Where and how to conserve: Extending the scope of spatial reserve network design

Ongoing habitat loss and fragmentation threaten much of the biodiversity that we know today. As such, conservation efforts are required if we want to protect biodiversity. Conservation budgets are typically tight, making the cost-effective selection of protected areas difficult. Therefore, reserve design methods have been developed to identify sets of sites, that together represent the species of conservation interest in a cost-effective manner. To be able to select reserve networks, data on species distributions is needed. Such data is often incomplete, but species habitat distribution models (SHDMs) can be used to link the occurrence of the species at the surveyed sites to the environmental conditions at these locations (e.g. climatic, vegetation and soil conditions). The probability of the species occurring at unvisited location is next predicted by the model, based on the environmental conditions of those sites. The spatial configuration of reserve networks is important, because habitat loss around reserves can influence the persistence of species inside the network. Since species differ in their requirements for network configuration, the spatial cohesion of networks needs to be species-specific. A way to account for species-specific requirements is to use spatial variables in SHDMs. Spatial SHDMs allow the evaluation of the effect of reserve network configuration on the probability of occurrence of the species inside the network. Even though reserves are important for conservation, they are not the only option available to conservation planners. To enhance or maintain habitat quality, restoration or maintenance measures are sometimes required. As a result, the number of conservation options per site increases. Currently available reserve selection tools do however not offer the ability to handle multiple, alternative options per site. This thesis extends the existing methodology for reserve design, by offering methods to identify cost-effective conservation planning solutions when multiple, alternative conservation options are available per site. Although restoration and maintenance measures are beneficial to certain species, they can be harmful to other species with different requirements. This introduces trade-offs between species when identifying which conservation action is best applied to which site. The thesis describes how the strength of such trade-offs can be identified, which is useful for assessing consequences of conservation decisions regarding species priorities and budget. Furthermore, the results of the thesis indicate that spatial SHDMs can be successfully used to account for species-specific requirements for spatial cohesion - in the reserve selection (single-option) context as well as in the multi-option context. Accounting for the spatial requirements of multiple species and allowing for several conservation options is however complicated, due to trade-offs in species requirements. It is also shown that spatial SHDMs can be successfully used for gaining information on factors that drive a species spatial distribution. Such information is valuable to conservation planning, as better knowledge on species requirements facilitates the design of networks for species persistence. This methods and results described in this thesis aim to improve species probabilities of persistence, by taking better account of species habitat and spatial requirements. Many real-world conservation planning problems are characterised by a variety of conservation options related to protection, restoration and maintenance of habitat. Planning tools therefore need to be able to incorporate multiple conservation options per site, in order to continue the search for cost-effective conservation planning solutions. Simultaneously, the spatial requirements of species need to be considered. The methods described in this thesis offer a starting point for combining these two relevant aspects of conservation planning.

Gadamers hermeneutik och naturvetenskaplig experimentering

I detta arbete undersöks naturvetenskaplig kunskap ur ett filosofiskt perspektiv. Arbetets centrala ämne är det naturvetenskapliga experimenterandets praktiska aspekter och deras anknytningar till den teoretiska naturvetenskapliga kunskapen. Ämnet behandlas med hjälp av Hans-Georg Gadamers hermeneutiska filosofi i boken Wahrheit und Methode. Gadamers utgångspunkt i denna bok är att hermeneutiken beskriver vad som händer i texttolkning då en tolkare förstår en skriven text, men han antyder också att hermeneutiken har vidare tillämpningsområden, till och med att den universalt beskriver alla former av mänsklig förståelse. Syftet med detta arbete är att undersöka hur Gadamers hermeneutik kan tillämpas på naturvetenskaplig förståelse och vilka ändringar man då måste införliva i hermeneutiken samt att skissa grunddragen för en hermeneutisk modell av naturvetenskaplig kunskap. I arbetet presenteras först de centrala elementen i Gadamers hermeneutiska filosofi, speciellt föromdömens positiva inverkan på tolkandet och den verkningshistoriska effekten bakom varje tolkning. Sedan diskuteras bristerna i Gadamers argument för hermeneutikens universalitet, speciellt hans starka betoning av språket som grunden för all förståelse. Om Gadamers hermeneutik skall kunna tillämpas på naturvetenskapens område måste även observationer kunna vara föremål för tolkning. De dominanta trenderna i vetenskapsfilosofin då Gadamer skrev Wahrheit und Methode är en förklaring till att Gadamer starkt förbinder sig till textförståelsen och oftast diskuterar den naturvetenskapliga kunskapen endast som en negativ motpol till den humanvetenskapliga. Vetenskapsfilosofins utveckling efter Wahrheit und Methode, speciellt det faktum att fullständig objektivitet inte mera anses vara ett realistiskt ideal, höjer förväntningarna på hermeneutikens värde för naturvetenskapernas filosofi. Till följande diskuteras tre bidrag till naturvetenskapernas filosofi som är speciellt värdefulla för en hermeneutiken. Den första av dessa är Sylvain Brombergers analys av ovisshet i vetenskapliga undersökningar. Bromberger hävdar att vetenskaplig forskning riktas mot frågor vars svar forskaren inte kan föreställa sig på förhand. Brombergers analys tyder på att det finns en hermeneutisk dialektik av frågor och svar i naturvetenskapliga experiment där forskaren strävar till att göra observationer för att besvara sina frågor. Det andra bidraget är Michael Polanyis studie av den praktiska och personliga kunskapens betydelse för all vetenskaplig forskning. Här är speciellt det vetenskapliga språkets utveckling i samband med experimentering av intresse. Det tredje bidraget är Robert Creases studie av experimentella observationer som visar att observationstolkning innefattar många element som kan förknippas med hermeneutiken. Analysen av de tre ovannämnda studierna leder till följande slutsatser. Den naturvetenskapliga forskningens hermeneutiska element förväntas vara starkt framför allt i experimentell forskning där forskaren utreder nya frågor i en kontinuerlig dialog av tekniskt prövande, praktisk identifiering och språklig beskrivning av nya fenomen. Speciellt beaktansvärd är skillnaden mellan verifierande och upptäckande naturvetenskapliga undersökningar. Tidigare resultat kan verifieras med hjälp av mätningar som specificeras på förhand, men ingen kan på förhand specificera de tekniska och språkliga steg som krävs för ett framgångsrikt upptäckande experiment. Experimentella upptäckter kräver därför en praktisk kunskap som inte kan reduceras till ren teori eller metodologi. Denna praktiska kunskap kan beskrivas med hjälp av Gadamers hermeneutik. Till sist diskuteras vissa grundläggande drag som kan sägas vara karakteristiska för en hermeneutisk modell av naturvetenskaplig kunskap. Speciellt den naturvetenskapliga kunskapens historiska natur, fördomarnas betydelse i naturvetenskaplig forskning samt vikten av forskarens personliga perspektiv i den naturvetenskapliga observationen är viktiga stöttestenar som gör att den hermeneutiska naturvetenskapsmodellen skiljer sig betydligt från modeller som betonar naturvetenskapernas objektivitet. Men det hermeneutiska perspektivet utesluter inte nödvändigtvis andra perspektiv. Dess huvudsakliga nytta är att den tillåter oss att undersöka sidor av naturvetenskaplig kunskap som objektivitetsbetonande modeller lämnar alltför mycket i skymundan. Till dessa hör speciellt det praktiska arbetet i naturvetenskaplig experimentering.