Pattern, function, planning : modeling ecosystem service dynamics for sustainable multifunctional landscapes in the Canadian prairies
Notice bibliographique
Résumé
Multifunctional landscapes are essential for sustaining ecosystem services (ES) including agricultural productivity, yet land-use and management practices often create complex trade-offs and synergies. In the Canadian prairies, an intensively modified agricultural landscapes, the spatial dynamics of ES interactions remain inadequately understood, limiting their long-term resilience and sustainability. This dissertation addresses this gap by developing a novel "Pattern-Function-Planning" framework to systematically explore how landscape patterns govern ES flows and their implications for sustainable land management. The research first uses mechanistic modeling to understand pollination dynamics, then employs network analysis to map ES functional connectivity. It subsequently explores how landscape patterns and ES flows mediate agricultural crop yield and finally identifies spatial patterns of trade-offs and synergies among conservation, production, and climate resilience objectives to inform targeted planning. This is achieved by integrating spatial ES modeling (e.g., ARIES, InVEST), ecological network analysis, non-linear statistical modeling (GAMs), and multi-objective optimization. Key findings reveal that: over 45% of pollination-dependent croplands in the study area lack sufficient wild pollination; approximately 29% of the selected landscape functions as critical ES interaction hotspots, with natural habitats like wetlands and grasslands serving as vital mediators of ES connectivity; landscape configuration (e.g., connectivity) often exerts greater influence on crop yield than the mere amount of natural habitat; and, while an area covering 27.33% of the landscape faces significant production-conservation trade-offs, only 9.11% currently supports synergistic, resilient production systems. This research demonstrates that landscape pattern is a fundamental driver of the ecological and regional functions that dictate ES flows and bundling. The findings underscore that agricultural output is not just a function of field-level inputs but is deeply embedded within, and responsive to, the broader landscape matrix and the ecological processes it supports. A crucial insight is that strategic management of landscape configuration—such as enhancing connectivity and crop diversity—can offer greater returns for both agricultural performance and ES multifunctionality than focusing merely on the quantity of natural habitat. The "Pattern-Function-Planning" framework offers a novel, applied approach to explore ES spatial dynamics and reconcile conflicting objectives. This research thus provides pragmatic decision pathways and a spatially explicit basis for policy and land-use planning aimed at fostering sustainable, multifunctional agricultural landscapes where single-priority management is no longer a viable solution.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».