Effects of land use, cover, and protection on stream and riparian ecosystem services and biodiversity

Conserv Biol. 2020 Feb;34(1):244-255. doi: 10.1111/cobi.13348. Epub 2019 Jul 25.

Abstract

Protected areas are an important part of broader landscapes that are often used to preserve biodiversity or natural features. Some argue that protected areas may also help ensure provision of ecosystem services. However, the effect of protection on ecosystem services and whether protection affects the provision of ecosystem services is known only for a few services in a few types of landscapes. We sought to fill this gap by investigating the effect of watershed protection status and land use and land cover on biodiversity and the provision of ecosystem services. We compared the ecosystem services provided in and around streams in 4 watershed types: International Union for Conservation of Nature category II protected forests, unprotected forests, unprotected forests with recent timber harvesting, and unprotected areas with agriculture. We surveyed 28 streams distributed across these watershed types in Quebec, Canada, to quantify provisioning of clean water, carbon storage, recreation, wild foods, habitat quality, and terrestrial and aquatic biodiversity richness and abundance. The quantity and quality of ecosystem services and biodiversity were generally higher in sites with intact forest-whether protected or not-relative to those embedded in production landscapes with forestry or agriculture. Clean-water provision, carbon storage, habitat quality, and tree diversity were significantly higher in and around streams surrounded by forest. Recreation, wild foods, and aquatic biodiversity did not vary among watershed types. Although some services can be provided by both protected and unprotected areas, protection status may help secure the continued supply of services sensitive to changes in land use or land cover. Our findings provide needed information about the ecosystem service and biodiversity trade-offs and synergies that result from developing a watershed or from protecting it.

Efectos del Uso, Cobertura y Protección del Suelo sobre los Servicios Ambientales y la Biodiversidad de Arroyos y Ríos Resumen Las áreas protegidas son una parte importante de paisajes más extensos que se usan frecuentemente para preservar la biodiversidad o las características naturales. Hay quienes argumentan que las áreas protegidas también podrían ayudar a asegurar el suministro de servicios ambientales. Sin embargo, el efecto de la protección sobre los servicios ambientales y el hecho de si la protección afecta al suministro de estos sólo se conocen para unos cuantos servicios en muy pocos tipos de paisaje. Buscamos cerrar este vacío investigando el efecto del estado de protección de las cuencas y el uso y cobertura de suelo sobre la biodiversidad y el suministro de servicios ambientales. Comparamos los servicios ambientales proporcionados en y alrededor de los arroyos en cuatro tipos de cuenca: bosques protegidos con categoría II de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, bosques sin protección, bosques sin protección con tala reciente y áreas sin protección con actividad agrícola. Censamos 28 arroyos distribuidos a lo largo de estos tipos de cuenca en Quebec, Canadá, para cuantificar el suministro de agua limpia, secuestro de carbono, actividades recreativas, alimentos silvestres, calidad del hábitat y riqueza y abundancia de biodiversidad acuática y terrestre. La cantidad y la calidad de los servicios ambientales y de la biodiversidad fueron generalmente más altas en los sitios de bosque intacto - protegido o no - en relación con los sitios inmersos en paisajes de producción agrícola o silvícola. El suministro de agua limpia, el secuestro de carbono, la calidad del hábitat y la diversidad de árboles fueron significativamente más altos en y alrededor de los arroyos rodeados por bosque. Las actividades recreativas, los alimentos silvestres y la biodiversidad acuática no varió entre los tipos de cuenca. Aunque algunos servicios pueden ser proporcionados por áreas con o sin protección, el estado de protección puede ayudar a asegurar el suplemento continuo de servicios sensibles a los cambios en el uso en la cobertura del suelo. Nuestros hallazgos brindan información requerida sobre las compensaciones de servicios ambientales y biodiversidad y las sinergias resultantes del desarrollo o protección de una cuenca.

保护地是保护生物多样性和自然特征的景观的重要组成部分。一些研究认为, 保护地还有助于保障生态系统服务的供给。然而, 仅在为数不多的景观类型和生态系统服务中, 保护生态系统服务的效果和保护对生态系统服务供给的影响得到了研究。为填补这一研究空缺, 我们调查了水域保护情况、土地利用和土地覆被对生物多样性及生态系统服务供给的影响。我们比较了四种水域类型的河流及其周围环境提供的生态系统服务, 包括国际自然保护联盟II类保护森林、未保护的森林、近期受到采伐的未保护森林以及未保护的农业用地。本研究覆盖了加拿大魁北克这些水域类型的二十八条河流, 量化分析了其净水供应、碳储量、休闲娱乐价值、野生食物供给、栖息地质量和陆生与水生生物多样性丰度和丰富度。结果表明, 相比于包含林业或农业生产用地的景观, 位于原生森林区域的生态系统服务数量和质量普遍更高, 与这些区域是否受到保护无关。此外, 在有森林环绕的河流及其周围, 净水供应量、碳储量、栖息地质量和树木多样性都显著更高;而休闲娱乐价值、野生食物供给和水生生物多样性在不同水域类型之间则没有明显差异。虽然受保护和未保护的地区都可以提供某些生态系统服务, 但土地保护可能利于保障对土地利用或土地覆被变化敏感的生态系统服务的持续供应。我们的研究结果为生态系统服务、生物多样性利弊权衡和开发或保护水域所产生的协同作用提供了所需信息。【翻译: 胡怡思; 审校: 聂永刚】.

Keywords: agua dulce; conservación; conservation; freshwater; land-use management; manejo del uso de suelo; paisajes de producción; production landscapes; protección de cuencas; watershed protection; 保护; 土地利用管理; 水域保护; 淡水; 生产用地景观.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Agriculture
  • Biodiversity
  • Canada
  • Conservation of Natural Resources
  • Ecosystem*
  • Forests
  • Quebec
  • Rivers*