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Keywords:

  • analytical model;
  • human-natural systems;
  • land sharing;
  • land sparing;
  • species richness;
  • sustainability;
  • wildlife-friendly farming
  • agricultura amistosa con la vida silvestre;
  • modelo analítico;
  • riqueza de especies;
  • sistemas humanos-naturales;
  • sustentabilidad;
  • tierras compartidas;
  • tierras de reserva

Abstract:  Land-use change is affecting Earth's capacity to support both wild species and a growing human population. The question is how best to manage landscapes for both species conservation and economic output. If large areas are protected to conserve species richness, then the unprotected areas must be used more intensively. Likewise, low-intensity use leaves less area protected but may allow wild species to persist in areas that are used for market purposes. This dilemma is present in policy debates on agriculture, housing, and forestry. Our goal was to develop a theoretical model to evaluate which land-use strategy maximizes economic output while maintaining species richness. Our theoretical model extends previous analytical models by allowing land-use intensity on unprotected land to influence species richness in protected areas. We devised general models in which species richness (with modified species-area curves) and economic output (a Cobb–Douglas production function) are a function of land-use intensity and the proportion of land protected. Economic output increased as land-use intensity and extent increased, and species richness responded to increased intensity either negatively or following the intermediate disturbance hypothesis. We solved the model analytically to identify the combination of land-use intensity and protected area that provided the maximum amount of economic output, given a target level of species richness. The land-use strategy that maximized economic output while maintaining species richness depended jointly on the response of species richness to land-use intensity and protection and the effect of land use outside protected areas on species richness within protected areas. Regardless of the land-use strategy, species richness tended to respond to changing land-use intensity and extent in a highly nonlinear fashion.

Resumen:  El cambio en el uso de suelo esta afectando la capacidad de la Tierra para soportar tanto especies silvestres como una población humana creciente. La pregunta es como manejar los paisajes tanto para la conservación de especies como para fines económicos. Si grandes extensiones son protegidas para conservar la riqueza de especies, entonces las áreas no protegidas deben ser utilizadas más intensivamente. Asimismo, el uso de baja intensidad deja menos superficie protegida pero puede permitir que especies silvestres persistan en áreas que son utilizadas con fines de mercado. Este dilema esta presente en los debates sobre políticas agrícolas, de vivienda y forestales. Nuestra meta fue desarrollar un modelo teórico para evaluar que estrategia de uso de suelo maximiza el producto económico al tiempo que mantiene la riqueza de especies. Nuestro modelo teórico extiende modelos analíticos previos al permitir que la intensidad en el uso de suelo en tierras no protegidas influya sobre la riqueza de especies en tierras protegidas. Diseñamos modelos generales en los que la riqueza de especies (con curvas de especies-área modificadas) y el producto económico (una función de producción Cobb–Douglas) son una función de la intensidad del uso de suelo y de la proporción de terreno protegido. El producto económico incrementó a medida que incrementaron la intensidad del uso de suelo y la proporción tierra protegida, y la riqueza de especies respondió al incremento de intensidad tanto negativamente como siguiendo la hipótesis de perturbación intermedia. Resolvimos el modelo analíticamente para identificar la combinación de intensidad en el uso de suelo y la superficie protegida que proporcionaron la cantidad máxima de producto económico, dado un nivel determinado de riqueza de especies. La estrategia de uso de suelo que maximizó el producto económico al tiempo que mantenía la riqueza de especies dependió conjuntamente de la respuesta de la riqueza de especies a la intensidad en el uso de suelo y protección y el efecto del uso de suelo afuera de las áreas protegidas sobre la riqueza de especies dentro de las áreas protegidas. Independientemente de la estrategia de uso de suelo, la riqueza de especies tendió a responder a cambios en la intensidad y extensión del uso de suelo en una manera altamente no lineal.