Illinois Institute of Natural Resources project list : January 1, 1981.

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Cogestion des ressources naturelles : une approche structurale pour quantifier la contribution des réseaux d'acteurs à la résilience des systèmes socio-écologiques

Alors que les activités anthropiques font basculer de nombreux écosystèmes vers des régimes fonctionnels différents, la résilience des systèmes socio-écologiques devient un problème pressant. Des acteurs locaux, impliqués dans une grande diversité de groupes — allant d’initiatives locales et indépendantes à de grandes institutions formelles — peuvent agir sur ces questions en collaborant au développement, à la promotion ou à l’implantation de pratiques plus en accord avec ce que l’environnement peut fournir. De ces collaborations répétées émergent des réseaux complexes, et il a été montré que la topologie de ces réseaux peut améliorer la résilience des systèmes socio-écologiques (SSÉ) auxquels ils participent. La topologie des réseaux d’acteurs favorisant la résilience de leur SSÉ est caractérisée par une combinaison de plusieurs facteurs : la structure doit être modulaire afin d’aider les différents groupes à développer et proposer des solutions à la fois plus innovantes (en réduisant l’homogénéisation du réseau), et plus proches de leurs intérêts propres ; elle doit être bien connectée et facilement synchronisable afin de faciliter les consensus, d’augmenter le capital social, ainsi que la capacité d’apprentissage ; enfin, elle doit être robuste, afin d’éviter que les deux premières caractéristiques ne souffrent du retrait volontaire ou de la mise à l’écart de certains acteurs. Ces caractéristiques, qui sont relativement intuitives à la fois conceptuellement et dans leur application mathématique, sont souvent employées séparément pour analyser les qualités structurales de réseaux d’acteurs empiriques. Cependant, certaines sont, par nature, incompatibles entre elles. Par exemple, le degré de modularité d’un réseau ne peut pas augmenter au même rythme que sa connectivité, et cette dernière ne peut pas être améliorée tout en améliorant sa robustesse. Cet obstacle rend difficile la création d’une mesure globale, car le niveau auquel le réseau des acteurs contribue à améliorer la résilience du SSÉ ne peut pas être la simple addition des caractéristiques citées, mais plutôt le résultat d’un compromis subtil entre celles-ci. Le travail présenté ici a pour objectifs (1), d’explorer les compromis entre ces caractéristiques ; (2) de proposer une mesure du degré auquel un réseau empirique d’acteurs contribue à la résilience de son SSÉ ; et (3) d’analyser un réseau empirique à la lumière, entre autres, de ces qualités structurales. Cette thèse s’articule autour d’une introduction et de quatre chapitres numérotés de 2 à 5. Le chapitre 2 est une revue de la littérature sur la résilience des SSÉ. Il identifie une série de caractéristiques structurales (ainsi que les mesures de réseaux qui leur correspondent) liées à l’amélioration de la résilience dans les SSÉ. Le chapitre 3 est une étude de cas sur la péninsule d’Eyre, une région rurale d’Australie-Méridionale où l’occupation du sol, ainsi que les changements climatiques, contribuent à l’érosion de la biodiversité. Pour cette étude de cas, des travaux de terrain ont été effectués en 2010 et 2011 durant lesquels une série d’entrevues a permis de créer une liste des acteurs de la cogestion de la biodiversité sur la péninsule. Les données collectées ont été utilisées pour le développement d’un questionnaire en ligne permettant de documenter les interactions entre ces acteurs. Ces deux étapes ont permis la reconstitution d’un réseau pondéré et dirigé de 129 acteurs individuels et 1180 relations. Le chapitre 4 décrit une méthodologie pour mesurer le degré auquel un réseau d’acteurs participe à la résilience du SSÉ dans lequel il est inclus. La méthode s’articule en deux étapes : premièrement, un algorithme d’optimisation (recuit simulé) est utilisé pour fabriquer un archétype semi-aléatoire correspondant à un compromis entre des niveaux élevés de modularité, de connectivité et de robustesse. Deuxièmement, un réseau empirique (comme celui de la péninsule d’Eyre) est comparé au réseau archétypique par le biais d’une mesure de distance structurelle. Plus la distance est courte, et plus le réseau empirique est proche de sa configuration optimale. La cinquième et dernier chapitre est une amélioration de l’algorithme de recuit simulé utilisé dans le chapitre 4. Comme il est d’usage pour ce genre d’algorithmes, le recuit simulé utilisé projetait les dimensions du problème multiobjectif dans une seule dimension (sous la forme d’une moyenne pondérée). Si cette technique donne de très bons résultats ponctuellement, elle n’autorise la production que d’une seule solution parmi la multitude de compromis possibles entre les différents objectifs. Afin de mieux explorer ces compromis, nous proposons un algorithme de recuit simulé multiobjectifs qui, plutôt que d’optimiser une seule solution, optimise une surface multidimensionnelle de solutions. Cette étude, qui se concentre sur la partie sociale des systèmes socio-écologiques, améliore notre compréhension des structures actorielles qui contribuent à la résilience des SSÉ. Elle montre que si certaines caractéristiques profitables à la résilience sont incompatibles (modularité et connectivité, ou — dans une moindre mesure — connectivité et robustesse), d’autres sont plus facilement conciliables (connectivité et synchronisabilité, ou — dans une moindre mesure — modularité et robustesse). Elle fournit également une méthode intuitive pour mesurer quantitativement des réseaux d’acteurs empiriques, et ouvre ainsi la voie vers, par exemple, des comparaisons d’études de cas, ou des suivis — dans le temps — de réseaux d’acteurs. De plus, cette thèse inclut une étude de cas qui fait la lumière sur l’importance de certains groupes institutionnels pour la coordination des collaborations et des échanges de connaissances entre des acteurs aux intérêts potentiellement divergents.

Cogestion des ressources naturelles : une approche structurale pour quantifier la contribution des réseaux d'acteurs à la résilience des systèmes socio-écologiques

Alors que les activités anthropiques font basculer de nombreux écosystèmes vers des régimes fonctionnels différents, la résilience des systèmes socio-écologiques devient un problème pressant. Des acteurs locaux, impliqués dans une grande diversité de groupes — allant d’initiatives locales et indépendantes à de grandes institutions formelles — peuvent agir sur ces questions en collaborant au développement, à la promotion ou à l’implantation de pratiques plus en accord avec ce que l’environnement peut fournir. De ces collaborations répétées émergent des réseaux complexes, et il a été montré que la topologie de ces réseaux peut améliorer la résilience des systèmes socio-écologiques (SSÉ) auxquels ils participent. La topologie des réseaux d’acteurs favorisant la résilience de leur SSÉ est caractérisée par une combinaison de plusieurs facteurs : la structure doit être modulaire afin d’aider les différents groupes à développer et proposer des solutions à la fois plus innovantes (en réduisant l’homogénéisation du réseau), et plus proches de leurs intérêts propres ; elle doit être bien connectée et facilement synchronisable afin de faciliter les consensus, d’augmenter le capital social, ainsi que la capacité d’apprentissage ; enfin, elle doit être robuste, afin d’éviter que les deux premières caractéristiques ne souffrent du retrait volontaire ou de la mise à l’écart de certains acteurs. Ces caractéristiques, qui sont relativement intuitives à la fois conceptuellement et dans leur application mathématique, sont souvent employées séparément pour analyser les qualités structurales de réseaux d’acteurs empiriques. Cependant, certaines sont, par nature, incompatibles entre elles. Par exemple, le degré de modularité d’un réseau ne peut pas augmenter au même rythme que sa connectivité, et cette dernière ne peut pas être améliorée tout en améliorant sa robustesse. Cet obstacle rend difficile la création d’une mesure globale, car le niveau auquel le réseau des acteurs contribue à améliorer la résilience du SSÉ ne peut pas être la simple addition des caractéristiques citées, mais plutôt le résultat d’un compromis subtil entre celles-ci. Le travail présenté ici a pour objectifs (1), d’explorer les compromis entre ces caractéristiques ; (2) de proposer une mesure du degré auquel un réseau empirique d’acteurs contribue à la résilience de son SSÉ ; et (3) d’analyser un réseau empirique à la lumière, entre autres, de ces qualités structurales. Cette thèse s’articule autour d’une introduction et de quatre chapitres numérotés de 2 à 5. Le chapitre 2 est une revue de la littérature sur la résilience des SSÉ. Il identifie une série de caractéristiques structurales (ainsi que les mesures de réseaux qui leur correspondent) liées à l’amélioration de la résilience dans les SSÉ. Le chapitre 3 est une étude de cas sur la péninsule d’Eyre, une région rurale d’Australie-Méridionale où l’occupation du sol, ainsi que les changements climatiques, contribuent à l’érosion de la biodiversité. Pour cette étude de cas, des travaux de terrain ont été effectués en 2010 et 2011 durant lesquels une série d’entrevues a permis de créer une liste des acteurs de la cogestion de la biodiversité sur la péninsule. Les données collectées ont été utilisées pour le développement d’un questionnaire en ligne permettant de documenter les interactions entre ces acteurs. Ces deux étapes ont permis la reconstitution d’un réseau pondéré et dirigé de 129 acteurs individuels et 1180 relations. Le chapitre 4 décrit une méthodologie pour mesurer le degré auquel un réseau d’acteurs participe à la résilience du SSÉ dans lequel il est inclus. La méthode s’articule en deux étapes : premièrement, un algorithme d’optimisation (recuit simulé) est utilisé pour fabriquer un archétype semi-aléatoire correspondant à un compromis entre des niveaux élevés de modularité, de connectivité et de robustesse. Deuxièmement, un réseau empirique (comme celui de la péninsule d’Eyre) est comparé au réseau archétypique par le biais d’une mesure de distance structurelle. Plus la distance est courte, et plus le réseau empirique est proche de sa configuration optimale. La cinquième et dernier chapitre est une amélioration de l’algorithme de recuit simulé utilisé dans le chapitre 4. Comme il est d’usage pour ce genre d’algorithmes, le recuit simulé utilisé projetait les dimensions du problème multiobjectif dans une seule dimension (sous la forme d’une moyenne pondérée). Si cette technique donne de très bons résultats ponctuellement, elle n’autorise la production que d’une seule solution parmi la multitude de compromis possibles entre les différents objectifs. Afin de mieux explorer ces compromis, nous proposons un algorithme de recuit simulé multiobjectifs qui, plutôt que d’optimiser une seule solution, optimise une surface multidimensionnelle de solutions. Cette étude, qui se concentre sur la partie sociale des systèmes socio-écologiques, améliore notre compréhension des structures actorielles qui contribuent à la résilience des SSÉ. Elle montre que si certaines caractéristiques profitables à la résilience sont incompatibles (modularité et connectivité, ou — dans une moindre mesure — connectivité et robustesse), d’autres sont plus facilement conciliables (connectivité et synchronisabilité, ou — dans une moindre mesure — modularité et robustesse). Elle fournit également une méthode intuitive pour mesurer quantitativement des réseaux d’acteurs empiriques, et ouvre ainsi la voie vers, par exemple, des comparaisons d’études de cas, ou des suivis — dans le temps — de réseaux d’acteurs. De plus, cette thèse inclut une étude de cas qui fait la lumière sur l’importance de certains groupes institutionnels pour la coordination des collaborations et des échanges de connaissances entre des acteurs aux intérêts potentiellement divergents.

STATE-AND-TRANSITION MODELING AND ADAPTIVE MANAGEMENT: TOOLS FOR FUTURE CO-DEVELOPMENT OF MADAGASCAR’S NATURAL RESOURCES AND PEOPLE

Madagascar’s terrestrial and aquatic ecosystems have long supported a unique set of ecological communities, many of whom are endemic to the tropical island. Those same ecosystems have been a source of valuable natural resources to some of the poorest people in the world. Nevertheless, with pride, ingenuity and resourcefulness, the Malagasy people of the southwest coast, being of Vezo identity, subsist with low development fishing techniques aimed at an increasingly threatened host of aquatic seascapes. Mangroves, sea grass bed, and coral reefs of the region are under increased pressure from the general populace for both food provisions and support of economic opportunity. Besides purveyors and extractors, the coastal waters are also subject to a number of natural stressors, including cyclones and invasive, predator species of both flora and fauna. In addition, the aquatic ecosystems of the region are undergoing increased nutrient and sediment runoff due, in part, to Madagascar’s heavy reliance on land for agricultural purposes (Scales, 2011). Moreover, its coastal waters, like so many throughout the world, have been proven to be warming at an alarming rate over the past few decades. In recognizing the intimate interconnectedness of the both the social and ecological systems, conservation organizations have invoked a host of complimentary conservation and social development efforts with the dual aim of preserving or restoring the health of both the coastal ecosystems and the people of the region. This paper provides a way of thinking more holistically about the social-ecological system within a resiliency frame of understanding. Secondly, it applies a platform known as state-and-transition modeling to give form to the process. State-and-transition modeling is an iterative investigation into the physical makeup of a system of study as well as the boundaries and influences on that state, and has been used in restorative ecology for more than a decade. Lastly, that model is sited within an adaptive management scheme that provides a structured, cyclical, objective-oriented process for testing stakeholders cognitive understanding of the ecosystem through a pragmatic implementation and monitoring a host of small-scale interventions developed as part of the adaptive management process. Throughout, evidence of the application of the theories and frameworks are offered, with every effort made to retool conservation-minded development practitioners with a comprehensive strategy for addressing the increasingly fragile social-ecological systems of southwest Madagascar. It is offered, in conclusion, that the seascapes of the region would be an excellent case study worthy of future application of state-and-transition modeling and adaptive management as frameworks for conservation-minded development practitioners whose multiple projects, each with its own objective, have been implemented with a single goal in mind: preserve and protect the state of the supporting environment while providing for the basic needs of the local Malagasy people.

The rule of law, the public interest and the management of natural resources in Australia

The statutory arrangements for the management of natural resources in Australia confer powers of decision-making upon government agencies and, at the same time, restrict how these powers are to be exercised by reference either to stated criteria or in some instances to the public interest. These restrictions perform different functions according to their structure, form and language: for example they may be in the form of jurisdictional, deliberative or purposive rules. This article reviews how the offshore resources legislation of the Commonwealth and some examples of the onshore resources legislation of Queensland address the functions performed by the public interest in determining whether there is compliance with the principle of the rule of law.

The politics of participation: Evaluating stakeholder equity in co-management regimes

Within natural resource management, there is increasing criticism of the traditional model of top-down management as a method of governance, as researchers and managers alike have recognized that resources can frequently be better managed when stakeholders are directly involved in management. As a result, in recent years the concept of co-management of natural resources, in which management responsibilities are shared between the government and stakeholders, has become increasingly popular, both in the academic literature and in practice. However, while co-management has significant potential as a successful management tool, the issue of equity in co-management has rarely been addressed. It is necessary to understand the differential impacts on stakeholders of co-management processes and the degree to which diverse stakeholders are represented within co-management. Understanding the interests of various stakeholders can be a way to more effectively address the distributional and social impacts of coastal policies, which can in turn increase compliance with management measures and lead to more sustainable resource management regimes. This research seeks to take a closer look at the concepts of co-management and participation through a number of case studies of marine protected areas (MPAs) in the Caribbean. (PDF contains 4 pages)

Measuring transaction costs of fisheries co-management in San Salvador Island, Philippines

It is generally accepted that co-management systems are more cost-effective than centralized management of natural resources. However, no attempts have been made to empirically verify the transaction costs involved in fisheries co-management. Some estimates of transaction costs of fisheries co-management in San Salvador Island, Philippines, are presented in this paper. These estimates are used to compare the various transaction costs in co-managed and in centrally managed fisheries in San Salvador Island.

Optimal management of natural resources. Accounting for heterogeneity

Dynamic optimization methods have become increasingly important over the last years in economics. Within the dynamic optimization techniques employed, optimal control has emerged as the most powerful tool for the theoretical economic analysis. However, there is the need to advance further and take account that many dynamic economic processes are, in addition, dependent on some other parameter different than time. One can think of relaxing the assumption of a representative (homogeneous) agent in macro- and micro-economic applications allowing for heterogeneity among the agents. For instance, the optimal adaptation and diffusion of a new technology over time, may depend on the age of the person that adopted the new technology. Therefore, the economic models must take account of heterogeneity conditions within the dynamic framework. This thesis intends to accomplish two goals. The first goal is to analyze and revise existing environmental policies that focus on defining the optimal management of natural resources over time, by taking account of the heterogeneity of environmental conditions. Thus, the thesis makes a policy orientated contribution in the field of environmental policy by defining the necessary changes to transform an environmental policy based on the assumption of homogeneity into an environmental policy which takes account of heterogeneity. As a result the newly defined environmental policy will be more efficient and likely also politically more acceptable since it is tailored more specifically to the heterogeneous environmental conditions. Additionally to its policy orientated contribution, this thesis aims making a methodological contribution by applying a new optimization technique for solving problems where the control variables depend on two or more arguments --- the so-called two-stage solution approach ---, and by applying a numerical method --- the Escalator Boxcar Train Method --- for solving distributed optimal control problems, i.e., problems where the state variables, in addition to the control variables, depend on two or more arguments. Chapter 2 presents a theoretical framework to determine optimal resource allocation over time for the production of a good by heterogeneous producers, who generate a stock externalit and derives government policies to modify the behavior of competitive producers in order to achieve optimality. Chapter 3 illustrates the method in a more specific context, and integrates the aspects of quality and time, presenting a theoretical model that allows to determine the socially optimal outcome over time and space for the problem of waterlogging in irrigated agricultural production. Chapter 4 of this thesis concentrates on forestry resources and analyses the optimal selective-logging regime of a size-distributed forest.

International public goods through integrated natural resources management research in CGIAR partnerships

The CGIAR System conducts research to produce international public goods (IPG) that are of wide applicability creating a scientific base which speeds and broadens local adaptive development. Integrated natural resources management (INRM) research is sometimes seen to be very location specific and consequently does not lend itself readily to the production of IPGs. In this paper we analyse ways in which strategic approaches to INRM research can have broad international applicability and serve as useful foundations for the development of locally adapted technologies. The paper describes the evolution of the IPG concept within the CGIAR and elaborates on five major types of IPGs that have been generated from a varied set of recent INRM research efforts. CGIAR networks have both strengths and weaknesses in INRM research and application, with enormous differences in relative research and development capacities, responsibilities and data access of its partners, making programme process evolution critical to acceptance and participation. Many of the lessons learnt regarding challenges and corresponding IPG research approaches are relevant to designing and managing future multi-scale, multi-locational, coordinated INRM programmes involving broad-based partnerships to address complex environmental and livelihood problems for development.

Transitions towards co-management: the process of marine resource management devolution in three east African countries

Communities are increasingly empowered with the ability and responsibility of working with national governments to make decisions about marine resources in decentralized co-management arrangements. This transition toward decentralized management represents a changing governance landscape. This paper explores the transition to decentralisation in marine resource management systems in three East African countries. The paper draws upon expert opinion and literature from both political science and linked social-ecological systems fields to guide exploration of five key governance transition concepts in each country: (1) drivers of change; (2) institutional arrangments; (3 institutional fit; (4) actor interactions; and (5) adaptive management. Key findings are that decentralized management in the region was largely donor-driven and only partly tranferred power to local stakeholders. However, increased accountability created a degree of democracy in regards to natural resource governance that was not previously present. Additionally, increased local-level adaptive management has emerged in most systems and, to date, this experimental management has helped to change resource user's views from metaphysical to more scientific cause-and-effect attribution of changes to resource conditions.