Journal Article

Integrated models to support multiobjective ecological restoration decisions

Fraser, Hannah, Rumpff, Libby, Yen, Jian D. L., Robinson, Doug, Wintle, Brendan A.

2017

Overview

Many objectives motivate ecological restoration, including improving vegetation condition, increasing the range and abundance of threatened species, and improving species richness and diversity. Although models have been used to examine the outcomes of ecological restoration, few researchers have attempted to develop models to account for multiple, potentially competing objectives. We developed a combined state-and-transition, species-distribution model to predict the effects of restoration actions on vegetation condition and extent, bird diversity, and the distribution of several bird species in southeastern Australian woodlands. The actions reflected several management objectives. We then validated the models against an independent data set and investigated how the best management decision might change when objectives were valued differently. We also used model results to identify effective restoration options for vegetation and bird species under a constrained budget. In the examples we evaluated, no one action (improving vegetation condition and extent, increasing bird diversity, or increasing the probability of occurrence for threatened species) provided the best outcome across all objectives. In agricultural lands, the optimal management actions for promoting the occurrence of the Brown Treecreeper (Climacteris picumnus), an iconic threatened species, resulted in little improvement in the extent of the vegetation and a high probability of decreased vegetation condition. This result highlights that the best management action in any situation depends on how much the different objectives are valued. In our example scenario, no management or weed control were most likely to be the best management options to satisfy multiple restoration objectives. Our approach to exploring trade-offs in management outcomes through integrated modeling and structured decision-support approaches has wide application for situations in which trade-offs exist between competing conservation objectives. Muchos objetivos motivan la restauración ecológica, incluyendo la mejora de la condición de la vegetación, el incremento de la extensión y abundancia de las especies amenazadas, y la mejora de la riqueza de especies y la diversidad. Aunque se han utilizado modelos para examinar los resultados de la restauración ecológica, pocos investigadores han intentado desarrollar modelos que consideren objetivos múltiples, potencialmente competitivos. Desarrollamos un modelo combinado de estado y transición y distribución de especies para predecir los efectos de las acetones de restauración sobre la condición y extensión de la vegetación, la diversidad de aves, y la distribución de varias especies de aves en los bosques del sureste de Australia. Las acciones reflejaron varios objetivos de manejo. Después validamos los modelos ante un conjunto independiente de datos e investigamos cómo las mejores decisiones de manejo podrían cambiar cuando los objetivos fueran valorados de forma diferente. También utilizamos resultados de modelos para identificar las opciones efectivas de restauración para la vegetación y las especies de aves bajo un presupuesto restringido. En los ejemplos que evaluamos ninguna acción única (la mejora de la extensión y condición de la vegetación, el incremento de la diversidad de aves, o el incremento de la probabilidad de presencia de las especies amenazadas) proporcionó el mejor resultado en todos los objetivos. En las tierras agricolas, las acciones de manejo óptimo para promover la presencia del trepatroncos café (Climacteris picumnus), una especie amenazada icónica, resultó en una pequeña mejora en la extensión de la vegetación y una alta probabilidad de una condición vegetal disminuida. Este resultado resalta que la mejor acción de manejo en cualquier situación depende de cuánto se valoren los diferentes objetivos. En nuestro escenario de ejemplo, el control de hierbas ningún manejo tuvieron la probabilidad de ser las mejores opeiones de manejo para satisfacer los múltiples objetivos de restauración. Nuestra estrategia para explorar las compensaciones en los resultados de manejo por medio de un modelado integrado y estrategias apoyadas por decisiones estructuradas tiene una aplicación amplia para situaciones en las que existen compensaciones entre los objetivos de conservación en competencia.

• Publisher: Wiley Blackwell, Inc,Blackwell Publishing Ltd
• Subject: Agricultural land / Agricultural management / análisis multicriterio de decisión / Bayesian network / Biodiversity / Birds / Climacteris picumnus / compensaciones / data collection / Data processing / Distribution / ecological restoration / Ecology / Endangered & extinct species / Environmental restoration / Modelling / modelo de distribución de especies / modelo de estado y transición / multicriteria decision analysis / Multiple objective analysis / probability / Probability theory / Rare species / red Bayesiana / Restoration / species distribution models / Species diversity / Species richness / state‐and‐transition model / Threatened species / Tradeoffs / trade‐offs / Vegetation / Weed control / Woodlands