Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10316/21217
Title: Mondego Basin and Estuary Management: The role of ecosystem services (e)valution for human wellbeing endeavour
Authors: Pinto, Rute Isabel Costa 
Orientador: Marques, João Carlos de Sousa
Domingos, Tiago
Issue Date: 13-Nov-2012
Citation: PINTO, Rute Isabel Costa - Mondego Basin and Estuary Management: The role of ecosystem services (e)valution for human wellbeing endeavour. Coimbra : [s.n.], 2012. Tese de doutoramento.
Abstract: Ao assumirmos que o bem-estar humano depende dos serviços proporcionados pelo funcionamento dos ecossistemas estamos, implicitamente, a admitir que alterações na condição e integridade ecológica dos mesmos pode ter um impacto, directo e/ou indirecto, sobre esse bemestar. Esta tese tenta precisamente explorar esta dicotomia entre ecossistemas e bem-estar humano, selecionando como caso de estudo o estuário do Mondego. Para tal, foram identificados três objectivos gerais, que, quando definidos em conjunto, permitirão adoptar uma abordagem mais sustentável para o uso e usufruto dos recursos naturais: O primeiro objectivo foi identificar os principais factores que influenciam a qualidade da água estuarina, incluindo nesta análise as actividades que decorrem em áreas circundantes e que podem influenciar a condição ecológica do sistema. O segundo objectivo foi explorar as potenciais relações entre biodiversidade e bem-estar humano, dando especial enfâse às respostas dadas pelo sistema quando confrontado com perturbações, evidenciando a estabilidade do sistema como uma propriedade fundamental. Finalmente, o terceiro objectivo foi delinear um possível ‘caminho a seguir’, que permita integrar aspectos ecológicos, económicos e sociais na gestão de sistemas estuarinos. No quadro do primeiro objectivo, foram analisadas as variações no estado de qualidade ecológica do estuário do Mondego ao longo de 16 anos. Para tal teve-se em consideração a forma como as pressões naturais e antropogénicas moldavam o ecossistema e como os impactos daí resultantes influenciavam os usos do sistema pela sociedade em geral. Esta informação foi posteriormente integrada num inquérito, com o objectivo de determinar o valor que as populações locais (área circundante ao estuário), regionais (zona do Baixo Mondego), da bacia (compreendendo toda a bacia do Mondego) e nacionais (Portugal como um todo) atribuíam a uma melhoria do sistema. Tal implicou a realização de 1139 inquéritos. Os resultados demonstraram que a disponibilidade para pagar (“Willingness To Pay” - WTP) com o fim de melhorar a qualidade da água do sistema incorpora valores de uso e valores de não-uso, realçando que: (1) Os inquiridos mostraram um grande interesse em verem as medidas com vista a melhorias implementadas, embora apenas cerca de metade estivesse de facto disposta a pagar por isso; (2) Foi verificada uma forte relação entre a realidade socio-económica dos inquiridos (por exemplo, rendimento, escolaridade ou agregado familiar) e a disponibilidade para pagar pelas melhorias ambientais; (3) O factor ‘distância’ e o uso do sistema tiveram um efeito preponderante na disponibilidade para pagar (WTP) dos inquiridos; (4) Os inquiridos revelaram uma elevada consciencialização, quer para questões ambientais (reflectido no interesse em ver medidas implementadas que promovam melhorias ambientais), quer para reconhecer o valor económico dos serviços prestados pelo sistema (sejam eles transacionáveis, ou não, em mercados). Os recursos aquáticos foram assim reconhecidos pelos inquiridos como um componente essencial para o bom funcionamento do sistema, permitindo a inter-conectividade de vários ecossistemas dentro da bacia do Mondego. Através dos resultados obtidos foi possível verificar que existia um reconhecimento, por parte dos inquiridos, da interrelação entre componentes dos ecossistemas e, também, que existe por vezes uma sobreposição entre o que são funções (indicadores de biodiversidade e integridade) e benefícios obtidos (actividades nas áreas circundantes). Desta forma, em tomadas de decisão, tendo em conta osresultados obtidos a partir do caso de estudo do estuário do Mondego, torna-se imprescindível considerar factores como a realidade socioeconómica das populações que dependem (directa ou indirectamente) do ecossistema, a distância ao recurso e as respostas de protesto. Tal será de facto indispensável no sentido de garantir um uso/conservação sustentável dos recursos naturais e promover a eficiência de acções de gestão. No quadro do segundo objectivo, foi adoptada uma abordagem conceptual, relacionando indicadores de biodiversidade e bem-estar humano, medidas através do funcionamento dos ecossistemas e da provisão de serviços. Para tal, foram consideradas duas etapas. Numa primeira etapa, foi examinada a estabilidade temporal (“Temporal Stability” - TS) do estuário do Mondego, com o objectivo de determinar se esta propriedade do sistema poderia estar relacionada com o número de espécies (S) e abundâncias (N), diferentes habitats dentro do sistema, efeitos de perturbações, ou até mesmo com a provisão de serviços. Os valores máximos de TS foram obtidos para uma gama intermédia dos valores de diversidade. Paralelamente verificou-se que a TS aumentava com o aumento da abundância das espécies, sugerindo que esta propriedade poderá ser útil para avaliar a gestão sustentável dos sistemas estuarinos. Numa segunda etapa, de forma a integrar os resultados da análise da estabilidade, foi proposta uma abordagem conceptual que pretendia avaliar os elos entre biodiversidade e bem-estar humano, numa perspectiva espáciotemporal. Esta abordagem é composta por três passos consecutivos e discrimina os componentes estruturais da biodiversidade (dados por 7 indicadores), do funcionamento dos ecossistemas (expresso por 2 indicadores), da estabilidade (dada por 1 indicador) e da provisão de serviços (estimada por 6 indicadores). Os principais resultados demonstraram que é improvável a ocorrência de relações lineares entre biodiversidade, funcionamento e provisão de serviços em sistemas estuarinos. Pelo contrário, verificam-se relações cumulativas e complexas entre factores e escalas (temporal e espacial). No que respeita ao terceiro e último objectivo, foi realizada uma análise integradora de abordagens ecológicas e socioeconómicas, tendo em conta as suas vantagens e desvantagens inerentes. O objectivo consistia em identificar uma possível abordagem ecossistémica (“Ecosystem Approach” - EA) que pudesse ser adoptada em estudos integradores de ecossistemas, de forma a permitir a tomada de decisões sustentáveis e equilibradas. Existem vários métodos socioeconómicos que podem ser aplicados para atribuir um valor monetário aos serviços de ecossistema. No entanto, as dificuldades surgem quando se tenta integrar esta informação com a informação biológica (geralmente expressa por indicadores) numa tomada de decisão. O nível ‘habitat’ é proposto como a (possível) escala adequada para promover a integração de informação, uma vez que a esta escala podem ser escolhidos e medidos: 1) O funcionamento (compartimento natural), 2) Actividades humanas (compartimento socioeconómico) e 3) Serviços fornecidos pelo ecossistema à sociedade (compartimento socio-ecológico). No entanto, são ainda necessários indicadores ou índices integradores que vão de encontro às necessidades da EA, envolvendo quer os aspectos ecológicos quer os socioeconómicos. A integração socioecológica pode ainda ser facilitada através do uso de abordagens como Ecological Network Analysis (ENA), Drivers-Pressões-Estado-Impactos-Respostas (DPSIR) e métodos de valoração económicos. O objectivo é então desenvolver um programa de monitorização ‘feito à medida’, integrando aspectos ecológicos e socio-económicos detalhados. Este tipo de programas são essenciais para garantir o desejado e necessário progresso em valorizar, avaliar e decidir sobre qual a melhor forma de atingir um desenvolvimento sustentável dos recursos naturais.
To assume that human wellbeing relies on the services provided by well-functioning ecosystems implies also to admit that changes in the ecological integrity and condition of an ecosystem can have direct and/or indirect impacts upon such wellbeing. The present thesis tried to explore these relationships selecting as case study an Atlantic estuarine ecosystem, the Mondego estuary. Three main objectives were pursued: The first objective was to identify the most important factors influencing the endeavour of improving estuarine water quality, namely taking into account the ecosystem surrounding activities. The second objective was to explore and illustrate the potential relationships between biodiversity and human wellbeing, looking at the responses of estuarine dynamics to disturbances, with emphasis on stability as a system’s property. Finally, the third objective was to outline a possible ‘path to follow’ to integrate ecological, economic and social aspects in estuarine ecosystems management, taking as example the selected case study. To achieve the first objective, variations in the Mondego estuary water ecological quality status over a 16 years’ period were analysed and interpreted, taking into account the way natural and anthropogenic pressures have driven the ecosystem, and the how the observed impacts influenced the uses attribute to it by society. This information was then used to perform a survey to local (estuarine area), regional (Lower Mondego area), basin (the whole Mondego catchment), and national populations, involving a total 1139 inquiries. Results illustrated that both use and non-use values are reflected in respondents´ willingness to pay (WTP) to improve water quality, showing that: (1) Respondents presented a very high interest in seeing improvements implemented, but only around half were really willing to pay for it; (2) There was a strong relation between socio-economic respondents´ profile (e.g. income, education or number of household members) and WTP for environmental quality improvements; (3) The distancedecay effect and usage of the ecosystem had a significant influence on respondents´ WTP; (4) There was a substantial positive social awareness for environmental issues (e.g. anthropogenic drivers and pollution causes) and economic values (both marketable and non-marketable) attached to ecosystem services of aquatic ecosystems. Water resources were therefore viewed as a functional component linking several interconnected ecosystems within the Mondego catchment area. Outcomes highlighted respondents’ recognition that ecosystems assets are interrelated and that there is an overlap between functions (biodiversity indicators and system integrity) and benefits (activities enrolment) obtained from it. As a whole, the Mondego Estuary case study suggests that to guarantee a sustainable use/conservation of ecosystems and to improve the efficiency and straightforwardness of management actions, issues as population socio-economic profiles, distance from the resource, or even protest answers must be taken into consideration by water authorities. To pursue the second objective a conceptual framework was developed, interrelating biodiversity indicators and human well-being via ecosystem functioning and ecosystem services provision assessments. Two steps were considered. In a first step, the Mondego Estuary stability was examined by measuring temporal stability (TS), and inquiring if this ecosystem’s property could be related with species number (S) and abundance (N), different habitats within the ecosystem, disturbances effects, or even estuarine services provision. TS maximum values were achieved at an intermediate diversity range and TS increased with species abundance, suggesting that TS might be useful to address sustainable management of estuarine systems. In a second step, to integrate the outcomes of TS analysis, a conceptual framework was proposed to assess the links between biodiversity and human well-being in a spatial and temporal explicit pattern. This framework relies on three consecutive steps and discriminates biodiversity structural components (expressed by 7 indicators), ecosystem functioning (expressed by 2 proxies), ecosystem stability (expressed by 1 proxy), and services provision (estimated by 6 indicators). Main outcomes highlighted that linear relationships between biodiversity, ecosystem functioning, and services provision are unlikely to occur in estuarine systems. Instead, cumulative and complex relations are observed between factors at both temporal and spatial scales. Regarding the third and last objective, an integrative analysis of current ecological and socioeconomic approaches was carried out, taking into account their inherent advantages and constrains. The goal was to identify a possible integrative ecosystem approach (EA) to be adopted, susceptible of allowing decision-makers to perform balanced and sustainable management decisions. There are several socio-economic methods that can be applied to value ecosystem services, but some difficulties may be found when integrating the information provided by these methods with biological information (usually expressed by values of ecological indicators) into the decision framework. The habitat level is proposed as a possible adequate scale to deal with such integration of information, because ecological functioning (natural compartment), human activities (economic compartment) and ecosystem services to society (socio-ecological compartment) can be chosen and measured. Suitable integral indicators or indices matching EA, and thus covering both ecological and socioeconomic aspects are nevertheless required. Socio-ecological integration can further be facilitated by the use of approaches such as Ecological Network Analysis (ENA), Driver-Pressure-State-Impact-Response (DPSIR) and economic valuation methods. The objective is to develop a ‘tailor made’ monitoring programme covering ecological and socio-economic aspects in sufficient detail. Such programme will be essential to guarantee the desired and required progress in valuing, weighing, and deciding upon how to proceed to attain sustainable development in practice.
Description: Tese de doutoramento em Biologia, na especialidade de Ecologia, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
URI: https://hdl.handle.net/10316/21217
Rights: openAccess
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