How green is the green shift? : the potential effects of a bioeconomy on ecosystem services in Nordic catchments

Abstract

In light of the increasing pressures from human activities on ecosystems and the global climate, the Nordic countries have decided that a green shift is necessary to ensure the future wellbeing of society. The transition to a bioeconomy is defined by a shift from fossil-based goods and energy to renewable, bio-based ones. This implies that resource extraction from ecosystems, which generate the biological resources for a bioeconomy, needs to increase. At the same time, we benefit from ecosystems in a wide variety of ways, often quantified as ecosystem services, ranging from the capacity to produce food to the regulation of water quality and possibilities for recreation. How a green shift would impact the value of ecosystem services generated in Nordic catchments is unknown, and this thesis aims to address this knowledge gap, based on three papers. The study subjects were six Nordic catchments, in Denmark, Finland, Norway and Sweden. The first paper presents a study on the relationship between landscape attributes and preference for recreation, using a discrete choice experiment. The results showed that, on average, respondents in the catchments prefer a more balanced mix between agriculture and forestry, neither more intensive nor extensive land management, an increase in water clarity, nature reserve areas and local employment from agriculture, forestry and fishing, and a decrease in flood frequency. However, the results varied among catchments as well as among different types of respondents. The second paper presents an estimation of the current total societal value of ecosystem services generated in the six catchments and an analysis of its variability. Average total value estimates ranged from roughly €400 ha-1 year-1 in the Finnish Simojoki catchment, to €7,000 ha-1 year-1 in the Norwegian Orrevassdraget catchment. Most of the value was generated by active nature appreciation, such as recreation, but there was large spatial variability among and within catchments. Other major ecosystem services were the supporting environment for agriculture, forestry and carbon sequestration. Soil type, slope, landscape diversity, population density and access to water all showed significant correlations to ecosystem services values. The third paper presents an analysis of the effects of transitioning to a bioeconomy on the value of ecosystem services. It applied five bioeconomy scenarios to the framework developed in Paper II, and for each assessed its effects on land use change, sociogeographic change and subsequently on the ecosystem services generated in each catchment. It found that a developed bioeconomy is likely to increase the value of ecosystem services as a whole, with the sustainability-focused scenario and the scenario aimed at maximising economic output generating most benefits. However, the effects vary among catchments, as well as among stakeholder groups benefiting from ecosystem services. This suggests that bioeconomy policy will not only affect total societal value, but also the distribution of value within society.

I lys av det økende presset fra menneskelig aktivitet på det globale klimaet og klodens økosystemer, har de nordiske landene blitt enige om nødvendigheten av et grønt skifte for å sikte fremtidens samfunn. Overgangen til en bærekraftig bioøkonomi defineres av et skifte fra produksjon av varer og energi basert på fossile ressurser, til fornybare, biobaserte alternativer. Dette antyder at vi må øke uttaket av økosystemenes biologiske ressurser. Samtidig drar vi nytte av disse økosystemene på andre måter, ofte kvantifisert som økosystemtjenester. Disse strekker seg gjennom alt fra dets kapasitet til å produsere mat, regulere vannkvalitet og dets muliggjøring av ulike former for rekreasjon. Det er ukjent på hvilken måte det grønne skiftet vil påvirke de nordiske områders økosystemtjenester. Denne avhandling søker å gi en bedre forståelse av nettopp dette gjennom tre forskningsartikler. Avhandlingen undersøker seks nordiske nedbørfelt, i Danmark, Finland, Norge og Sverige. Den første artikkelen er en studie i sammenhengen mellom landskapets attributter og menneskers preferanser når de velger rekreasjonsområde. Forskningsmaterialet er basert på et diskret valgekspriment. Resultatene viser at respondenter i gjennomsnitt foretrekker en balansert blanding av jordbruk og skog, verken mer eller mindre intensiv landforvaltning, økt vannkvalitet, naturreservater og lokale arbeidsplasser i landbruket, skogbruk og fiske, og et ønske om mindre forekomst av oversvømmelse i vassdrag. Resultatene viser også noe variasjon mellom de ulike områdene, og mellom ulike typer respondenter. Den andre forskningsartikkelen presenterer et estimat av økosystemtjenestenes totale samfunnsverdi av i dag i de seks områdene, samt en analyse av dets variasjoner. Gjennomsnittsestimater av totalverdien strekker seg fra omtrent €400 ha-1 year-1 i det finske Simojoki, til €7,000 ha-1 year-1 i det norske Orrevassdraget. Mesteparten av verdien kommer fra aktiv verdsettelse av naturen i form av eksempelvis rekreasjon, men funnene viser stor variabilitet mellom og innad i områdene. Andre store økosystemtjenester er støtteområdene for landbruksvirksomhet, skogbruk og karbonbinding. Jordsmonnstype, skråninger, landskapsvariasjon, befolkningstetthet og tilgang på vann, viser alle signifikant korrelasjon til økosystemtjenestenes verdi. Den tredje artikkelen presenterer en analyse av potensielle effekter det grønne skiftet kan ha på verdien av økosystemtjenestene. Det er presentert fem ulike bioøkonomiske senarioer til rammeverket utviklet i artikkel II. Hver av disse senarioene er analysert for å finne hvilke endringer de villede til i henholdsvis landbruksendringer, sosio-geografiske endringer og økosystemtjenestene undersøkte nedbørfelt tilbyr i dag. Analysen finner at en fremskreden bioøkonomi med høy sannsynlighet vil øke verdien av økosystemtjenestene i sin helhet. Det er det bærekraftsfokuserte senarioet, og senarioet fokusert på å maksimere økonomisk produksjon som gir størst verdiøkning. Likevel er det også for disse senarioene stor variasjon mellom de ulike områdene, så vel som mellom ulike interessegrupper som på ulikt vis drar nytte av økosystemtjenestene. Dette antyder at bioøkonomisk politikk ikke bare vil påvirke den totale sosiale verdien av nedbørfelt, men også fordelingen av verdier innad i samfunnet.