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Charlotte Gerling

• Climate change is a major threat to biodiversity and ecologists have identified necessary adaptation strategies. However, little research has been conducted so far on the economics of climate adaptation for biodiversity conservation. Three challenges arise from an economic perspective: How to (1) assess the impact of climate change on the cost-effectiveness of conservation, (2) consider the increasing uncertainty, and (3) evaluate conservation policy instruments under climate change. Addressing these challenges provides a thus far largely unexplored perspective on the economics of biodiversity conservation. This perspective relies on novel methodologies and provides policy-relevant insights. In this thesis, these challenges are addressed in eight articles. Chapter 2 presents a novel economic evaluation framework to assess policy instruments for climate adaptation. Specific criteria are developed, their relevance for different strategies is assessed and suitable instruments identified. Chapters 3 and 4 have a methodological focus asClimate change is a major threat to biodiversity and ecologists have identified necessary adaptation strategies. However, little research has been conducted so far on the economics of climate adaptation for biodiversity conservation. Three challenges arise from an economic perspective: How to (1) assess the impact of climate change on the cost-effectiveness of conservation, (2) consider the increasing uncertainty, and (3) evaluate conservation policy instruments under climate change. Addressing these challenges provides a thus far largely unexplored perspective on the economics of biodiversity conservation. This perspective relies on novel methodologies and provides policy-relevant insights. In this thesis, these challenges are addressed in eight articles. Chapter 2 presents a novel economic evaluation framework to assess policy instruments for climate adaptation. Specific criteria are developed, their relevance for different strategies is assessed and suitable instruments identified. Chapters 3 and 4 have a methodological focus as two climate-ecological-economic (CEE) models are developed. Chapter 3 presents an applied model integrating detailed sub-models able to assess the cost-effective spatio-temporal allocation of conservation measures. In chapter 4, methods from operations research are developed further to identify optimal time series of reserve networks. In both chapters, cost-effective conservation plans are identified in case study applications. In chapter 5, CEE modelling is applied to examine the role of uncertainties regarding future climatic conditions. It is found that a trade-off between expected performance and robustness emerges in the case study in the future. In chapters 6 to 8, CEE modelling is used to assess policy instruments under climate change. Chapter 6 examines an agri-environment scheme: cost-effectiveness requires flexibility in adapting the timing of conservation measures due to species’ adaptations and changes in costs. Chapter 7 examines two versions of land purchase: a “no sale” policy which prohibits sales for ecological reasons and a “sale” policy to enhance spatial flexibility for adaptation. A new trade-off is identified: while “no sale” mainly increases habitat permanence of expanding habitat types, “sale” improves the outcome for increasingly threatened habitat types. Chapter 8 is novel in its comparative analysis of two policy instruments considering spatial and management flexibility in a case study. It is found that in the case study, conservation contracts are more cost-effective than land purchase, but that the relative suitability switches when the conservation agency is able to capture producer rents. Finally, chapter 9 uses the results of chapters 3 and 5 to develop an innovative teaching tool for students to learn about cost-effective biodiversity conservation under climate change.…
• Der Klimawandel ist eine große Bedrohung für Arten und Ökolog*innen haben Anpassungsstrategien entwickelt. Bisher gibt es jedoch kaum Forschung zur Ökonomie der Klimaanpassung zum Artenschutz. Aus ökonomischer Sicht ergeben sich 3 Herausforderungen: (1) Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Kosteneffizienz des Artenschutzes abzuschätzen, (2) steigende Unsicherheit zu berücksichtigen und (3) Instrumente des Artenschutzes unter Klimawandel zu bewerten. Die Herausforderungen stellen eine bisher kaum erforschte Perspektive der Ökonomie des Artenschutzes dar, die auf neuartigen Methoden beruht und naturschutzpolitisch relevante Erkenntnisse liefert. In dieser Arbeit werden die Herausforderungen in 8 Artikeln untersucht. Kapitel 2 stellt einen neuartigen, ökonomischen Bewertungsrahmen für Politikinstrumente zur Klimaanpassung vor. Spezifische Kriterien werden entwickelt, ihre Relevanz für verschiedene Strategien bewertet und geeignete Instrumente identifiziert. Kapitel 3 und 4 haben einen methodischen Schwerpunkt da zweiDer Klimawandel ist eine große Bedrohung für Arten und Ökolog*innen haben Anpassungsstrategien entwickelt. Bisher gibt es jedoch kaum Forschung zur Ökonomie der Klimaanpassung zum Artenschutz. Aus ökonomischer Sicht ergeben sich 3 Herausforderungen: (1) Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Kosteneffizienz des Artenschutzes abzuschätzen, (2) steigende Unsicherheit zu berücksichtigen und (3) Instrumente des Artenschutzes unter Klimawandel zu bewerten. Die Herausforderungen stellen eine bisher kaum erforschte Perspektive der Ökonomie des Artenschutzes dar, die auf neuartigen Methoden beruht und naturschutzpolitisch relevante Erkenntnisse liefert. In dieser Arbeit werden die Herausforderungen in 8 Artikeln untersucht. Kapitel 2 stellt einen neuartigen, ökonomischen Bewertungsrahmen für Politikinstrumente zur Klimaanpassung vor. Spezifische Kriterien werden entwickelt, ihre Relevanz für verschiedene Strategien bewertet und geeignete Instrumente identifiziert. Kapitel 3 und 4 haben einen methodischen Schwerpunkt da zwei klima-ökologisch-ökonomische (KÖÖ) Modelle entwickelt werden. Kapitel 3 stellt ein angewandtes Modell vor, das detaillierte Teilmodelle integriert und mithilfe dessen die kosteneffiziente raum-zeitliche Allokation von Artenschutzmaßnahmen identifiziert werden kann. In Kapitel 4 werden Methoden des Operations Research weiterentwickelt um optimale Zeitreihen von Naturschutzgebieten zu identifizieren. In beiden Kapiteln werden in Anwendungsbeispielen kosteneffiziente Artenschutzpläne für Fallstudien ermittelt. In Kapitel 5 wird KÖÖ-Modellierung genutzt, um die Rolle von Unsicherheiten in Bezug auf künftige klimatische Bedingungen zu untersuchen. Es zeigt sich, dass in der Fallstudie ein Zielkonflikt zwischen Erwartungswerten und Robustheit entsteht. In Kapiteln 6-8 wird KÖÖ-Modellierung genutzt, um Politikinstrumente unter Klimawandel zu bewerten. Kapitel 6 untersucht ein Agrarumweltprogramm: Kosteneffizienz erfordert zeitliche Flexibilität bei der Anpassung der Maßnahmen aufgrund von Artanpassungen und Kostenänderungen. Kapitel 7 untersucht zwei Varianten des Landkaufs: eine „no sale“-Strategie, die Verkäufe aus ökologischen Gründen verbietet und eine „sale“-Strategie, die die räumliche Anpassungsfähigkeit erhöht. Ein neuer Zielkonflikt wird identifiziert: Während „no sale“ die Habitatpermanenz von sich ausbreitenden Habitattypen erhöht, verbessert „sale“ das Ergebnis für zunehmend bedrohte Habitattypen. Kapitel 8 ist neuartig in seiner vergleichenden Analyse von 2 Politikinstrumenten unter Berücksichtigung von räumlicher und Management-Flexibilität in einer Fallstudie. Es zeigt sich, dass in der Fallstudie Naturschutzverträge kosteneffizienter sind, dass sich die relative Eignung jedoch ändert wenn die Naturschutzstiftung Produzentenrenten abfängt. In Kapitel 9 werden Ergebnisse aus Kapitel 3 und 5 verwendet, um eine innovative Lernsoftware zum kosteneffizienten Artenschutz bei Klimawandel zu entwickeln.…