Innovations in cumulative impact studies and applications to aid conservation and sustainable management of Reindeer in Scandinavia

De siste hundre årene har verden endret seg raskt som en følge av menneskelige aktiviteter. Klimaendring og effektene av dem er ofte på forsiden av nyhetene, og menneskelig arealbruk har forandret jordens overflate. For eksempel fungerer veier og jernbaner ofte som barrierer for ville dyr. Resultatet er en "perfekt storm", hvor barrierer fanger arter på steder som ikke lenger gir gode (klimatiske) levevilkår. Arter dør allerede ut i et så høyt tempo at vi lever i det som har blitt kalt den sjette utryddelsesperioden ? den forrige perioden var for 65 millioner år siden og utryddet dinosaurene. For å begrense de negative konsekvensene av våre aktiviteter må vi forstå den samlede effekten av alle menneskelige aktiviteter på andre arter. I dette prosjektet fokuserer vi på rein, en svært ikonisk art i Skandinavia. Reinen finnes ikke bare på mange skandinaviske suvenirer, den spiller en langt viktigere rolle i alpine og tundraøkosystemer, og i mange lokalsamfunn. De er selve bærebjelken i reindriften og den samiske kulturen. Til tross for at reinen utnytter avsidesliggende fjellområder, har de ikke blitt spart i infrastrukturutviklingen. I tillegg virker globale klimaendringer negativt inn på reinenes levevilkår. Vi er et team av internasjonale forskere med kompetanse som spenner fra økologi til datavitenskap, som sammen med reindriftutøvere vil kvantifisere de totale effektene av de ulike stressorene (for eksempel fornybar energi, transport, turisme, klima) på rein. Barrierer kan skille dyrene fra de mest passende områdene i ulike tider av året. Samtidig kan endret klima gi økt behov for mobilitet. For hvert beiteområde vil vi identifisere de viktigste stressorene. Dette danner kunnskapsgrunnlag for effektive avbøtende tiltak som kan redusere de negative konsekvensene av menneskelig aktivitet på reinens leveområder.

Anthropogenic activities pose major challenges to sustainability. The cumulative impact of multiple stressors depends upon their interactions and spatio-temporal configurations with respect to each other and to ecosystem flows. Failure to adequately assess long-term cumulative impacts may lead to tipping points and undermine ecosystem functioning. We integrate advances in ecology and computer science to quantify cumulative impacts of any combination of stressors, occurring at specific places and times, on ecosystem performance. We extend the ecological niche concept by integrating movement flows and connectivity. We develop approaches to assess cumulative impacts simultaneously on habitat loss and fragmentation, and quantify the remaining amount of functional habitat. We will develop an open-source software to: calculate multi-stressor impacts, identify vulnerable areas, produce zonation maps, and perform scenario analyses to guide sustainable development. We test the approach on a sensitive key species posing major challenges to sustainable development: reindeer. We build upon decades of studies on > 1000 GPS-monitored reindeer individuals across Boreal, Alpine, sub-Arctic and high Arctic ecosystems in Norway and Sweden to synthesize knowledge, identify tolerance thresholds, and quantify the total impact of all stressors (climate, roads, railways, renewable energy, tourism, forestry, depredation, parasites etc.) on populations. We integrate the cumulative impact into a synthetic index quantifying the habitat functionality of each range, and produce zonation maps ranking sensitive areas for use in management. Finally, we analyse historic and future scenarios to unveil multi-stressor impacts so far, project it in time, and concretely assist sustainable development. To ensure practical relevance we integrate Traditional Ecological Knowledge and scenario analyses based on stakeholders' expertise and requirements within the same analytical framework.