Princip tre

Hantera långsamma variabler och återkopplingsmekanismer

Social-ekologiska system kan ofta ”konfigureras” på flera olika sätt. Det finns med andra ord många sätt som alla variabler i ett system kan sammanlänkas på, och dessa olika konfigurationer genererar olika slags ekosystemtjänster.

Huvudbudskap

I en snabbt föränderlig värld är hantering av långsamma variabler och återkopplingsmekanismer ofta avgörande för att hålla social-ekologiska system fungerande på ett sätt som producerar viktiga ekosystemtjänster. Om dessa system tippar över i ett annat tillstånd kan det vara oerhört svårt att återställa dem.

Föreställ dig en insjö, ett ekosystem som ger dig lättillgängligt dricksvatten. Kvaliteten på vattnet är kopplat till långsamt föränderliga variabler, som till exempel fosfor-koncentrationen i sedimentet, vilken i sin tur är kopplad till avrinning av gödsel från jordbruksmark till sjön. I den socio-politiska sfären kan rättssystem, värderingar och traditioner också vara viktiga långsamma variabler. De kan påverka befintliga ekosystemtjänster till exempel genom jordbrukstraditioner som påverkar när och hur mycket gödsel som används på åkermarken runt en sjö. Återkopplingar är de tvåvägskopplingar mellan variabler som antingen kan förstärka (positiv återkoppling) eller hämma (negativ återkoppling) förändring. Ett exempel på förstärkande återkoppling finns på Hawaii där introducerat gräs orsakar bränder, främjar ytterligare tillväxt av gräs och bromsar tillväxten av inhemsk buskartad vegetation. Mer gräs leder till mer eld, vilket i sin tur leder till mer gräs. Det blir en spiral av självförstärkande återkoppling i systemet. Ett exempel på hämmande återkoppling är formella eller informella sanktioner eller straff som uppstår när någon bryter en regel. Hur kan långsamma variabler och återkopplingsmekanismer stärka resiliens?

Social-ekologiska system är så kallade komplexa adaptiva system, eller självorganiserande system. De kan anpassa och omorganisera sig som svar på störningar och förändring, till exempel vid översvämningar eller då människor migrerar till städer. I de flesta fall hjälper hämmande återkoppling till att motverka störning och förändring så att systemet återhämtar sig, fortsätter att fungera på samma sätt och producerar samma uppsättning ekosystemtjänster. Ett exempel på hämmande återkopplingar är övergången från klara till algdominerade vatten i grunda sjöar. I grunda sjöar med klart vatten växer vanligtvis många bottenlevande växter. De absorberar fosfor- och kväveavrinning från närliggande jordbruksmarker och städer och hjälper till att hålla vattnet klart. Resultatet blir en hämmande återkoppling som motverkar effekterna av övergödning. Men det finns en gräns för hur mycket störning eller förändring ett system kan utsättas för innan de hämmande återkopplingarna blir överbelastade. Om detta händer kan vissa återkopplingsmekanismer i systemet brytas och andra, nya återkopplingar bildas. Systemet kan då börja fungera på ett annat sätt, och producera en annan uppsättning av ekosystemtjänster.

I insjöar kan ökat jordbruk i området resultera i fosfor- och kvävenivåer i vattnet (långsam variabel) som så småningom överstiger absorptionsförmågan hos växterna. När denna tröskel passeras kommer överskottet av näringsämnen i vattnet att leda till tillväxt av fritt flytande alger. De fritt flytande algerna minskar mängden ljus som når botten, vilket successivt leder till att den rotade vegetationen på botten dör och att den hämmande återkoppling vegetationen tillhandahåller försvinner. Att återställa systemet kräver vanligen upprepad manuell borttagning av alger, och att näringsläckaget minskas till en betydligt lägre nivå än vad den var innan systemförändringen. Först då kan de bottenlevande plantorna återetablera sig och bidra till att återställa systemet.

Hur kan vi hantera långsamma variabler och återkopplingsmekanismer?

Den största utmaningen i att hantera långsamma variabler och återkopplingar är att identifiera vilka av dem som upprätthåller de system som producerar önskade ekosystemtjänster, och även identifiera var de kritiska trösklar finns som kan leda till en ”omkonfigurering” av systemet. När detta är känt, även preliminärt, kan följande riktlinjer tillämpas:

Förstärk kopplingar som bevarar önskvärda system. Korallrev ger oss ekosystemtjänster som fiske och ekoturism, men stressfaktorer som klimatförändringar och fiske kan leda till att systemet växlar över till ett som domineras av stora alger. Resiliensen i ett system av hårdkoraller kan förbättras genom att säkra tillräckligt stora populationer av växt- ätare, såsom papegojfisk, som betar på alger och därmed ger en hämmande återkoppling. Åtgärder som förhindrar överfiske och skyddar användare av revet kan också skapa hämmande återkopplingar som bidrar till att bevara ett koralldominerat system.

Undvik åtgärder som försvårar återkopplingar. Vissa aktiviteter och subventioner kan dölja eller förvränga hämmande återkopplingar. Inom fiskerinäringen är de flesta organisationer begränsade i sin verksamhet till en geografiskt definierad plats. Det innebär att de har ett incitament att undvika överfiske eftersom det skulle underminera deras långsiktiga försörjningsmöjligheter. Men allt fler olagliga och oregistrerade fiskefartyg flyttar runt i världen och bryter ned det lokala fisket, vilket underminerar lokala institutioner eftersom de inte har något incitament att säkerställa hållbarhet för fisket på en given plats. Med andra ord kringgår dessa ”kringströvande banditer” återkopplingarna mellan fiskbestånd och fiskfångst genom att ständigt flytta runt över hela världen.

Övervaka viktiga långsamma variabler. Det här är avgörande för att upptäcka långsamma förändringar som får systemet att tippa över till en ny konfiguration. Men ekonomiska begränsningar orsakar nedläggning av övervakningsprogram över hela världen. Att förstå den viktiga roll som långsamma variabler och återkopplingar har, kan hjälpa beslutsfattare och förvaltare att inse att investeringar i övervakningsprogram trots allt är mycket kostnadseffektiva.

Upprätta strukturer för effektiv respons. Kunskap och miljöövervakningsinformation är inte tillräckligt för att undvika systemförändringar som kan hota ekosystemtjänster. Att etablera styrning som effektivt kan bemöta miljöövervakningsinformation är lika avgörande. Ett innovativt exempel är den metod som tillämpas i Kruger National Park i Sydafrika. Deras system kallas “thresholds of potential concern” (kritiska trösklar) och är baserat på ständigt uppdaterad kunskap om centrala miljöindikatorer. Om övervakningen visar att ett kritiskt tröskelvärde nåtts eller är på väg att nås kallas det till ett formellt möte där det krävs att ett beslut fattas om huruvida åtgärder ska vidtas eller om den antagna tröskeln ska justeras till en ny nivå.