Developing guidelines for quantifying ecosystem impacts of terrestrial species invasion within the framework of Life Cycle Assessment

Abstract

Biologiske invasjoner utgjør en betydelig trussel mot funksjonen til økosystemer og samfunn rundt om i verden, og er en av de viktigste driverne for globalt tap av biologisk mangfold. Terrestriske invasive fremmede arter (IAS) forårsaker skader på flere beskyttelsesområder som økosystemkvalitet, menneskers helse og sosioøkonomiske eiendeler, men vi mangler en metodikk for å tallfeste disse virkningene. Kvantifisering av virkningene av terrestrisk IAS er nødvendig for at riktig fordeling av virkningene mellom produkter og tjenester kan gjøres. Life Cycle Impact Assessment (LCIA) rammeverk er valgt for å utvikle en karakteriseringsfaktor for å kvantifisere innvirkningen på økosystemets kvalitet. For å realisere dette utvikles skjebne- og effektfaktormodeller. Verdien av skjebnefaktoren bestemmes av tre parametere. En forplantningsstørrelsesfaktor som forutsier sannsynligheten for at en fraksjon av IAS ble introdusert, en artsoverlevelsesfaktor for å bestemme om arten kan etablere en selvbærende befolkning i den invaderende regionen, og en menneskelig intervensjonsfaktor for å forutsi om menneskelig innsats som finnes i regionen invasjonen. En effektmodell er også utviklet for å kvantifisere virkningene fra IAS når det gjelder potensielt forsvunnet fraksjon av arter. Mange antagelser måtte gjøres mens man modellerte karakteriseringsfaktoren på grunn av manglende datatilgjengelighet, og skader på økosystemets kvalitet indikerer bare en brøkdel av den faktiske skaden forårsaket av IAS. Ytterligere modeller må utvikles for å omfatte skader på menneskers helse, økosystemtjenester, sosioøkonomiske eiendeler, kultur- og naturarv.

Biological invasions present a significant threat to the functioning of ecosystems and communities around the planet and are one of the main drivers of global biodiversity loss. Terrestrial Invasive Alien Species (IAS) cause damages to, multiple areas of protection such as ecosystem quality, human health, and socio-economic assets, but we are lacking a methodology to quantify these impacts. The quantification of impacts of terrestrial IAS is necessary so that proper allocation of the impacts between products and services can be done. Life Cycle Impact Assessment (LCIA) framework is chosen to develop a characterization factor to quantify the impact on ecosystem quality. To realize this, fate and effect factor models are developed. The value of the fate factor is decided by three parameters. A propagule size factor predicting the probability of fraction of IAS introduced, a species survival factor to determine whether the species can establish a self-sustaining population in the invading region, and a human intervention factor to predict whether human efforts existing in the region can prevent the invasion. An effect model is also developed, to quantify the impacts from IAS in terms of the potentially disappeared fraction of species. Many assumptions had to be made while modeling the characterization factor due to the lack of data availability, damages to ecosystem quality only indicate a fraction of the actual damage caused by IAS. Further models must be developed to include damages to human health, ecosystem services, socio-economic assets, cultural and natural heritage.