahdella toistaiseksi erillisellä osa-alueella. Tulevaisuuden haasteisiin kuuluu ennen kaikkea eri tekijöiden yhdistäminen samaan menetelmään ja käyttäjäystävälliseen tietokoneohjelmistoon, perimmäisenä tavoitteena se, että menetelmien käyttö yleistyisi käytännön luonnonsuojelutyössä.