Økosystemtjenester i naturregnskap etter FN-standard i Norge: Vurdering av tilgjengelige modeller og datagrunnlag

Abstract

Rusch, G.M., Engen, S., Friedrich, L., Hindar, K., Krøgli, S.O., Immerzeel, B., Solberg, E., Köhler, B., Dramstad, W., Venter, Z., Spielhofer, R., Stange, E. & Barton, D.N. 2024. Økosystemtjenester i naturregnskap etter FN-standard i Norge. Vurdering av biofysiske modeller og datagrunnlag. NINA Rapport 2343. Norsk institutt for naturforskning. Målet med denne rapporten har vært å gi en oversikt over eksisterende modeller og datasett som kan brukes til å produsere biofysiske regnskaper av økosystemtjenester etter SEEA EA-standarden i Norge. Vi evaluerte modeller og data for de tolv hovedkategoriene av økosystemtyper foreslått av Eurostat som oppfølging av implementering av standarden og som Norge er bundet til gjennom EØS-avtalen. Vi har gitt en oversettelse av disse kategoriene for norske økosystemer. Gjennomgangen inkluderer: (i) ni forsyningstjenester, inkludert mat og fiber, genetiske ressurser og vann, (ii) tjue regulerings- og vedlikeholdstjenester og (iii) fire opplevelses- og kunnskapstjenester. I hvert tilfelle gir vi en beskrivelse av økosystemtjenestemodellene som er utviklet i Europa og vi går igjennom de underliggende biofysiske modellene som har blitt brukt i Norge. Vi presenterer deretter eksisterende datasett som kan brukes til å utarbeide nasjonale naturregnskap for økosystemtjenester. Vi viser også hvordan de forskjellige komponentene i naturregnskap kobles sammen gjennom økosystemtjeneste-modellene. Når det gjelder opplevelses- og kunnskapstjenester, presenterer vi noen metoder som fanger opp ikke-bruksverdier, men som ikke er egnet for SEEA EA-regnskap. Disse metodene kan likevel være verdifulle for å vurdere økosystemtjenester og naturregnskap for andre bruksområder. Siden økosystemregnskap er romlig eksplisitte, er datagrunnlaget regnskapene bygger på særlig relevant i de tilfeller der man tar beslutninger om arealbruk som f.eks. i regionale- og kommuneplaner. Hvis avgrensningen av økosystemene har tilstrekkelig høy oppløsning, kan de biofysiske modellene for økosystemtjenester være et svært nyttig informasjonsgrunnlag for beslutninger om arealbruk og arealplanlegging på regionalt og lokalt nivå. Vi identifiserer fire områder hvor man trenger mest innsats: (i) Romlige datalag («spatial data layers» i SEEA EA 2022) som bedre representerer arealer som produserer økosystemtjenester (tjenesteytende økosystemarealer), også for regnskap på nasjonalt nivå. Dette betyr romlig eksplisitte data av økosystemenes utbredelse som kan oppdateres jevnlig for alle økosystemtyper samtidig. På nasjonalt nivå trengs det spesielt kart over myrer, og en finere differensiering av gressmark, fjell- og marine økosystemer, samt finere oppløsning av kart over grønninfrastruktur i byer og av semi-naturlige naturtyper i jordbrukslandskapet. Det trengs også kart som representerer tilstandsvariablene som inngår som faktorer i økosystemtjenestemodellene. Bruken av jordobservasjonsdata er i rask utvikling i Norge og internasjonalt. Disse dataene kan være den eneste måten for å overvåke kvantitative endringer i økosystemtjenester på regelmessig basis. Data som det er mulig å framskaffe med fjernmålingsdata være i tråd med SEEA EA prinsipper (regelmessig oppdatering). For eksempel er det behov for kart over skogens alder og struktur, som påvirker produksjonen av økosystemtjenester på ulike måter (f.eks. habitat for stedegnete arter, rekreasjon, klimaregulering, jorderosjonskontroll, og tjenester knyttet til vannføring (inkl. flomkontroll). Regelmessig oppdaterbare romlige data kan også brukes for å overvåke endringer i skogstruktur som forårsakes av skadeinsekter, sykdommer og andre naturlige forstyrrelser (f.eks. vindfall). For å identifisere, måle og fastsette romlig fordeling av marine økosystemtjenester, er det også behov for mer detaljerte, omfattende og sammenhengende kart over utbredelsen og omfanget av viktige økosystemer (på nivå 2 eller 3). Utbredelsen og fordelingen av makroalger, sjøgress, tidevannsmyrer og bløtbunnsedimenter er ikke fullstendig kartlagt. De kartene som er tilgjengelig oppdateres heller ikke med jevne mellomrom. (ii) Regnskap for økosystemtjenester kan gjøres etter en trinnvis tilnærming (Nivå 1 til 3). Vi gjør en foreløpig vurdering av hvilket nivå de ulike økosystemtjenestene kan modelleres. Nivå 1-tilnærming kan brukes for å overvinne den ujevne kvaliteten på tilgjengelige data mellom forskjellige økosystemtyper og tilstander. Slå-opp-tabeller («Look-up-tables») har vært den metode som blitt foreslått og brukt i stor utstrekning i ØT-modellering for å møte Nivå 1-tilnærmingen. Denne tilnærming vil kunne brukes for å modellere karbonopptak- og lagring der man tar hensyn til alle økosystemtypene, inkl. ferskvann og marine system, skog, økosystemene i fjell og myr med deres forskjellige egenskaper og tilstand. Tilnærmingen kan også brukes for vannrensningsfunksjoner og andre støttende tjenester knyttet til marine systemer, spesielt i tilknytning til akvakultur, og skadedyrbekjempelse med naturlige fiender. Nivå 2- tilnærminger kan utvikles for økosystemtjenester som har en empirisk base på tvers av økosystemtypene i Norge. De eksisterende modellene er parametrisert og utviklet for norske forhold. Dette vil være tilfelle for vannføringsregulering og flomregulering, jorderosjonsregulering samt tjenester knyttet til arter der man har betydelig mengder med data som samles inn regelmessig (f.eks. villaks, vilt, marine fiskearter). I tillegg, andre regulerende tjenester som opprettholdelse av habitat og populasjoner av nyttige arter, opprettholdelse av habitat og populasjoner av norsk fauna og flora, pollinering, skadedyrbekjempelse med naturlige fiender i marine system, genetiske ressurser, og opplevelses- og kunnskapstjenester. Nivå 3-tilnærmingen er den tilnærmingen som gir minst usikre data på økosystemtjenester og krever mye empiriske data. Nivå-3 tilnærmingen er ikke egnet for vurdering på nasjonalt nivå fordi de krever høy romlig oppløsning av parametrisering og validering. Denne tilnærmingen kan derimot være egnet for vurderinger av økosystemtjenester med lokal anvendelse der man trenger høy romlig oppløsning slik at de støtter beslutningene som skal tas for bruk av arealene (Barton m.fl. 2018). Eksempler på økosystemtjenester der nivå-3 tilnærmingen er egnet: Pollineringstjenester som støtter beslutninger om konkrete tiltak på gårds- eller landskapsnivå, planlegging og overvåking av grønninfrastruktur i byer, tjenester knyttet til samisk næring og kultur som kartlegges med hjelp av tradisjonell kunnskap, opplevelses- og kunnskapstjenester som kartlegges med hjelp av medvirkningsprosesser. (iii) Noen av støttemodellene (hydrologisk, jorderosjon, avrenning) til økosystemtjenestemodeller er utviklet i Norge. En integrering av disse modellene inn i et økosystemregnskap vil ikke kreve mye ressurser. For å være på linje med SEEA EA-standarden, bør disse modellene inkludere økosystemegenskaper som faktorer. Disse gjelder både vedvarende variabler som skogsbonitet, og tilstandsvariabler som påvirkes av drift/forvaltningen, som skogbestandsalder. (iv) Økosystemtjenestemodeller tar sikte på å oppsummere funksjoner til komplekse, naturlige systemer, der kunnskapen er ufullstendig. Regnskap over økosystemtjenester bør dokumentere usikkerhet, gjerne gjennom å visualisere usikkerhet. Dette kan gi grunnlag for å adressere data- og kunnskapshull. Usikkerhet i det datagrunnlaget setter grenser for hvor me-ningsfylt verdsetting etter SEEA EA standarden (transaksjonsprinsippet) kan bli. På den annen side kan biofysiske økosystemtjenester modeller og bruk av andre verdsettingsprinsipper (IPBES 2022) være nyttige verktøy som kan gi støtte til bærekraftige beslutt på regionalt- og lokaltnivå.

Rusch, G.M., Engen, S., Friedrich, L., Hindar, K., Krøgli, S.O., Immerzeel, B., Solberg, E., Köhler, B., Dramstad, W., Venter, Z., Spielhofer, R., Stange, E. & Barton, D.N. 2024. Ecosystem services in SEEA EA accounts in Norway. Assessment of available models and data sets. NINA Report 2343. Norwegian Institute for Nature Research The aim of this assessment has been to give an overview of existing models and data sets that could be used to produce biophysical accounts of ecosystem services following the SEEA EA standards in Norway. We evaluated models and data for the twelve main categories of ecosystem types following a translation of the typology proposed by Eurostat for Norwegian ecosystems. The review includes: (i) nine main biomass provisioning services, including food and fibers, genetic resources, and water, (ii) twenty regulating and maintenance services, and (iii) four cultural ecosystem services. In each case, we make a description of the ecosystem services models that have been developed in Europe and review the underlying biophysical models in Norway. We then present existing datasets that can be used to prepare national ecosystem accounts following SEEA EA standards. In the case of cultural ecosystem services, we present some methodologies that capture non-use values, which are not suited for SEEA EA accounts, but that could be valuable to assess ecosystem services assessments and accounts for other applications. Since, ecosystem accounts are spatially explicit, relevant applications of the accounts are those where decisions about area use and territorial planning are made. If the delineation of ecosystems is of enough resolution, the biophysical models of ecosystem services can be a very useful information base to inform decisions about land-use allocation and territorial planning at regional and local level. We identify four areas where the most effort is needed: (i) Spatial data layers that better represent the areas that produce ecosystem services (ecosystem service providing units), also for nationallevel accounting. This means spatially explicit data on the distribution of ecosystems that can be updated regularly for all ecosystem types simultaneously. At the national level, there is a particular need for maps of mires, and a finer differentiation of grassland, mountain and marine ecosystems, as well as finer resolution maps of green infrastructure in cities and of semi-natural structures in the agricultural landscape. Spatial data that represent state variables that are included as factors in the ecosystem service models are also needed. The use of earth observation data is developing rapidly in Norway and internationally. These data may be the only way to monitor quantitative changes in ecosystem services on a regular basis. Data that can be obtained with remote sensing data will be in line with SEEA EA principles (regular updating). For example, there is a need for maps of forest age and structure, which affect the production of ecosystem services in different ways (e.g. habitat for native species, recreation services, global climate regulation, soil erosion control, and services related to water flow (incl. flood control). Regularly updated spatial data can also be used to monitor changes in forest structure caused by insect outbreaks, diseases and other natural disturbances (e.g. windfall). To identify, measure and determine the spatial distribution of marine ecosystem services, more detailed, comprehensive and coherent maps of the distribution and extent of key ecosystems (at level 2 or 3) are also needed. The extent and distribution of macroalgae, seagrasses, tidal marshes and soft bottom sediments are not fully mapped. The maps that are available are also not regularly updated. (ii) Accounting for ecosystem services can be done using a tiered approach (Levels 1 to 3). We make a preliminary assessment of the level at which the different ecosystem services can be modelled: The Tier 1 approach can be used to overcome the uneven quality of available data between different ecosystem types and states. Look-up-tables is a method that has been proposed and used extensively in ES modelling to meet the Tier 1 level. This approach could be used to model carbon uptake and storage while considering differences in data quality to assess this function across ecosystem types, including freshwater and marine systems, forests, mountain and marsh ecosystems with their different properties and conditions. The approach can also be used for water purification functions and other supporting services related to marine systems, especially in connection with aquaculture, and pest control by natural enemies in crops. Tier 2 approaches can be developed for ecosystem services that have an empirical basis across ecosystem types in Norway. The existing models are parameterised and developed for Norwegian conditions. This will be the case for water flow regulation and flood control, soil erosion control and services related to the maintenance of species where significant amounts of data are collected regularly (e.g. wild salmon, game, marine fish species). In addition, a Tier 2 approach can be used to model other regulating services such as maintenance of habitat and populations of economically important species, maintenance of habitat and populations of Norwegian fauna and flora, pollination, pest control with natural enemies in marine systems, genetic resources, and cultural ecosystem services. The Tier 3 approach is the approach that provides the least uncertain data on ecosystem services and requires a lot of empirical data. The Tier 3 approach is not suitable for national-level assessments because they require high spatial resolution data for parameterization, and model validation. However, this approach may be suitable for assessments of ecosystem services with local application where high spatial resolution and accuracy is needed to support land use decisions (Barton et al. 2018). Examples of ecosystem services where the Tier 3 approach is suitable are: Pollination services that support decisions on specific measures at the farm or landscape level, planning and monitoring of green infrastructure in cities, services related to Sámi livelihoods and culture that are mapped using traditional knowledge, and cultural services that are mapped using participatory processes. (iii) Some of the supporting models (hydrological, soil erosion, runoff) used in ecosystem service modelling have been developed in Norway. Integrating these models into an ecosystem accounting system will not require a lot of resources. To be in line with the SEEA EA standard, these models should include ecosystem properties as factors. These include both persistent variables, such as forest fertility, and condition variables that are influenced by management, such as forest stand age. (iv) Ecosystem service models aim to summarise complex functions of natural systems where knowledge is incomplete. Ecosystem services accounts should therefore document and visualise uncertainty. This can provide a basis for addressing data and knowledge gaps. Uncertainty in the biophysical data base limits how suitable valuation according to the SEEA EA stand-ard (exchange-value principle) can be. On the other hand, biophysical ecosystem services modelling and the use of other valuation approaches (IPBES 2022) can be useful tools to support sustainable decisions at regional and local levels.