mapping ecosystem services - the esm app and the new mapnat jörg priess openness-cana...
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Mapping Ecosystem Services -
The ESM App and the New MapNat
Jörg Priess
OpenNESS-CANA Minisymposium, Analandia, 2015-06-23
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Why Map & Measure Ecosystem Services ?
Contribute to maintain & restore ecosystems providing essential services (ESS), on which livelihoods and human
wellbeing are based.
Increase knowledge about ESS provision (supply) and their use (demand).
Information about ESS use needed for:
• ESS-related research (scientific community)
• Decision support (policy & planning)
• Environmental information & education (citizens, teachers, scientists)
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ESS-concept beyond Science
ESS increasingly applied in policy, legislation, planning
Aichi targets on ecosystem services (agreed at COP10, Nagoya, 10/2010)
Strategic goal D: Enhance the benefits to all from biodiversity and ecosystem services
Target 14:By 2020, ecosystems that provide essential services, including services related to water, and contribute to health, livelihoods and well-being, are restored and safeguarded, taking into account the needs of women, indigenous and local communities, and the poor and vulnerable
Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services – IPBESGovernments have agreed on four main functions of IPBES:
• knowledge generation, • assessments of knowledge on biodiversity and ecosystem services
(regional, sub-regional, global and thematic), • policy support by identifying policy-relevant tools and methodologies and • capacity building to improve the science-policy interface.
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Concepts and Tools for Mapping & Measuring ESS
Sources:
http://ies.jrc.ec.europa.eu/news/468/155/Mapping-and-Assessment-of-Ecosystems-and-their-Services.html;
http://www.naturalcapitalproject.org/models/models.html;CCI and BirdLife International (2011) Measuring and monitoring ecosystem services
at the site scale. Cambridge, UK: Cambridge Conservation Initiative and BirdLife International.
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Mapping and Reporting ES
Key objectives of the ESM App
• Direct mapping of the use (= flow) of ecosystem
services = demand perspective
optionally potential supply perspective
• Focus on cultural services
• Tool making use of everyday personal devices and
their technical features, namely smartphones / tablets
• Applicable in citizen science and research
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Mapping and Reporting ES
Interested citizens and/or scientists mapping ES
Locate ES via GPSuser feedback: visualisation
Submit / retrieve
Resu
lts
UsersScience - Decision makers - Public
Sektion Sektion Bereich Bereich Gruppe Gruppe Klasse Klasse Klassentyp
Diese Spalte zeigt die drei Hauptkategorien der Ökosystemleistungen
Diese Spalte unterteilt die Sektionskategorien in Haupttypen der
Produkte oder Prozesse.
Die Gruppe unterteilt die Bereichskategorien nach biologischer, physikalischer oder kulureller Art oder
Prozess.
Die Klasse stellt eine weitere Unterteilung der Gruppe in biologische oder materielle Leistung und bio-physikalische und kulturelle Prozesse dar. Diese lasssen sich auf eine konkrete und identifizierbare
Leistungsherkunft zurückführen.
Klassentypen spalten Klassen in Individualeinheiten und schlagen Methoden zur Messung der Ökosystemdienstleistung vor.
Ertrag aus Ackerbau1.1.1.1
Ertrag nach Menge, Typ
Vieh, Zuchttiere und deren Erzeugnisse 1.1.1.2
Tiere, Produkte nach Menge, Typ
Wildpflanzen, Algen und deren Erzeugnisse 1.1.1.3 Pflanzen, Algen nach Menge, TypWildtiere und deren Erzeugnisse 1.1.1.4 Tiere nach Menge, Typ
Pflanzen und Algen aus in-situ Gewässerbewirtschaftung
1.1.1.5Pflanzen, Algen nach Menge, Typ
Tiere aus in-situ Gewässerbewirtschaftung 1.1.1.6 Tiere nach Menge, Typ
Trinkwasser aus Oberflächengewässer 1.1.2.1 nach Menge, Typ
Trinkwasser aus Grundwasser 1.1.2.2
Fasern und andere Materialien von Pflanzen, Algen und Tieren für Direktverbrauch oder Verarbeitung 1.2.1.1
Material nach Menge, Typ, Gebrauch, Medium (Land, Boden, Frischwasser, Meer)Materialien von Pflanzen, Algen und Tieren zum
agrarwirtschaftlichen Gebrauch 1.2.1.2
genetisches Material aller Biota 1.2.1.3
Oberflächenwasser (nicht als Trinkwasser) 1.2.2.1 nach Menge, Typ, Gebrauch
Grundwasser (nicht als Trinkwasser) 1.2.2.2auf Pflanzen basierende Ressourcen
1.3.1.1nach Menge, Typ, Herkunft
auf Tieren basierende Ressourcen 1.3.1.2Mechanische Energie 1.3.2 auf Tieren basierte Energie 1.3.1.3 nach Menge, Typ, Herkunft
Biosanierung durch Mikroorganismen, Algen, Pflanzen und Tieren 2.1.1.1
nach Menge, Typ, Gebrauch, Medium (Land, Boden, Frischwasser, Meer)Filtration/Bindung/Speicherung/Akkumulierung durch
Mikroorganismen, Algen, Pflanzen und Tiere 2.1.1.2nach Menge, Typ, Gebrauch, Medium (Land, Boden, Frischwasser, Meer)Filtration/Bindung/Speicherung/Akkumulierung durch
Ökosysteme2.1.2.1 nach Menge, Typ, Gebrauch,
Medium (Land, Boden, Verdünnung durch Atmosphäre, Frischwasser und marine Ökosysteme
2.1.2.2
Ausgleich von Geruch/Geräuschen/visuellen Einflüssen
2.1.2.3
Massenstabilisierung and Monitoring der Erosionsraten
2.2.1.1 nach Risikominderung, geschütztem GebietDämpfung von Masseströmen
2.2.1.2
Wasserkreislauf und Ausgleich von Wasserströmen 2.2.2.1 nach Tiefe/Volumen
Schutz vor Flut und Hochwasser 2.2.2.2 nach Risikominderung, geschütztem GebietSchutz vor Stürmen
2.2.3.1nach Risikominderung, geschütztem Gebiet
Ventilation und Transpiration2.2.3.2
nach Änderung der Temperatur/Luftfeuchte
Befruchtung und Samenausbreitung2.3.1.1
nach Menge und Herkunft
Erhalt von Aufzuchthabitaten und -stationen 2.3.1.2 nach Menge und Herkunft
Schädlingsbekämpfung 2.3.2.1 nach Risiko-/Häufigkeitsminderung, Krankheitsbekämpfung 2.3.2.2
Verwitterungsprozess 2.3.3.1 nach Menge/Konzentration und HerkunftZersetzungs-, Lösungsprozesse und Nährstoffbindung 2.3.3.2
chemische Beschaffenheit von Frischwasser 2.3.4.1 nach Menge/Konzentration und Herkunftchemische Beschaffenheit von Salzwasser 2.3.4.2
globale Klimaregulierung durch Reduktion der Treibhausgaskonzentration 2.3.5.1
nach Menge, Konzentration oder klimatischen Parameter
Regulierung von Mikro- und Mesoklima 2.3.5.2
empirischer Gebrauch von Pflanzen, Tieren und (Meeres-) Landschaften unter verschiedenen Umweltbedingungen
3.1.1.1nach Besuchen/Gebrauch von Daten, Pflanzen, Tieren, Ökosystemtyp
wissenschaftlich3.1.2.1
nach Gebrauch/Zitierung, Pflanzen, Tieren, Ökosystemtyp
bildend 3.1.2.2Kulturerbe
3.1.2.3
Unterhaltung3.1.2.4
ästhetisch3.1.2.5
symbolisch3.2.1.1
nach Gebrauch, Pflanzen, Tieren, Ökosystemtyp
sakral oder/und religiös3.2.1.2
Existenz3.2.2.1
nach Pflanzen, Tieren, Eigenschaft/Ökosystemtyp oder Bestandteil
Nachlass
3.2.2.2
CICES for ecosystem accounting
Wasser
3.2.1
andere kulurelle Leistung
3.2.2
physischer Gebrauch von (Meeres-)Landschaften unter verschiedenen Umweltbedingungen
3.1.1.2
geistige und repräsentative Interaktionen
3.1.2
Atmosphärische Zusammensetzung und Klimaregulierung 2.3.5
3.1.1
Ausgleich durch Ökosysteme
2.1.2
1.1.2
Kultur 3
physische und geistige Interaktionen zwischen Biota, Ökosystemen und (Meeres-) Landschaften [von der Umwelt geschaffener Rahmen]
3.1
physische und empirische Interaktionen
spirituelle, symbolische und andere Interaktionen zwischen Biota, Ökosystemen und (Meeres-
)Landschaften [von der Umwelt geschaffener Rahmen]
3.2
spirituell oder/und symbolisch
Erhalt physikalischer, chemischer, biologischer Zustände
2.3
Erhalt von Lebenszyklus & Genpool, Habitatschutz 2.3.1
Schädlings- und Krankheitsbekämpfung2.3.2
Bodengenese und -zusammensetzung2.3.3
Wasserbeschaffenheit2.3.4
Ausgleich von Masseflüssen
2.2
Massenströme
2.2.1
flüssige Ströme2.2.2
gasförmige/ Luftströme
2.2.3
Energie
1.3
auf Biomasse bezogene Energiequellen 1.3.1
Regulierung & Aufrechterhaltung
2
Ausgleich von Müll, Giftstoffen und anderen Immissionen
2.1
Ausgleich durch Biota
2.1.1
Versorgung 1
Nahrung
1.1
Biomasse 1.1.1
Materialien
1.2
Biomasse
1.2.1
Wasser1.2.2
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Classification of ES – adapted from CICES v4.3
Sektion Sektion Bereich Bereich Gruppe Gruppe Klasse Klasse Klassentyp
Diese Spalte zeigt die drei Hauptkategorien der Ökosystemleistungen
Diese Spalte unterteilt die Sektionskategorien in Haupttypen der Produkte oder Prozesse.
Die Gruppe unterteilt die Bereichskategorien nach biologischer, physikalischer oder kulureller Art oder
Prozess.
Die Klasse stellt eine weitere Unterteilung der Gruppe in biologische oder materielle Leistung und bio-physikalische und kulturelle Prozesse
dar. Diese lasssen sich auf eine konkrete und identifizierbare Leistungsherkunft zurückführen.
Klassentypen spalten Klassen in Individualeinheiten und schlagen Methoden zur Messung der Ökosystemdienstleistung vor.
Ertrag aus Ackerbau 1.1.1.1 Ertrag nach Menge, TypVieh, Zuchttiere und deren Erzeugnisse 1.1.1.2 Tiere, Produkte nach Menge, TypWildpflanzen, Algen und deren Erzeugnisse 1.1.1.3 Pflanzen, Algen nach Menge, Typ
Wildtiere und deren Erzeugnisse 1.1.1.4 Tiere nach Menge, Typ
Pflanzen und Algen aus in-situ Gewässerbewirtschaftung 1.1.1.5 Pflanzen, Algen nach Menge, TypTiere aus in-situ Gewässerbewirtschaftung 1.1.1.6 Tiere nach Menge, Typ
Trinkwasser aus Oberflächengewässer 1.1.2.1 nach Menge, Typ
Trinkwasser aus Grundwasser 1.1.2.2
Fasern und andere Materialien von Pflanzen, Algen und Tieren für Direktverbrauch oder Verarbeitung 1.2.1.1
Material nach Menge, Typ, Gebrauch, Medium (Land, Boden, Frischwasser, Meer)
Materialien von Pflanzen, Algen und Tieren zum agrarwirtschaftlichen Gebrauch 1.2.1.2
genetisches Material aller Biota 1.2.1.3
Oberflächenwasser (nicht als Trinkwasser) 1.2.2.1 nach Menge, Typ, Gebrauch
Grundwasser (nicht als Trinkwasser) 1.2.2.2auf Pflanzen basierende Ressourcen 1.3.1.1 nach Menge, Typ, Herkunftauf Tieren basierende Ressourcen 1.3.1.2
Mechanische Energie 1.3.2 auf Tieren basierte Energie 1.3.1.3 nach Menge, Typ, Herkunft
Biosanierung durch Mikroorganismen, Algen, Pflanzen und Tieren 2.1.1.1 nach Menge, Typ, Gebrauch, Medium (Land, Boden, Frischwasser, Meer)
Filtration/Bindung/Speicherung/Akkumulierung durch Mikroorganismen, Algen, Pflanzen und Tiere 2.1.1.2
nach Menge, Typ, Gebrauch, Medium (Land, Boden, Frischwasser, Meer)
Filtration/Bindung/Speicherung/Akkumulierung durch Ökosysteme 2.1.2.1 nach Menge, Typ, Gebrauch, Medium (Land, Boden, Frischwasser, Meer)
Verdünnung durch Atmosphäre, Frischwasser und marine Ökosysteme 2.1.2.2
Ausgleich von Geruch/Geräuschen/visuellen Einflüssen 2.1.2.3
Massenstabilisierung and Monitoring der Erosionsraten 2.2.1.1 nach Risikominderung, geschütztem Gebiet
Dämpfung von Masseströmen 2.2.1.2Wasserkreislauf und Ausgleich von Wasserströmen 2.2.2.1 nach Tiefe/Volumen
Schutz vor Flut und Hochwasser 2.2.2.2 nach Risikominderung, geschütztem Gebiet
Schutz vor Stürmen 2.2.3.1 nach Risikominderung, geschütztem GebietVentilation und Transpiration 2.2.3.2 nach Änderung der Temperatur/LuftfeuchteBefruchtung und Samenausbreitung 2.3.1.1 nach Menge und HerkunftErhalt von Aufzuchthabitaten und -stationen 2.3.1.2 nach Menge und Herkunft
Schädlingsbekämpfung 2.3.2.1 nach Risiko-/Häufigkeitsminderung, geschütztem Gebiet
Krankheitsbekämpfung 2.3.2.2Verwitterungsprozess 2.3.3.1 nach Menge/Konzentration und Herkunft
Zersetzungs-, Lösungsprozesse und Nährstoffbindung 2.3.3.2
chemische Beschaffenheit von Frischwasser 2.3.4.1 nach Menge/Konzentration und Herkunft
chemische Beschaffenheit von Salzwasser 2.3.4.2
globale Klimaregulierung durch Reduktion der Treibhausgaskonzentration 2.3.5.1
nach Menge, Konzentration oder klimatischen Parameter
Regulierung von Mikro- und Mesoklima 2.3.5.2
empirischer Gebrauch von Pflanzen, Tieren und (Meeres-) Landschaften unter verschiedenen Umweltbedingungen
3.1.1.1nach Besuchen/Gebrauch von Daten, Pflanzen, Tieren, Ökosystemtyp
wissenschaftlich 3.1.2.1 nach Gebrauch/Zitierung, Pflanzen, Tieren, Ökosystemtyp
bildend 3.1.2.2Kulturerbe 3.1.2.3Unterhaltung 3.1.2.4ästhetisch 3.1.2.5symbolisch 3.2.1.1 nach Gebrauch, Pflanzen, Tieren, Ökosystemtyp
sakral oder/und religiös 3.2.1.2Existenz 3.2.2.1 nach Pflanzen, Tieren, Eigenschaft/Ökosystemtyp oder Bestandteil
Nachlass 3.2.2.2
physischer Gebrauch von (Meeres-)Landschaften unter verschiedenen Umweltbedingungen 3.1.1.2
geistige und repräsentative Interaktionen
3.1.2
spirituelle, symbolische und andere Interaktionen zwischen Biota, Ökosystemen und
(Meeres-)Landschaften [von der Umwelt geschaffener Rahmen]
3.2
spirituell oder/und symbolisch3.2.1
andere kulurelle Leistung3.2.2
2.3.5
Kultur 3 physische und geistige Interaktionen zwischen Biota, Ökosystemen und (Meeres-)
Landschaften [von der Umwelt geschaffener Rahmen]
3.1
physische und empirische Interaktionen
3.1.1
Erhalt physikalischer, chemischer, biologischer Zustände
2.3
Erhalt von Lebenszyklus & Genpool, Habitatschutz2.3.1
Schädlings- und Krankheitsbekämpfung2.3.2
Bodengenese und -zusammensetzung2.3.3
Regulierung & Aufrechterhaltung 2.1.1
Wasserbeschaffenheit2.3.4
Ausgleich durch Ökosysteme
2.1.2
Massenströme2.2.1
flüssige Ströme2.2.2
gasförmige/ Luftströme2.2.3
2 Ausgleich von Müll, Giftstoffen und anderen Immissionen
2.1
Ausgleich durch Biota
Ausgleich von Masseflüssen
Atmosphärische Zusammensetzung und Klimaregulierung
2.2
1.2.2
Energie
1.3
auf Biomasse bezogene Energiequellen1.3.1
CICES for ecosystem accounting
Versorgung 1 Nahrung
1.1
Biomasse 1.1.1
Wasser 1.1.2
Materialien
1.2
Biomasse
1.2.1
Wasser
Source:Common International Classification of Ecosystem Services CICES v 4.3 modified & expanded (URL: http://cices.eu/; )
ESM-App:
all ecosystem services
Provisioning – regulating - cultural
31,101 Watching animals, plants31,102 Barbeque, picnic31,103 Boating, canoeing31,104 Climbing31,105 (Fly-)fishing and hunting31,106 Swimming, snorkeling, diving31,107 Biking31,108 Walking the dog31,109 Walking, strolling, hiking31,110 Jogging, running31,111 Gardening31,112 Other outdoor (ball-)sports31,114 Camping31,113 Other outdoor activities3,121 Research, (Environmental) education3,125 Experience landscape beauty3,127 Nature as inspiration (motive, ideas, creativity)
3.2 3.2.1 3,212 Sacred and/or religious significance of plants or animals11,103 Wild plants (berries, fruits, mushrooms etc.)11,104 Wild animals (meat, fish, crabs, etc.)
1.1.2 Water 11,201 Drinking water (Surface or groundwater)
12,101 Fibres and other materials from plants, algae and animals
(fibers, wood, flowers, skins, bones, etc.)12,102 Plants, algae or animals as feed or fertilizer13,101 Energy from plants (wood, straw, etc.)13,102 Energy from animals (dung, fat …)
1.3.2 Mechanical energy 13,103 Draft animal or mount (horse, elephant, cattle)2.1 2.1.2 21,203 Mediation of smell, noise, visual impacts2.2 2.2.2 22,202 Flood protection2.3 2.3.5 23,502 Provide shade
40,001 Unsightly landscape (vegetation, waste, buildings …)40,002 Damaged vegetation (pest, storm, fire ...)40,003 air pollution (Dust, soil, traffic, heating …)40,004 pests (mosqiutos, flies, ticks ...) 40,005 Erosion / landslide40,006 Flodding40,007 (Ground-)Water table40,008 Water quality (chemicals, sediments, smell ...)40,009 Scariness (feels dangerous or threatening ...)
4Environmental Problems /
Impacts (dis-services)4
All sorts of enviromental problems / hazards (co)caused by ecosystems
Biomass-based energy sources
2 Regulation
1.2 Materials 1.2.1Raw material from plants and animals
1 Provisioning
1.3 Energy1.3.1
Physical and experiential activities / recreation
3.1.2Intellectual and
emotional interactions
3 Cultural3.1
Physical and intellectual
interactions with biota,
ecosystems, and land-/seascapes [environmental
settings]
3.1.1
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Classification of ES – adapted from CICES v4.3
Source:Common International Classification of Ecosystem Services CICES v 4.3 modified & expanded (URL: http://cices.eu/; )
MapNat-App:
Selected ecosystem services
Focus on cultural ESS & dis-services
Selected provisioning & regulating ESS
Current Version of the ESM-App1 2 3
Map ES:
select land use & ES rank submit
„Self“ flag
User benefits:
locate interesting ES, check own mapping
Current Version of the ESM-App1 2 3
Map ES:
select land use & ES rank submit
Provide additional information,
Export mapped ES, report bugs / App-crash
User benefits:
locate interesting ES, check own mapping„Self“
flag
Page 13
MapNat: New and Improved Features
All of them recommended / requested by test-users of ESM-App
StartscreenNew ICON
Short Intro to MapNat
New Help ScreensOptional/permantent
New Mapping OptionsGPS plus free points-areas-lines on the map
New Ecosystem Service ListNEW colors to group ESFocus on cultural ES, to
ensure demand perspectiveNEW dis-services included
Page 14
MapNat: New and Improved Features 2
All of them recommended / requested by test-users of ESM-App
New Additional OptionsNew transport to
ESS useOld Land use type or
Ecosystem of ESS useNEW questions valuation
& frequency of visitNEW free comment
New Summary PageNEW review all selections
NEW add a photo
New Settings OptionsNew option to register
Old register home locationOld download and email
optionsOld crash report to
developer
Page 15
Wrap Up – Current & Potential Uses of ESM App
Users ESM App ESS information
Generate new knowledge via mapping (and valuing) ESS
Provide information supporting ESS-science and -education
Provide limited user feedback
Page 17
Retrieval of results
Via WEB GUI from the server or via export of own records from smartphone
Page 18
ESM App - Technical Information
Webserver• URL: ess-mapping.org
• SQL Database
• Data retrieval GUI
• Language management
• ToDos•WebGis •Quality control of data•data evaluation methods•links to other ES-related databases
Smartphone• Android operating
system (2.X; better 4.X)
• 4 MB free space
• GPS
• internet access
• adaptable lists for ESS and ecosystems
Communication
Communication
• Structured packages for 1 - n ESS
• Online OR offline
• Lan, wLan, bluetooth
• Independent of languages
Page 19
Wrap Up – Current & Potential Uses of ESM App
Suggestions of ESM-App test-users for additional functionalities of next version:
• Simplify app structure and terminology
• More options to map ESS (areas, tracks)
• Options to submit comments and images
• Valuation of ESS
• Questions & answers
• Environmental quiz
• . . .