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

I løpet av det siste århundret har verden endret seg raskt på grunn av menneskelige aktiviteter. Klimaendringer og effektene av dem er ofte på forsiden av nyhetene. Samtidig har menneskelig arealbruk endret jordas overflate. For eksempel fungerer veier og jernbaner ofte som barrierer for arters bevegelser. Resultatet er en 'perfekt storm', der bevegelsesbarrierer fanger arter på steder som ikke lenger gir gode (klimatiske) leveforhold. For å begrense de negative konsekvensene av våre aktiviteter, må vi forstå den totale effekten av alle menneskelige aktiviteter på arter. I dette prosjektet fokuserer vi på rein, en ikonisk art for Skandinavia. Reinsdyr spiller en sentral rolle i alpine og tundraøkosystemer. De er en nøkkelart i mange lokalsamfunn, og utgjør selve grunnpilaren i den samiske kulturen. Til tross for at reinen stort sett ferdes i relativt avsidesliggende fjellområder, har de ikke vært spart for infrastrukturutvikling. En kort oversikt over metodene og verktøyene som er blitt utviklet finnes her: https://www.nina.no/Naturmangfold/Hjortedyr/reindeermapsnorway I et team med internasjonale forskere, med ekspertise som spenner fra økologi til informatikk, har vi utviklet et konseptuelt og metodisk rammeverk som gjør det mulig å kvantifisere de totale effektene av de ulike stressfaktorene (f.eks. fornybar energi, transport, turisme, klima) på reinens områder. Dette rammeverket innebærer: (i) å beregne innflytelsessonen til hver stressor; (ii) utføre habitategnethet og bevegelsesmodellering for å estimere de kumulative påvirkningene; og (iii) modellere habitatforbindelser for å kvantifisere og romlig identifisere funksjonelle habitat- og bevegelseskorridorer. Ved å bruke denne tilnærmingen er det mulig å estimere tap og fragmentering av habitat, identifisere de viktigste stressfaktorene for reinens habitat i hvert område, og simulere hvordan ytterligere menneskelig aktivitet eller avbøtende tiltak kan redusere eller forbedre forholdene i reinområdene. Vi har satt sammen en stor database med reinsdyr-GPS-data over hele Norge og Sverige, samt miljøvariabler for Skandinavia, inkludert klima, naturressurser, landskapsvariabler og kart over infrastruktur og menneskelig aktivitet. Ved å kombinere vår tilnærming med disse dataene har vi utviklet flere lokale og regionale analyser for å estimere kumulative påvirkninger for både vill- og tamrein. Vi finner at reinsdyr responderer til ulike typer infrastruktur som veier, jernbane, bygninger og vindkraft, og til turisme. En beskrivelse av de viktigste resultatene for villrein finnes i to rapporter (som finnes ved å følge lenken over) og en app https://view.nina.no/QN. Effektene av infrastruktur og menneskelige aktiviteter strekker seg over store avstander og er sterkest i områdene med mye infrastruktur. På Hardangervidda finner vi effekter av hytter som strekker seg 10 – 20 km fra selve bebyggelsen. Vi har også brukt tilnærmingen for å estimere effektene av å bruke avbøtende tiltak for villrein i Setesdal Ryfylke, Rondane og Reinheimen-Breheimen.

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.