Assessing the Economic Value of Ecosystem Conservation

Valuation studies have considerably increased our knowledge of the value of ecosystems. Their usefulness has often been undermined, however, by a failure to properly frame them so as to address the specific question of interest. Valuation is not a single activity, and the seemingly simple question ‘how valuable is an ecosystem?’ can be interpreted in many different ways. This paper seeks to clarify how valuation should be conducted to answer specific policy questions. In particular, it looks at how valuation should be used to examine four distinct aspects of the value of ecosystems: (1) Determining the value of the total flow of benefits from ecosystems. This question typically arises in a ‘national accounts’ context: How much are ecosystems contributing to economic activity? It is most often asked at the national level, but can also be asked at the global, regional, or local level. (2) Determining the net benefits of interventions that alter ecosystem conditions. This question typically arises in a project or policy context: Would the benefits of a given conservation investment, regulation, or incentive justify its costs? It differs fundamentally from the previous question in that it asks about changes in flows of costs and benefits, rather than the sum total value of flows. (3) Examining how the costs and benefits of ecosystems are distributed. Different stakeholder groups often perceive very different costs and benefits from ecosystems. Understanding the magnitude and mix of net benefits received by particular groups is important for two reasons. From a practical perspective, groups that stand to ‘lose’ from conservation may seek to undermine it. Understanding which groups are motivated to conserve or destroy an ecosystem, and why, can help to design more effective conservation approaches. From an equity perspective, the impact of conservation on particular groups such as the poor, or indigenous peoples, is also often of significant concern in and of itself. (4) Identifying potential financing sources for conservation. Knowing that ecosystem services are valuable is of little use if it does not lead to real investments in conserving the natural ecosystems that provide them. Simply knowing that a protected area provides valuable watershed protection benefits, for example, does not pay the salaries of park rangers. Yet experience has shown that relying solely on government budget allocations or external donors for the necessary funding is risky. Valuation can help identify the beneficiaries of conservation and the magnitude of the benefits they receive, and thus help design mechanisms to capture some of these benefits and make them available for conservation. These four approaches are closely linked and build on each othe, often using similar data. They use that data in very different ways, however, sometimes looking at all of it, sometimes at a subset, sometimes looking at a snapshot, and sometimes looking at changes over time. Each approach has its uses and its limitations. Understanding under what conditions one approach should be used rather than another is critical: the answer obtained under one approach, no matter how well conducted, is generally meaningless when applied to problems that are better treated using another approach. In particular, using estimates of total flows to justify specific conservation decisions—although commonly done—is almost always wrong. Properly used, however, valuation can provide invaluable insights into conservation issues.ecosystem, valuation

The potential of Ulva diversity in southern Portugal for a sustainable food and feed Industry

The food and feed industry surpass their sustainable boundaries and global food security is one of society's biggest challenges today. Macroalgae of the genus Ulva have been identified as a suitable candidate for cultivation, with various applications within the food and feed industry. This work discusses the sustainability performance of Ulva cultivation and identifies the potential of Ulva species in southern Portugal for their use in the food and feed industry. It was tested, which species are available in different coastal and lagoon habitats and whether species identity or environmental conditions have a stronger effect on the seaweed’s protein content and fatty acid profile, to find out, whether the selection of one Ulva species is favorable over another for cultivation. Ulva species were collected at coastal and lagoon locations in southern Portugal and genetically identified, using the tufA gene sequences. Ulva rigida, Ulva flexuosa, Ulva fasciata, Ulva australis and Ulva compressa were identified as potential cultivation candidates. U. australis has not previously been reported in southern Portugal. Protein content in U. rigida sampled in coastal locations was higher (p < 0.01) compared to lagoon locations, but not different among species within the Ria Formosa (p = 0.363). Fatty acid profiles were not different across locations (p = 0.739). However, U. compressa had a higher PUFA content than U. rigida and U. fasciata within the Ria Formosa (p = 0.0245). Results suggest that U. compressa might be more a more suitable Ulva candidate for PUFA production and that protein content in seaweeds may be more susceptible to environmental conditions. In southern Portugal, Ulva is still an underexploited resource but has the potential to be part of the solution to overcome food security challenges in the future.A indústria de alimentos e rações supera os seus limites sustentáveis e, a segurança alimentar global, é um dos maiores desafios da sociedade hoje. Os sistemas de produção alimentar necessitam de novas soluções e de uma abordagem mais orientada para a sustentabilidade, garantindo produção de alimentos suficiente para as gerações futuras. Neste trabalho, o cultivo de algas é discutido como uma solução para os desafios enfrentados pelo atual sistema de produção alimentar e deverá ser inserido no contexto da sustentabilidade e no debate sobre as mudanças climáticas. O primeiro capítulo introdutório fornecerá uma visão geral da composição bioquímica de algas marinhas e do uso de biomassa das mesmas na indústria de alimentos para animais, com foco no mercado europeu e no género Ulva. Ulva contém vários compostos benéficos, como aminoácidos essenciais (EAA), fibras alimentares, ácidos gordos polinsaturados (PUFAs), minerais e vitaminas. As altas taxas de crescimento das algas, a distribuição omnipresente, a sua alta capacidade de absorção de nutrientes, a composição da dieta e a tolerância a diferentes condições ambientais tornam estas algas em potenciais candidatas ao cultivo, atraente para a indústria de alimentos e rações. Atualmente, a produção de algas marinhas ocorre principalmente em países asiáticos e na Europa. Portugal não está listado entre os principais países produtores de algas, com pouca tradição de consumo de algas comestíveis (EUMOFA 2017; Soares et al. 2017). Em Portugal continental, a indústria da aquicultura costeira baseia-se principalmente no centro e na costa sul do país e é dominada pela produção de moluscos (50%), dourada, robalo e pregado (Ramalho & Dinis 2011). Diferentes parâmetros de cultivo afetam a taxa de crescimento e a composição química bruta de Ulva, portanto a seleção do ambiente de cultivo afeta o rendimento dos compostos-alvo. A literatura sugere que a composição bioquímica das algas marinhas não depende apenas do ambiente de cultivo, mas que as espécies podem mostrar alguma estabilidade no seu perfil nutricional, mesmo entre ambientes (Angell et al. 2015; Gosh et al. 2012). O segundo capítulo revelou que o cultivo de algas marinhas se destaca das técnicas atuais de produção de alimentos em termos de desempenho e sustentabilidade. O facto de não haver necessidade de terra arável ou utilização de água doce para produção torna-se cada vez mais relevante, considerando a expectável escassez de água terrestre devido à sobrepopulação e ao aquecimento global. Os benefícios ecológicos do cultivo de algas marinhas são maiores em sistemas de cultivo aberto ou quando combinados com a produção de outras espécies em uma cultura multi-trófica integrada (IMTA), onde as preocupações ambientais associadas à aquacultura podem ser reduzidas. Considerando que, a pesca global está no seu limite sustentável e a produção de alimentos para animais é discutida de forma controversa, Ulva pode então ser considerada uma valiosa fonte de proteínas e PUFAs tonando-se um substituto sustentável da produção agrícola atual. As condições de cultivo para Ulva podem ser otimizadas para obter rendimentos máximos de compostos-alvo para várias aplicações na indústria alimentar e de rações. O objetivo deste trabalho foca-se na identificação do potencial das espécies de Ulva no sul de Portugal, quer no seu uso na indústria alimentar, quer como um recurso mais sustentável em comparação com a produção alimentar existente atualmente. Para isso, testou-se se diferentes espécies ou condições ambientais têm um efeito mais pronunciado no conteúdo de proteínas e perfil de ácidos gordos nas algas marinhas, para descobrir se a seleção de uma espécie de Ulva é favorável em relação à outra para fins alimentares ou para produção de rações. Diferentes espécies de Ulva foram recolhidas em locais costeiros e lagunares no sul de Portugal e identificadas geneticamente, usando o gene tufA. Ulva rigida, Ulva flexuosa, Ulva fasciata, Ulva australis e Ulva compressa foram as cinco espécies de Ulva identificadas. U. australis não foi relatada anteriormente na costa sul portuguesa. As amostras foram analisadas quanto ao seu teor total de proteínas por combustão térmica. A quantidade de proteína total entre as espécies variou de 2.2% a 9.46% do peso seco (DW), com uma média de 4.35% para todas as espécies nos locais de amostragem costeiros e lagunares. Os números estão dentro, mas na extremidade inferior, do que foi relatado para as espécies de Ulva. Observou-se uma quantidade significativamente maior de proteína total em U. rigida amostrada em locais costeiros (p < 0,01) comparativamente aos locais de amostragem em lagoas, embora não existam diferenças significativas de proteína total entre as diferentes espécies da Ria Formosa (p = 0.336), suportando a hipótese de que o ambiente de cultivo tenha um efeito mais forte no perfil nutricional das algas do que na própria espécie. Os perfis de ácidos gordos foram analisados por cromatografia gasosa - espectrometria de massa. O ácido palmítico (C16:0) foi o ácido gordo mais abundante em todas as espécies de Ulva, variando de 36.8% a 85.29% do total de ácidos gordos. Os ácidos gordos polinsaturados (PUFAs) mais abundantes foram o ácido linoleico (C18: 2n-6) e o ácido α-linoleico (C18:3n-3). Os ácidos gordos saturados (AGS) compuseram a maior proporção de ácidos gordos, seguidos por PUFA e MUFA. No entanto, ao comparar a quantidade de PUFA dentro de U. rigida nos locais de amostragem costeira e de lagoa, a diferença não foi significativa (p = 0.739), enquanto U. compressa apresentou um conteúdo de PUFA significativamente maior que U. rigida e U. fasciata na Ria Formosa (p = 0.0245). Não foram encontradas diferenças significativas entre os perfis de ácidos gordos entre os locais da U. rigida (p = 0.6713) nem entre as espécies da Ria Formosa (p = 0.1064). Os resultados sugerem que U. compressa pode ser a espécie mais adequada para produção de PUFA e que o teor de proteínas nas algas pode ser maioritariamente suscetível às condições ambientais, comparativamente à composição de ácidos gordos. Neste trabalho, as espécies Ulva U. rigida, U. compressa, U.fasciata e U. flexuosa foram todas identificadas como um recurso promissor para o cultivo, diversificando e suplementando a atual produção alimentar de forma sustentável no sul de Portugal. Principalmente tendo em conta o cultivo em sistemas de aquacultura multi-trófica integrada (IMTA), uma abordagem de cultivo através da qual a produção de algas marinhas se torna mais económica, podendo acrescentar benefícios ambientais à indústria aquícola nesta região de Portugal. Os serviços de ecossistemas fornecidos através do cultivo em sistema aberto podem ajudar a manter ecossistemas saudáveis no sul de Portugal

Adaptive Observation Strategy for Dispersion Process Estimation Using Cooperating Mobile Sensors ⋆

Abstract: Efficient online state estimation of dynamic dispersion processes plays an important role in a variety of safety-critical applications. The use of mobile sensor platforms is increasingly considered in this context, but implies the generation of situation-dependent vehicle trajectories providing high information gain in real-time. In this paper, a new adaptive observation strategy is presented combining state estimation based on partial differential equation models of the dispersion process with a model-predictive control approach for multiple cooperating mobile sensors. In a repeating sequential procedure, based on the Ensemble Transform Kalman Filter, the uncertainty of the current estimate is determined and used to find valuable measurement locations. Those serve as target points for the controller providing optimal trajectories subject to the vehicles ’ motion dynamics and cooperation constraints. First promising results regarding accuracy and efficiency were obtained

Fibronectin in human gallbladder bile: cholesterol pronucleating and/or mucin "link" protein?

Some biliary proteins (pronucleators) seem to be essential factors for cholesterol crystal formation and crystal growth in bile. A recent study suggests that fibronectin is such a pronucleator in bile. Fibronectin also seems to closely interact with intestinal mucin. Since biliary mucin plays an important role in gallstone formation, such an interaction in bile may be of relevance in cholesterol gallstone formation. To more clearly elucidate the role of fibronectin in cholesterol gallstone disease, we measured the concentration of fibronectin in native bile of cholesterol gallstone patients and checked its influence on the cholesterol nucleation time of model bile. We further looked for a molecular interaction between biliary fibronectin and gallbladder mucin. We found that fibronectin is present in gallbladder bile of gallstone patients in low concentrations (2.6 +/- 1.2 micrograms/ml). Bile fibronectin did not interact with gallbladder mucin. Moreover, in a wide range of concentrations fibronectin had no influence on the nucleation time of model bile. We conclude that fibronectin does not seem to play a major role in cholesterol gallstone disease

Evaluation of the passage of Lactobacillus gasseri K7 and bifidobacteria from the stomach to intestines using a single reactor model

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Probiotic bacteria are thought to play an important role in the digestive system and therefore have to survive the passage from stomach to intestines. Recently, a novel approach to simulate the passage from stomach to intestines in a single bioreactor was developed. The advantage of this automated one reactor system was the ability to test the influence of acid, bile salts and pancreatin.</p> <p><it>Lactobacillus gasseri </it>K7 is a strain isolated from infant faeces with properties making the strain interesting for cheese production. In this study, a single reactor system was used to evaluate the survival of <it>L. gasseri </it>K7 and selected bifidobacteria from our collection through the stomach-intestine passage.</p> <p>Results</p> <p>Initial screening for acid resistance in acidified culture media showed a low tolerance of <it>Bifidobacterium dentium </it>for this condition indicating low survival in the passage. Similar results were achieved with <it>B. longum </it>subsp. <it>infantis </it>whereas <it>B. animalis </it>subsp. <it>lactis </it>had a high survival.</p> <p>These initial results were confirmed in the bioreactor model of the stomach-intestine passage. <it>B. animalis </it>subsp. <it>lactis </it>had the highest survival rate (10%) attaining approximately 5 × 10⁶cfu ml^-1compared to the other tested bifidobacteria strains which were reduced by a factor of up to 10⁶. <it>Lactobacillus gasseri </it>K7 was less resistant than <it>B. animalis </it>subsp. <it>lactis </it>but survived at cell concentrations approximately 1000 times higher than other bifidobacteria.</p> <p>Conclusion</p> <p>In this study, we were able to show that <it>L. gasseri </it>K7 had a high survival rate in the stomach-intestine passage. By comparing the results with a previous study in piglets we could confirm the reliability of our simulation. Of the tested bifidobacteria strains, only <it>B. animalis </it>subsp. <it>lactis </it>showed acceptable survival for a successful passage in the simulation system.</p