Using Changes in Agricultural Utility to Quantify Future Climate-Induced Risk to Conservation

• Published in: Conservation biology Vol. 28; no. 2; pp. 427 - 437
• Main Authors: ESTES, LYNDON D., PAROZ, LYDIE-LINE, BRADLEY, BETHANY A., GREEN, JONATHAN M.H., HOLE, DAVID G., HOLNESS, STEPHEN, ZIV, GUY, OPPENHEIMER, MICHAEL G., WILCOVE, DAVID S.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Hoboken, NJ Blackwell Publishing Ltd 01-04-2014; Wiley Periodicals Inc; Wiley-Blackwell
• Subjects: agricultural utility; Agriculture; Agronomy; Agronomy. Soil science and plant productions; Animal, plant and microbial ecology; Applied ecology; Biodiversity; Biodiversity conservation; Biological and medical sciences; cambio climático; Climate Change; Climatology. Bioclimatology. Climate change; conservation area; Conservation biology; Conservation of Natural Resources; Conservation, protection and management of environment and wildlife; Contributed Papers; Corn; costo de oportunidad; crop model; Crops; Earth, ocean, space; Exact sciences and technology; External geophysics; Farming; Farmlands; Fundamental and applied biological sciences. Psychology; General agroecology; General agroecology. Agricultural and farming systems. Agricultural development. Rural area planning. Landscaping; General agronomy. Plant production; General aspects; Generalities. Agricultural and farming systems. Agricultural development; Habitat conservation; Meteorology; modelo de cultivo; Models, Theoretical; opportunity cost; Parks, reserves, wildlife conservation. Endangered species: population survey and restocking; Protected areas; South Africa; Sudáfrica; Triticum - growth & development; Triticum aestivum; utilidad agricultural; Wheat; Zea mays; Zea mays - growth & development; Área de conservación; South Africa; Southern Africa; Africa; Monocotyledones; Costs; Zea mays; agricultural utility; Conservation; conservation area; Protected area; Dynamical climatology; Climate change; crop model; Gramineae; Angiospermae; South Africa; Spermatophyta; Agriculture; Models; Triticum aestivum; Environmental protection; opportunity cost; costo de oportunidad; Sudáfrica; Área de conservación; modelo de cultivo; cambio climático; utilidad agricultural; climate change
• ISSN: 0888-8892; 1523-1739
• DOI: 10.1111/cobi.12205

Much of the biodiversity-related climate change impacts research has focused on the direct effects to species and ecosystems. Far less attention has been paid to the potential ecological consequences of human efforts to address the effects of climate change, which may equal or exceed the direct effects of climate change on biodiversity. One of the most significant human responses is likely to be mediated through changes in the agricultural utility of land. As farmers adapt their practices to changing climates, they may increase pressure on some areas that are important to conserve (conservation lands) whereas lessening it on others. We quantified how the agricultural utility of South African conservation lands may be altered by climate change. We assumed that the probability of an area being farmed is linked to the economic benefits of doing so, using land productivity values to represent production benefit and topographic ruggedness as a proxy for costs associated with mechanical workability. We computed current and future values of maize and wheat production in key conservation lands using the DSSAT4.5 model and 36 crop-climate response scenarios. Most conservation lands had, and were predicted to continue to have, low agricultural utility because of their location in rugged terrain. However, several areas were predicted to maintain or gain high agricultural utility and may therefore be at risk of near-term or future conversion to cropland. Conversely, some areas were predicted to decrease in agricultural utility and may therefore prove easier to protect from conversion. Our study provides an approximate but readily transferable method for incorporating potential human responses to climate change into conservation planning. Mucha de la investigación de los impactos del cambio climático relacionados con la biodiversidad se ha enfocado en los efectos directos sobre las especies y los ecosistemas. Se le ha prestado muy poca atención a las consecuencias ecológicas potenciales de los esfuerzos humanos para tratar los efectos del cambio climático, lo cual puede igualar o exceder los efectos directos del cambio climático sobre la biodiversidad. Es probable que una de las respuestas humanas más significativas sea mediada por los cambios en la utilidad agrícola del suelo. Mientras los granjeros adaptan sus prácticas a los climas cambiantes, pueden incrementar la presión en algunas áreas que son importantes de conservar (tierras de conservación) y disminuirla en otras. Cuantificamos cómo la utilidad agrícola de las tierras de conservación en Sudáfrica puede alterarse por el cambio climático. Asumimos que la probabilidad de que un área sea cultivada está relacionada con los beneficios económicos de hacerlo, usando los valores de productividad del suelo para representar el beneficio de la producción y la robustez topográfica como un sustituto para los costos asociados con la posibilidad de trabajo mecánico. Computamos valores actuales y futuros de la producción de maíz y trigo en tierras importantes de conservación usando el modelo DSSAT4.5 y 36 escenarios de respuesta de los cultivos al clima. La mayoría de las tierras de conservación tuvieron, y se predijo que seguirían teniendo, una utilidad agrícola baja por su ubicación en terreno escabroso. Sin embargo, se predijo que en varias áreas se mantendría o se ganaría una utilidad agrícola alta y por eso podría estar en riesgode convertirse en tierras de cultivo en poco tiempo o en el futuro. Inversamente, se predijo que en álgunas áreas disminuiría la utilidad agrícola y por eso podría ser más fácil protegerlas de la conversión. Nuestro estudio proporciona un método aproximado pero listo para transferirse para incorporar respuestas humanas potenciales al cambio climático a la planeación de la conservación.