Is prosopis a curse or a blessing? : An ecological economic analysis of an invasive alien tree species in Sudan.

The issue of the usefulness of different prosopis species versus their status as weeds is a matter of hot debate around the world. The tree Prosopis juliflora had until 2000 been proclaimed weedy in its native range in South America and elsewhere in the dry tropics. P. juliflora or mesquite has a 90-year history in Sudan. During the early 1990s a popular opinion in central Sudan and the Sudanese Government had begun to consider prosopis a noxious weed and a problematic tree species due to its aggressive ability to invade farmlands and pastures, especially in and around irrigated agricultural lands. As a consequence prosopis was officially declared an invasive alien species also in Sudan, and in 1995 a presidential decree for its eradication was issued. Using a total economic valuation (TEV) approach, this study analysed the impacts of prosopis on the local livelihoods in two contrasting irrigated agricultural schemes. Primarily a problem-based approach was used in which the derivation of non-market values was captured using ecological economic tools. In the New Halfa Irrigation Scheme in Kassala State, four separate household surveys were conducted due to diversity between the respective population groups. The main aim was here to study the magnitude of environmental economic benefits and costs derived from the invasion of prosopis in a large agricultural irrigation scheme on clay soil. Another study site, the Gandato Irrigation Scheme in River Nile State represented impacts from prosopis that an irrigation scheme was confronted with on sandy soil in the arid and semi-arid ecozones along the main River Nile. The two cases showed distinctly different effects of prosopis but both indicated the benefits to exceed the costs. The valuation on clay soil in New Halfa identified a benefit/cost ratio of 2.1, while this indicator equalled 46 on the sandy soils of Gandato. The valuation results were site-specific and based on local market prices. The most important beneficial impacts of prosopis on local livelihoods were derived from free-grazing forage for livestock, environmental conservation of the native vegetation, wood and non-wood forest products, as well as shelterbelt effects. The main social costs from prosopis were derived from weeding and clearing it from farm lands and from canalsides, from thorn injuries to humans and livestock, as well as from repair expenses vehicle tyre punctures. Of the population groups, the tenants faced most of the detrimental impacts, while the landless population groups (originating from western and eastern Sudan) as well as the nomads were highly dependent on this tree resource. For the Gandato site the monetized benefit-cost ratio of 46 still excluded several additional beneficial impacts of prosopis in the area that were difficult to quantify and monetize credibly. In River Nile State the beneficial impact could thus be seen as completely outweighing the costs of prosopis. The results can contributed to the formulation of national and local forest and agricultural policies related to prosopis in Sudan and also be used in other countries faced with similar impacts caused by this tree.

Poverty and the Environment : Investment Poverty and the Role of Assets in Generating Welfare for Farmer Households in the Province of Herrera, Panama

Köyhiä maanviljelijöitä on usein syytetty kehitysmaiden ympäristöongelmista. On väitetty, että eloonjäämistaistelu pakottaa heidät käyttämään maata ja muita luonnonvaroja lyhytnäköisesti. Harva asiaa koskeva tutkimus on kuitenkaan tukenut tätä väitettä; perheiden köyhyyden astetta ja heidän aiheuttamaansa ympäristövaikutusta ei ole kyetty kytkemään toisiinsa. Selkeyttääkseen köyhyys-ympäristö –keskustelua, Thomas Reardon ja Steven Vosti kehittivät investointiköyhyyden käsitteen. Se tunnistaa sen kenties suuren joukon maanviljelijäperheitä, jotka eivät ole köyhiä perinteisten köyhyysmittareiden mukaan, mutta joiden hyvinvointi ei ole riittävästi köyhyysrajojen yläpuolella salliakseen perheen investoida kestävämpään maankäyttöön. Reardon ja Vosti korostivat myös omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin, ja uskoivat sen vaikuttavan tuotanto- ja investointipäätöksiin. Tässä tutkimuksessa pyritään vastaamaan kahteen kysymykseen: Miten investointiköyhyyttä voidaan ymmärtää ja mitata? Ja, mikä on viljelijäperheiden omaisuuden hyvinvointia lisäävä vaikutus? Tätä tutkimusta varten haastateltiin 402 maanviljelijäperhettä Väli-Amerikassa, Panaman tasavallan Herreran läänissä. Näiden perheiden hyvinvointia mitattiin heidän kulutuksensa mukaan, ja paikalliset köyhyysrajat laskettiin paikallisen ruoan hinnan mukaan. Herrerassa ihminen tarvitsee keskimäärin 494 dollaria vuodessa saadakseen riittävän ravinnon, tai 876 dollaria vuodessa voidakseen ravinnon lisäksi kattaa muitakin välttämättömiä menoja. Ruoka- eli äärimmäisen köyhyyden rajan alle jäi 15,4% tutkituista perheistä, ja 33,6% oli jokseenkin köyhiä, eli saavutti kyllä riittävän ravitsemuksen, muttei kyennyt kustantamaan muita perustarpeitaan. Molempien köyhyysrajojen yläpuolelle ylsi siis 51% tutkituista perheistä. Näiden köyhyysryhmien välillä on merkittäviä eroavaisuuksia ei vain perheiden varallisuuden, tulojen ja investointistrategioiden välillä, mutta myös perheiden rakenteessa, elinympäristössä ja mahdollisuuksissa saada palveluja. Investointiköyhyyden mittaaminen osoittautui haastavaksi. Herrerassa viljelijät eivät tee investointeja puhtaasti ympäristönsuojeluun, eikä maankäytön kestävyyttä muutenkaan pystytty yhdistämään perheiden hyvinvoinnin tasoon. Siksi investointiköyhyyttä etsittiin sellaisena hyvinvoinnin tasona, jonka alapuolella elävien perheiden parissa tuottavat maanparannusinvestoinnit eivät enää ole suorassa suhteessa hyvinvointiin. Tällaisia investointeja ovat mm. istutetut aidat, lannoitus ja paranneltujen laiduntyyppien viljely. Havaittiin, että jos perheen hyvinvointi putoaa alle 1000 dollarin/henkilö/vuosi, tällaiset tuottavat maanparannusinvestoinnit muuttuvat erittäin harvinaisiksi. Investointiköyhyyden raja on siis noin kaksi kertaa riittävän ravitsemuksen hinta, ja sen ylitti 42,3% tutkituista perheistä. Heille on tyypillistä, että molemmat puolisot käyvät työssä, ovat korkeasti koulutettuja ja yhteisössään aktiivisia, maatila tuottaa paremmin, tilalla kasvatetaan vaativampia kasveja, ja että he ovat kerryttäneet enemmän omaisuutta kuin investointi-köyhyyden rajan alla elävät perheet. Tässä tutkimuksessa kyseenalaistettiin yleinen oletus, että omaisuudesta olisi poikkeuksetta hyötyä viljelijäperheelle. Niinpä omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin tutkittiin selvittämällä, mitä reittejä pitkin perheiden omistama maa, karja, koulutus ja työikäiset perheenjäsenet voisivat lisätä perheen hyvinvointia. Näiden hyvinvointi-mekanismien ajateltiin myös riippuvan monista väliin tulevista tekijöistä. Esimerkiksi koulutus voisi lisätä hyvinvointia, jos sen avulla saataisiin paremmin palkattuja töitä tai perustettaisiin yritys; mutta näihin mekanismeihin saattaa vaikuttaa vaikkapa etäisyys kaupungeista tai se, omistaako perhe ajoneuvon. Köyhimpien perheiden parissa nimenomaan koulutus olikin ainoa tutkittu omaisuuden muoto, joka edisti perheen hyvinvointia, kun taas maasta, karjasta tai työvoimasta ei ollut apua köyhyydestä nousemiseen. Varakkaampien perheiden parissa sen sijaan korkeampaa hyvinvointia tuottivat koulutuksen lisäksi myös maa ja työvoima, joskin monesta väliin tulevasta muuttujasta, kuten tuotantopanoksista riippuen. Ei siis ole automaatiota, jolla omaisuus parantaisi perheiden hyvinvointia. Vaikka rikkailla onkin yleensä enemmän karjaa kuin köyhemmillä, ei tässä aineistossa löydetty yhtään mekanismia, jota kautta karjan määrä tuottaisi korkeampaa hyvinvointia viljelijäperheille. Omaisuuden keräämisen ja hyödyntämisen strategiat myös muuttuvat hyvinvoinnin kasvaessa ja niihin vaikuttavat monet ulkoiset tekijät. Ympäristön ja köyhyyden suhde on siis edelleen epäselvä. Köyhyyden voittaminen vaatii pitkällä tähtäimellä sitä, että viljelijäperheet nousisivat investointiköyhyyden rajan yläpuolelle. Näin heillä olisi varaa alkaa kartuttaa omaisuutta ja investoida kestävämpään maankäyttöön. Tällä hetkellä kuitenkin isolle osalle herreralaisia perheitä tuo raja on kaukana tavoittamattomissa. Miten päästä yli tuhannen dollarin kulutukseen perheenjäsentä kohden, mikäli elintaso ei yllä edes riittävään ravitsemukseen? Ja sittenkin, vaikka hyvinvointi kohenisi, ei ympäristön kannalta parannuksia ole välttämättä odotettavissa, mikäli karjalaumat kasvavat ja eroosioalttiit laitumet leviävät.

Maintaining plant species richness by cattle grazing - mesic semi-natural grasslands as focal habitats

Semi-natural grasslands are the most important agricultural areas for biodiversity. The present study investigates the effects of traditional livestock grazing and mowing on plant species richness, the main emphasis being on cattle grazing in mesic semi-natural grasslands. The two reviews provide a thorough assessment of the multifaceted impacts and importance of grazing and mowing management to plant species richness. It is emphasized that livestock grazing and mowing have partially compensated the suppression of major natural disturbances by humans and mitigated the negative effects of eutrophication. This hypothesis has important consequences for nature conservation: A large proportion of European species originally adapted to natural disturbances may be at present dependent on livestock grazing and / or mowing. Furthermore, grazing and mowing are key management methods to mitigate effects of nutrient-enrichment. The species composition and richness in old (continuously grazed), new (grazing restarting 3-8 years ago) and abandoned (over 10 years) pastures differed consistently across a range of spatial scales, and was intermediate in new pastures compared to old and abandoned pastures. In mesic grasslands most plant species were shown to benefit from cattle grazing. Indicator species of biologically valuable grasslands and rare species were more abundant in grazed than in abandoned grasslands. Steep S-SW-facing slopes are the most suitable sites for many grassland plants and should be prioritized in grassland restoration. The proportion of species trait groups benefiting from grazing was higher in mesic semi-natural grasslands than in dry and wet grasslands. Consequently, species trait responses to grazing and the effectiveness of the natural factors limiting plant growth may be intimately linked High plant species richness of traditionally mowed and grazed areas is explained by numerous factors which operate on different spatial scales. Particularly important for maintaining large scale plant species richness are evolutionary and mitigation factors. Grazing and mowing cause a shift towards the conditions that have occurred during the evolutionary history of European plant species by modifying key ecological factors (nutrients, pH and light). The results of this Dissertation suggest that restoration of semi-natural grasslands by private farmers is potentially a useful method to manage biodiversity in the agricultural landscape. However, the quality of management is commonly improper, particularly due to financial constraints. For enhanced success of restoration, management regulations in the agri-environment scheme need to be defined more explicitly and the scheme should be revised to encourage management of biodiversity.

Dynamics of Finnish starlings in 1951-2005 : from monitoring to population modelling

Farmland bird species have been declining in Europe. Many declines have coincided with general intensification of farming practices. In Finland, replacement of mixed farming, including rotational pastures, with specialized cultivation has been one of the most drastic changes from the 1960s to the 1990s. This kind of habitat deterioration limits the persistence of populations, as has been previously indicated from local populations. Integrated population monitoring, which gathers species-specific information of population size and demography, can be used to assess the response of a population to environment changes also at a large spatial scale. I targeted my analysis at the Finnish starling (Sturnus vulgaris). Starlings are common breeders in farmland habitats, but severe declines of local populations have been reported from Finland in the 1970s and 1980s and later from other parts of Europe. Habitat deterioration (replacement of pasture and grassland habitats with specialized cultivation areas) limits reproductive success of the species. I analysed regional population data in order to exemplify the importance of agricultural change to bird population dynamics. I used nestling ringing and nest-card data from 1951 to 2005 in order to quantify population trends and per capita reproductive success within several geographical regions (south/north and west/east aspects). I used matrix modelling, acknowledging age-specific survival and fecundity parameters and density-dependence, to model population dynamics. Finnish starlings declined by 80% from the end of the 1960s up to the end of the 1980s. The observed patterns and the model indicated that the population decline was due to the decline of the carrying capacity of farmland habitats. The decline was most severe in north Finland where populations largely become extinct. However, habitat deterioration was most severe in the southern breeding areas. The deteriorations in habitat quality decreased reproduction, which finally caused the decline. I suggest that poorly-productive northern populations have been partly maintained by immigration from the highly-productive southern populations. As the southern populations declined, ceasing emigration caused the population extinction in north. This phenomenon was explained with source sink population dynamics, which I structured and verified on the basis of a spatially explicit simulation model. I found that southern Finnish starling population exhibits ten-year cyclic regularity, a phenomenon that can be explained with delayed density-dependence in reproduction.

Management of semi-natural grasslands for butterfly and moth communities

This work focuses on the factors affecting species richness, abundance and species composition of butterflies and moths in Finnish semi-natural grasslands, with a special interest in the effects of grazing management. In addition, an aim was set at evaluating the effectiveness of the support for livestock grazing in semi-natural grasslands, which is included in the Finnish agri-environment scheme. In the first field study, butterfly and moth communities in resumed semi-natural pastures were com-pared to old, annually grazed and abandoned previous pastures. Butterfly and moth species compo-sition in restored pastures resembled the compositions observed in old pastures after circa five years of resumed cattle grazing, but diversity of butterflies and moths in resumed pastures remained at a lower level compared with old pastures. None of the butterfly and moth species typical of old pas-tures had become more abundant in restored pastures compared with abandoned pastures. There-fore, it appears that restoration of butterfly and moth communities inhabiting semi-natural grass-lands requires a longer time that was available for monitoring in this study. In the second study, it was shown that local habitat quality has the largest impact on the occurrence and abundance of butterflies and moths compared to the effects of grassland patch area and connec-tivity of the regional grassland network. This emphasizes the importance of current and historical management of semi-natural grasslands on butterfly and moth communities. A positive effect of habitat connectivity was observed on total abundance of the declining butterflies and moths, sug-gesting that these species have strongest populations in well-connected habitat networks. Highest species richness and peak abundance of most individual species of butterflies and moths were generally observed in taller grassland vegetation compared with vascular plants, suggesting a preference towards less intensive management in insects. These differences between plants and their insect herbivores may be understood in the light of both (1) the higher structural diversity of tall vegetation and (2) weaker tolerance of disturbances by herbivorous insects due to their higher trophic level compared to plants. The ecological requirements of all species and species groups inhabiting semi-natural grasslands are probably never met at single restricted sites. Therefore, regional implementation of management to create differently managed areas is imperative for the conservation of different species and species groups dependent on semi-natural grasslands. With limited resources it might be reasonable to focus much of the management efforts in the densest networks of suitable habitat to minimise the risk of extinction of the declining species.

Suomenlinnan Kustaanmiekan ketokasvillisuus ja siihen vaikuttavat tekijät

Suomenlinna on yksi Helsingin suosituimmista matkailu- ja kulttuurinähtävyyksistä. Kustaanmiekan, samoin kuin koko Suomenlinnan luonto on muodostunut perinteisestä suomalaisesta saaristoluonnosta ja vuosisatojen saatossa paikalle tulleista linnoituksien kasvistosta. Saaren vaihtelevien elinympäristöjen johdosta alueen kasvillisuus on hyvin rikasta. Linnoituksien monet kasvilajit ovat tulleet tulokaskasveina eri puolilta Eurooppaa sekä Venäjältä. Suurin osa Suomenlinnan alueesta on kallioketoa ja tämän lisäksi myös valliketoa, joista molemmat kuuluvat suojeltaviin alueisiin. Kustaanmiekan niityillä kasvaa keto- ja paahdelajeja, kuten harvinaista ketonoidanlukkoa (Botrychium lunaria L.) sekä ketoneilikkaa (Dianthus deltoides L.). Tämän tutkimuksen ensisijaisena tarkoituksena oli kartoittaa Kustaanmiekan alueen kesäkauden 2009 ketokasvilajisto ja eri putkilokasvilajien runsaus. Tutkimuksessa selvitettiin myös maaperätekijöiden ja alueen hoitohistorian mahdollista vaikutusta ketokasvilajistoon. Tutkimuksessa kartoitettiin kymmenen eri kedon kasvillisuus Suomenlinnan Kustaanmiekan linnoitusalueella. Kedot sijaitsivat eri puolilla Kustaanmiekkaa, sellaisilla paikoilla, missä ketokasvillisuus oli runsainta. Maastotyöt suoritettiin kesä- ja heinäkuussa laskemalla jokaisen kedon ruutujen putkilokasvien peittävyydet sekä listaamalla ylös myös ruutujen ulkopuoliset kevät- ja loppukesän kukkijat touko- ja elokuussa. Maaperän ominaisuuksien määrittämiseksi otettiin kultakin kedolta pintamaanäytteet elokuussa. Muita tutkittuja muuttujia olivat maapinnan kaltevuus sekä sammalen, karikkeen, paljaan maan, kenttäkasvillisuuden pohjakerros ja kallion osuus tutkimusruuduilla. Ketojen kasvillisuuden keskimääräinen korkeus mitattiin kesä- ja heinäkuussa. Kasvistossa oli selviä eroavaisuuksia ketojen välillä. Kasvilajien määrä vaihteli ketojen kokonaislajimäärän ollessa 40-60 kasvilajia. Yhteensä kedoilta löytyi 120 eri putkilokasvilajia, joista useimmat kukkivat sekä kesä- että heinäkuussa. Ketojen kasvilajimäärä vaihteli yhdellä neliömetrillä 6,3-13,6 kasvilajiin, minkä lisäksi Shannon-Wienerin diversiteetti-indeksi vaihteli 1,4-2,3 arvon välillä. Yleisimpiä lajeja, joita kedoilla tavattiin, olivat muun muassa siankärsämö (Achillea millefolium L.), koiranheinä (Dactylis glomerata L.), juolavehnä (Elymus repens L.) ja hopeahanhikki (Potentilla argentea L.). Alueella kasvoi myös muutamia sotatulokaslajeja kuten harmiota (Berteroa incana L.), ukonpalkoa (Bunias orientalis L.) ja karvahorsmaa (Epilobium hirsutum L.). Maaperätekijöillä, kuten suurella fosforin pitoisuudella ei ollut vaikutusta kasvilajien määrään kedoilla. Vain maan pH ja johtoluku korreloivat positiivisesti ketojen kasvillisuuden korkeuden kanssa. Vaikka tulosten perusteella ketojen hoidolla ei ollut vaikutusta ketojen kasvillisuuden määrään, voidaan kuitenkin olettaa oikeanlaisen hoidon parantavan tyypillisten ketokasvien kilpailukykyä muita niittykasveja kohtaan.

Timotein (Phleum pratense ssp. pratense L.) alkuperän vaikutus kylmänkestävyyteen, vernalisaatiovaatimukseen sekä kasvuun ja kehitykseen

Nurmiheinien merkitys maailmanlaajuisesti on merkittävä, sillä noin 69 % maapallon peltopinta-alasta on pysyvää laidunmaata tai niittyä. Suomessa nurmien osuus on noin 29 %, ja tuotanto perustuu pääosin intensiiviseen säilörehuntuotantoon. Yleisin nurmiheinälaji Suomessa on timotei (Phleum pratense ssp. pratense L.). Timotei on talvenkestävä ja soveltuu siksi pohjoisiin kasvuoloihin. Timoteilajikkeita jalostettaessa pohjoista alkuperää olevia vanhempaislinjoja käytetään hyvän talvenkestävyyden varmistamiseksi, eteläisiä tavoiteltaessa nopeaa kasvurytmiä. Ilmaston muutoksen ennustetaan lisäävän erilaisia äärioloja kuten myrskyjä ja sateita. Vuorokauden keskilämpötila nousee ja kasvukausi pidentyy. Lisäksi talvet muuttuvat sateisemmiksi. Muutokset näkyvät erityisesti pohjoisissa kasvuympäristöissä. Tutkimuksessa haluttiinkin selvittää eri alkuperää edustavien timoteilajikkeiden ja linjojen kylmänkestävyyttä, kasvu-, ja kehitysnopeutta sekä vernalisaation vaikutusta. Lisäksi tutkittiin syysviljojen vernalisaatiovasteen mittaamiseen käytettyjen menetelmien soveltuvuutta nurmille. Tutkimukseen kuului kaksivuotinen peltokoe sekä kasvatuskaappikoe. Vernalisaatio nopeutti timotein kasvua ja kehitystä. Tutkimuksen perusteella eteläistä alkuperää olevilla lajikkeilla kasvu- ja kukintavalmius oli olemassa ilman vernalisaatiota. Pohjoisilla lajikkeilla oli suurempi vernalisaatiovaste ja niiden kukkiminen ja kasvu nopeutui vernalisaation myötä. Vernalisaatiolla oli vaikutusta myös kasvuston rakenteeseen. Generatiivisten versojen määrä lisääntyi vernalisaation myötä, kun taas vegetatiivisten versojen määrä väheni. Kylmänkestävyys oli tutkimuksen perusteella riippuvainen syksyn karaistumisjakson pituudesta sekä jakson lämpösummasta (FH-COLD). Korkea keskilämpötila ja lyhyt karaistumisjakso heikensivät kylmänkestävyyttä. Vastaavasti karaistumiskauden lämpötilan ollessa välillä 0 °C:ta ja + 5 °C:ta ja jakson pituuden kasvaessa kylmänkestävyys lisääntyi. Tutkimuksen perusteella vernalisaatiolla oli selvä vaikutus timotein kasvuun ja kehitykseen. Pohjoista alkuperää olevat timoteit reagoivat vernalisaatioon eteläisiä enemmän. Osa pohjoisista linjoista vaati vernalisaation generatiivisten versojen muodostumiseen. Syysviljojen vernalisaatiovasteen mittausmenetelmät soveltuvat osin myös puhtaiden timoteilajikkeiden vernalisaation seurantaan.