Смена назначения земли: Земельные участки сельскохозяйственного назначения можно перевести в другую категорию земель

Содержание

Изменение целевого назначения земли в 2022 году: консультация юриста

Целевое назначение земли, или проще говоря, ее категория – это границы и разрешенный способ использования участка земли, указанные в официальной документации на землю. Когда мы говорим о целевом назначении земли, имеется в виду классификация всех земель Украины.

Если еще проще – каждый участок земли имеет свое назначение, например, для строительства, для оздоровительного, сельскохозяйственного назначения и т.д. Земля должна использоваться именно тем способом, который указан в ее “назначении”. Либо же такое целевое назначение нужно поменять. Что, правда, не всегда возможно.

Чаще всего вопрос о смене целевого назначения земли поднимается в том случае, если Вы покупаете участок, например, который ранее принадлежал государству или находился в коммунальной собственности, и планируете использовать его для постройки дома.

В такой ситуации Вы точно должны понимать, возможно ли изменение целевого назначения земли в Вашем случае, сколько времени это займет и поможет ли достигнуть цели, поставленной перед Вами.

Наши юристы не просто возьмут на себя процесс по смене назначения земельного участка, но и помогут разобраться в Вашей ситуации. Специалист по земельному праву расскажет, как лучше действовать в Вашем случае, и действительно ли изменение целевого назначения участка – единственный выход.

Интересно: Как перевести деньги в Украину за покупку недвижимости?

Консультация юриста по изменению целевого назначения земли 

Давайте возьмем один из частых случаев – изменение земли личного сельского хозяйства на земли строительства жилого дома, – и рассмотрим схему процесса.

Этап 1. Подготовка документов и подача заявления на изменение целевого назначения земли.

Заявление на изменение целевого участка будет основанием для начала всей процедуры и последующей разработки проекта землеустройства. Такое заявление составляется на нотариальном бланке и заверяется нотариусом.

Наши юристы подготовят для Вас проект заявления и организуют его подписание у нотариуса-партнера. С этим заявлением Вам нужно обратиться в орган местной исполнительной власти и начать разработку проекта (то есть перейти на второй этап).

Этап 2. Разработка проекта землеустройства для изменения целевого назначения земельного участка.

Никакого специального разрешения на разработку проекта землеустройства получать не надо –  для подготовки такого проекта Вы, как собственник земли, обращаетесь в специальную фирму, которые занимаются разработкой проектов землеустройства на профессиональной основе. Для этого в штате должны быть сертифицированные инженеры-землеустроители, а также фирма должна иметь специфическое материально-техническое обеспечение. С такой фирмой заключается договор на разработку проекта.

Узнать о том, к кому лучше обратиться за разработкой проекта, можно в местной администрации, либо же по совету юриста, с которым Вы работаете над изменением целевого назначения земли.

В среднем на разработку проекта по земле уходит не меньше месяца, в течение которого собирается и готовится документация, необходимо затребовать детальный план зонирования территории в местной администрации.

Как только проект готов, его необходимо подать и согласовать в:

Иногда требуется согласовывать проект, например, в органах лесного или водного хозяйства, или других, но это зависит от изначального целевого назначения земли.

Этап 3. Утверждение проекта по изменению целевого назначения участка.

Проект мало согласовать с указанными выше органами, его нужно еще и утвердить. Утверждает проект землеустройства орган местного самоуправления. Происходит утверждение на очередной сессии, и разумеется, в утверждении могут и отказать. Но такой отказ можно оспорить через суд.

Важно! Если участок, целевое назначение которого Вы хотите поменять, находится за пределами населенного пункта, утверждением проекта будет заниматься районная администрация.

Этап 4. Получение выписки из земельного кадастра и внесение в реестр вещных прав нового назначения земли.

Как только все согласования и утверждения получены, проект подается в последнюю инстанцию – в Государственный земельный кадастр, где регистрируется новое целевое назначение земли, о чем Вам будет выдана соответствующая выписка. Официального сбора за эту процедуру сейчас уже не предусмотрено.

При этом вся информация из земельного кадастра будет передана в реестр вещных прав автоматически.

Стоимость изменения целевого участка земли можно уточнить у наших специалистов. Мы также предлагаем пакеты услуг по решению разнообразных земельных вопросов, их цену можно узнать на странице услуги по ссылке.

Важно! Сроки изменения целевого назначения земли – от 1 месяца, что важно учитывать если, например, Вы присматриваете участок земли под застройку, но его целевое назначение не дает Вам возможности стройку начать. Наши юристы помогут Вам рассчитать сроки и получить все нужные разрешения.

Интересно: Как оформить право собственности на землю в Украине?

Юридические услуги по изменению целевого назначения земли от нашей компании

Если Вы хотите изменить целевое назначение земельного участка, наши юристы предложат Вам:

  • Анализ Вашей ситуации и консультирование относительно изменения целевого назначения земли;

  • Проверку документов на земельный участок, в том числе договора о купле-продаже земли;

  • Организацию и проведение процесса изменения целевого назначения земельного участка в Киеве и по Украине;

  • Помощь с подготовкой проекта отвода земельного участка;

  • Помощь с проведением экспертизы проекта отвода;

  • Помощь в коммуникации с местными органами управления относительно смены целевого назначения земли.

Мы также предлагаем полное сопровождение покупки недвижимости в Украине, начиная от проверки участка перед его покупкой и заканчивая организацией сделки у нашего партнера-нотариуса с дальнейшим оформлением права собственности на землю.

Важно! Даже если Вам отказали в изменении целевого назначения участка – это не окончательное решение. Его можно оспорить в суде, то есть провести изменение целевого назначения земли через суд. 

Многие спрашивают, можно ли обойтись без смены целевого назначения земли. Более того, нередки ситуации, когда строительство на участке начинается “в тихую”, в надежде, что, может, никто и не узнает. 

Использование земли не по ее целевому назначению – нарушение закона. Чаще всего результатом будет штраф, в случае проведения проверки ГАСИ, и снос “самовольно построенного” здания.

Хотите изменить целевое назначение земельного участка быстро и просто? Обращайтесь к нам! Мы поможем также с оформлением права собственности на землю и с проверкой земельного участка перед его покупкой или продажей.

Не нашли ответ на свой вопрос?

Все о покупке земли в Украине тут.

Больше информации о изменении целевого назначения земли тут.

Россия напала на Украину!

Россия напала на Украину!

Мы, украинцы, надеемся, что вы уже знаете об этом. Ради ваших детей и какой-либо надежды на свет в конце этого ада –

 пожалуйста, дочитайте наше письмо .

Всем нам, украинцам, россиянам и всему миру правительство России врало последние два месяца. Нам говорили, что войска на границе “проходят учения”, что “Россия никого не собирается захватывать”, “их уже отводят”, а мирное население Украины “просто смотрит пропаганду”. Мы очень хотели верить вам.

Но в ночь на 24-ое февраля Россия напала на Украину, и все самые худшие предсказания  стали нашей реальностью .

Киев, ул. Кошица 7а. 25.02.2022

 Это не 1941, это сегодня. Это сейчас. 
Больше 5 000 русских солдат убито в не своей и никому не нужной войне
Более 300 мирных украинских жителей погибли
Более 2 000 мирных людей ранено

Под Киевом горит нефтебаза – утро 27 февраля, 2022.

Нам искренне больно от ваших постов в соцсетях о том, что это “все сняли заранее” и “нарисовали”, но мы, к сожалению, вас понимаем.

Неделю назад никто из нас не поверил бы, что такое может произойти в 2022.

Метро Киева, Украина — с 25 февраля по сей день

Мы вряд ли найдем хоть одного человека на Земле, которому станет от нее лучше. Три тысячи ваших солдат, чьих-то детей, уже погибли за эти три дня. Мы не хотим этих смертей, но не можем не оборонять свою страну.

И мы все еще хотим верить, что вам так же жутко от этого безумия, которое остановило всю нашу жизнь.

Нам очень нужен ваш голос и смелость, потому что сейчас эту войну можете остановить только вы. Это страшно, но единственное, что будет иметь значение после – кто остался человеком.

ул. Лобановского 6а, Киев, Украина. 26.02.2022

Это дом в центре Киева, а не фото 11-го сентября. Еще неделю назад здесь была кофейня, отделение почты и курсы английского, и люди в этом доме жили свою обычную жизнь, как живете ее вы.

P.S. К сожалению, это не “фотошоп от Пентагона”, как вам говорят. И да, в этих квартирах находились люди.

«Это не война, а только спец. операция.»

Это война.

Война – это вооруженный конфликт, цель которого – навязать свою волю: свергнуть правительство, заставить никогда не вступить в НАТО, отобрать часть территории, и другие. Обо всем этом открыто заявляет Владимир Путин в каждом своем обращении.

«Россия хочет только защитить ЛНР и ДНР.»

Это не так.

Все это время идет обстрел городов во всех областях Украины, вторые сутки украинские военные борются за Киев.

На карте Украины вы легко увидите, что Львов, Ивано-Франковск или Луцк – это больше 1,000 км от ЛНР и ДНР. Это другой конец страны. 25 февраля, 2022 – места попадания ракет

25 февраля, 2022 – места попадания ракет «Мирных жителей это не коснется.»

Уже коснулось.

Касается каждого из нас, каждую секунду. С ночи четверга никто из украинцев не может спать, потому что вокруг сирены и взрывы. Тысячи семей должны были бросить свои родные города.
Снаряды попадают в наши жилые дома.

Больше 1,200 мирных людей ранены или погибли. Среди них много детей.
Под обстрелы уже попадали в детские садики и больницы.
Мы вынуждены ночевать на станциях метро, боясь обвалов наших домов.
Наши жены рожают здесь детей. Наши питомцы пугаются взрывов.

«У российских войск нет потерь.»

Ваши соотечественники гибнут тысячами.

Нет более мотивированной армии чем та, что сражается за свою землю.
Мы на своей земле, и мы даем жесткий отпор каждому, кто приходит к нам с оружием.

«В Украине – геноцид русскоязычного народа, а Россия его спасает.»

Большинство из тех, кто сейчас пишет вам это письмо, всю жизнь говорят на русском, живя в Украине.

Говорят в семье, с друзьями и на работе. Нас никогда и никак не притесняли.

Единственное, из-за чего мы хотим перестать говорить на русском сейчас – это то, что на русском лжецы в вашем правительстве приказали разрушить и захватить нашу любимую страну.

«Украина во власти нацистов и их нужно уничтожить. «

Сейчас у власти президент, за которого проголосовало три четверти населения Украины на свободных выборах в 2019 году. Как у любой власти, у нас есть оппозиция. Но мы не избавляемся от неугодных, убивая их или пришивая им уголовные дела.

У нас нет места диктатуре, и мы показали это всему миру в 2013 году. Мы не боимся говорить вслух, и нам точно не нужна ваша помощь в этом вопросе.

Украинские семьи потеряли больше 1,377,000 родных, борясь с нацизмом во время Второй мировой. Мы никогда не выберем нацизм, фашизм или национализм, как наш путь. И нам не верится, что вы сами можете всерьез так думать.

«Украинцы это заслужили.»

Мы у себя дома, на своей земле.

Украина никогда за всю историю не нападала на Россию и не хотела вам зла. Ваши войска напали на наши мирные города. Если вы действительно считаете, что для этого есть оправдание – нам жаль.

Мы не хотим ни минуты этой войны и ни одной бессмысленной смерти. Но мы не отдадим вам наш дом и не простим молчания, с которым вы смотрите на этот ночной кошмар.

Искренне ваш, Народ Украины

Изменение целевого назначения сельхозугодий. Налоги & бухучет, № 84, Октябрь, 2019

Целевое назначение земли

Каждый земельный участок имеет конкретное целевое назначение. Под целевым назначением понимают установленные на основании соответствующей техдокументации по землеустройству и действующего законодательства правила использования земучастка.

В то же время иногда предприятию необходимо использовать земчастки не по их назначению. Так, например, в нашем случае на земле сельхозназначения предприятие собирается построить промышленное здание, чего по общему правилу на таких землях делать нельзя.

Чтобы можно было осуществить такое строительство их собственник должен изменить целевое назначение земель на такое, которое даст возможность без проблем построить запланированный объект.

К сведению! На сегодня и до вступления в силу закона об обращении земель сельхозназначения, но не раньше 01.01.2020 г., запрещено изменять целевое назначение земучастков сельхозназначения, если они были выделены для ведения товарного сельхозпроизводства, земучастков, выделенных в натуре собственникам земдолей (паев) для ведения личного крестьянского хозяйства (п.п. «б» п. 15 разд. Х ЗКУ).

В вашем случае речь идет о землях, для которых установлен вид использования «для иного сельскохозяйственного назначения» (01.13). Такие земли под запрет на изменение целевого назначения не попали. А значит, изменить его можно.

Инициатором изменения целевого назначения земучастков частной собственности, в том числе и земель сельхозназначения, должен выступать их собственник

Чтобы изменить целевое назначение земучастка с изменением категории, собственник земли должен заказать разработку проекта землеустройства, согласовать проект с соответствующим территориальным органом Госгеокадастра, а потом подать его на утверждение в соответствующий орган власти (если речь идет о земучастке в пределах населенного пункта — в соответствующий сельский, поселковый, городской совет).

После утверждения проекта землеустройства предприятие должно внести изменения о новом целевом назначении земли в Госземкадастр и Государственный реестр вещных прав.

На этом обычно и заканчивается процедура изменения целевого назначения земли. Но если речь идет о землях сельхозназначения, то есть еще одна важная операция, которую следует осуществить лицу, изменившему целевое назначение таких земель. А именно следует уплатить в местный бюджет сумму возмещения потерь, нанесенных сельхозпроизводству за выведение земель из состава сельхозугодий.

Потери сельхозпроизводства

Требование об уплате таких потерь содержится в ч. 2 ст. 207 ЗКУ. В ней прямо указано, что субъекты хозяйствования должны возместить потерю сельхозугодий (пашни, многолетних насаждений, залежей, сенокосов, пастбищ), лесных земель и кустарников как основного средства производства в сельском и лесном хозяйстве в результате изъятия (выкупа) их для нужд, не связанных с сельскохозяйственным и лесохозяйственным производством, а также в результате использования для строительства, размещения и эксплуатации объектов нефтегазодобычи и обустройства месторождения.

Размер потерь, которые подлежат возмещению, рассчитывают в соответствии с Порядком № 1279*. Им определено, что возмещение потерь осуществляется юрлицами и физлицами в двухмесячный срок после утверждения проекта отведения им земучастков, а в случаях поэтапного освоения отведенных земучастков для добычи полезных ископаемых открытым способом — по мере их фактического предоставления (п. 4 Порядка № 1279).

Узнать размер возмещения потерь, которые следует уплатить в местный бюджет, предприятие должно у хозсубъекта, занимавшегося разработкой проекта землеустройства. Дело в том, что операция по расчету размера потерь является одной из составляющих проекта землеустройства относительно отведения земельного участка (п. 4 Порядка № 1279).

К сведению! Контролировать соблюдение предприятием обязанности по возмещению потерь сельхозпроизводства будут Госгеокадастр и его территориальные органы.

Итак, предприятие, которое изменило целевое назначение земли сельхозназначения, должно уплатить сумму возмещения потерь в срок, установленный в Порядке № 1279 (ср. 025069200).

Если этого не сделать, то такую задолженность с предприятия взыщут через суд. Отстаивать государственные интересы относительно взыскания в бюджет надлежащих средств обычно берется прокуратура (см. решение Новомосковского горрайонного суда Днепропетровской обл. от 04.04.2016 г. по делу № 183/696/16 и Хозяйственного суда Днепропетровской обл. от 07.05.2015 г. по делу № 904/2392/15**).

Чтобы не уплачивать сумму возмещения потерь, собственник трансформируемой земли должен быть освобожден от этой обязанности.

Под освобождение от уплаты возмещения потерь подпадают любые собственники, если цель ее трансформации перечислена в ст. 208 ЗКУ

Например, освобождение получают лица, которые выводят земли из состава сельхозугодий для строительства на ней школ, дошкольных заведений, жилых домов и хозяйственных зданий, для размещения внутрихозяйственных объектов сельскохозяйственных, рыбохозяйственных и лесохозяйственных предприятий, организаций и учреждений, для размещения инфраструктуры оптовых рынков сельскохозяйственной продукции и т. п.

Если причины трансформации совсем другие, то избежать уплаты возмещения потерь не удастся. Это подчеркивают и слуги Фемиды (см. постановление ВСУ от 22.10.2013 г. по делу 21-313а13***).

Если сельский совет выставил вам счет с возмещением потерь сельхозпроизводства, то наверняка предприятие не подпадает под освобождение. А потому придется уплатить сумму возмещения в течение двух месяцев со дня утверждения проекта землеустройства об изменении целевого назначения земли.

Учет и налогообложение

Чтобы правильно отразить в учете возмещение потерь за перевод сельхозугодий в другую категорию земель, нужно понять, чем является такой платеж.

Если опираться на положения ст. 207 ЗКУ, то такие потери являются денежным выражением расходов, которые в случае выведения земель из состава сельскохозяйственных (лесных) угодий необходимы для привлечения к сельхозпроизводству компенсирующих площадей или для соответствующего улучшения качества существующих сельскохозяйственных или лесных угодий.

Исходя из этого считаем, что такие потери являются именно возмещением убытков, нанесенных предприятием государству при изъятии сельхозугодий для нужд, не связанных с сельхозпроизводством.

Дело в том, что, проведя такую трансформацию, предприятие осуществило действия (хотя и правомерные), которые привели к негативным последствиям для самих сельскохозяйственных угодий как основного средства производства, а именно к потере почв, пашни, являющихся самой ценной составляющей земель сельхозназначения. Кроме того, такая трансформация будет иметь негативные экологические и экономические последствия для всего земельного фонда Украины.

Учитывая это, на наш взгляд, в момент получения решения от сельского совета об уплате суммы рассчитанных потерь землевладелец должен отразить в учете возникновение у предприятия кредиторской задолженности перед сельским советом с отнесением таких сумм в состав прочих операционных расходов по дебету субсчета 948 «Признанные штрафы, пеня, неустойки» (п. 20 П(С)БУ 16 «Расходы»).

Что касается налоговоприбыльного учета, то, на наш взгляд, и у малодоходников, и у высокодоходников все будет по бухправилам. Дело в том, что для таких операций в разд. ІІІ НКУ не предусмотрено налоговых разниц. То есть сумма уплаченного возмещения убытков за трансформацию земли будет уменьшать объект обложения налогом на прибыль.

Налоговая разница из п. п. 140.5.11 НКУ, по которой финрезультат следует увеличить на сумму расходов от признанных штрафов, пени, неустоек, начисленных в соответствии с гражданским законодательством и гражданско-правовыми договорами в пользу лиц, не являющихся плательщиками налога (кроме физлиц), и в пользу плательщиков налога, которые облагаются налогом по ставке 0 %, в данном случае не применяется. Дело в том, что уплачивается такой штраф в местный бюджет. А на такие суммы на сегодняшний день указанная налоговая разница не распространяется.

Плата за землю

Предприятиям, которые трансформировали сельхозугодья в другую категорию земель, наверняка придется провести уточнение рассчитанного на начало года земельного налога. Дело в том, что в соответствии с п. 274.1 НКУ максимальные ставки земналога для сельхозугодий и для земли под строительство офисных помещений и других зданий общественной застройки достаточно сильно различаются. Так, для сельхозугодий она составляет не менее 0,3 % и не более 1 % от нормативной денежной оценки (НДО) земли, а для земли под строительство офисных помещений — не больше 3 % от НДО.

На практике органы местного самоуправления обычно устанавливают разные ставки земналога для таких видов земли. О том, где узнать ставки, читайте в «Налоги и бухгалтерский учет», 2019, № 5, с. 2.

Поэтому если вы трансформировали свои сельхоз-угодья в другую категорию земель, после изменения целевого назначения сравните размеры ставок земналога, установленные вашим местным советом для старого и нового целевого назначения. И если окажется, что они различаются, то проведите уточнение ранее задекларированных обязательств. Делать уточнение можно только путем предоставления уточняющей декларации. Правила ее подачи ищите в «Налоги и бухгалтерский учет», 2018, № 88, с. 2.

Обратим внимание только на два таких аспекта:

2) при заполнении разд. І уточняющей декларации вам следует отразить начисление налога по вашему трансформируемому участку двумя строками: в одном — для земучастка сельхозназначения (с расчетом налога с начала года по день трансформации), в другом — для новой категории земли (с рассчитанным налогом со дня трансформации по конец года).

выводы

  • Чтобы построить офисное здание на землях сельхозназначения, нужно изменить целевое назначение земли на такое, которое дает право на строительство на ней таких объектов.
  • За перевод земли сельхозназначения в другую категорию придется возместить потерю сельхозугодий денежными средствами.
  • Сумма за возмещение потерь сельхозугодий в учете отражается как возмещение убытков, нанесенных государству.
  • При изменении целевого назначения сельхозугодий придется уточнить размер рассчитанной платы за землю.

Изменение целевого назначения участка Одесса

Бывают в жизни случаи, когда назначение участка имеет совсем иное предназначение, чем хотелось бы. Так, к примеру, невозможно без изменения целевого назначения использовать участок сельскохозяйственного назначения для строительства дома, дачи или гаража, а дачный участок, так же, как и садовый не должен использоваться для постройки дома, в котором Вы планируете постоянно проживать и регистрироваться.

Поэтому,

  • Если Вам необходимо построить дом или дачу на участке с/г предназначения;
  • Если Вы планируете заниматься фермерским или сельским хозяйством на участке, не предназначенном для этой цели;
  • Если Вы решили использовать дачный участок для постройки дома в котором можно будет постоянно проживать и без проблем регистрироваться;
  • А также в иных случаях, когда Вам нужно эксплуатировать земельный участок не по назначению,

Вам понадобиться правовая услуга: ИЗМЕНЕНИЕ ЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЗЕМЛИ.

Юридическая компания «ЕВРО-ВЕКТОР» поможет оперативно провести изменение целевого назначения Вашего участка, проведет для Вас качественную правовую консультацию по всем интересующим вопросам касательно изменения целевого назначения земли. Наши специалисты обязательно будут сопровождать и контролировать весь процесс начиная от принятия решения органами исполнительной власти или органами местного самоуправления до окончательного оформления и получения на руки готовых правоустанавливающих документов на данный участок с новым целевым назначением.

Нужно отметить, что наша компания не только будет сопровождать все этапы оформления, подготовки и утверждения данной процедуры с органами власти, но и обязательно сопроводит процедуру разработки проекта землестроя участка, назначение которого меняется, и, конечно же, проверит правильность процесса внесения изменений данных о земельном участке в Госреестр, тем самым гарантируя быстрое получение документов, подтверждающих изменение целевого назначения Вашего участка.

Компания гарантирует:

  • Проведение актуальной правовой консультации о процедуре изменения целевого назначения участка;
  • Получение разрешения органами исполнительной власти и местного самоуправления об изменении назначения земли;
  • Подготовку и сопровождение процедуры разработки проекта землестроя с изменения целевого назначения организацией, которая имеет лицензию на проведение робот из землестроя;
  • Согласование документов, которые необходимы для проведения разработки землестроя о назначение участка;
  • Утверждение проекта землестроя компетентными органами;
  • В случае отказа в утверждении проекта — проведение исково-претензионной работы;
  • Регистрацию изменений о назначение участка;
  • Получение документов, которые подтверждают изменение целевого назначения земли.

В том числе при необходимости:

  • окажем помощь в подготовке заявлений, жалоб, исков;
  • будем представлять интересы заказчика в судебных инстанциях по вопросам связанных изменением целевого назначения земли, в том числе по делам об обжаловании неправомерных действий (бездействия) органов государственной власти, а также их неправомерных решений, полное сопровождение по данным делам до вынесения окончательного решения. 

Обратившись к нам за помощью для оформления документов изменению целевого назначения земли, Вы гарантировано в кротчайшие сроки получите готовые документы! 

Изменение целевого назначения земельных участков достаточно актуальная тема на сегодняшний день. В большинстве своем это связано с тем, что сейчас очень у многих граждан нашей страны имеются в наличии участки сельскохозяйственного назначения размером до 2 га. Но при этом мало кто из них хочет заниматься фермерством на данных участках или садить на них огороды.

В данном случае более рационально было бы использовать такую землю с большей пользой и выгодой непосредственно для ее владельца. Так, к примеру, для строительства жилого дома на таком участке или для дальнейшей более выгодной его продажи стоит поменять целевое назначение с/г участка на землю под строительство.

Тоже самое касается и участков, имеющих иное целевое назначение, которые Вы хотите использовать с абсолютно другой целью не соответствующей его первоначальному назначению, а именно: построить дом, посадить огород, использовать участок в коммерческих целях, когда назначение данного участка не позволяет это сделать. В перечисленных случаях Вам потребуется прибегнуть к процедуре изменения целевого назначения.

Начать данную процедуру стоит с определения целевого назначения имеющегося участка, а также с назначения, которое Вы хотите получить в конечном итоге. Так, в соответствии со ст.19 ЗКУ земли Украины имеют следующие виды целевого назначения:

  • жилой и общественной застройки;
  • сельскохозяйственного назначения;
  • оздоровительного назначения;
  • природно-заповедного и иного природоохранного назначения;
  • историко-культурного назначения;
  • рекреационного назначения;
  • водного фонда;
  • лесного фонда;
  • промышленности, обороны, связи, транспорта, энергетики и иного назначения.

Далее Вам понадобится получить разрешение на изменение целевого назначения от органов исполнительной власти или местного самоуправления. На основании данного разрешения необходимо будет обратиться в организацию, которая предоставляет услуги с разработки проекта землестроя. И лишь когда проект будет разработанным Вы имеете право получить от органов местного самоуправления или райгосадминистрации решение об утверждении проекта землестроя касательно изменения целевого назначения Вашей земли. В дальнейшем Вам необходимо будет обратиться к госрегистратору, который внесет изменённые данные о назначение участка в Госреест, тем самым регистрируя ее новое целевое назначение. И лишь после всего этого Вы сможете получить готовый правоустанавливающий документ нужного Вам целевого назначения.

Стоит отметить, что проект землестроя об отведении земельного участка частной собственности, целевое назначение которого изменяется разрабатывается собственником участка без наличия разрешения органа исполнительной власти (органа местного самоуправления).

Кроме того, в процессе перевода нужного Вам земельного участка Вы можете столкнутся с рядом дополнительных проблем. Одной из которых, к примеру, может стать уже разработанный проект землестроя, который по тем или иным причинам не будет утвержден органами местной самоуправления или органом исполнительной власти. Поэтому еще один из механизмов получения указанного решения – это обращение в суд.

Также, подчёркиваем, что изменение целевого назначения участков природо-заповедного или иного природоохраннного назначения, историко-культурного, лесхозназначения, что находятся в государственной или коммунальной собственности, проводиться лишь с разрешения Кабинета Министров.

Подведя итоги вышеизложенного, можно заметить, что менять назначение участка не так уж и просто и при этом можно столкнуться с рядом проблем. Для того, чтобы избежать лишней бюрократической волокиты, избавить себя от лишних финансовых и временных затрат лучше всего обратиться в специализированную юридическую компанию, которая сможет гарантировать правильность разработки проекта землестроя, его регистрацию госорганами, проведение исковой работы в случае отказа вышеупомянутых органов и т. д.

В ЮК «Евро-Вектор» работают лучшие специалисты по земельным вопросам.  Они имеют большой опыт в проведении работ с изменения целевого назначения участков, хорошую базу знаний действующего законодательства, а также обширную базу судебно-претензионной работы в установлении назначения участка.

Все клиенты нашей компании с уверенностью рекомендуют именно нас для проведения работ с изменения назначения участка, так как мы действительно можем гарантировать Вам успешность проведения указанной процедуры с минимальными затратами средств и времени. А если в ходе проведения указанной процедуры, возникают какие-либо проблемы, наши специалисты оперативно их урегулируют, а документы будут вовремя согласованы во всех необходимых инстанциях. В результате чего Вы на руки получаете уже полностью готовый правоустанавливающий документ, подтверждающий новое назначение участка.

Изменение целевого назначения участка имеет четко регламентированную процедуру, нарушение которого может стать основанием для признания недействительными решений органов власти и органов местного самоуправления о передаче участков гражданам или юрлицам.

Также, нарушение указанного порядка может повлечь за собой признание недействительными различных сделок, касательно данных участков, может повлечь за собой отказ в госрегистрации участка либо признания такой регистрации недействительной и соответственно — привлечении к ответственности граждан или юрлиц, виновных в установлении и изменении целевого назначении земель.

Нашли ошибку в тексте? Выделите и нажмите Ctrl+Enter

Перевод земель. Смена назначения земли

В 2004-ом году президентом РФ был утверждён федеральный закон «О переводе земель и земельных участков из одной категории в другую». Закон очертил возможные причины и механизм перевода назначения земли.

Перевод земель и категории: откуда и куда?

В законе весь земельный фонд страны разделён на семь категорий. Это земли сельскохозяйственного назначения, в которых различают сельскохозяйственные угодья и земли, занятые различными сельскохозяйственными объектами. Это земли поселений, используемые для постройки городов и посёлков. Это земли промышленности и иного специального назначения, среди которых земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли для обеспечения космической деятельности, земли обороны, безопасности и земли иного специального назначения. Это земли особо охраняемых территорий, которые полностью или частично изъяты из хозяйственного оборота. Это также земли лесного и водного фонда и земли запаса.

Каков порядок перевода земель?

Для перевода земель из одной категории в другую заинтересованное лицо должно подать ходатайство в исполнительный орган государственной или в местные органы власти, компетентные в данном вопросе. В ходатайстве о переводе земель следует указать кадастровый номер участка земли для перевода, категории, из которой и в которую планируется перевод земель, обоснование перевода земель и права на участок. К ходатайству должны быть приложены: выписка из кадастра, предоставляющая сведения об участке земли для перевода, копии документов, удостоверяющих личность заявителя, выписка из государственного реестра на недвижимое имущество и сделок с ним, освещающее права заявителя, в случае необходимости, заключение экологической экспертизы, а также согласие правообладателя земельного участка и расчёты потерь сельскохозяйственного производства (перевод сельскохозяйственных земель) или лесного хозяйства (перевод сельскохозяйственных земель).

При переводе земель для федеральных нужд, переводе лесных земель, земель водного фонда и особо охраняемых территорий, равно как при переводе земель для установления или изменения черты федеральных городов, решение о переводе земель осуществляется Правительством РФ. Остальные случаи, в числе которых и самый распространённый, перевод земель сельскохозяйственного назначения, рассматриваются исполнительным органом власти субъекта Федерации или органами местного самоуправления. В первом случае срок рассмотрения ходатайства о переводе земель три месяца, во втором – два месяца.

Если вы хотите совершить перевод земель, во избежание бюрократических проволочек лучше обсудить все юридические тонкости со специалистами. Прибегнув к помощи юристов, вы сможете осуществить перевод земель без головной боли и траты времени.у результату.

Перевод земли и земельных участков

      Вашему вниманию представляется статья о переводе земель из одной категории в другую и смене назначения использования земельных участков

      Для получения консультации по данному вопросу Вы можете отправить свой вопрос заполнив форму

Россия напала на Украину!

Россия напала на Украину!

Мы, украинцы, надеемся, что вы уже знаете об этом. Ради ваших детей и какой-либо надежды на свет в конце этого ада –  пожалуйста, дочитайте наше письмо .

Всем нам, украинцам, россиянам и всему миру правительство России врало последние два месяца. Нам говорили, что войска на границе “проходят учения”, что “Россия никого не собирается захватывать”, “их уже отводят”, а мирное население Украины “просто смотрит пропаганду”. Мы очень хотели верить вам.

Но в ночь на 24-ое февраля Россия напала на Украину, и все самые худшие предсказания  стали нашей реальностью .

Киев, ул. Кошица 7а. 25.02.2022

 Это не 1941, это сегодня. Это сейчас. 
Больше 5 000 русских солдат убито в не своей и никому не нужной войне
Более 300 мирных украинских жителей погибли
Более 2 000 мирных людей ранено

Под Киевом горит нефтебаза – утро 27 февраля, 2022.

Нам искренне больно от ваших постов в соцсетях о том, что это “все сняли заранее” и “нарисовали”, но мы, к сожалению, вас понимаем.

Неделю назад никто из нас не поверил бы, что такое может произойти в 2022.

Метро Киева, Украина — с 25 февраля по сей день

Мы вряд ли найдем хоть одного человека на Земле, которому станет от нее лучше. Три тысячи ваших солдат, чьих-то детей, уже погибли за эти три дня. Мы не хотим этих смертей, но не можем не оборонять свою страну.

И мы все еще хотим верить, что вам так же жутко от этого безумия, которое остановило всю нашу жизнь.

Нам очень нужен ваш голос и смелость, потому что сейчас эту войну можете остановить только вы. Это страшно, но единственное, что будет иметь значение после – кто остался человеком.

ул. Лобановского 6а, Киев, Украина. 26.02.2022

Это дом в центре Киева, а не фото 11-го сентября. Еще неделю назад здесь была кофейня, отделение почты и курсы английского, и люди в этом доме жили свою обычную жизнь, как живете ее вы.

P.S. К сожалению, это не “фотошоп от Пентагона”, как вам говорят. И да, в этих квартирах находились люди.

«Это не война, а только спец. операция.»

Это война.

Война – это вооруженный конфликт, цель которого – навязать свою волю: свергнуть правительство, заставить никогда не вступить в НАТО, отобрать часть территории, и другие. Обо всем этом открыто заявляет Владимир Путин в каждом своем обращении.

«Россия хочет только защитить ЛНР и ДНР.»

Это не так.

Все это время идет обстрел городов во всех областях Украины, вторые сутки украинские военные борются за Киев.

На карте Украины вы легко увидите, что Львов, Ивано-Франковск или Луцк – это больше 1,000 км от ЛНР и ДНР. Это другой конец страны. 25 февраля, 2022 – места попадания ракет

25 февраля, 2022 – места попадания ракет «Мирных жителей это не коснется. «

Уже коснулось.

Касается каждого из нас, каждую секунду. С ночи четверга никто из украинцев не может спать, потому что вокруг сирены и взрывы. Тысячи семей должны были бросить свои родные города.
Снаряды попадают в наши жилые дома.

Больше 1,200 мирных людей ранены или погибли. Среди них много детей.
Под обстрелы уже попадали в детские садики и больницы.
Мы вынуждены ночевать на станциях метро, боясь обвалов наших домов.
Наши жены рожают здесь детей. Наши питомцы пугаются взрывов.

«У российских войск нет потерь.»

Ваши соотечественники гибнут тысячами.

Нет более мотивированной армии чем та, что сражается за свою землю.
Мы на своей земле, и мы даем жесткий отпор каждому, кто приходит к нам с оружием.

«В Украине – геноцид русскоязычного народа, а Россия его спасает. «

Большинство из тех, кто сейчас пишет вам это письмо, всю жизнь говорят на русском, живя в Украине.

Говорят в семье, с друзьями и на работе. Нас никогда и никак не притесняли.

Единственное, из-за чего мы хотим перестать говорить на русском сейчас – это то, что на русском лжецы в вашем правительстве приказали разрушить и захватить нашу любимую страну.

«Украина во власти нацистов и их нужно уничтожить.»

Сейчас у власти президент, за которого проголосовало три четверти населения Украины на свободных выборах в 2019 году. Как у любой власти, у нас есть оппозиция. Но мы не избавляемся от неугодных, убивая их или пришивая им уголовные дела.

У нас нет места диктатуре, и мы показали это всему миру в 2013 году. Мы не боимся говорить вслух, и нам точно не нужна ваша помощь в этом вопросе.

Украинские семьи потеряли больше 1,377,000 родных, борясь с нацизмом во время Второй мировой. Мы никогда не выберем нацизм, фашизм или национализм, как наш путь. И нам не верится, что вы сами можете всерьез так думать.

«Украинцы это заслужили.»

Мы у себя дома, на своей земле.

Украина никогда за всю историю не нападала на Россию и не хотела вам зла. Ваши войска напали на наши мирные города. Если вы действительно считаете, что для этого есть оправдание – нам жаль.

Мы не хотим ни минуты этой войны и ни одной бессмысленной смерти. Но мы не отдадим вам наш дом и не простим молчания, с которым вы смотрите на этот ночной кошмар.

Искренне ваш, Народ Украины

Изменения в землепользовании затронули «почти треть» территории мира с 1960 года

Новые исследования показывают, что текущие оценки изменений в землепользовании могут охватывать только одну четверть его истинного масштаба во всем мире.

В статье, опубликованной в Nature Communications, пересматриваются предыдущие оценки того, насколько люди изменяют поверхность Земли, например, путем уничтожения тропических лесов. Он обнаружил, что при учете нескольких случаев изменений в одном и том же месте ежегодно с 1960 года менялось 720 000 квадратных километров поверхности земли — площадь, отмечают авторы, «примерно в два раза больше Германии».

Эти новые оценки представляют собой синтез спутниковых изображений высокого разрешения и долгосрочных кадастров землепользования. Авторы пишут, что сочетание этих двух типов источников данных позволяет им исследовать изменения в землепользовании с «беспрецедентной» детализацией.

Несмотря на неуклонно растущие темпы изменения землепользования во второй половине 20-го века, глобальные темпы замедляются с 2005 года. Авторы связывают это замедление с финансовым кризисом 2007-08 годов, который, по их гипотезе, вызвал экономические сдвиги в мировой экономике. север, который эхом прокатился по всему миру.

«Тщательная реконструкция»

«Изменение в землепользовании» — это любой способ, которым люди изменяют природный ландшафт. Некоторые из этих изменений представляют собой постоянное разрушение, например расширение городов. Другие изменения, такие как забрасывание пахотных земель и восстановление лесов, могут попытаться возместить ранее нанесенный ущерб. Это широко распространенное явление — люди изменили «около трех четвертей земной поверхности» за последнее тысячелетие, пишут авторы.

Землепользование обычно измеряется одним из двух способов: с помощью спутниковых изображений высокого разрешения или крупномасштабных статистических исследований.Но каждый из этих методов имеет свои недостатки при оценке изменений в землепользовании, говорится в исследовании. Спутники могут фиксировать землепользование с высокой детализацией, но их записи охватывают лишь несколько десятилетий. Оценки, основанные на спутниковых снимках, также, как правило, упускают из виду некоторые нюансы землепользования, например различие между неуправляемыми пастбищами и пастбищами.

Статистические методы и исследования, подобные тем, которые Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) проводит с 1961 года, уходят во времени дальше, чем спутниковые записи, но с гораздо более грубым разрешением. И мало работы было сделано, чтобы объединить эти два подхода.

«Информация об изменениях в землепользовании и землепользовании очень фрагментирована, — говорит Карина Винклер, ведущий автор исследования и кандидат наук по динамике земельных систем в Технологическом институте Карлсруэ и Вагенингенском университете: 

«Идея заключалась в том, чтобы собрать как можно больше данных [источников] и объединить их».

Объединение всех этих разрозненных источников данных, как пишут авторы, также имеет то преимущество, что уменьшает несоответствия или ограничения любого отдельного набора данных.

Винклер и ее коллеги собрали более 20 спутниковых продуктов землепользования и долгосрочных исследований. Полученный набор данных, который они назвали «Историческая оценка динамики земель плюс» (сокращенно HILDA+), фиксирует ежегодные изменения в землепользовании по всему миру с разрешением 1 км.

Но не все изменения в землепользовании являются постоянными. Таким образом, вместо того, чтобы рассматривать «чистые» изменения, которые отражают только общее преобразование территории, HILDA+ фиксирует места, где землепользование менялось несколько раз, например чередование между пахотными землями и пастбищами.Если суммировать эти «грубые» изменения, общая степень изменений в землепользовании в период с 1960 по 2019 год составляет 43 млн км2 — чуть менее одной трети общей площади суши Земли.

На приведенной ниже карте показано, где в мире происходят как однократные (желтая заливка), так и множественные (красные) изменения. Случаи множественных изменений преобладают в Европе, Индии и США, тогда как единичные изменения широко распространены в Южной Америке, Китае и Юго-Восточной Азии.

Глобальные экземпляры одиночных (желтый) и множественных (красный) событий изменения землепользования.На круговых диаграммах показана общая степень изменений в процентах от глобального земного покрова. Источник: Винклер и др. (2021).

Глобальные изменения в землепользовании почти удваиваются, если рассматривать грубые изменения, с 17% до 32% поверхности суши Земли. И почти две трети этих грубых изменений связаны с событиями множественных изменений. По словам Винклера, изучение изменений в землепользовании таким образом — как накопление всех изменений, происходящих с течением времени, а не как чистое изменение — может помочь лучше учитывать выбросы парниковых газов, связанные с землепользованием.

Источник и сток

Согласно специальному отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата об изменении климата и землепользовании за 2019 год, почти четверть общих антропогенных выбросов парниковых газов в период с 2007 по 2016 год приходится на сельское хозяйство, лесное хозяйство и другие виды землепользования. В целом землепользование уступает только производству электроэнергии и тепла и является вторым по величине источником выбросов парниковых газов в мире.

Получите наш бесплатный ежедневный брифинг с дайджестом новостей о климате и энергетике за последние 24 часа в СМИ или наш еженедельный брифинг с обзором нашего контента за последние семь дней. Просто введите свой адрес электронной почты ниже:

Но земля также является основным «поглотителем» парниковых газов — например, из-за углерода, поглощаемого лесами. Этот баланс источников и поглотителей в результате изменений в землепользовании, говорится в отчете МГЭИК, является «ключевым источником неопределенности» при рассмотрении будущего углеродного цикла на земле. По словам Винклера, более детальное знание динамики прошлых изменений в землепользовании может помочь определить, как разработчики моделей климата представляют эти изменения.

«Изменение земного покрова происходит очень, очень динамично, — говорит профессор Навин Раманкутти, специалист по наземным системам из Университета Британской Колумбии.Раманкутти, не участвовавший в исследовании, добавляет:

«Если вы просто используете чистые изменения в землепользовании с течением времени, вы можете не зафиксировать динамику поглощения углерода землей».

Новая работа сама по себе не может дать четкого представления о том, как эти грубые изменения в землепользовании могут повлиять на картину изменения климата, говорит Раманкутти. «Дьявол кроется в деталях», — объясняет он: 

«Трудно сказать, каковы последствия [для изменения климата], не проверив [новые оценки] через модель углеродного цикла.

Однако, добавляет он, обновленные оценки представляют собой «гораздо более тщательную реконструкцию того, как изменилась земля». Он отмечает, что это «кажется более сложным, чем предыдущая работа», и что он рекомендовал бы использовать новый набор данных.

Модели изменений

Следуя определениям, используемым в ежегодных обзорах ФАО, исследователи выделяют шесть категорий землепользования: городские территории, пахотные земли, пастбища, неуправляемые пастбища, леса и земли с редкой растительностью.Авторы говорят, что при рассмотрении того, какие типы изменений происходят, сразу бросается в глаза несколько заметных закономерностей.

Например, около половины однократных изменений — или почти 20 % от общего числа изменений — происходят из-за расширения сельского хозяйства, такого как вырубка лесов. И 86% событий с множественными изменениями связаны с сельским хозяйством, преимущественно происходят на глобальном севере и в некоторых быстрорастущих странах.

Усредненные по всему миру изменения в землепользовании неуклонно возрастали в течение почти полувека с момента начала исследований ФАО.Но в 2005 году в этой тенденции произошло «довольно резкое изменение», и изменения в землепользовании во всем мире начали замедляться, пишут авторы.

На приведенных ниже диаграммах показаны различия в темпах изменения землепользования между шестью географическими регионами, а также в среднем по миру. Глобальные темпы изменений можно определить по периоду ускорения с 1960 до начала 2000-х годов, за которым следует замедление примерно с 2005 года.

Темпы изменения землепользования в (по часовой стрелке сверху слева): Северной и Центральной Америке, Европе, Центральной и Восточной Азии, Юго-Восточной Азии и Австралии, Африке, Южной Америке и во всем мире.На глобальной диаграмме показано разделение между ускоряющимися изменениями в землепользовании (синяя пунктирная линия) и замедляющимися изменениями (красная пунктирная линия). Источник: Винклер и др. (2021).

Изучая эти изменения в контексте глобальных политических и экономических событий, исследователи выдвигают гипотезу о том, что «скорость и масштабы глобальных изменений в землепользовании зависят от социально-экономических изменений и потрясений».

Хотя трудно с уверенностью доказать такую ​​причинно-следственную связь, они пишут, что «переход от ускорения к замедлению изменений в землепользовании связан с рыночными изменениями в контексте глобального экономического и продовольственного кризиса», произошедшего в конце 2000-х годов.Растущая глобализация и быстрорастущее население привели к расширению землепользования в 1990-х и начале 2000-х годов. Поскольку цены на нефть быстро росли, достигнув пика в 2008 году, спрос на биотопливо со стороны глобального севера, но возросший на глобальном юге, также вырос.

Однако после глобального финансового кризиса 2007–2008 годов импорт сократился, а сельскохозяйственная экспансия на юге мира замедлилась, поскольку спрос на товарные культуры упал. С тех пор сокращение иностранных инвестиций и приобретение земли означало, что замедление изменений в землепользовании продолжилось.

Этот фазовый сдвиг от ускорения к замедлению изменений в землепользовании является лишь одним из примеров более широкой модели «телесвязи», когда экономические изменения в одном регионе мира могут иметь далеко идущие последствия для землепользования в другом месте, говорит Винклер:

«Политические изменения на глобальном севере вызывают некоторые земельоемкие изменения на глобальном юге, и эти эффекты усилились с 2000-х или конца 90-х годов».

Авторы отмечают, что изменения в использовании сельскохозяйственных земель более изменчивы, чем изменения в лесном покрове, потому что сельское хозяйство более чувствительно к внешним факторам, таким как геополитические сдвиги, экстремальные погодные условия и глобальные сбои в цепочке поставок.

В будущем Винклер планирует продолжать попытки выявить влияние социально-экономических событий на изменения в землепользовании по всему миру, но она надеется, что многие другие воспользуются новыми данными для своей работы. Она сообщает Carbon Brief, что новый набор данных «предназначен для использования многими различными заинтересованными группами. Это своего рода игровая площадка и отправная точка для нового взгляда на изменения в землепользовании». Она добавляет:

«Самое важное сообщение заключается в том, что когда мы рассматриваем тему изменения землепользования более тонко или более подробно… с помощью этого гармонизирующего подхода мы можем лучше отслеживать скорость изменения землепользования и мы можем также изучить предысторию того, почему происходят изменения в землепользовании.

Винклер, К. и др. (2021) Глобальные изменения в землепользовании в четыре раза больше, чем предполагалось ранее, Nature Communications, doi:10.1038/s41467-021-22702-2

Sharelines из этой истории

Изменение земельного покрова и землепользования

Авторы главы разработали главу путем технических обсуждений, обзора литературы и обсуждения с экспертами по электронной почте и по телефону. Авторы рассмотрели отзывы широкой общественности, Национальных академий наук, инженерии и медицины, а также федеральных агентств. Для получения дополнительной информации об общем процессе разработки отчета см. Приложение 1: Процесс.

Тема землепользования и изменения растительного покрова (LULCC) пересекается с многочисленными другими национальными отраслевыми главами (например, Глава 6: Леса; Глава 10: Сельское хозяйство и сельское хозяйство; Глава 11: Город) и является фундаментальной характеристикой всех региональных разделов настоящей Национальной оценки климата.Таким образом, эта национальная отраслевая глава посвящена динамическому взаимодействию между изменениями земель и климатической системой. Основное внимание уделяется обзору нашего текущего понимания взаимодействий изменения земель и климата путем изучения того, как изменения земель вызывают изменения погоды и климата в локальном и глобальном масштабах, и как, в свою очередь, климат вызывает изменения в растительном покрове и землепользовании посредством обоих факторов. биофизические и социально-экономические реакции. Там, где это возможно, литература, цитируемая в этой главе, относится конкретно к изменениям в Соединенных Штатах.

Ключевое сообщение 1: Изменения земного покрова влияют на погоду и климат

Изменения земного покрова продолжают влиять на погоду и климат в локальном и глобальном масштабах, изменяя потоки энергии, воды и парниковых газов между землей и атмосферой (высокая степень достоверности) . Лесовосстановление может способствовать локальному похолоданию (средняя достоверность) , в то время как в городских районах продолжающееся потепление, как ожидается, усугубит эффекты городских островов тепла (высокая достоверность) .

Описание доказательной базы

Проект «Землепользование и климат, выявление устойчивых воздействий» (LUCID) 88 , 151 оценил реакцию климата на LULCC с использованием семи связанных моделей земной поверхности (LSM) и глобальных климатических моделей (GCM) для определения эффектов, которые были больше, чем изменчивость модели, и соответствовали всем семи моделям. Результаты показали значительные расхождения во влиянии LULCC (главным образом, преобразование лесов в пахотные земли и пастбища в умеренных и высоких широтах) на приповерхностные температуры воздуха; расхождения были в основном связаны с моделированием турбулентного потока (явное тепло [энергия, необходимая для изменения температуры] и скрытое тепло [энергия, необходимая для изменения фазы вещества, например, из жидкости в газ]).Модели поверхности земли должны подвергаться более строгим оценкам 151 , 152 и оценивать не только турбулентные потоки и чистый экосистемный обмен. 152 Тщательные оценки должны распространяться на параметризацию альбедо, 153 включая влияние плотности растительного покрова на альбедо заснеженной земли; 154 сезонный цикл альбедо, связанный с объемом, временем и стойкостью снега; 155 и сравнительный анализ влияния современных изменений земного покрова на альбедо. 156 Совсем недавно были получены последовательные результаты моделирования и эмпирические данные о том, что леса, как правило, более прохладные, чем близлежащие пахотные земли и пастбища. 91 , 92 , 93 , 95 , 96 , 156

Изучение влияния лесных пожаров на климат только начинается и не имеет достаточной базы знаний. 98 , 99 Для лучшего понимания потребуются дополнительные исследования по обнаружению характеристик пожара; 157 пожарные выбросы; 158 и относительной роли выбросов парниковых газов (ПГ), выбросов аэрозолей и изменений альбедо поверхности в воздействии на климат. 98

Городской остров тепла (ГОТ) – пожалуй, самый однозначный документ антропогенной модификации климата. 159 Два исследования показали, что ошеломляющие темпы урбанизации в Китае привели к региональному потеплению, 105 , 106 , что согласуется с наблюдением, согласно которому изменения в землепользовании и земном покрове должны быть значительными для их эффекты, которые необходимо реализовать. 87 Исследования влияния урбанизации на характер осадков не дали однозначных результатов. 113 , 114 Неопределенности, связанные с влиянием городских территорий на осадки, возникают из-за взаимодействия между UHI, повышенной шероховатостью поверхности (например, высотные здания) и повышенной концентрацией аэрозолей. 160 Как правило, UHI создают восходящие потоки, которые приводят к усилению осадков в городских районах или с подветренной стороны, тогда как шероховатость городской поверхности и концентрации городского аэрозоля могут либо дополнительно способствовать восходящим потокам, возникающим из-за UHI, либо ослаблять их. 160

Основные неопределенности

Землепользование и земельный покров являются динамическими; следовательно, на климат влияет постоянно меняющаяся поверхность суши. Значительные неопределенности связаны с мониторингом и прогнозированием земного покрова и землепользования. 161 , 162 , 163 , 164 Карты земного покрова могут быть получены с помощью подходов дистанционного зондирования, но обычно для них характерны подходы грубого временного разрешения. 2 , 3 , 59 , 60 Совсем недавно дистанционное зондирование позволило проводить ежегодную классификацию на больших территориях (национальных и глобальных), хотя эти усилия были сосредоточены на одном земном покрове. или тип возмущения. 68 , 165 , 166 Комплексное многовременное картирование землепользования еще более ограничено и является источником значительной неопределенности в понимании изменений земель и обратной связи с климатической системой.Вырубка лесов, урбанизация, лесные пожары и орошаемое земледелие являются основными изменениями в землепользовании и растительном покрове, которые влияют на местный и региональный климат на всей территории Соединенных Штатов. Вырубка лесов, вероятно, ведет себя как фактор потепления на большей части территории Соединенных Штатов, но для большей уверенности в этом выводе потребуются дополнительные исследования того, как учитывать потоки явного и скрытого тепла в связанных моделях GCM-LSM; отношение альбедо к густоте леса при наличии снега; время, устойчивость и протяженность снежного покрова; и сравнение в реальном мире реакции альбедо на изменение земного покрова.Урбанизация представляет собой продолжающееся расширение эффекта UHI, увеличивая потепление в местных масштабах. Для определения влияния урбанизации на характер осадков и траектории штормов потребуются обширные дополнительные исследования. Табличные оценки объема оросительной воды, такие как данные, предоставленные Министерством сельского хозяйства США (USDA) Обследования ирригации ферм и ранчо, должны быть преобразованы в карты, чтобы данные можно было ввести в МОЦ и LSM для определения воздействия орошения на климат.Текущие схемы трансляции не обеспечивают согласованный вывод модели. 124 Воздействие лесных пожаров на климатические процессы — новая проблема, по которой мало исследований. Пожар выбрасывает в атмосферу углекислый газ (CO 2 ) и другие парниковые газы, что, наряду с уменьшением альбедо, должно способствовать потеплению. Однако эти эффекты потепления могут быть уравновешены выбросом аэрозолей в атмосферу и усиленным связыванием углерода в результате отрастания леса. 99

Описание достоверности и вероятности

Существует средняя степень достоверности того, что вырубка лесов на большей части континентальной части Соединенных Штатов способствует потеплению климата за счет уменьшения секвестрации углерода и снижения транспирации.Существует низкая степень достоверности того, что лесные пожары повлияют на климат, поскольку многие из связанных процессов и характеристик оказывают противодействующее воздействие. Существует высокая степень достоверности того, что урбанизация вызывает изменение климата в локальном масштабе, но существует низкая степень достоверности ее влияния на характер осадков. Существует высокая степень достоверности того, что приземная температура воздуха снижается вблизи районов орошаемого земледелия, и средняя степень достоверности того, что осадки с подветренной стороны увеличиваются.

Ключевое сообщение 2: Воздействие климата на землю и экосистемы

Изменение климата влияет на землепользование и экосистемы. Ожидается, что изменение климата прямо и косвенно повлияет на землепользование и покров путем изменения характера нарушений ( средняя достоверность) , распространения видов ( средняя достоверность ) и пригодности земли для конкретных видов использования ( низкая достоверность ). Состав природных и антропогенных ландшафтов, а также то, как общество использует землю, влияет на способность национальных экосистем предоставлять товары и услуги первой необходимости (, высокая достоверность, ).

Описание доказательной базы

Большая часть исследований по оценке воздействия изменения климата на сельское хозяйство была проведена в рамках Проекта взаимного сравнения и улучшения сельскохозяйственных моделей (AgMIP), 128 , который по понятным причинам был сосредоточен на производительности и продовольственной безопасности. 128 , , 129 , 167 , , 168 , 169 Меньшее усилие было посвящено пониманию воздействия изменения климата на пространственное распределение сельского хозяйства.Деринг и др. (2011) 170 использовали одну из моделей сельскохозяйственных культур AgMIP (PEGASUS), чтобы показать сдвиги к полюсу и западу в районах, занятых выращиванием кукурузы, сои и пшеницы. Parker and Abatzoglou (2016) 130 сообщили о миграции зон устойчивости к холоду USDA к полюсу в результате потепления климата. Несколько эмпирических исследований выявили рост лесных пожаров на западе Соединенных Штатов за последние несколько десятилетий, 18 , 101 , 171 , в которых показатели засушливости положительно коррелируют с площадью выгоревшей территории.В нескольких исследованиях сообщается об уменьшении лесного покрова на западе Соединенных Штатов, и прогнозируется сокращение в будущем из-за потепления климата и увеличения засушливости, а также сопутствующего вероятного увеличения нашествий вредителей и пожаров. 144 , , , , 172 , , 173 , , 174 , 174 Несколько исследований также сообщают о полюсе в лесных общинах Восточной Соединенных Штатов, в результате чего в основном от CO 2 обогащение в более теплой и влажной среде. 12 , , 144 , 147 , 148 , 149 , 175

Основные неопределенности

Определение воздействия изменения климата на сельское хозяйство требует интеграции климатических, сельскохозяйственных и экономических моделей, 176 , каждая из которых имеет свои собственные источники неопределенности, которые могут распространяться через три модели. Источники неопределенности включают реакцию сельскохозяйственных культур на смешанные факторы CO 2 удобрения, температуру, воду и доступность азота; видоспецифические реакции; параметризация модели; пространственное расположение орошаемых площадей; и другие факторы. 129 , 9012 , , , 177 Проекция недавних эмпирических отношений с огнями климат 18 , 101 , 171 , 171 в будущее вводит неопределенность, поскольку эмпирические результаты не могут учитывать будущие антропогенные воздействия (например, управление тушением пожаров) и реакцию растительности на будущие пожары. 171 , 178 Точно так же модели, основанные на процессах, должны учитывать реакцию растительности на пожар, неопределенность прогнозов осадков на основе климатических моделей и пространственно-временную неравномерность взаимодействия человека с огнем и растительностью. 178 Многие исследования пространственной миграции растительности, вызванной климатом, основаны на динамических глобальных моделях растительности, которые обычно основаны только на данных климата и почвы. Эти модели объединяют характеристики видов, которые не одинаковы для всех представленных видов, и, как правило, в них отсутствуют экологические процессы, которые могли бы повлиять на изменение ареала вида. 179 , 9012 , 161 , 162 , 163 , 164 Карты земного покрова могут быть получены с помощью методов дистанционного зондирования; однако комплексные подходы обычно характеризуются грубым временным разрешением. 2 , 3 , 59 , 60 Совсем недавно дистанционное зондирование позволило проводить ежегодную классификацию на больших территориях (в национальном и глобальном масштабах), но эти усилия были сосредоточены почвенный покров или тип нарушения. 68 , 165 , 166 Комплексное многовременное картирование землепользования еще более ограничено и является источником значительной неопределенности в понимании изменений земель и обратной связи с климатической системой.

Описание достоверности и вероятности

Существует высокая степень уверенности в том, что изменение климата будет способствовать изменениям в использовании сельскохозяйственных земель; однако существует низкая достоверность направления и величины изменений из-за неопределенностей в способности адаптироваться к изменению климата. Существует высокая степень достоверности того, что изменение климата повлияет на урбанизацию в прибрежных районах, где повышение уровня моря будет по-прежнему оказывать прямое воздействие. Существует средняя степень достоверности того, что изменение климата изменит режимы естественных возмущений; однако действия по управлению земельными ресурсами, такие как стратегии тушения пожаров, вероятно, будут иметь такое же или большее значение. Существует низкая степень достоверности того, что изменение климата приведет к изменениям земного покрова в результате изменений экологической пригодности распространения видов.

Моделирование изменений в землепользовании и запасов углерода в лесах умеренного пояса США | Углеродный баланс и управление

Область исследования

Это исследование включает шесть штатов США: Калифорния, Колорадо, Джорджия, Нью-Йорк, Техас и Висконсин (рис. 1). Эти шесть штатов были выбраны потому, что они разбросаны по всей стране, имеют очень контрастные экологические и социально-экономические различия и представляют каждое из рабочих подразделений FIA США [25]. Это разнообразие местоположений позволило нам представить различные типы лесов, историю нарушений, динамику популяций и факторы, которые могли повлиять на переменные нашего исследования.Кроме того, было проведено по крайней мере два измерения графика для всех этих состояний, что позволяет проводить временной анализ изменений. Район исследования был ограничен территориями с лесным покровом в начале исследования. В этой рукописи мы рассматриваем определение лесных угодий, данное FIA, которое определяется как земля размером не менее 0,4 га и шириной 36,6 м, которая содержит не менее 10 % кронового покрова живых деревьев любого размера или имеет не менее 10 процентного кронового покрова. живых учетных видов в прошлом [25].

Рис.1

Область исследования в Соединенных Штатах с указанием государственных границ. Выделенные области показывают состояния, выбранные для этого исследования. Зеленые зоны обозначают лесные массивы в этих штатах.

Леса в США покрывают более одной трети ландшафта и содержат более 28 миллиардов кубометров древесины. Несмотря на то, что общая площадь лесов оставалась стабильной, в региональном и местном масштабе произошли изменения, которые не отражаются в сводных цифрах. Кроме того, в стране расширилась дорожная сеть, что сделало лесные угодья более доступными для людей [26].Этот более легкий доступ к лесам, вероятно, будет способствовать изменениям в землепользовании. Основные естественные нарушения лесов на национальном уровне включают лесные пожары, насекомых и болезни [26]. Эти и другие нарушения, а также изменение лесных условий вызывают изменения в составе и распространении древесных пород. Климат в исследуемом регионе сильно различается.

Сбор данных

Наземные данные, использованные в этом исследовании, были собраны и объединены в базу данных в рамках программы USDA Forest Invention and Analysis (FIA) с 2000 по 2017 год.Эта база данных включает в себя различные этапы и таблицы в зависимости от масштаба и уровня детализации информации, содержащейся в каждом из них. Для этого исследования мы работали с наземными участками FIA, которые повторно измерялись примерно каждые пять лет для восточных штатов и 10 лет для западных штатов, что позволяло проводить пространственно-временной анализ. Эти участки занимали площадь образца 0,4 га и были разделены на четыре подучастка с фиксированным радиусом (7,32 м). На каждом подучастке был вложен микроучасток (радиус 2,07 м).Здесь были измерены деревья с диаметром на высоте груди (d.b.h.) менее 12,7 см, но более 2,54 см. Лесные и нелесные условия задавались полевой бригадой при каждом переизмерении, что позволяло отслеживать любые произошедшие изменения в землепользовании. Для получения информации о населении и жилье мы использовали данные Национальной переписи населения США 2010 года [19]. Для получения спектральной информации мы использовали мозаику снимков поверхностной отражательной способности Landsat 8 (пространственное разрешение 30 м) за период с 01 мая 2018 г. по 30 сентября 2018 г. (что соответствует летним месяцам), полученную с платформы Google Earth Engine. (ЛАНДСАТ/LC08/C01/T1_SR).Первоначальная коллекция снимков состояла из 4093 снимков Landsat, покрывавших исследуемый регион в летние месяцы.

Анализ данных

Информация на уровне подплощадок и микроделянок была собрана для различных доступных периодов времени (начальное время t i и конечное время t f 90 Коэффициенты расширения FIA до уровня участка (минимальная единица моделирования). Исходный набор данных был разделен на обучающие и тестовые наборы данных для подбора и проверки моделей.Общее количество участков с полными наблюдениями составило 11 262, которые были разделены на обучающие и тестовые данные через вероятностные выборки с заменой в R (с использованием значения вероятности 0,7 для обучающих данных и 0,3 для тестовых данных) [27].

Наша цель состояла в том, чтобы построить одну модель для каждой интересующей переменной (переменная ответа). Поэтому было проведено сравнение моделей, чтобы выбрать модель, которая дала оптимальную статистику соответствия. Поскольку нашей конечной целью было создание воспроизводимой модели, применимой на всей континентальной части США, мы включили состояние переменных и тип леса как в модели изменений LUC, так и в модели C.Это позволило нам учесть и зафиксировать различия между шестью состояниями, которые не были зафиксированы с остальными объясняющими переменными.

Переменной отклика для логистической модели была вероятность преобразования лесных массивов в смешанные или нелесные районы. Для целей настоящего исследования мы будем называть лесные участки, которые перешли в смешанные (частично лесные/нелесные участки, например, один лесной плюс один нелесной участок) или нелесные условия, как участки, которые изменились в землепользовании.Переменной отклика для C-модели было изменение запаса C в общей надземной живой биомассе (определяемой как сумма сухой биомассы, находящейся в товарном штамбе, верхушке и ветвях, пне, лесных породах деревьев и саженцах).

Построение модели

Чтобы изучить эффективность различных подходов к моделированию, мы сравнили два основных метода: статистическую модель (параметрический подход) и алгоритм машинного обучения (непараметрический подход). Мы сравнили эффективность этих двух основных подходов, чтобы выбрать наиболее эффективную модель для каждой интересующей переменной.Для обеих моделей параметрические методы лучше предсказывали нашу переменную отклика (см. Дополнительный файл 1 для результатов и фона Random Forests). Для статистических моделей мы использовали моделирование смешанных эффектов, потому что мы работали с экологическими данными, которые имели вложенные данные, а также структуры временной и пространственной корреляции. Чтобы выбрать, какой тип моделей смешанных эффектов использовать, мы рассмотрели характеристики интересующих нас переменных, особенно переменной отклика. Для модели изменения землепользования переменная отклика имела бинарное поведение (0: без изменений и 1: изменение).Поэтому мы выбрали логистическую модель, которая дала бы нам вероятность (или шансы) переменной ответа. Кроме того, для модели изменения C переменная отклика была количественной и имела линейную связь с предикторными переменными. Поэтому мы выбрали модель линейной регрессии, которая учитывала коррелированные данные, модель линейных смешанных эффектов со случайным прерыванием.

Обобщенные линейные модели смешанных эффектов

Обобщенные линейные модели смешанных эффектов охватывают несколько различных типов регрессионных моделей (т.е. общие линейные модели, логистическая регрессия, регрессия Пуассона) с учетом пространственных и временных корреляций и вложенных данных. Это семейство моделей имеет два основных компонента: фиксированные эффекты (включающие интересующие нас переменные) и случайные эффекты (которые учитывают влияние включенных здесь переменных с вариацией, нормально распределенной с определенной дисперсией) [28, 29]. ].

Для моделей изменений LUC и C данные обучения использовались для создания обобщенной модели смешанных эффектов для каждой из переменных отклика.Независимые переменные (ковариаты) для обеих моделей были разделены на следующие категории: (1) атрибуты леса (экологические переменные, такие как количество деревьев на гектар, площадь основания и экорегион), (2) атрибуты участка, (3) топография, (4) данные переписи, (5) лесные нарушения и (6) количество условий, присутствующих на участке (например, количество лесных и нелесных типов, дифференцированных по заповедному статусу, группе собственников, типу леса и густоте насаждений). Количество условий, присутствующих на графике, дало нам хорошее представление о неоднородности графика и позволило нам работать с графиками с одним и несколькими условиями.Мы перегруппировали коды экологической классификации в более широкие экорегионы из-за большого количества категорий, что усложнило бы модель. См. дополнительные файлы 2 и 3 для получения подробного списка используемых переменных и метаданных.

Методы отбора переменных применялись в два этапа. На первом этапе переменные были разделены на категории, определенные выше. В каждой категории были рассчитаны коэффициенты корреляции Пирсона для количественной оценки отношений между количественными переменными.Переменные с коэффициентом 0,5 или выше были помечены для последующей проверки того, что в окончательной модели не осталось коррелированных пар. Категориальные переменные оценивались визуально с помощью матриц диаграммы рассеяния. На этом шаге не было отброшено ни одной переменной. Кроме того, для логистической модели мы использовали индикатор ценности информации (IV), чтобы увидеть, насколько сильным предиктором была каждая переменная и в каком порядке включать переменные в модель (дополнительный файл 2). IV используется для выбора важных переменных в модели логистического прогнозирования путем их ранжирования в зависимости от их важности.Мы рассчитали IV с помощью функций create_infotables и IV в R [30].

Переменные добавлялись в модель по одной в порядке убывания их IV уровня важности. Для регрессионной модели переменные были включены в модель в соответствии с ранжированием важности переменных, полученным из модели случайного леса (дополнительный файл 1). Для обеих моделей для сравнения моделей использовался информационный критерий Акаике (AIC). Если добавленная переменная увеличивала значение AIC, она удалялась.После этого первого этапа выбора переменных переменные, хранящиеся в каждой категории, были объединены обратно, чтобы продолжить выбор переменных.

Мы сравнили результаты трех подходов к выбору переменных в программном обеспечении R с использованием пакетов car [31] и MASS [32]: выбор вперед, выбор назад и пошаговый выбор. Наконец, мы использовали коэффициент инфляции дисперсии (VIF), чтобы убедиться в отсутствии мультиколлинеарности (VIF > 10) в модели. Модель логистической регрессии с остальными переменными была создана для модели изменения землепользования с использованием функции glmmPQL в R со ссылкой cloglog [32].Напротив, линейная модель смешанных эффектов была реализована для C-модели с использованием функции glmer [33]. Для обеих моделей различные комбинации сохраненных переменных плюс типы штата и леса или экорегиона (независимо и вложенные друг в друга) в фиксированной или случайной части модели были проверены с помощью тестового набора данных. Это было сделано для учета коррелированных точек данных в нашем пространственно-временном анализе. Кроме того, были изучены взаимодействия между потенциально связанными ковариатами.Полный рабочий процесс процесса можно наблюдать на рис. 2.

Рис. 2

Рабочий процесс для процесса выбора переменных для определения вероятности того, что леса станут безлесными (логистическая модель) и изменений надземных запасов углерода (линейная смешанная модель). модель эффектов)

Сравнение моделей

Для обеих обобщенных моделей смешанных эффектов (логистическая и линейная модели) было проведено сравнение между этими методами и методом случайного леса, чтобы определить наиболее эффективную модель.Критерии, используемые для выбора модели, заключались в том, чтобы посмотреть на процент ошибок упущения и совершения ошибок, общую точность, точность и значения отзыва. Хотя мы использовали значения AIC для сравнения моделей на начальном этапе (чтобы отфильтровать предварительные модели, рис. 2), после того, как мы включили в модели случайные эффекты, значения AIC больше не оценивались. Поскольку мы использовали функцию glmmPQL в R для вычисления моделей, для этих моделей со смешанными эффектами невозможно оценить квазиправдоподобие [34]. В случае модели C для выбора модели использовалась среднеквадратическая ошибка (RMSE).

Создание прогнозируемой полной вероятности изменения леса

Мы создали пространственно непрерывную карту, покрывающую всю область шести интересующих штатов в попиксельном формате (т. е. карту от стены до стены). На этой карте «от стены до стены» использовались данные FIA и уравнение логистической модели (см. раздел «Построение модели»), чтобы предсказать вероятность преобразования лесных массивов для каждого пикселя. Мы использовали только объясняющие переменные из логистической модели, которая имела информацию, доступную в масштабе от стены до стены, для построения карт (см. 3 для переменных, хранящихся на карте, и дополнительный файл 2 для полного списка переменных). Эти переменные были получены с помощью Google Earth Engine (GEE) и ArcMap 10.8 с использованием исходных координат FIA, мозаичных изображений Landsat 8 и цифровых данных о высотах [35]. Использовались следующие переменные: Нормализованный разностный вегетационный индекс -NDVI- (полученный из мозаики Landsat 8) в качестве оценки базальной площади, кода собственности [36], аспекта [35], периода повторных измерений (среднее значение для штата из данных участка FIA). ), процент охраняемой территории в округе [19] и естественный прирост населения (между 2000 и 2010 гг.) [19].Границы штатов и округов были получены из Бюро переписи населения США [37]. Все слои были переведены в растровый формат и преобразованы в одну и ту же проекцию (WGS84).

Рис. 3

Пошаговый рабочий процесс для расчета полной вероятности изменения лесопользования для изучаемой территории, показывающий процессы в средах ArcGIS и R и слои данных, используемые в каждой из них

Переменная NDVI рассчитано на платформе GEE. Полосы 5 и 4 из импортированных изображений Landsat 8 Surface Reflectance за летние месяцы 2018 года для каждого штата использовались для получения максимального NDVI для каждого пикселя.Это было сделано для получения мозаики пикселей, отображающих максимальное значение NDVI за выбранный период, что позволит избежать облаков и обеспечить значение, при котором лиственные деревья имеют листву. Чтобы извлечь значения NDVI и аспекта для каждого пикселя, мы использовали истинные координаты графика FIA. Если с течением времени было доступно более одного измерения графика, средние значения координат графика рассчитывались для учета изменчивости и ошибок в каждом измерении координат. Вокруг центра графика был использован буфер размером 180 футов, чтобы воспроизвести экстент графика и вычислить средние значения для каждого пикселя с помощью зональной статистики.

С помощью этой полной информации модель множественной линейной регрессии была подобрана в R (с прогнозируемой вероятностью изменения, ранее рассчитанной как переменная отклика, см. раздел «Построение модели»), получив уравнение для линейной модели. Это уравнение (см. Дополнительный файл 2) использовалось с инструментом растрового калькулятора в среде ArcGIS. Созданные здесь карты были вырезаны из Национальной базы данных земельного покрова (NLCD) для отображения только лесных массивов. Этот новый растровый слой отображал вероятность перехода от леса к другому виду землепользования (см.3 для визуального рабочего процесса).

Для интерпретации результатов, показанных на картах, мы наложили на наши карты право собственности [36], охраняемые территории [38], цифровые модели рельефа (DEM) [35] и шейп-файлы крупных городов [37].

Границы | Формирование изменений в землепользовании и восстановление экосистемы в сельскохозяйственном ландшафте с дефицитом воды для достижения многочисленных преимуществ

1. Введение

Сельское хозяйство занимает более одной трети поверхности суши Земли (ФАО АКВАСТАТ, 2018 г.), и, хотя его расширение и интенсификация принесли много пользы человечеству, те же самые факторы оказали глубокое неблагоприятное воздействие на биоразнообразие и экосистемные услуги (Foley et al. , 2005; Кардинале и др., 2012). Несмотря на то, что использование сельскохозяйственных земель, как ожидается, будет продолжать меняться и расширяться по мере роста населения и изменения климата, многие существующие возделываемые регионы испытывают стресс из-за нехватки воды, деградации почвы и усиления экстремальных климатических явлений (Godfray et al., 2010; Elliott et al. , 2014; Гиббс и Салмон, 2015). Эти стрессы потребуют тщательных изменений в управлении ландшафтом для поддержания сельскохозяйственного производства, а в некоторых регионах потребуют изъятия некоторых земель из интенсивного производства.Это особенно верно в отношении регионов, где посевные площади увеличились в связи с высокой зависимостью от орошения. На долю орошаемого земледелия приходится 70 % общего потребления пресной воды в мире (ФАО АКВАСТАТ, 2018 г.), и во многих частях Земли из-за ограниченной доступности воды обществу становится все труднее сбалансировать многочисленные потребности в воде (Elliott et al., 2014; Лю и др. , 2017). Тем не менее, орошаемое земледелие обеспечивает 40% мирового производства продовольствия на 20% сельскохозяйственных угодий (ФАО АКВАСТАТ, 2018 г.), что указывает на важность поддержания устойчивого орошаемого производства для продовольственной системы — как с точки зрения масштабов, так и с точки зрения экономии земли. потенциал.В конечном счете, ирригационные возможности будут играть ключевую роль в адаптации к повышенной изменчивости климата, хотя их использование необходимо будет учитывать среди многих взаимодействующих факторов и стрессов (Howden et al., 2007).

Необходимость адаптации во многих таких орошаемых ландшафтах дает отправную точку для критического изучения того, какими могут и должны быть устойчивые сельскохозяйственные ландшафты в будущем (Chartres and Noble, 2015; Damania et al., 2017; Liu et al., 2017; Тиан и др., 2018). Поскольку регионы планируют свои ответные меры, нельзя упускать из виду роль, которую может сыграть восстановление естественного растительного покрова, поскольку оно может принести пользу людям и природе за счет предоставления экосистемных услуг и обращения вспять последствий утраты среды обитания, особенно там, где земля может исчезнуть. производства в любом случае (Isbell et al., 2019). Поддержание и расширение естественных коридоров путем защиты и восстановления, а также развитие полуестественных, многофункциональных ландшафтов может внести значительный вклад в восстановление биоразнообразия (Haas, 1995; Ponisio et al., 2016; Шахан и др., 2017; Грасс и др., 2019). Такие диверсифицированные ландшафты могут также предоставлять фермерам ощутимые услуги (например, опыление и борьба с вредителями) и смягчать негативное воздействие на качество воздуха и воды, которое интенсивное земледелие часто может оказывать на окружающие сообщества (Werling and Gratton, 2010; Gonthier et al., 2019). ; Лазаро и Аломар, 2019; Швайгер и др., 2019). Масштабы этих проблем требуют, чтобы мы разработали действенную науку и осуществимые структуры стимулов, необходимые для программной реконфигурации неустойчивых сельскохозяйственных ландшафтов для достижения долгосрочных социальных и экологических целей.

Это исследование представляет собой реальный пример того, как систематические методы планирования природоохраны (Kukkala and Moilanen, 2013) могут применяться для информирования многоцелевых стратегий адаптации в стрессовых сельскохозяйственных ландшафтах. Если сначала рассмотреть неопределенные пути, по которым может развиваться землепользование «как обычно» (BAU) (т. е. то, как оно будет развиваться в ответ на факторы стресса, но без явной заботы о природе или оптимизации множественных результатов), пространственная оптимизация может более реалистично определить перспективные ландшафтные конфигурации, которые: (1) эффективно управляют созданием восстановленной среды обитания, (2) достигают других сопутствующих выгод и (3) обеспечивают соблюдение ограничений ресурсов, поскольку использование земли и воды приводится в равновесие.Потенциальное положительное будущее, указанное таким анализом, может затем использоваться для определения возможностей для сотрудничества между природоохранными и сельскохозяйственными сообществами с целью направления изменений в землепользовании для получения многочисленных выгод, таких как восстановление находящихся под угрозой природных сообществ, устойчивое сельскохозяйственное производство и улучшение результатов общественного здравоохранения.

1.1. Долина Сан-Хоакин в Калифорнии, США, представляет собой образцовый пример необходимости и возможности программной перебалансировки сельскохозяйственных ландшафтов

За прошедшее столетие Долина (далее SJV, рис. 1) превратилась в одну из крупнейших сельскохозяйственных экономик мира.С 1980 года SJV поддерживает сельское хозяйство на ~2 миллионах гектаров пахотных земель (Hanak et al., 2017), при этом площадь орошаемых земель увеличилась почти на один миллион гектаров за 60 лет до этого (Mercer and Morgan, 1991). Большая часть этих пахотных земель орошается, и с начала 20-го века их расширение стало возможным благодаря крупным инвестициям в инфраструктуру для хранения и транспортировки воды, а также чрезмерному дренированию грунтовых вод (Hanak et al., 2017). По состоянию на 2018 год в регионе производилось сельскохозяйственных культур на общую сумму 35 миллиардов долларов США в год (California Department of Food and Agriculture, 2018), что соответствует ВВП многих стран, например. г., Парагвай и Уганда (Всемирный банк, 2020 г.).

Рисунок 1 . Район исследования долины Сан-Хоакин. (A) Современное землепользование, отличающее оставшиеся естественные территории от однолетних и многолетних культур, включая хребты Диабло и Темблор на западе за пределами дна долины. 10 показанных регионов являются единицами анализа для нашего исследования, которые соответствуют суббассейнам, предназначенным для скоординированного управления подземными водами Калифорнийским департаментом водных ресурсов (в некоторых регионах несколько суббассейнов группируются в одну единицу для целей анализа). (B) Совокупное потенциальное качество среды обитания в районе исследования для пяти основных видов (выбранных на основе потребностей среды обитания, которые считаются репрезентативными для более чем 35 перечисленных видов растений и животных для горных экосистем долины Сан-Хоакин). Сравнение природной зоны справа показывает, что наиболее высококачественные территории, обслуживающие несколько видов, были преобразованы в сельскохозяйственные угодья.

Этот экономический успех привел к затратам на дикую природу, здоровье людей и инфраструктуру. Расширение сельского хозяйства было основной причиной утраты биоразнообразия в SJV; сегодня более 35 видов диких животных и растений занесены в список находящихся под угрозой или исчезающих видов и в настоящее время ограничены относительно небольшим количеством оставшихся участков подходящей среды обитания, при этом некоторые виды теряют до 98% своего ареала обитания (Williams et al., 1998; Стюарт и др., 2019). Сельское хозяйство в этом районе также в значительной степени способствовало ухудшению качества воздуха и воды, что привело к хроническим проблемам со здоровьем человека (Meng et al., 2010; Lockhart et al., 2013; Almaraz et al., 2018). Добыча подземных вод (Konikow, 2015) привела к крупномасштабному оседанию земель, при этом части Долины опустились более чем на восемь метров с начала 20-го века, что поставило под угрозу вместимость хранилищ и ключевые части инфраструктуры поверхностных вод, от которых зависит SJV (Faunt и другие. , 2016).

В ответ на эти вызовы, а также в условиях значительного выпадения паров из-за засухи (Melton et al., 2015) Калифорния приняла Закон об устойчивом управлении подземными водами (SGMA), который, среди прочих требований, обязывает местные подбассейны подземных вод разрабатывать планы, которые добиться устойчивого использования подземных вод в течение следующих двух десятилетий (Leahy, 2016). Большинство суббассейнов в долине Сан-Хоакин классифицируются как критично перегруженные, страдающие от овердрафта в наибольшей степени (CDWR, 2019).Как следствие, многие из этих суббассейнов столкнутся с самыми строгими ограничениями на откачку подземных вод, которые в настоящее время устанавливаются органами местного самоуправления и которые должны вводиться поэтапно в течение 20-летнего периода адаптации. Предыдущие исследования показали, что при отсутствии общебассейновой координации и увеличения предложения для соблюдения SGMA может потребоваться сокращение средней обрабатываемой площади более чем на 300 000 га (725 000–750 000 акров) в течение следующих 20 лет (Hanak et al. , 2019). .

1.2. Аналитически обоснованное планирование нескольких выгод может улучшить адаптацию к дефициту

Хотя предстоящая трансформация SJV представляет собой серьезную проблему, она также дает возможность активно формировать ландшафт таким образом, чтобы не только обеспечить устойчивость сельского хозяйства и водных ресурсов, но и достичь многих других социально-экологических целей, таких как защита биоразнообразия и улучшение здоровья человека (Kelsey et al., 2018). Однако, учитывая, что достижение многих из этих целей определяется тем, где что-то происходит в ландшафте (а не просто совокупными объемами возделывания, изъятия или восстановления), заинтересованным сторонам необходим систематический способ интеграции этих целей для информирования многоцелевых пространственных выгод. планирование.Здесь мы представляем аналитический подход, состоящий из нескольких частей, который (1) разрабатывает оценки реакции обычного бизнеса на SGMA, (2) оптимизирует среду обитания в зависимости от этих неопределенных вариантов будущего BAU и (3) оценивает потенциальные сопутствующие выгоды (рис. 2). и раздел 2).

Рисунок 2 . Общий рабочий процесс моделирования, связывающий региональное экономическое моделирование, изменение землепользования, планирование сохранения и оценку сопутствующих выгод. (A) (Верхний) Показывает высокоуровневый рабочий процесс с точки зрения вопросов, моделей и формы вывода на каждом этапе. (B) (нижний) Показывает связи между рабочими процессами на более механистическом уровне с выделением логики сценария. В документе основное внимание уделяется характеристике сценариев BAU SGMA и Restoration SGMA, признавая при этом неопределенность в их точных пространственных структурах (сценарии LUC).

Ключевой элемент нашего подхода основан на признании того, что многоплановое планирование в условиях стресса требует сначала понимания того, как оно может развиваться в отсутствие действий по формированию стратегии, учитывающих нерыночные выгоды.Эта эволюция, конечно, неопределенна, но необходимо рассмотреть несколько вероятных ландшафтов BAU, чтобы учесть изменение пространственных моделей, которые определяют альтернативные издержки восстановления среды обитания, и возможность изменения структуры сельскохозяйственных культур для одновременного размещения среды обитания и сельского хозяйства. Признавая эту неопределенность, наш анализ специально организован, чтобы помочь информировать участников природоохранной деятельности и управляющих сельскохозяйственными угодьями о том, как можно достичь целей среды обитания таким образом, чтобы это приносило пользу сообществам в SJV.

В некоторых местах выход на пенсию в условиях BAU может хорошо сочетаться с возможностями восстановления среды обитания. Однако в других случаях сотрудничество, скорее всего, будет включать природоохранные или правительственные субъекты, предоставляющие компенсацию для достижения консолидированного изъятия конкретных сельскохозяйственных земель из среды обитания — цель состоит в том, чтобы направить неизбежное изъятие земель в места, где они могут принести многочисленные выгоды, и, в свою очередь, избежать изъятия в территории, которые менее ценны вне сельскохозяйственного использования.Чтобы помочь прояснить степень необходимой координации, наши сводные результаты показывают, находятся ли выбранные компоненты решения на земле, которая, вероятно, будет выведена из эксплуатации при условиях BAU в любом случае («выведен из эксплуатации в соответствии с BAU»), или же они потребуют активного вывода из эксплуатации и восстановления в обмен на оставляя другие земли, выведенные из эксплуатации BAU, в производстве. Наши результаты также позволяют сравнить требования к земле для конкретного региона для среды обитания по сравнению с паром и постоянным изъятием по инициативе SGMA, что, в свою очередь, указывает на потенциал замены редко обрабатываемых площадей и площадей для восстановления.Наконец, мы также оценили усиленное связывание почвенного углерода и выгоды в виде сокращения внесения азота, связанного с переходом от культивации к восстановлению, которые служат примерами сопутствующих выгод, которые могут быть привязаны к программам стимулирования при условии соблюдения соответствующих дополнительных условий. .

Представленный здесь подход интегрирует устоявшиеся методы инновационным способом, который полезен для управления действиями на местах. Математически наше рассмотрение различных сценариев изменения землепользования соответствует рассмотрению нескольких поверхностей затрат при систематическом природоохранном планировании, важность которого рассматривалась ранее (Carwardine et al. , 2010), хотя и не является рутинным. И в то время как другие исследовали прямую оптимизацию действий по улучшению среды обитания в ландшафтах в условиях дефицита воды (Bourque et al., 2019) или изучали эволюцию сельскохозяйственных ландшафтов и их использование воды при отсутствии ограничений (Wilson et al., 2016), одновременное включение мелкомасштабного моделирования изменений землепользования с ограниченными ресурсами в процесс планирования и оптимизации является важным, но недостаточно используемым. Включение ресурсных ограничений необходимо для реалистичности, и хотя они часто включаются в модели гидрологической или экономической оптимизации (Harou et al., 2009; Howitt et al., 2012), эти модели обычно специфицируются в политически значимом региональном масштабе, который является слишком грубым для определения целей восстановления с пространственно меняющимся потенциалом местообитаний. Сочетание этих подходов представляет собой прогресс, который может помочь добиться лучших результатов в SJV и распространиться на другие стрессовые сельскохозяйственные ландшафты.

2. Материалы и методы

Ниже мы кратко опишем каждый шаг на Рисунке 2 с дополнительными подробностями, представленными в дополнительной информации.Однако, прежде чем углубляться в каждый из подходов к моделированию, мы изложим ключевые аспекты используемой терминологии сценария и то, как они соотносятся друг с другом.

2.1. Определение нескольких измерений сценария для будущих ландшафтов

Это исследование включает разработку сценариев по нескольким измерениям, при этом каждое измерение связано с отдельным этапом моделирования. На самом высоком уровне мы рассматриваем фьючерсы с SGMA и без него, которые относятся к среднегодовым результатам в долгосрочной перспективе после внедрения SGMA (т.э., после 2040 г.). Мы обозначаем будущее с SGMA как «обычное дело», где предполагается, что SGMA будет реализовано, но без особой заботы о защите среды обитания. Статистические данные о сельскохозяйственном производстве и выходе на пенсию для сценария BAU генерируются в крупном региональном масштабе (т. е. регионы на рис. 1) с помощью модели SWAP (см. ниже), при этом выход на пенсию определяется путем сравнения со сценарием «без SGMA». в СВОП. Этот последний сценарий не находится в центре нашего внимания, а скорее используется в качестве инструмента в рабочем процессе для получения оценок воздействия SGMA.Последний сценарий SGMA — это «сценарий восстановления», который относится к тому, как могло бы выглядеть будущее после SGMA, если бы во время реализации SGMA активно учитывались соображения среды обитания. Эти два сценария показаны пунктирными вертикальными группами на рисунке 2B.

Во втором измерении сценария сценарии «BAU» и «восстановление» сделаны пространственно явными на уровне пикселей и различаются по своей точной пространственной конфигурации, даже если совокупные региональные значения остаются постоянными.Для обозначения пространственной составляющей сценария мы используем термин «ландшафт». Ландшафты BAU создаются путем пространственной обработки статистики производства на уровне региона из SWAP в соответствии с алгоритмом изменения землепользования. Ландшафты восстановления создаются путем пространственной оптимизации среды обитания с учетом особенностей ландшафтов БАУ. Таким образом, отдельный ландшафт представляет собой комбинацию «сценария SGMA» ( BAU или восстановление ) и «сценария изменения землепользования (LUC)» — с отдельными сценариями LUC, основанными на различных предположениях о том, что влияет на пригодность для сельского хозяйства и выбытие. .Более подробная информация о каждом шаге представлена ​​ниже.

2.2. Моделирование регионального воздействия на сельскохозяйственное производство и пенсионное обеспечение

Чтобы создать правдоподобные ландшафты BAU, мы сначала оценили изменения в сельскохозяйственном производстве, необходимые для достижения целей устойчивости подземных вод в регионах. Мы применяем давно зарекомендовавшую себя модель сельскохозяйственного производства в масштабе штата (SWAP) с обновленной методологией и данными калибровки (Howitt et al., 2012; Mérel and Howitt, 2014), откалиброванными для условий SJV и репрезентативной исторической гидрологией за 21 год (с поправками на ожидаемое краткосрочное изменение климата). Модель SWAP моделирует доступность водоснабжения и экономические условия, которые определяют, как сельскохозяйственные производители, вероятно, отреагируют на SGMA для 10 различных регионов SJV. В частности, SWAP предоставляет оценки среднегодовых посевных площадей по регионам при различных сценариях водоснабжения и политики, а промежуточные результаты используются для вывода уровней постоянного выхода на пенсию, необходимых для достижения водопользования, соответствующего требованиям SGMA. SWAP также оценивает доход, связанный с каждой категорией сельскохозяйственных культур, который используется для информирования о затратах на обеспечение безопасности земли для восстановления среды обитания на этапе оптимизации, описанном ниже.

2.3. Создание пространственно явных ландшафтов BAU

Для пространственного распределения этих изменений внутри регионов мы использовали основанный на пригодности алгоритм эвристического изменения землепользования (LUC) (Национальный исследовательский совет, 2014 г. ), адаптированный для данного исследования. Он начинается с современных моделей посевов, но обновляет их, чтобы они соответствовали статистике производства по конкретному региону, выводимой SWAP на шаге выше. Признавая, что факторы изменения ландшафта неопределенны, мы разработали несколько сценариев LUC, основанных на различных весовых комбинациях четырех различных потенциальных факторов пригодности для сельского хозяйства.К ним относятся высокоуровневые оценки «земельных активов», «качества земли» (оба из Thompson and Pearce, 2018), а также специально разработанные слои доступности подземных и поверхностных вод (описанные в дополнительной информации). Алгоритм работает таким образом, что самые низкие пиксели пригодности для сельского хозяйства в каждом регионе, скорее всего, будут удалены, а также что в регионах, где расширяются определенные классы (а именно, многолетние растения), расширение происходит на высококачественных землях, которые в настоящее время заняты однолетними растениями с более низкой ценностью.

Каждый из драйверов, которые служат входными данными для создания слоя пригодности для сельского хозяйства, представляет собой растр, нормализованный таким образом, что значение пикселя, равное 1, соответствует (при прочих равных условиях) высокой пригодности для сельского хозяйства, а ноль указывает на самую низкую пригодность. Например, поскольку предполагается, что «ухудшение земель» обратно пропорционально пригодности для сельского хозяйства, самые высокие значения в исходном слое ухудшения земель получают ноль, а самые низкие значения получают 1. Всего мы рассматриваем пять сценариев LUC: Один для равного взвешивание всех четырех драйверов и по одному, где наибольший вес (75%) приходится на каждый из четырех конкретных драйверов (с соответствующими именами, основанными на основном драйвере, как на рисунках 5, 7).Например, сценарий LUC «Подземные воды» имеет вес 75 % для слоя фактора пригодности грунтовых вод и 8,33 % веса для каждого из трех других факторов.

Результатом является описание для каждого ландшафта BAU того, какая площадь в каждом пикселе ландшафта занята многолетними культурами, однолетними культурами (а также интенсивностью земледелия в конкретном регионе) и какая часть выбывает. Разные пользователи могут найти разные сценарии более или менее правдоподобными, а рабочий процесс позволяет легко генерировать новые сценарии на основе альтернативных весовых коэффициентов.Сбор дополнительных данных и участие экспертов могут еще больше уточнить эти сценарии с учетом региональных различий в драйверах или более основанных на данных подходов, основанных на полиномиальном логит-масштабировании (Chakir, 2009). Этот шаг (и последующий шаг пространственной оптимизации) представлены с разрешением 1080 м, что уравновешивает несколько соображений. Хотя возможно несколько более высокое разрешение (среда обитания и некоторые другие данные предоставляются на расстоянии 270 м), использование 1080 м пикселей также служит для обеспечения минимальной площади, которую стоит использовать для природоохранных мероприятий.Также важно иметь в виду, что в каждом пикселе отслеживаются фактические площади различных категорий земли, поэтому, хотя пиксели являются грубыми, наш рабочий процесс не предполагает, что весь пиксель принадлежит к одному конкретному классу. Этот аспект значительно снижает потенциальную ошибку, возникающую из-за грубой пикселизации, а также увеличивает скорость и снижает требования к памяти для моделирования изменения землепользования и оптимизации.

2.4. Пространственная оптимизация для создания ландшафтов восстановления

Следующий важный компонент нашего анализа включает в себя определение приоритетных областей для восстановления при рассмотрении альтернативных издержек для сельского хозяйства с акцентом на местоположения, которые соответствуют множеству вероятных будущих ландшафтов BAU (т.е., в нескольких сценариях LUC). Мы использовали программное обеспечение для систематического планирования сохранения (пространственной оптимизации) для оптимизации выбора земель для восстановления (Beyer et al., 2016; Hanson, 2020), повторяя процесс для каждого ландшафта BAU, а затем изучая области перекрытия как между решениями, так и с областями, которые, как считается, могут быть выведены из эксплуатации в обычном режиме. В дополнение к поверхностям затрат, полученным из ландшафтов BAU, ключевыми входными данными являются карты из (Stewart et al., 2019), показывающие, где восстановление земель приведет к созданию высококачественной среды обитания для каждого из пяти целевых видов: лисица Сан-Хоакин ( Vulpes macrotis MUTICA ), гигантская крыла кенгуру ( диподомын inhens ), Крыс Типтон кенгуру ( диподомы нитратоиды нитратоиды ), тупой леопардную ящерицу ( Gambelia Sila ) и San Jembertia Congdoni ).Считается, что эти виды в совокупности отражают потребности в среде обитания для более чем 35 перечисленных видов растений и животных, населяющих когда-то обильные высокогорные пустынные кустарники и пастбища в регионе (Williams et al., 1998; Germano et al., 2011). ; Стюарт и др., 2019).

Оптимизация была реализована как задача минимизации затрат, в которой слой альтернативных затрат в сельском хозяйстве рассматривался как слой затрат (с граничным штрафом, обсуждаемым ниже), а ограничениями, которые должны были быть достигнуты, были минимальные площади высококачественной среды обитания. В частности, нам требовалось, чтобы оптимизатор нашел решения по восстановлению, которые обеспечили бы дополнительные 25 000 акров (10 117 га) высококачественной среды обитания для каждого из видов, т. е. восстановление определенной области могло бы засчитываться в счет цели для нескольких видов одновременно, но обеспечение дополнительной среды обитания для одного вида не может быть достигнуто за счет площади среды обитания для другого вида, падающей ниже порога минимальной площади. Здесь среда обитания высокого качества была принята за верхний дециль непрерывного распределения качества среды обитания для каждого вида из Stewart et al.(2019). Эти цели амбициозны, но в целом соответствуют существующим целям восстановления популяции, установленным Службой рыболовства и дикой природы США, хотя эти цели не учитывали выбытие и восстановление сельскохозяйственных угодий (Williams et al., 1998). Большие цели также гарантируют, что будет восстановлена ​​более широкая палитра, которая признает, что не все приоритетные земли будут восстановлены. Мы также включили «граничный штраф», который наказывает общую длину края естественных земель в окончательной конфигурации после восстановления, поэтому решения, которые создают кластеры совокупной среды обитания (будь то существующие естественные или недавно восстановленные), предпочтительнее, чем решения с высокой пикселизацией.Более подробное перечисление допущений и ограничений, лежащих в основе основы оптимизации, а также оценка чувствительности приведены в дополнительной информации.

2.5. Оценка сопутствующих выгод

Мы оцениваем изменения среднегодового избытка внесенного азота путем подбора норм внесения для конкретных культур и эффективности использования азота (ЭИА), относящихся к культурам SJV. Значения, присвоенные однолетним и многолетним пахотным землям в каждом регионе, взвешены по площади по 18 категориям сельскохозяйственных культур SWAP для каждого региона, опираясь на несколько источников для норм внесения и эффективности (см. часть «Избыточное внесение азота» в дополнительной информации). Это обеспечивает дифференциацию средней ЭИА и избытка азота, вносимого в зависимости от состава и интенсивности возделывания культур в каждом регионе. Существующие уровни нитратов в подземных водах были оценены для каждого региона SWAP с использованием оценок из Программы мониторинга и оценки окружающей среды подземных вод Государственного совета по контролю за водными ресурсами. Мы также включили грубую оценку предотвращенных выбросов N, полученную в результате прогонов COMET-Farm, которые были созданы для использования в адаптированной для Калифорнии реализации COMET-Planner (Swan et al., 2015, 2018).

Наконец, мы используем и пространственно распространяем одноячеечную версию модели землепользования и моделирования сценариев выбросов углерода (LUCAS), разработанную для Калифорнии (Sleeter et al., 2019), которая была разработана для оценки воздействия изменений в землепользовании на углеродный баланс экосистемы. Чистое связывание почвенного углерода отслеживается для всех соответствующих переходов (многолетних к выбывшим, ежегодных к восстановленным и т. д. — полный список см. в дополнительной информации) до временного горизонта 2100 года. сценариев землепользования путем сравнения с современным земельным покровом и изучения совокупной разницы между сценариями BAU и сценариями восстановления в 2100 году.В отличие от других аспектов этого рабочего процесса моделирования, оценка ПГ предполагает общие «однолетние» и «многолетние» типы культур, а не оценивает эти две категории как взвешенные комбинации моделей выращивания культур в конкретном регионе. Однако он приблизительно дает представление об интенсивности выращивания однолетних растений в разных регионах. Наконец, поскольку существует неопределенность в отношении того, каким может быть наиболее подходящее конечное состояние восстановления на разных участках, а также какова будет судьба выведенных из эксплуатации земель, мы запускаем модель для различных конечных состояний восстановления и различных конечных состояний изъятия, чтобы оценить чувствительность. .Конечные состояния восстановления параметризуются как пастбища или кустарники, а выведенные из эксплуатации конечные состояния моделируются как «заброшенные» или «заброшенные с дискованием» — процесс, при котором фермеры слегка вспахивают, чтобы предотвратить закрепление нежелательной флоры и фауны в долгосрочной перспективе.

3. Результаты

3.1. Совокупное землепользование значительно варьируется в зависимости от региона, сочетая постоянное изъятие и временное залежь

По нашим оценкам, около 86 000 га существующих орошаемых пахотных земель будут навсегда выведены из эксплуатации к 2040 г. в рамках экономически оптимальных стратегий для достижения требований устойчивости подземных вод SGMA (Таблица SR1, общая площадь «выведенных из эксплуатации» на рис. 3).Эти результаты основаны на ожидаемых запасах поверхностных вод при прогнозируемом будущем климате в 2030 году, полученных на основе модели водных ресурсов CalSim и местных данных о запасах поверхностных вод. Они также предполагают, что в эти бассейны не разрабатываются и не доставляются дополнительные источники воды, но предполагается, что регионы максимизируют существующую способность пополнения запасов подземных вод во влажные годы (таблица SM1).

Рисунок 3 . Прогнозируемое распределение землепользования на нынешнем сельскохозяйственном следе для каждого региона в изучаемой области в соответствии с будущим BAU SGMA. Черный соответствует постоянному выходу на пенсию по сравнению с будущим без SGMA, в то время как комбинация среднего временного пара и среднего возделывания однолетних растений представляет собой площадь земли под однолетними растениями в соответствии с BAU SGMA. Однолетние пахотные земли, как правило, приносят меньше прибыли и перераспределяются более гибко, чем земли под многолетними культурами (темно-зеленые).

Эта общая сумма выбытия представляет собой 4% всего возделываемого в настоящее время ландшафта в целом, хотя пропорция варьируется от 0 до 8% в разных регионах, в зависимости от относительных запасов поверхностных вод, зависимости от грунтовых вод, а также от потребности сельскохозяйственных культур в подаваемой воде.Кроме того, ожидается, что в течение репрезентативного гидрологического периода в течение 21 года значительная площадь (в среднем около 540 000 га/год, или 27% всех неиспользованных сельскохозяйственных угодий) будет периодически находиться под паром в нашем смоделированном сценарии BAU. Сравнение с нынешним сельскохозяйственным следом показывает, что большая часть этого парования произошла бы даже в отсутствие SGMA из-за естественной и обусловленной политикой изменчивости воды, доступной для сельского хозяйства, но мы считаем, что SGMA несет ответственность за сокращение среднегодовой обрабатываемой площади. около 160 000 га (таблица SR1).Это также варьируется в зависимости от региона: например, в регионе Туле (R8) наблюдается незначительное ежегодное выбытие под паром, но 8 500 га постоянного выбытия, в то время как прогнозы показывают, что в регионе Плезант-Вэлли/Кеттлман-Плейн (R10) наблюдается незначительное постоянное выбытие, но очень низкая среднегодовая посевная площадь по сравнению с площадью, сохраняемой в пределах сельскохозяйственного следа.

3.2. Пространственные модели выхода на пенсию варьируются в зависимости от сценария LUC, но выявляют постоянные горячие точки 90–106

При рассмотрении пяти сценариев, отражающих неопределенность в отношении того, как качество земли и доступность воды будут определять место выбытия, существуют строго устойчивые закономерности, при этом многие районы, по прогнозам, будут выведены из эксплуатации в большинстве или во всех сценариях (рис. 4).Области концентрированного выбытия встречаются в северо-центральной части региона Керн (R9), в юго-западном углу региона Туле (R8), вдоль восточной окраины региона Вестсайд (R5) и западного края региона озера Кингс-Тулар ( Р6). Больше вариаций существует в северных регионах, включая Модесто (R1), Терлок (R2), Мерсед-Чоучилья-Мадера (R3) и Дельта-Мендота (R4). Большая вариация в северных регионах отражает более низкую корреляцию между факторами выхода на пенсию. Некоторые граничные эффекты возникают на основе предположения, что анализируемые регионы не будут участвовать в торговле подземными водами через региональные границы, что согласуется с текущим политическим контекстом, но может измениться в течение 20 лет, предшествующих соблюдению SGMA.В той мере, в какой это допущение смягчено, некоторые резкие границы могут быть менее выраженными, и большее количество пенсионеров будет распространяться за пределы региональных границ.

Рисунок 4 . Сколько раз каждый пиксель выбирался для вывода из эксплуатации в соответствии с BAU SGMA в пяти сценариях LUC. На рисунке выделено несколько кластеров «горячих точек», в которых выход на пенсию вероятен независимо от ключевых факторов, определяющих пригодность. Обратите внимание, что общая площадь, идентифицированная как выведенная из эксплуатации в каждом сценарии, меньше визуального следа пикселей тепловой карты.Это происходит из-за (1) неполного перекрытия всех пяти сценариев и (2) пиксели считаются выведенными из эксплуатации, если какие-либо сельскохозяйственные земли, существующие в пределах пикселя, были выведены из эксплуатации, что может составлять лишь часть общей площади пикселя (доля выведенный из эксплуатации пиксель отслеживается по всей нашей цепочке анализа).

3.3. Пространственная оптимизация выявляет согласованные приоритетные области восстановления

Общая площадь, выбранная для восстановления в различных решениях, была одинаковой для всех сценариев LUC и варьировалась от 18 700 до 19 100 га (рис. 5, таблица SR2).Это всего лишь 37–38% от того, что потребовалось бы для достижения целей восстановления, если бы высококачественная среда обитания не перекрывалась между целевыми видами, что отражает эффективность, достигнутую оптимизатором, идентифицирующим участки, которые обслуживают несколько видов.

Рисунок 5 . Выход на пенсию и восстановление по классу, региону и пространственному сценарию LUC. «BAU, выведенный из эксплуатации в решении» относится к землям, определенным для восстановления, которые, по прогнозам, будут выведены из эксплуатации даже при отсутствии стратегической координации.«Активное изъятие и восстановление» относится к землям, определенным для восстановления, которые в противном случае оставались бы в производстве в соответствии со сценарием ОХД, и для восстановления которых потребуется активная координация — возможно, работая над предотвращением изъятия участков с более низкой ценностью среды обитания «в обмен» на принятие изъятие высокоприоритетной посылки. «BAU выведено из эксплуатации, но не находится в стадии решения» — это земля, которая, по прогнозам, будет выведена из эксплуатации и не предназначена для восстановления. Каждый регион содержит пять столбцов, соответствующих каждому сценарию изменения землепользования, в порядке, наложенном на график (в R1 и R2 не прогнозируется и не выбирается ни изъятие, ни восстановление). В целом величина и относительная доля каждого типа землепользования, как правило, согласуются между сценариями, с умеренной чувствительностью к количеству и распределению земли, выведенной из эксплуатации, в решении для R8 и R9.

Во всех сценариях приоритетные зоны восстановления были сосредоточены в южной части ЮЮВ (рис. 6). В целом результаты показывают, что решения для восстановления последовательно определяют несколько смежных кластеров для восстановления, в дополнение к другим областям, которые в большей степени зависят от сценария.Восстановление было сосредоточено в четырех основных областях: вокруг национального заповедника дикой природы Пиксли в юго-западной части региона Туле (R8), вокруг национального заповедника дикой природы Керн в северо-центральной части региона Керн (R9), в западной части региона Керн, и северная часть региона Плезант-Вэлли / Кеттлман-Плейн (R10). Эти кластеры возникают там, где сценарии BAU постоянно указывают на то, что сельскохозяйственные земли с низкой отдачей (выведенные из эксплуатации или обычно находящиеся под паром) пересекаются с территориями, которые могут обслуживать несколько видов и обеспечивать связь с существующими естественными землями, если они будут восстановлены. Из восьми регионов, где прогнозировалось выбытие, только четыре региона были включены в решения по восстановлению, при этом количество выведенных из эксплуатации земель, выбранных для восстановления, варьировалось от <1% в регионе Мерсед-Чоучилья-Мадера (R3) до от 26 до 26%. 50% в Туле (R8), в зависимости от сценария LUC. Только в трех регионах (8–10) были выбраны значительные площади для восстановления в целом, при этом Керн (R9) представляет собой подавляющее большинство восстановленных участков на площади от 10 800 до 12 700 га, или 58–68% от общего количества (рис. 5).

Рисунок 6 . Участки, выбранные для восстановления, чтобы создать 10 117 га (25 000 акров) новой высококачественной среды обитания для каждого из пяти основных видов при минимизации дополнительных затрат для сельскохозяйственной экономики. Цвета одновременно отражают относительную частоту, с которой земли выбирались в качестве части решения для среды обитания, а также частоту, с которой земли определялись как вероятно выбывающие. Вместе они указывают на то, где вывод из эксплуатации и восстановление хорошо согласованы (синие цвета), и где перенос производства может быть полезен для улучшения восстановления при сохранении производства.

Решения по восстановлению значительно различались по регионам с точки зрения степени, в которой выведенные из эксплуатации земли были выбраны для восстановления. Они также различались с точки зрения того, насколько приоритетное активное восстановление (в районах, не выведенных из эксплуатации в соответствии с BAU) будет оптимально использоваться для достижения целей среды обитания (светло-синий против темно-синего на рис. 5). Важность, которую мы придавали избеганию фрагментации (учитывая вновь восстановленные или существующие естественные земли вместе), и попытка оптимизатора извлечь выгоду из участков, которые обслуживают несколько видов, привели к решениям, которые определяют 9 700–11 400 гектаров для выбытия и восстановления, которые в противном случае не ожидались бы. выведены из эксплуатации в соответствии со сценариями BAU («Активный вывод из эксплуатации и восстановление» на рисунке 5 и «Не выведенные из эксплуатации — низкий уровень» или «Не выведенные из эксплуатации — высокие» на рисунке 6, см. также Таблицу SR2).И это несмотря на то, что существуют значительные площади невыбранных изъятых земель, которые, как правило, обходится дешевле для обеспечения среды обитания. Тем не менее, наличие неиспользуемых земель, выведенных из эксплуатации в соответствии с BAU («BAU выведено из эксплуатации не в решении»), предполагает возможности для активного участия в перемещении культивирования в менее ценные районы обитания, а не в обеспечении выбытия сверх того, что предписано SGMA (см. Раздел 4).

3.4. Связывание почвенного углерода и смягчение последствий избыточного внесения азота незначительны в масштабах штата, но могут быть значительными на местном уровне

В будущем без SGMA результаты нашего моделирования показывают, что в среднем ежегодно будет применяться ~ 199 600 тонн избыточного азота (азот вносится, но не потребляется культурами) на нашей исследуемой территории. Ожидается, что выбытие и временный пар, связанные с SGMA, сократят это количество примерно на 18 800 тонн в год, или на 9%. Это постепенное изменение из-за выхода на пенсию, вызванное SGMA, является скромным, но, учитывая проблемы с нитратами и загрязнением воздуха в SJV (Lockhart et al., 2013; Almaraz et al., 2018), оно все еще может иметь заметные локальные эффекты, в зависимости от путей воздействия. . Наши результаты также показывают ограниченную корреляцию между областями «удалить и восстановить» с областями, имеющими высокие существующие концентрации нитратов в грунтовых водах.Приращение внесенного азота, связанное с целью восстановления, также невелико, 252–307 тонн в год, или всего лишь доли процента от избытка азота по всей долине (таблица SR3). Это говорит о том, что если озабоченность по поводу загрязнения нитратами является приоритетной, ее следует активно учитывать при оптимизации, а не рассматривать как побочную выгоду.

На рис. 7 показано кумулятивное воздействие сценариев восстановления на секвестрацию почвенного углерода при условии равномерного поэтапного перехода с 2021 по 2040 год. Они основаны на распространении динамики, показанной на Рисунке SR1, для представления поэтапного внедрения и для учета того факта, что в разных сценариях LUC портфели восстановления могут включать разные участки, переходящие от определенных классов культур к изъятым или восстановленным. Например, один сценарий LUC может включать в себя больший переход многолетних растений на восстановление, в то время как другой может включать больший переход однолетних растений, а третий может отдавать приоритет большему количеству земель, которые в любом случае были бы выведены из эксплуатации.В целом, восстановление приведет к чистому увеличению содержания углерода в почве, которое составит в среднем 1 590 000 т CO 90 244 2 90 245 e для восстановления пастбищ и 1 180 000 т CO 90 244 2 90 245 e для восстановления кустарников при усреднении параметрических неопределенностей, более подробно показанных на рисунке 7. неопределенность значительна, но во всех сорока комбинациях параметров и пространственных сценариев влияние стратегии вывода из эксплуатации и восстановления является положительным, при этом кумулятивное чистое увеличение содержания углерода в почве на гектар до 2100 г. колеблется от 27 до 133 тCO 2 е (7–36 тонн фактического углерода).Важно отметить, что первичными движущими силами вариации являются либо переменные решения, либо их можно измерить до реализации: вариация в первую очередь обусловлена ​​исходным почвенным углеродом (на что указывает промежуток между заполненными и незакрашенными точками, имеющими одинаковую форму и цвет). Следующим наиболее важным фактором является то, происходит ли восстановление пастбищ или кустарников, на что указывает разрыв между цветами для одной и той же формы и заполнения. Наименее важными являются влияние дискинга на пенсию и различия в пространственных сценариях.При отсутствии других нагрузок на землепользование маловероятно, что большая часть земли будет расчленена в течение 80-летнего горизонта, но другие виды конечного использования заброшенных земель могут также включать нарушение почвы или полную потерю растительности, и в этом случае дискинг можно рассматривать как грубый показатель этих других нарушений.

Рисунок 7 . Положительное влияние восстановления на почвенный углерод до 2100 года, сообщается как CO 2 e для сравнения с социальными затратами и другими источниками ПГ.Результаты предполагают, что 5% земель, определенных для восстановления, восстанавливаются каждый год с 2021 по 2040 год, но представляют совокупные итоги по состоянию на 2100 год. т/га) или низкой (40 т/га). Дискретный выбытие относится к тому, регулярно ли нарушаются выведенные из эксплуатации земли, чтобы предотвратить рост сорняков, которые могут загрязнить близлежащие возделываемые поля.

Поскольку углерод в почве представляет собой лишь часть общего воздействия парниковых газов, связанного с сельским хозяйством, мы также проанализировали мелкомасштабный набор данных, созданный с помощью модели COMET-Farm, который относится к выбросам закиси азота.При фильтрации на основе репрезентативной географии SJV набор данных показал среднегодовое предотвращение выбросов N 2 O в размере 0,43 тCO 2 e га/год в течение первых 10 лет после преобразования однолетних растений в пастбища. Хотя выборка не является точно статистически репрезентативной для восстановленной территории, более 80% точек, смоделированных в COMET-Farm, попадают в диапазон от 0,08 до 0,84 тCO 90 244 2 90 245 e га/год со средним значением 0,32, что позволяет предположить, что 10-летний 2 Сокращение выбросов CO на несколько тонн за счет O 2 e является устойчивым, значительно увеличивая выгоды от стратегического выхода на пенсию и восстановления парниковых газов по сравнению с одним только почвенным углеродом.

4. Обсуждение

Наши результаты на региональном уровне показывают, что сокращение средней орошаемой культивации, необходимой для достижения устойчивого использования подземных вод в SJV, будет значительным, что, вероятно, будет достигнуто за счет сочетания постоянного выведения из эксплуатации и временного пара. Примечательно, однако, что требуемый постоянный выход на пенсию составляет относительно небольшую долю сельскохозяйственного следа (~ 4%), а общее сокращение среднегодовой обрабатываемой площади, связанное с SGMA, также меньше, чем в некоторых предыдущих исследованиях (Hanak et al. , 2017, 2019). Хотя здесь невозможно разделить все источники различий между этим и предыдущими исследованиями, одним из основных факторов, вероятно, будет усовершенствованный метод калибровки, который лучше отражает адаптацию фермера к периодическому дефициту воды. Наши пространственные результаты показывают, что, хотя место постоянного выхода на пенсию зависит от того, какие факторы оказывают наибольшее влияние на изменения в землепользовании, существуют кластеры горячих точек, которые согласуются с многочисленными предположениями о движущих силах землепользования.Точно так же несколько областей четко определены как приоритетные для восстановления с использованием сочетания земель, выведенных из эксплуатации и активно выводимых из эксплуатации. Рассмотрение этих ожидаемых схем выхода на пенсию будет играть важную роль в разработке наименее разрушительных и наиболее рентабельных стратегий восстановления высококачественной среды обитания для целевых видов и достижения других сопутствующих выгод. Однако достижение положительных результатов будет зависеть от тщательной координации и реализации, включая решения о географическом охвате и ограничениях на торговлю водой.Затем мы обсудим преимущества, которые могут быть достигнуты путем успешного решения этих проблем, а затем подробно рассмотрим политику и аспекты реализации, необходимые для их решения.

4.1. Многоплановое планирование восстановления имеет значительный потенциал для расширения и консолидации среды обитания, но ключевыми являются реалистичные цели восстановления и скоординированная защита природных земель

Наши результаты показывают, что можно достичь амбициозных целей по восстановлению местообитаний (~19 000 га, обеспечивающих не менее 10 000 га высококачественной среды обитания для каждого основного вида) в пределах небольшого числа новых или расширенных охраняемых территорий.Эти консолидированные естественные и восстановленные территории будут обслуживать набор перечисленных видов только на 1% земель, отведенных в настоящее время под орошаемое земледелие, используя только около 20% земель, которые, как ожидается, будут выведены из эксплуатации для обеспечения устойчивости подземных вод. Хотя это прямо не рассматривается в Плане восстановления горных видов долины Сан-Хоакин (Williams et al., 1998), крупномасштабное создание новых или расширенных охраняемых территорий за счет использования выведенных из эксплуатации сельскохозяйственных угодий может обеспечить восстановление видов. (Стюарт и др., 2019), хотя успех никоим образом не гарантирован, особенно при восстановлении изолированных островов сельскохозяйственных угодий (Lortie et al., 2018). Однако сосредоточение внимания на создании новых восстановленных территорий, прилегающих к природным территориям, занятым целевыми видами, имеет лучшие перспективы на успех. Это особенно актуально при восстановлении или подключении к среде обитания, уже содержащей виды, которые обеспечивают основу (например, кустарники; Lortie et al., 2018, 2020; Westphal et al., 2018) или краеугольный камень (например, крысы-кенгуру; Prugh and Brashares, 2012). ) виды, поскольку они, как известно, способствуют повышению ценности среды обитания и способствуют распространению дополнительных видов растений и животных. Эта стратегия позволит видам естественным образом мигрировать на восстановленные земли, избегая активных усилий по реинтродукции, которые могут быть дорогостоящими, трудноразрешимыми и часто имеют низкие показатели успеха.

Хотя основное внимание в этом анализе уделяется выявлению приоритетных низкодоходных сельскохозяйственных земель для стратегического восстановления, защита и надлежащее управление существующими естественными средами обитания в западной части SJV также будет иметь важное значение для восстановления видов. Важность естественных земель для долгосрочного сохранения эндемичных видов SJV была подтверждена в ходе недавних генетических исследований в масштабах всего ареала находящейся под угрозой исчезновения тупоносой леопардовой ящерицы (Richmond et al., 2017) и гигантская крыса-кенгуру (Statham et al., 2019). Нетронутые и охраняемые естественные земли, вероятно, будут приобретать все большее значение для восстановления видов по мере изменения климата и привнесения более теплой и сухой погоды на большую часть территории SJV (Westphal et al. , 2016; Stewart et al., 2019). Важно отметить, что тот факт, что значительная часть изъятых земель не была выбрана в качестве высокоприоритетной в нашей оптимизации, не обязательно означает, что у них отсутствует потенциал для увеличения биоразнообразия в SJV. Субъекты охраны природы должны по-прежнему осознавать недорогие возможности восстановления за пределами наших приоритетных территорий, при условии, что они уверены в преимуществах своей среды обитания.

4.2. Моделирование и оптимизация изменений в землепользовании Уточнение пространства возможностей между сменной культивацией и дополнительным выходом на пенсию, каждая из которых имеет различные сопутствующие выгоды

Важно отметить, что наш анализ не рекомендует конкретный ландшафт на основе результатов оптимизатора. Скорее, надежные кластеры областей, выбранных для восстановления, определяют палитру, в пределах которой могут быть созданы смежные природные ландшафты, используя смесь выведенных из эксплуатации земель с активным выбытием и восстановлением. Хотя ожидается, что успешное восстановление потребует сохранения значительной части приоритетных территорий, результаты не представляют собой полностью предписывающий проект ландшафтного планирования и, что особенно важно, не определяют, что должно происходить на других выведенных из эксплуатации или часто залежных землях.В частности, когда активный выход на пенсию осуществляется в приоритетных местах обитания, связанный с этим выход на пенсию часто высвобождает права на воду, которые затем можно было бы использовать для нескольких различных видов использования, каждое из которых различается в зависимости от того, как выгоды распределяются между целями сохранения, землевладельцами и более широким кругом лиц. сельскохозяйственная община. Мы ожидаем, что в большинстве областей многие заинтересованные стороны будут уделять первоочередное внимание сохранению как можно большего количества земли в производстве, что может быть достигнуто путем перераспределения прав на воду, связанных с землями, приоритетными для активного выбытия и восстановления. Это перераспределение может привести к тому, что земли, которые в противном случае были бы изъяты, не будут изъяты из оборота, или к более интенсивной обработке земель, которые чаще оставались бы под паром. В качестве альтернативы, при наличии достаточной компенсации, фермеры могут предпочесть дополнительное сокращение занимаемой площади из-за неэффективности при низкой интенсивности возделывания культур (например, дискование во время парового периода). В других случаях альтернативные виды землепользования, такие как установка малозатратных солнечных электростанций, будут жизнеспособным вариантом, который может компенсировать землевладельцам потерянный сельскохозяйственный доход (Wu et al., 2019).

В тех случаях, когда выбытие происходит для достижения целей среды обитания, предотвращение внешних эффектов, создаваемых интенсивным сельским хозяйством, может быть нетривиальной задачей. Например, улучшение качества подземных вод является неотложным приоритетом во многих частях SJV (Moore and Matalon, 2011; Hanak et al. , 2019). Применение удобрений на основе азота является основной причиной загрязнения грунтовых вод нитратами со значительными последствиями для здоровья человека по многим каналам (Keeler et al., 2016), которые повлияли на многочисленные сообщества в SJV, которые зависят от неглубоких колодцев для питьевой воды (Lockhart et al., 2013). Наши оценки сокращения применения избыточного азота в изучаемом районе значительны и могут иметь значительные преимущества для сообществ, которые будут постепенно улучшаться после выхода на пенсию. В то время как механизмы, связывающие применение удобрений с воздействием, сложны (Keeler et al., 2016), сокращение внесения азота может также улучшить качество воздуха за счет сокращения N 2 O и воздействия твердых частиц от сельского хозяйства (Almaraz et al., 2018).

Тем не менее, не было обнаружено сильной корреляции между территориями, выбранными для активного выведения из эксплуатации и восстановления (с которыми связано сокращение внесения азота) и регионами с более высоким уровнем загрязнения нитратами. Например, в районе нашего исследования в регионе Кавеа (R7) хорошо задокументированы высокие уровни загрязнения грунтовых вод нитратами; однако восстановление в этом регионе не предусматривалось только на основе ценности среды обитания. Напротив, очень большие площади были намечены для восстановления в Керне (R9), где загрязнение нитратами является умеренным (таблица SR3).Это неудивительно, учитывая, что при оптимизации не учитывался выбор участков с точки зрения потенциального улучшения качества воды. Учитывая важность этого вопроса в регионе и возможность использования стимулов и потоков финансирования, связанных с различными выгодами, такими как улучшение качества воды, планирование можно было бы улучшить, включив потенциал выгод от качества воды (или других результатов) как часть пространственного планирования. планирование выхода на пенсию и восстановления. Установив пространственный приоритет восстановления в районах с высоким потенциальным качеством среды обитания и в непосредственной близости от людей (особенно в неблагополучных сообществах, которые больше всего пострадали от ухудшения качества воды), можно было бы одновременно добиться устойчивости подземных вод, поддержать восстановление видов и улучшить состояние человека. благополучие.

Наконец, защита и восстановление естественной среды обитания также могут играть роль в накоплении углерода в почве и смягчении последствий изменения климата, что является глобальной проблемой. Калифорния поставила и перевыполнила цель по сокращению выбросов ПГ до уровня 1990 года к 2020 году (на 15 % ниже сценария BAU), с дополнительными целями по достижению уровня выбросов на 40 % ниже уровня 1990 года к 2030 году (Office of the Governor, 2015) и на 80% ниже уровня 1990 г. к 2050 г. Cameron et al. (2017) показали, что управление землепользованием может сыграть важную роль, помогая Калифорнии достичь своих целей по сокращению выбросов.Наше исследование предлагает конкретный подход к региональному ландшафтному подходу к сокращению выбросов парниковых газов: ~ 500 000–2 500 000 т CO 90 244 2 90 245 e чистого связывания углерода в почве соответствуют небольшой доле общих целей штата в 172 млн т к 2030 г. и 345 млн т к 2050 г. , хотя также требует незначительной части земельных ресурсов: восстановленная площадь также соответствует <120-й части 1% площади суши штата. И хотя это число оценивается для более длительного периода времени, оно также фокусируется только на связывании углерода в почве, а не на анализе полного жизненного цикла (Kendall et al., 2015). Поэтому заинтересованные стороны в области охраны природы и сельского хозяйства могут захотеть получить финансирование ограничения и торговли для достижения целей восстановления, учитывая крупные инвестиции, сделанные в рамках программы ограничения выбросов углерода и торговли в Калифорнии (Megerian, 2017; Taylor, 2017), учитывая вклад, который восстановление вышедших из употребления земель может внести в целей государства при одновременном достижении других благ.

Приведенные выше количественные сопутствующие выгоды представлены для гипотетического (и нежелательного) случая, когда все восстановление на активно выводимых из эксплуатации землях обеспечивается за счет чистого дополнительного выбытия, т.е.е., не происходит перераспределения сэкономленной воды для ведения земледелия на других участках. Это крайне ограничивающий случай, как с точки зрения вероятности того, что заинтересованные стороны во всех регионах предпочтут его, так и потому, что он не учитывает тот факт, что часть производства неизбежно переместится в другие регионы внутри или за пределами региона. SJV. Это не означает, что эти сопутствующие выгоды теряют свое значение, а скорее то, что компенсация за сопутствующие выгоды и переговоры должны учитывать скоординированные сдвиги внутри регионов, а также утечку за пределы региона.

4.3. Способность успешно вести переговоры о выгодных ландшафтах требует координации и стимулирующей политики

Несмотря на то, что изменение землепользования, вызванное SGMA, предоставляет возможности для конструктивного взаимодействия между природоохранными и сельскохозяйственными сообществами, существуют серьезные проблемы с получением многоцелевых результатов при смягчении любых негативных последствий для тех, кто живет и работает в SJV. Консолидация части сельскохозяйственных земель, которые, по прогнозам, будут выведены из эксплуатации, в конкретные, относительно большие районы, где можно создать наибольшую пользу для среды обитания, потребует стратегического планирования, которое может быть достигнуто только посредством прямой координации и сотрудничества между водохозяйственными учреждениями; каждый из которых будет иметь индивидуальные полномочия и механизмы для достижения устойчивости подземных вод. Этот уровень планирования и сотрудничества будет еще более важным, учитывая необходимость и возможность одновременного изменения землепользования для достижения множества преимуществ, включая другие типы среды обитания (например, временные водно-болотные угодья, обеспечивающие пополнение запасов грунтовых вод) и развитие возобновляемых источников энергии (Bourque et al., 2019; Ханак и др., 2019). Консолидированный и целенаправленный выход на пенсию и восстановление потребует не только гибкости в торговле и трансграничной передаче воды, но также потребует целенаправленных стимулов и политики, которые способствуют такой гибкости и покрывают некоторые расходы, связанные с созданием более широких социальных благ (Джек и др.). др., 2008).

Одной из ключевых областей координации за пределами водного царства является солнечное расширение. Потенциал расширения использования солнечной энергии в SJV приобретает все большее значение как в качестве компенсации проблем средств к существованию, так и в связи с признанием необходимости упреждающего рассмотрения для сохранения высококачественной среды обитания и высококачественных сельскохозяйственных земель (Pearce et al. , 2016; Wu et al. ., 2019). Наш анализ не рассматривает конкурирующее давление на земли из-за солнечной экспансии ни с точки зрения нарушения существующих природных земель, ни с точки зрения расширения нынешнего сельскохозяйственного следа, ни, что особенно важно, как возможность внести вклад в финансирование стратегического восстановления земель.С одной стороны, нескоординированное расширение использования солнечной энергии может увеличить альтернативные издержки обеспечения безопасности определенных земель для восстановления, хотя мы ожидаем, что этот эффект будет небольшим, поскольку большинство выведенных из эксплуатации земель не имеют высокого приоритета для восстановления, оставляя большие совокупности -пенсионные земли доступны для солнечной. С другой стороны, и более конструктивно, спрос на солнечную энергию может фактически предоставить возможность для дополнительной координации для обеспечения безопасности среды обитания. Экологические организации могли бы работать с управляющими более крупными земельными владениями на пределе рентабельности (или под угрозой выхода на пенсию из-за плохого доступа к воде), чтобы сочетать установку солнечных батарей, жилых помещений и сокращение сельскохозяйственных операций. Будущая аналитическая работа также может включать эти соображения без фундаментальных изменений в используемом здесь рабочем процессе.

4.4. Аналитическая структура, представленная здесь, является модульной и допускает дополнительное исследование неопределенностей

Воздействие солнечной энергии — лишь одна из многих неопределенностей, которые могут повлиять на затраты и возможности многопланового планирования восстановления. Рассмотрение широкого спектра неопределенностей и целей будет важным элементом в разработке надежной стратегии восстановления.В то время как результаты, представленные здесь, сосредоточены в первую очередь на неопределенности в сценариях BAU, в дополнительной работе были изучены другие вопросы, включая определения естественных земель, определения высококачественной среды обитания, переменную важность кластеризации и альтернативные цели среды обитания. Хотя наши общие результаты в целом устойчивы к исследованию многих из этих предположений (таблица SR4), некоторые вопросы было невозможно исследовать в рамках этой статьи (обсуждаемые в отношении каждого шага моделирования в дополнительной информации). Однако представленный здесь рабочий процесс допускает уточнение отдельных компонентов и оценку чувствительности к этим уточнениям. Высокоприоритетные вопросы для такого уточнения и оценки чувствительности включают альтернативные нагрузки и ограничения землепользования, а также более точную оценку альтернативных издержек, как их воспринимает сельскохозяйственное сообщество. И то, и другое может быть достигнуто за счет взаимодействия с заинтересованными сторонами, привлечения экспертных знаний или дополнительной эмпирической работы по ограничению прогнозов мелкомасштабных изменений землепользования BAU в соответствии с региональными прогнозами SWAP (см.Чакир, 2009). В долгосрочной перспективе также будет важно включить дополнительные пространственно-зависимые цели, такие как размещение солнечных батарей (Pearce et al., 2016) и управляемое пополнение водоносных горизонтов (Hanak et al., 2018), дополнительные цели для среды обитания или экосистемы, а также влияние климата на пространственные модели пригодности для всех рассматриваемых целей.

5. Заключение

Напряженные сельскохозяйственные ландшафты существуют во многих районах земного шара и претерпевают значительные изменения в землепользовании.Содействие их переходу к долгосрочной устойчивости является ключевым компонентом решения проблем продовольственных систем в 21 веке. Содействие их переходу к более разнообразным сельскохозяйственным ландшафтам с восстановлением естественных земель предоставляет беспрецедентную возможность обратить вспять последствия утраты естественной среды обитания для окружающей среды и людей (Isbell et al., 2019). Мы показываем, что упреждающее рассмотрение того, как будут развиваться эти напряженные ландшафты, может создать возможность для стратегического взаимодействия, и демонстрируем, как это взаимодействие может управляться структурой пространственного анализа и оптимизации.В частности, в долине Сан-Хоакин мы обнаружили, что сочетание экономического моделирования и оптимизации открывает возможности для восстановления земель, которые в любом случае могут быть выведены из эксплуатации, а также места, где стратегическое участие может формировать модели выбытия в пользу среды обитания и компенсации фермерам. Важно отметить, что каждый элемент подхода, который мы здесь проиллюстрировали, можно совершенствовать по модульному принципу в зависимости от приоритетов заинтересованных сторон, а весь рабочий процесс можно воспроизвести в ландшафтах с различной степенью доступности данных.

Заявление о доступности данных

Код

R и согласованные пространственные данные, используемые для определения пространственных изменений в землепользовании, пространственной оптимизации, распространения попутных выгод азота и углерода, включены в следующий архив Open Science Framework: https://osf.io/gjtuw/. Как описано в дополнительной информации, модели SWAP, COMET и California LUCAS являются опубликованными и поддерживаются институционально. Читатели отсылаются к опубликованным исследованиям (цитируются внутри), а дополнительные сведения предоставляются по запросу.

Вклад авторов

BB и TRK координировали дизайн исследования и написание рукописи при участии AV, SW, HSB и PS. DM координировал и внедрил сельскохозяйственное экономическое моделирование SWAP. AV и SW разработали подходы и ввод данных для азота, пригодности воды и уязвимости воды. TRK и HSB разработали цели среды обитания. Компания BB разработала и осуществила моделирование изменений в землепользовании, пространственную оптимизацию и распространение сопутствующих выгод.Компания PS разработала и внедрила имитационные модели LUCAS переходов состояний суши и баланса углерода в экосистеме. TRK, TB и BB разработали карты и рисунки. Все авторы внесли рецензию и правки в рукопись.

Финансирование

Первичное финансирование проекта было предоставлено в 2017 году за счет гранта Science Catalyst Fund от The Nature Conservancy, Калифорния, при этом большая часть поддержки Брайанта была предоставлена ​​​​Фондом Исиямы, а поддержка Selmants была предоставлена ​​​​Программой биологического связывания углерода Геологической службы США.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы особенно хотели бы поблагодарить Джеффри Хэнсона за оперативную помощь в реализации пакета Prioritizr, Эбигейл Харт за ценные идеи и обзоры в ходе проекта и Эми Свон за постоянное участие в использовании выходных данных COMET.В этой работе также помогли Крис Андерсон, Тим Бин, Ребекка Чаплин-Крамер, Дэйв Марвин, Тед Грэнтэм, Стивен Хэтчетт, Питер Хоторн, Ричард Ховитт, Дэйв Марвин, Кит Паустиан и Джозеф Стюарт, а также исследовательская помощь Эрин Пэнг. Любое использование торговых, фирменных или товарных наименований предназначено только для описательных целей и не подразумевает одобрения со стороны правительства США.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2020.00138/full#supplementary-material

Сноски

Ссылки

Альмараз, М., Бай, Э., Ван, К., Троусделл, Дж., Конли, С., Фалуна, И., и др. (2018). Сельское хозяйство является основным источником загрязнения NOx в Калифорнии. науч. Дополнение . 4:eaao3477. doi: 10.1126/sciadv.aao3477

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бейер, Х.Л., Дюжарден, Ю., Уоттс, М.Е., и Поссингэм, Х.П. (2016). Решение задач планирования консервации с помощью целочисленного линейного программирования. Экол. Модель . 328, 14–22. doi: 10.1016/j.ecolmodel.2016.02.005

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бурк, К., Шиллер, А., Лойола Ангосто, К., Макфейл, Л., Баньяско, В., Эйрес, А., и соавт. (2019). Сбалансированное сельскохозяйственное производство, управление подземными водами и цели сохранения биоразнообразия: многоцелевая модель оптимизации сельского хозяйства в округе Керн, Калифорния. науч. Всего Окружающая среда . 670, 865–875. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.03.197

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Департамент продовольствия и сельского хозяйства Калифорнии (2018 г. ). Обзор сельскохозяйственной статистики Калифорнии за 2017–2018 годы . Технический отчет, Департамент продовольствия и сельского хозяйства Калифорнии.

Академия Google

Кэмерон, Д. Р., Марвин, Д. К., Ремукал, Дж. М., и Пассеро, М. К. (2017). Управление экосистемами и охрана земель могут внести существенный вклад в достижение целей Калифорнии по смягчению последствий изменения климата. Проц. Натл. акад. науч. США . 114, 12833–12838. doi: 10.1073/pnas.1707811114

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кэннон Лихи, Т.(2016). Отчаянные времена требуют разумных мер: принятия в Калифорнии закона об устойчивом управлении подземными водами. Университет Золотых Ворот. Envtl. Л. Дж. 9.

Академия Google

Cardinale, B.J., Duffy, J.E., Gonzalez, A., Hooper, D.U., Perrings, C., Venail, P., et al. (2012). Утрата биоразнообразия и ее влияние на человечество. Природа 486, 59–67. doi: 10. 1038/nature11148

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Карвардин, Дж., Wilson, K.A., Hajkowicz, S.A., Smith, R.J., Klein, C.J., Watts, M., et al. (2010). Планирование консервации при неопределенных затратах. Консерв. Биол . 24, 1529–1537. doi: 10.1111/j.1523-1739.2010.01535.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

CDWR (2019 г.). Бюллетень 118 Бассейны подземных вод, подверженные критическим условиям овердрафта – обновление на основе окончательных изменений границ бассейна 2018 года . Сакраменто, Калифорния: CDWR.

Академия Google

Чакир, Р.(2009). Пространственное масштабирование данных о землепользовании в сельском хозяйстве: эконометрический подход с использованием перекрестной энтропии. Ленд Экон . 85, 238–251. doi: 10.3368/le.85.2.238

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шартр, Си Джей, и Ноубл, А. (2015). Устойчивая интенсификация: преодоление земельных и водных ограничений для производства продуктов питания. Продовольственная безопасность 7, 235–245. doi: 10.1007/s12571-015-0425-1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Дамания, Р., Desbureaux, S., Hyland, M., Islam, A., Moore, S., Rodella, A.-S., et al. (2017). Неизведанные воды: новая экономика дефицита и изменчивости воды . Вашингтон, округ Колумбия: Всемирный банк.

Академия Google

Эллиот Дж., Деринг Д., Мюллер К., Фрилер К., Концманн М., Гертен Д. и др. (2014). Ограничения и возможности будущего наличия оросительной воды для сельскохозяйственного производства в условиях изменения климата. Проц. Натл. акад. науч. США . 111, 3239–3244.doi: 10.1073/pnas.1222474110

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

АКВАСТАТ ФАО (2018 г.). Факты и цифры об орошаемых площадях, орошаемых культурах и окружающей среде . Рим: ФАО АКВАСТАТ.

Академия Google

Фаунт, К.С., Снид, М., Траум, Дж., и Брандт, Дж.Т. (2016). Доступность воды и оседание земли в Центральной долине, Калифорния, США. Гидрогеол. Дж . 24, 675–684. doi: 10.1007/s10040-015-1339-x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фоли, Дж.A., DeFries, R., Asner, G.P., Barford, C., Bonan, G., Carpenter, S.R., et al. (2005). Глобальные последствия землепользования. Наука 309, 570–574. doi: 10.1126/science.1111772

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Джермано, Д. Дж., Ратбан, Г. Б., Саслав, Л. Р., Сайфер, Б. Л., Сайфер, Э. А., и Вреденбург, Л. М. (2011). Пустыня Сан-Хоакин в Калифорнии: неправильно понятая и игнорируемая с экологической точки зрения. Нац. Районы J . 31, 138–147.дои: 10.3375/043.031.0206

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гиббс, Х., и Салмон, Дж. (2015). Картографирование деградированных земель мира. Заяв. Геогр . 57, 12–21. doi: 10.1016/j.apgeog.2014.11.024

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Godfray, H.C.J., Beddington, J.R., Crute, I.R., Haddad, L., Lawrence, D., Muir, J.F., et al. (2010). Продовольственная безопасность: задача накормить 9 миллиардов человек. Наука 327, 812–818.doi: 10.1126/science.1185383

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Gonthier, D.J., Sciligo, A.R., Karp, D.S., Lu, A., Garcia, K., Juarez, G., et al. (2019). Услуги птиц и медвежьи услуги выращиванию клубники в калифорнийских сельскохозяйственных ландшафтах. J. Appl. Экол . 56, 1948–1959. дои: 10.1111/1365-2664.13422

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Грасс И., Лоос Дж., Баенш С., Батари П., Либран-Эмбид Ф., Ficiciyan, A., et al. (2019). Ландшафты совместного использования / сохранения связности для экосистемных услуг и сохранения биоразнообразия. Люди Нат . 1, 262–272. doi: 10.1002/pan3.21

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хаас, Калифорния (1995). Расселение и использование птицами коридоров в лесистых участках сельскохозяйственного ландшафта. Консерв. Биол . 9, 845–854. doi: 10.1046/j.1523-1739.1995.045.x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ханак, Э., Escriva-Bou, A., Gray, B., Green, S., Harter, T., Jezdmirovic, J., et al. (2019). Вода и будущее долины Сан-Хоакин . Сан-Франциско, Калифорния: Калифорнийский институт государственной политики.

Академия Google

Ханак, Э., Ездимирович, Дж., Грин, С., и Эскрива-Боу, А. (2018). Пополнение подземных вод в долине Сан-Хоакин . Технический отчет Калифорнийского института государственной политики.

Академия Google

Ханак, Э., Лунд, Дж., Арнольд Б., Эскрива-Боу А., Грей Б., Грин С. и соавт. (2017). Водный стресс и изменение долины Сан-Хоакин . Технический отчет, PPIC.

Академия Google

Хэнсон, Дж. О., Шустер, Р., Моррелл, Н., Стримас-Макки, М., Уоттс, М.Е., Арсезе, П., и соавт. (2020). Prioritizr: приоритизация систематического сохранения в пакете R. R версии 5.0.1 . Доступно в Интернете по адресу: https://CRAN.R-project.org/package=prioritizr

.

Академия Google

Хару, Дж.Дж., Пулидо-Веласкес М., Розенберг Д.Э., Медельин-Асуара Дж., Лунд Дж.Р. и Ховитт Р.Э. (2009). Гидроэкономические модели: концепции, дизайн, приложения и перспективы на будущее. Дж. Гидрол . 375, 627–643. doi: 10.1016/j.jhydrol.2009.06.037

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Howden, S.M., Soussana, J.-F., Tubiello, F.N., Chhetri, N., Dunlop, M., and Meinke, H. (2007). Адаптация сельского хозяйства к изменению климата. Проц. Натл. акад. Наука . 104, 19691–19696.doi: 10.1073/pnas.07018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ховитт, Р. Э., Медельин-Асуара, Дж., Макьюэн, Д., и Лунд, Дж. Р. (2012). Калибровка дезагрегированных экономических моделей сельскохозяйственного производства и управления водными ресурсами. Окружающая среда. Модель. ПО . 38, 244–258. doi: 10.1016/j.envsoft.2012.06.013

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Исбелл Ф., Тилман Д., Райх П. Б. и Кларк А. Т. (2019). Дефицит биоразнообразия и продуктивности сохраняется спустя столетие после отказа от сельского хозяйства. Нац. Экол. Эвол . 3, 1533–1538. doi: 10.1038/s41559-019-1012-1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Джек, Б.К., Куски, К., и Симс, К.Р.Е. (2008). Разработка платежей за экосистемные услуги: уроки предыдущего опыта с механизмами, основанными на стимулах. Проц. Натл. акад. науч. США . 105, 9465–9470. doi: 10.1073/pnas.0705503104

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Киллер Б.Л., Гуревич Дж. Д., Поласки С., Исбелл Ф., Тессум С.В., Хилл Дж.Д. и соавт. (2016). Социальные издержки азота. науч. Дополнение . 2:e1600219. doi: 10.1126/sciadv.1600219

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Келси Р., Харт А., Баттерфилд Х. и Винк Д. (2018). Устойчивость подземных вод в долине Сан-Хоакин: многочисленные преимущества, если сельскохозяйственные земли будут выведены из эксплуатации и восстановлены стратегически. Калифорния Сельскохозяйственный . 72, 151–154. дои: 10.3733 / ок.2018a0029

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кендалл А., Марвинни Э., Бродт С. и Чжу В. (2015). Оценка использования энергии и выбросов парниковых газов при производстве миндаля на основе жизненного цикла, часть I: аналитическая основа и исходные результаты. J. Ind. Ecol . 19, 1008–1018. doi: 10.1111/jiec.12332

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ласаро, А., и Аломар, Д. (2019). Неоднородность ландшафта увеличивает пространственную стабильность услуг опыления миндальных деревьев за счет стабильности посещений опылителей. С/х. Экосистем. Окружающая среда . 279, 149–155. doi: 10.1016/j.agee.2019.02.009

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Liu, J., Hertel, T.W., Lammers, R.B., Prusevich, A., Baldos, U.L.C., Grogan, D.S., et al. (2017). Достижение устойчивого забора воды для орошения: глобальное воздействие на продовольственную безопасность и землепользование. Окружающая среда. Рез. Письмо . 12:104009. дои: 10.1088/1748-9326/aa88db

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Локхарт, К., Кинг, А., и Хартер, Т. (2013). Выявление источников нитратного загрязнения подземных вод в крупном аллювиальном бассейне подземных вод с высокодиверсифицированным интенсивным сельскохозяйственным производством. Дж. Контамин. Гидрол . 151, 140–154. doi: 10.1016/j.jconhyd.2013.05.008

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лорти, С. Дж., Браун, Дж., Вестфаль, М., Ноубл, Т., Зулиани, М., Никс, Э., и др. (2020). Кустарниковый и растительный покров предсказывает выбор ресурсов исчезающим видом пустынной ящерицы. науч. Реп . 10, 1–7. doi: 10.1038/s41598-020-61880-9

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лорти, С. Дж., Грубер, Э., Филаццола, А., Ноубл, Т., и Вестфаль, М. (2018). Эффект Грута: облегчение роста растений и отрастание пустынного кустарника после значительного повреждения. Экол. Эвол . 8, 706–715. doi: 10.1002/ece3.3671

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мегерян, К. (2017). Губернатор Джерри Браун подписывает закон о расширении ограничений и торговли, обеспечивающий будущее ключевой климатической программы Калифорнии .Эль-Сегундо, Калифорния: Los Angeles Times.

Академия Google

Мелтон Ф., Розевельт К., Гусман Р., Джонсон Л., Сарагоса И., Тенкабайл П. и др. (2015). Картирование залежей для отчетности о воздействии засухи: оценка условий в Центральной долине Калифорнии, 2015 г. . Технический отчет, НАСА.

Академия Google

Мэн, Ю.-Ю., Рулль, Р.П., Вильгельм, М., Ломбарди, К., Бальмес, Дж., и Ритц, Б. (2010). Загрязнение атмосферного воздуха и неконтролируемая астма в долине Сан-Хоакин, Калифорния. J. Эпидемиол. коммун. Здоровье 64, 142–147. doi: 10.1136/jech.2009.083576

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мерсер, Л.Дж., и Морган, В.Д. (1991). «Орригация, дренаж и развитие сельского хозяйства в долине Сан-Хоакин», в The Economics and Management of Water and Draination in Agriculture , eds A. Dinar and D. Zilberman (Бостон, Массачусетс: Springer US), 9–27. дои: 10.1007/978-1-4615-4028-1_2

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мерель, П.и Ховитт, Р. (2014). Теория и применение позитивного математического программирования в сельском хозяйстве и окружающей среде. Анну. Преподобный Ресурс. Экон . 6, 451–470. doi: 10.1146/annurev-resource-100913-012447

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мур, Э., и Маталон, Э. (2011). Человеческие издержки питьевой воды, загрязненной нитратами, в долине Сан-Хоакин . Технический отчет, Тихоокеанский институт.

Академия Google

Национальный исследовательский совет (2014 г.).«Глава 2: подходы к моделированию изменений земель», в Продвижение моделирования изменений земель: возможности и требования к исследованиям (Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press) 37–44. дои: 10.17226/18385

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Канцелярия губернатора (2015 г.). Губернатор Браун устанавливает самую амбициозную цель по сокращению выбросов парниковых газов в Северной Америке . Сакраменто, Калифорния: Канцелярия губернатора.

Академия Google

Пирс, Д., Стритхольт, Дж. , Ватт, Т., и Элкинд, Э. (2016). Путь вперед: определение наименее конфликтного развития солнечной фотоэлектрической системы в долине Сан-Хоакин в Калифорнии . Технический отчет, Институт права и природоохранной биологии Беркли.

Академия Google

Понисио, Л. К., М’Гонигл, Л. К., и Кремен, К. (2016). Восстановление среды обитания на ферме противостоит биотической гомогенизации в интенсивно управляемом сельском хозяйстве. Глоб. Сменить Биол . 22, 704–715. doi: 10.1111/gcb.13117

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Прю, Л.Р. и Брашарес, Дж. С. (2012). Разделение эффектов инженера экосистемы: крысы-кенгуру контролируют структуру сообщества несколькими путями. Дж. Аним. Экол . 81, 667–678. doi: 10.1111/j.1365-2656.2011.01930.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Richmond, J.Q., Wood, D.A., Westphal, M.F., Vandergast, A.G., Leaché, A.D., Saslaw, L. R., et al. (2017). Сохранение исторической структуры популяции вымирающих видов, несмотря на почти полное преобразование биома в пустыне Сан-Хоакин в Калифорнии. Мол. Экол . 26, 3618–3635. doi: 10.1111/mec.14125

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Schweiger, O., Franzén, M., Frenzel, M., Galpern, P., Kerr, J., Papanikolaou, A., et al. (2019). «Сведение к минимуму рисков глобальных изменений путем повышения устойчивости опылителей в сельскохозяйственных системах», в Атласе экосистемных услуг : движущие силы, риски и реакция общества , под редакцией М. Шретера, А. Бонна, С. Клотца, Р. Сеппельта и К. Бесслер (Cham: Springer International Publishing), 105–111.дои: 10.1007/978-3-319-96229-0_17

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шахан, Дж. Л., Гудвин, Б. Дж., и Рундквист, Британская Колумбия (2017). Встречаемость пастбищных певчих птиц на участках остатков прерий в первую очередь определяется характеристиками ландшафта. Ландск. Экол . 32, 971–988. doi: 10.1007/s10980-017-0500-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Слитер, Б. М., Марвин, Д. К., Кэмерон, Д. Р., Селмантс, П. К., Вестерлинг, А. Л., Крейтлер, Дж., и другие. (2019). Влияние климата 21-го века, землепользования и нарушений на баланс углерода в экосистеме Калифорнии. Глоб. Сменить Биол . 25, 3334–3353. doi: 10.1111/gcb.14677

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Стэтхэм, М. Дж., Бин, В. Т., Александр, Н., Вестфаль, М. Ф., и Сакс, Б. Н. (2019). Изменение численности исторической популяции и дифференциация реликтовых популяций гигантской кенгуровой крысы, находящейся под угрозой исчезновения. J. Наследственность 110, 548–558.doi: 10.1093/jhered/esz006

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Stewart, J.A.E., Butterfield, H.S., Richmond, J.Q., Germano, D.J., Westphal, M.F., Tennant, E. N., et al. (2019). Возможности восстановления среды обитания, сокращение климатической ниши и природоохранная биогеография в пустыне Сан-Хоакин в Калифорнии. PLoS ONE 14:e0210766. doi: 10.1371/journal.pone.0210766

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лебедь, А., Истер, М., и Паустиан, К. (2018). Количественная оценка изменений в выбросах почвенного углерода и парниковых газов в результате принятия ПКИ . Технический отчет, Университет штата Колорадо.

Академия Google

Свон, А., Уильямс, С.А., Браун, К., Чамберс, А., Крек, Дж., Вик, Дж., и др. (2015). Comet Planner: Оценка углерода и парниковых газов для планирования практики сохранения NRCS . Технический отчет, Университет штата Колорадо.

Академия Google

Тейлор, М.(2017). Бюджет на 2017–2018 гг.: ограничения и торговля . Технический отчет, Управление законодательного аналитика, Сакраменто, Калифорния.

Академия Google

Томпсон, Э. Дж., и Пирс, Д. (2018). Земельная и водная стратегия Сан-Хоакина . Технический отчет, American Farmland Trust.

Академия Google

Тянь, Х., Лу, К., Пан, С., Ян, Дж., Мяо, Р., Рен, В., и другие. (2018). Оптимизация эффективности использования ресурсов в системе продовольствие-энергия-вода для устойчивого сельского хозяйства: от концептуальной модели до системы поддержки принятия решений. Курс. мнение Окружающая среда. Поддержать . 33, 104–113. doi: 10.1016/j.cosust.2018.04.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Верлинг, Б. П., и Граттон, К. (2010). Локальная и широкомасштабная структура ландшафта по-разному влияет на хищничество двух вредителей картофеля. Экол. Заявка . 20, 1114–1125. дои: 10.1890/09-0597.1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вестфаль, М. Ф., Ноубл, Т., Баттерфилд, Х. С., и Лорти, К.Дж. (2018). Испытание облегчения пустынных кустарников с помощью радиотелеметрического мониторинга дневной ящерицы. Экол. Эвол . 8, 12153–12162. doi: 10.1002/ece3.4673

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вестфаль, М. Ф., Стюарт, Дж. А. Э., Теннант, Е. Н., Баттерфилд, Х. С., и Синерво, Б. (2016). Современная засуха и будущие последствия изменения климата для находящихся под угрозой исчезновения тупоносых леопардовых ящериц, Gambelia sila . PLoS ONE 11:e0154838.doi: 10.1371/journal.pone.0154838

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Williams, D.F., Cypher, E.A., Kelly, P.A., Miller, K.J., Norvell, N., Phillips, S.F., et al. (1998). План восстановления горных видов долины Сан-Хоакин, Калифорния. Портленд, Орегон: Служба рыболовства и дикой природы США.

Академия Google

Уилсон, Т.С., Слитер, Б.М., и Кэмерон, Д.Р. (2016). Будущий спрос на воду в Калифорнии, связанный с землепользованием. Окружающая среда. Рез. Письмо . 11:054018. дои: 10.1088/1748-9326/11/5/054018

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Всемирный банк (2020 г. ). Показатели мирового развития: ВВП . Вашингтон, округ Колумбия: Всемирный банк.

Академия Google

Ву, Г., Лесли, Э., Аллен, Д., Сойерр, О., Камерон, Д. Р., Бранд, Э., и др. (2019). Сила места: пути сохранения земель и экологически чистой энергии для Калифорнии . Технический отчет, Охрана природы.

Академия Google

Надвигается ли континентальная часть США на стремительные изменения в землепользовании?

Из 1,9 миллиарда акров земли в континентальной части Соединенных Штатов почти 1,6 миллиарда используется для животноводства, лесоводства и выращивания сельскохозяйственных культур, именно в таком порядке. Остальное занимают городские территории, водно-болотные угодья, парки, заповедники и другие владения. Но это всего лишь снимок. То, как используется земля страны, неизбежно изменится в ближайшие десятилетия под влиянием сил, которые варьируются от личных (рост доходов и изменение рациона питания) до сельскохозяйственных (изменения урожайности и производительности) и до глобальных (торговая политика, рост населения, изменение климата). ).Изменения в землепользовании в конечном итоге повлияют на показатели способности земли поддерживать жизнь людей и других видов, включая биоразнообразие, доступность воды, емкость хранения углерода и здоровье экосистемы. Эти меры могут резко увеличиться или уменьшиться в короткие сроки, когда совокупные силы и факторы стресса создают переломные моменты, которые приводят к массовому переводу земли из одного вида в другой (например, из сельскохозяйственных угодий в леса или наоборот).

Чтобы спрогнозировать будущие тенденции и переломные моменты в изменении землепользования на континентальной части США, требуется глубокое понимание движущих сил, как эти силы взаимодействуют и как эти взаимодействия, вероятно, повлияют на распределение земли для различных целей.С этой целью исследователи Объединенной программы Массачусетского технологического института по науке и политике глобальных изменений применяют новую научную дисциплину, называемую многосекторной динамикой (MSD), которая моделирует взаимодействия и взаимозависимости между человеческими и природными системами, а также устойчивость этих систем. систем к усугублению сил и стрессоров.

В исследовании, опубликованном в журнале iScience, исследователи используют MSD для прогнозирования будущих изменений в землепользовании на континентальной части США в период с настоящего момента до 2050 года по трем сценариям: обычный бизнес, основанный на традиционном анализе сельскохозяйственного развития за этот период. период; высокого давления, , при котором комбинированные факторы стресса в землепользовании максимальны, и низкого давления, , при котором эти факторы стресса сведены к минимуму.Модель, ориентированная на MSD, используемая в исследовании — глобальная экономическая модель с 18 регионами, расширенная за счет включения связей с природными ресурсами, включая энергетические и земельные ресурсы, — представляет сложные, переплетенные, динамичные отношения между внутренней и глобальной демографией, климатом, сельскохозяйственными рынками. и экономических систем.

При всех трех сценариях исследователи прогнозируют, что в течение следующих трех десятилетий, вероятно, не будет переломных моментов, ведущих к быстрому обезлесению или отказу от сельскохозяйственных земель в континентальной части США. S. Их прогнозы показывают, что исторические тенденции для этого региона — небольшое, постепенное сокращение площади пахотных земель и увеличение пастбищ и естественного лесного покрова — ускоряются при сценарии высокого давления и исчезают при сценарии низкого давления.

«Хотя недавние исследования представляют широкий диапазон оценок будущего глобального и регионального землепользования в континентальной части США, наши прогнозы показывают тенденции в землепользовании, которые остаются неизменными независимо от интенсивности социального давления на землю», — говорит Анджело Гургель, научный сотрудник Объединенной программы Массачусетского технологического института и ведущий автор исследования.«С многоотраслевой динамической точки зрения мы не видим четких переломных моментов для изменения землепользования в этой области в течение следующих трех десятилетий».

В исследовании также прогнозируется, что в сценариях низкого и высокого давления наиболее выраженные последствия изменений в землепользовании за этот период будут иметь место в сельскохозяйственном секторе со значительными изменениями в животноводстве, использовании агрохимикатов и связанных с ними выбросах закиси азота. метан и углекислый газ.

Это исследование финансировалось главным образом Университетом США.С. Управление науки Министерства энергетики.

 

Фото: Стадо коров в округе Дор, штат Висконсин (Источник: Flickr Elvis Kennedy )

Землепользование — Европейское агентство по окружающей среде

Визуализация данных 01 фев 2022 Визуализация данных 16 декабря 2021 г.

Панъевропейский набор продуктов для фенологии растительности и продуктивности высокого разрешения (HR-VPP) предоставляется с высоким пространственным разрешением (10 м x 10 м) и высокой частотой повторения.Они получены из данных оптической группировки Sentinel-2 (Sentinel-2A и Sentinel-2B) с периодом повторного посещения 5 дней. Они генерируются по всему региону ЕЭЗ39 (33 страны-члена и 6 сотрудничающих стран) с 1 января 2017 г. и далее с периодичностью ежедневно, 10 раз в день и ежегодно (см. ниже). Пакет продуктов HR-VPP содержит 3 группы продуктов, 31 тип продукта, 1522 файла и более 900 000 плиток в год, что в сумме составляет более 80 байт данных Terra в год.

Оценка индикатора 26 окт 2021

Благодаря своей деятельности в области землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (ЗИЗЛХ) ЕС в настоящее время удаляет из атмосферы в общей сложности 249 Мт CO 2 e ежегодно, что эквивалентно 7% годовых выбросов парниковых газов.Этот сектор будет играть решающую роль в оказании помощи ЕС в достижении нулевого уровня выбросов к 2050 году. Для этого потребуется обратить вспять текущую тенденцию к уменьшению поглотителей углерода в ЕС. Согласно национальным прогнозам государств-членов ЕС, текущих мер будет недостаточно для достижения этой цели, при среднем удалении 200 Мт CO 2 e в год в 2030 году. Однако реализация национальных мер, которые в настоящее время находятся на стадии планирования, может увеличить текущий ЕС поглотит углерод на 3%.

Natura 2000 является ключевым инструментом защиты биоразнообразия в Европейском Союзе.Это экологическая сеть охраняемых территорий, созданная для обеспечения выживания наиболее ценных видов и местообитаний Европы. Natura 2000 основана на Директиве о птицах 1979 г. и Директиве о средах обитания 1992 г. Эта версия охватывает отчетность за 2020 год.

Согласно двум оценкам изменения городской среды, опубликованным сегодня Европейским агентством по окружающей среде (ЕАОС), европейские города могут проложить путь к зеленому и устойчивому будущему.

Оценка индикатора 22 марта 2021 г.

Мониторинг воздействия дефицита влаги в почве может предупредить о потенциальном воздействии на развитие растений и здоровье почвы, поддерживая оценку засухоустойчивых, устойчивых и уязвимых экосистем.В 2000-2019 годах влажность почвы в вегетационный период была в несколько раз ниже среднего многолетнего показателя в странах-членах ЕЭЗ плюс Соединенное Королевство. Наибольший дефицит почвенной влаги наблюдался в 2003, 2017 и 2019 годах, затронув более 1,45 млн км 2 в 2019 году. Содержание влаги в почве также было низким в 2012, 2015 и 2018 годах, что способствовало все более частым и интенсивным засухам.

На карте показано долгосрочное влияние дефицита воды на продуктивность растительности, а также площади с низкой продуктивностью растительности под влиянием дефицита воды, объединенные по регионам NUTS3.Отрицательные аномалии выражаются в стандартном отклонении и указывают на условия продуктивности растительности ниже среднемноголетних в нормальных незасушливых условиях.

Землепользование и изменения в землепользовании имеют основополагающее значение для устойчивого использования ресурсов и оказания экосистемных услуг, включая обеспечение продовольствием, круговорот питательных веществ и смягчение последствий изменения климата за счет секвестрации углерода. Земельные ресурсы являются частью нашего общего природного капитала, и ими необходимо правильно управлять для поддержания здоровой окружающей среды и благополучия человека (EEA, 2019b). Таким образом, только в том случае, если землепользование и его воздействие будут должным образом рассмотрены, возможен прогресс на пути к устойчивому развитию в Европе. Политика, связанная с землепользованием, требует разработки согласованных наборов данных, прозрачных методологий и легко интерпретируемых статистических данных. Земельные счета соответствуют всем требованиям, описывая, как запасы земельных ресурсов изменяются с течением времени. В этом брифинге описывается использование интегрированной платформы данных ЕАОС и данных о земном покрове CORINE для прозрачного, воспроизводимого и эффективного учета земель.

Что общего у множества виноградников, разбросанных по идиллическим ландшафтам, промышленных площадок и свалок? Присутствие химических веществ может быть ответом. От тяжелых металлов до органических загрязнителей и микропластика, почва, на которой мы выращиваем нашу пищу, и земля, на которой мы строим наши дома, может быть загрязнена различными загрязнителями.Загрязняющие вещества широко распространены и накапливаются в земле и почвах Европы. Как мы можем решить эту проблему?

Несмотря на сильную политическую основу и значительные усилия государств-членов (ГЧ) по прекращению утраты биоразнообразия и деградации экосистем в Европе, статус сохранения охраняемых видов и мест обитания продолжает снижаться вместе с предоставлением экосистемных услуг.Новая стратегия ЕС в области биоразнообразия до 2030 г. направлена ​​на устранение этого снижения с помощью плана «создания действительно последовательной трансъевропейской природной сети». Он будет построен на базе существующей сети Natura 2000 путем анализа потенциальной связи между территориями Natura 2000 с использованием элементов ландшафта зеленой инфраструктуры (GI), важных для предоставления экосистемных услуг.

На карте показаны потери и приросты лесов, объединенные в 10-километровую сетку.Единицы в га/км2. Были использованы следующие классы CLC: Потребление переходных лесов (LCF71), Потребление в результате лесных и кустарниковых пожаров (LCF92), Потребление, вызванное ведением лесного хозяйства (LCF74), Облесение (LCF72), Преобразование внутри леса (LCF71, LCF73 и часть LCF74), Отказ от земледелия с созданием лесных массивов (LCF61), Тотальное формирование леса.

ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНОГО ПОКРОВА

ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНОГО ПОКРОВА Тернер, Б.Л., Р. Х. Мосс и Д. Л. Сколе, ред. 1993. Связывание землепользования и глобального изменения земного покрова: предложение по основному проекту IGBP-HDP. Отчет рабочей группы IGBP-HDP по изменению землепользования/почвенного покрова. Совместная публикация Международной программы «Геосфера-Биосфера» (Отчет № 24) и Программы «Человеческие измерения глобального изменения окружающей среды» (Отчет № 5). Стокгольм: Шведская королевская академия наук.

4. Человеческие причины изменений в землепользовании

Очевидно, что землепользование ограничивается факторами окружающей среды, такими как характеристики почвы, климат, топография и растительность.Но это также отражает важность земли как ключевого и исчерпаемого ресурса для большинства видов человеческой деятельности, включая сельское хозяйство, промышленность, лесное хозяйство, производство энергии, поселение, отдых, а также сбор и хранение воды. Земля является фундаментальным фактором производства, и на протяжении большей части истории человечества она была тесно связана с экономическим ростом (Richards, 1990). В результате контроль над землей и ее использованием часто является предметом интенсивного взаимодействия людей.

Деятельность человека, которая использует и, следовательно, изменяет или поддерживает атрибуты земного покрова, считается непосредственным источником изменений.Они варьируются от первоначального преобразования естественных лесов в пахотные земли до постоянного управления пастбищами (например, определение интенсивности выпаса скота и частоты пожаров) (Schimel et al. 1991; Hobbs et al. 1991; Turner 1989).

Такие действия возникают как следствие очень широкого спектра социальных целей, включая потребность в еде, клетчатке, жизненном пространстве и отдыхе; поэтому их нельзя понять независимо от основных движущих сил, которые мотивируют и ограничивают производство и потребление.Некоторые из них, такие как права собственности и структуры власти от местного до международного уровня, влияют на доступ к земельным ресурсам или контроль над ними. Другие, такие как плотность населения и уровень экономического и социального развития, влияют на требования, которые будут предъявляться к земле, в то время как технология влияет на интенсивность возможной эксплуатации. Третьи, такие как политика ценообразования в сельском хозяйстве, формируют решения о землепользовании, создавая стимулы, которые мотивируют отдельных лиц, принимающих решения.

Интерпретации того, как эти факторы взаимодействуют для создания различных видов использования земли в различных экологических, исторических и социальных контекстах, противоречивы как в политике, так и в научных кругах. Кроме того, существует множество теорий относительно того, какие факторы являются наиболее важными детерминантами. Особые разногласия возникают при оценке относительной важности различных сил, лежащих в основе решений о землепользовании в конкретных случаях (например, Kummer 1992). Например, очевидная деградация засушливых земель может быть результатом: чрезмерного выпаса скота все более многочисленными группами кочевников-скотоводов; непреднамеренное последствие «строительного» вмешательства, такого как бурение скважин, что увеличивает нагрузку на землю рядом со скважинами; или политическое влияние групп, которые благодаря правительственным связям могут чрезмерно эксплуатировать земли, принадлежащие государству или местным сообществам (Pearce 1992; NERC 1992). Выявление конкретной причины может повлиять на права конкурирующих групп пользователей или на формулирование ответных мер политики.

Возможные движущие силы изменений в землепользовании

Возможные силы, вызывающие изменения в землепользовании и растительном покрове, можно разделить на шесть категорий: население; уровень любви; технология; политическая экономика; политическая структура; отношения и ценности (например, Тернер и Мейер, 1991; Стерн и др., 1992).

Первые три были связаны с изменением окружающей среды в соотношении I = PAT, которое рассматривает воздействие на окружающую среду (I) как функцию населения (P), достатка (A) и технологии (T) (Commoner 1972).Взаимосвязь этих трех категорий движущих сил с изменением окружающей среды была подвергнута статистическому анализу. Некоторые из этих работ конкретно касаются землепользования и изменения растительного покрова (Ambio 1992; Meyer and Turner 1992) и предлагают меры для каждой категории: соответственно плотность населения, ВНП или ВВП на душу населения и потребление энергии на душу населения.

Из этих трех категорий движущих сил наибольшее противоречие вызывает население. Тем не менее, это одна из немногих переменных, для которых доступны всемирные данные достаточной точности, обеспечивающие основу для статистических оценок ее роли в различных видах изменений окружающей среды (например,г., Амбио, 1992). На глобальном уровне агрегации неомальтузианцы и «комукописты» используют одни и те же данные, чтобы прийти к противоположным выводам: рост населения является или не является причиной ущерба окружающей среде (Boserup, 1965, 1981; Ehrlich and Ehrlich, 1990; Ehrlich and Holdren, 1988). ; Саймон 1981). В региональном масштабе несколько исследований связывают рост населения и вырубку лесов в развивающихся странах в тропиках (например, Allen and Barnes, 1985; Palo, 1990; Rudel, 1989), хотя их выводы и методы вызывают сомнения (Kummer, 1992).

Сравнительные оценки населения и землепользования предполагают, что: (i) рост населения положительно коррелирует с расширением сельскохозяйственных угодий, интенсификацией земель и вырубкой лесов, но (ii) эти отношения слабые и зависят от включения или исключения статистических выбросов ( Билсборроу и Джорес, 1991; Билсборроу и Окот-Огендо, 1992). Субконтинентальные сравнения Африки привели Заба (1991) к выводу, что плотность и рост населения стоят ниже экологических возможностей и экономики как факторов деградации окружающей среды.Установлено, что плотность населения повсеместно связана с расширением и интенсификацией земледелия, но лишь в некоторых районах с вырубкой лесов. Подробные исследования конкретных регионов, например, моделирование с использованием данных об Амазонке, также указывают на тонкие и разнообразные взаимосвязи. Сколе 1992).

Взаимодействия населения, богатства и технологии как причины изменения окружающей среды широко исследовались (о последствиях, подходящих для землепользования, см. Lee 1986), но исследования прямой связи богатства или технологий с изменениями в землепользовании не так распространены.Это происходит из-за нехватки глобальных сравнительных данных для статистических оценок и из-за распространенного предположения, что уровень благосостояния или технологии сами по себе не регулируют отношения человека и окружающей среды, а должны рассматриваться в рамках более широкого набора контекстуальных переменных.

Тем не менее, некоторые исторические оценки связывают высокий уровень благосостояния и промышленного развития (и, следовательно, способность привлекать ресурсы из других мест) с восстановлением лесного покрова (Williams, 1989; Hagerstrand and Lohm, 1990; Pfister and Messerli, 1990).Глобальные сравнения показывают, что облесение в значительной степени является явлением передовых индустриальных обществ, которые одновременно богаты и обладают высоким технологическим потенциалом (Young et al., 1990). Однако богатство также увеличивает потребление на душу населения, вызывая изменение окружающей среды за счет более высоких потребностей в ресурсах, хотя эти более высокие потребности могут быть уменьшены с помощью передовых технологий, доступных для богатых обществ. Бедность часто связана с ухудшением состояния окружающей среды (IDRC и SAREC, 1992), хотя недавние исследования показывают, что на эту взаимосвязь сильно влияют и другие факторы (Kates and Haarman, 1992).Эти неоднозначные выводы указывают на важность дальнейших исследований взаимосвязи между уровнем благосостояния и изменением окружающей среды.

Роль технологии как потенциальной причины прошлых и будущих изменений в землепользовании и растительном покрове также требует дальнейшего изучения. Очевидно, что технический прогресс изменяет полезность и спрос на различные природные ресурсы. Расширение базовой транспортной инфраструктуры, такой как дороги, железные дороги и аэропорты, может открыть доступ к ранее недоступным ресурсам и привести к их эксплуатации и деградации.Технологические разработки и их применение (такие как совершенствование методов преобразования биомассы в энергию, использование технологий обработки информации для борьбы с сельскохозяйственными культурами и вредителями, а также разработка новых штаммов растений и животных посредством исследований в области биотехнологии) могут привести к значительным изменениям в землепользовании. использоваться как в развитых, так и в развивающихся странах в ближайшие десятилетия (Brouwer and Chadwick, 1991).

К этим трем наборам сил-кандидатов добавились еще три: политическая экономия, включающая системы обмена, собственности и контроля; политическая структура, включающая институты и организацию управления; отношения и ценности отдельных лиц и групп. Возможным движущим силам, сгруппированным в рамках этих категорий, уделялось гораздо меньше внимания, чем росту населения. Они еще не охватывают четко определенные переменные и причинно-следственные связи, но содержат аналогичные объяснения взаимосвязей изменений в обществе и окружающей среде (Blaikie and Brookfield, 1987). Изменения в землевладении (институт с социально-экономической точки зрения) оказывают прямое влияние на землепользование, как и переход от нерыночного к рыночному обмену ресурсами (политическая экономия). Изменения во взглядах и ценностях могут добавить измерение к изменению окружающей среды, которое нельзя объяснить иначе, например, влияние на землепользование «зеленого» движения.Определение ключевых переменных в каждом наборе потенциальных движущих сил и разработка косвенных показателей для них будет одной из целей проекта IGBP-HDP по изменению землепользования и растительного покрова.

Подробные исследования связывают все эти силы-кандидаты (например, Scott et al. , 1990). Например, модель социально-экономических и экологических взаимодействий с землепользованием, разработанная в Окриджской национальной лаборатории, исследует взаимосвязанные эффекты изменений в технологии, политической экономии и политической структуре в Амазонии (Джонс и О’Нил, 1992).Ожидается, что улучшенные транспортные средства усугубят деградацию земель, если рассматриваемый регион небольшой, но его воздействие на более крупные регионы будет зависеть от обстоятельств. Необходимы дополнительные сравнительные исследования для рассмотрения взаимодействия различных движущих сил с их экологическим контекстом.

Наконец, экологические преобразования — будь то потенциальное изменение климата или локальные воздействия, такие как истощение почвы, — сами по себе влияют на землепользование. Оценки воздействия изменения климата на землепользование и растительный покров (т.г., Гланц, 1989; Парри, Картер и Конджин, 1988 г .; Riebsame 1991) опираются на предположения об изменениях в землепользовании, которые можно улучшить только путем изучения динамики землепользования. Например, исследование в штате Оахака, Мексика, показывает, что местная вырубка лесов вызвала падение местного уровня грунтовых вод и/или сокращение местных осадков, и что местное население отреагировало на это расширением посевных площадей для поддержания производства (Ливерман). 1990). Кроссон (1990) призывает к лучшему пониманию взаимодействия истощения почв, систем землепользования и изменений окружающей среды.

Относительно немногие глобальные агрегированные или региональные сравнительные исследования явно исследовали роль этих предполагаемых движущих сил либо независимо, либо в составе группы. Еще меньше исследовали статистические отношения между ними. Напротив, было проведено множество региональных или более мелких тематических исследований, которые предлагают подробное понимание конкретных случаев, которые не обязательно могут быть обобщены. Таким образом, литература богата идеями и «рассказами», но слаба в сравнительных оценках, освещающих причины и ход изменения земного покрова. В результате исследования основываются на субъективных интерпретациях и предположениях, а не на попытках проверить различные гипотезы.

Известные и неизвестные

* Определены основные категории движущих сил

Шесть категорий (выше) имеют как эмпирические основания, так и теоретические обоснования. Однако мы не уверены, какие конкретные переменные лучше всего представляют темы, подразумеваемые в этой категории, а также какие силы преобладают и при каких условиях.

* Многие потенциальные движущие силы связаны с изменением окружающей среды в долгосрочной перспективе и на глобальном уровне

В глобальном масштабе население, технологические возможности и благосостояние увеличились, так же как трансформировался земной покров. В то же время социальная организация, установки и ценности также претерпели глубокие изменения. Конкретную роль любой из предложенных движущих сил чрезвычайно трудно продемонстрировать в этом глобальном масштабе анализа, однако, из-за их сложных взаимосвязей и взаимодействий с другими факторами, такими как социальная организация, установки и ценности, которые также претерпели глубокие изменения. изменения.

* Агрегированные взаимосвязи на глобальном уровне трудно определить на субглобальных масштабах анализа

Ряд эмпирических взаимосвязей между движущими силами и изменениями в глобальном масштабе был задокументирован для современного периода (20 век) (например, Newell and Marcus 1987). Однако сравнительные региональные оценки показывают значительные различия между этими переменными и воздействиями на окружающую среду (Young et al., 1990).

* Региональные исследования предполагают наличие общих взаимосвязей между причинами изменения землепользования и изменениями растительного покрова

Сравнительные исследования показывают, что существуют общие ситуации (например,g., быстрый рост населения и международный спрос на товары в приграничных лесных районах) и что их классификация улучшит наше понимание и моделирование изменений в землепользовании (Clark 1989).

* Интегрированные теории взаимосвязей между антропогенными причинами изменений в землепользовании и вытекающими из них изменениями растительного покрова недостаточно разработаны для проверки или сравнения

Хотя эмпирические оценки должны дать четкое представление о движущих силах, опыт показывает, что «индуктивных» оценок будет недостаточно. Дальнейшее понимание будет следовать из проверки теорий, которые определяют рассматриваемые процессы и отношения.

Схема соотнесения землепользования и изменений в земле

Чтобы понять глобальное изменение земного покрова как элемент глобального изменения окружающей среды, необходимо определить связи между человеческими системами, вызывающими изменения как в землепользовании, так и в физическом системы, на которые влияют происходящие в результате изменения растительного покрова. Этому пониманию способствует простое системное описание основных состояний, процессов и потоков (рис. 2).

В этой схеме земной покров (физическая система) существует в системной связи с использованием человеком (землепользованием) и причинами этого использования. Движущие силы взаимодействуют между собой и приводят к различному использованию земли в зависимости от социального контекста, в котором они действуют. В момент времени t лежащие в основе человеческие движущие силы приводят к действиям, вызывающим спрос на землепользование #l (# соответствует рисунку 2), что требует манипулирования земным покровом с помощью технологий, используемых в человеческой деятельности, такой как расчистка, сбор урожая, или добавление питательных веществ (непосредственные источники изменений). Эта манипуляция направлена ​​либо на изменение существующего растительного покрова (№1 на №2 или №3), либо на сохранение определенного покрова (№1). В первом случае существующее покрытие преобразуется в новое состояние, которое необходимо поддерживать перед лицом естественных процессов, которые могут его изменить (физический цикл обслуживания).

Изменения нового состояния земного покрова бывают как минимум двух видов: модификация, как в земном покрове № 2 (например, удобрение пахотных земель или посадка экзотических трав на пастбищах), и преобразование, как в земном покрове № 3 (т.г., от леса к пахотным землям или от засушливых земель к рисовым полям). Процессы обслуживания поддерживают преобразование земного покрова (№3) или модификацию (№2). Следовательно, непосредственные источники можно рассматривать как источники преобразования, модификации или обслуживания.

Последствия использования растительного покрова для окружающей среды (изменения состояния растительного покрова) влияют на первоначальные движущие силы через петлю обратной связи воздействия на окружающую среду. Точно так же эти изменения земного покрова (№2 и №3) могут повториться в другом месте, так что они достигнут глобального масштаба, вызывающего изменение климата, которое, в свою очередь, оказывает обратное воздействие на местную физическую систему, влияя на земной покров и, в конечном счете, на природу. движущие силы через петлю воздействия на окружающую среду.Независимо от стимулов — местных или глобальных воздействий на окружающую среду или взаимодействия движущих сил в их социальном контексте — изменения движущих сил в момент времени t2 могут вызвать новое землепользование (№ 2) с новыми последствиями для землепользования/покрова. система.

Эта точка зрения указывает на то, что понимание глобального изменения окружающей среды должно учитывать условия и изменения в земном покрове, вызванные изменениями в землепользовании; скорость изменения процессов преобразования-модификации-обслуживания; и человеческие силы и социальные условия, которые влияют на виды и скорость процессов.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.