Protected area planning to conserve biodiversity in an uncertain future.

ABSTRACT

Protected areas are a key instrument for conservation. Despite this, they are vulnerable to risks associated with weak governance, land-use intensification, and climate change. We used a novel hierarchical optimization approach to identify priority areas for expanding the global protected area system that explicitly accounted for such risks while maximizing protection of all known terrestrial vertebrate species. To incorporate risk categories, we built on the minimum set problem, where the objective is to reach species distribution protection targets while accounting for 1 constraint, such as land cost or area. We expanded this approach to include multiple objectives accounting for risk in the problem formulation by treating each risk layer as a separate objective in the problem formulation. Reducing exposure to these risks required expanding the area of the global protected area system by 1.6% while still meeting conservation targets. Incorporating risks from weak governance drove the greatest changes in spatial priorities for protection, and incorporating risks from climate change required the largest increase (2.52%) in global protected area. Conserving wide-ranging species required countries with relatively strong governance to protect more land when they bordered nations with comparatively weak governance. Our results underscore the need for cross-jurisdictional coordination and demonstrate how risk can be efficiently incorporated into conservation planning. Planeación de las áreas protegidas para conservar la biodiversidad en un futuro incierto.

RESUMEN

Aunque las áreas protegidas son un instrumento clave para la conservación, no dejan de ser vulnerables a los riesgos asociados a una gestión pobre, la intensificación del uso de suelo y al cambio climático. Usamos una estrategia novedosa de optimización jerárquica para identificar las áreas prioritarias para la expansión del sistema global de áreas protegidas. La estrategia consideró de manera explícita los riesgos mencionados y también maximizó la protección de todas las especies conocidas de vertebrados terrestres. Para incorporar a las categorías de riesgo partimos del mínimo problema establecido, en donde el objetivo es lograr los objetivos de protección de la distribución de especies mientras se considera sólo una restricción, como el costo o área del suelo. Expandimos esta estrategia para que incluyera varios objetivos que consideraran el riesgo desde la formulación del problema mediante el manejo de cada nivel de riesgo como un objetivo aparte durante la formulación del problema. La reducción de la exposición a estos riesgos requirió que se expandiera el área total del sistema global de áreas protegidas en un 1.6% y así todavía cumplir con los objetivos de conservación. La incorporación de riesgos a partir de una gestión pobre fue el principal impulsor de cambios en las prioridades espaciales para la protección, mientras que la incorporación de riesgos a partir del cambio climático requirió el mayor incremento (2.52%) del área protegida a nivel mundial. La conservación de especies con distribución amplia requirió que los países con una gestión relativamente fuerte protegieran más suelo al tener fronteras con países con una gestión pobre en comparación son la suya. Nuestros resultados destacan la necesidad de una coordinación entre jurisdicciones y demuestran cómo puede incorporarse el riesgo de manera exitosa a la planeación de la conservación.