Economics of ocean acidification and sea warming in the mediterranean

Abstract

Esta tesis analiza los efectos socio-económicos de la acidificación oceánica y del calentamiento del Mediterráneo. Estas presiones ambientales vienen provocadas por el incremento de las emisiones de CO2 desde la Revolución Industrial. La combinación de estas presiones puede tener consecuencias negativas sobre hábitats y especies (p.e., coralígeno, bivalvos y gorgonias) junto con pérdidas económicas para la acuicultura y el turismo. Esta tesis ha investigado dichas pérdidas, desarrollando las siguientes actividades: 1) desarrollo del marco conceptual para el estudio del impacto socio-económico de la acidificación en el Mediterráneo; 2) diagnóstico de la vulnerabilidad potencial de la acuicultura de moluscos del Mediterráneo respecto a varias presiones ambientales, según las percepciones del sector; 3) valoración del impacto de la acidificación y calentamiento del mar sobre los beneficios recreativos del buceo en zonas marinas protegidas (ZMP) del Mediterráneo compuestas por el coralígeno y gorgonias; y 4) transferencia de valores ambientales, en concreto, costes en términos de bienestar y pérdidas de ingresos turísticos a causa de estas presiones, utilizando un modelo ecológico para varias ZMP de la región Euro-Mediterránea. Las principales conclusiones son cinco: primero, la acidificación y el calentamiento del mar son perceptibles en el Mediterráneo y pueden verse acentuados durante el presente siglo. Hábitats coralígenos, arrecifes de vermétidos y praderas de Posidonia, y otras especies (p.e., especies planctónicas, bivalvos, gorgonias) son vulnerables respecto a ambas presiones. Los servicios ecosistémicos potencialmente afectados incluyen la provisión de alimentos, el soporte de actividades recreativas, la protección costera y la captura de carbono. Los sectores amenazados incluyen la pesca, la acuicultura o el turismo. Segundo, los cuestionarios a productores y ZMP indican que la acidificación es un fenómeno poco conocido y que existe una alta incertidumbre sobre sus consecuencias futuras. Muchos de los encuestados la consideran como una amenaza menor en comparación con olas de calor, el incremento gradual de la temperatura del mar o los brotes de algas tóxicas. Las olas de calor constituyen una importante preocupación para el sector acuícola, debido a experiencias recientes. Tercero, la acidificación y el calentamiento del mar pueden perjudicar zonas de buceo del Mediterráneo con hábitat coralígeno. Los resultados de un experimento basado en la elección de alternativas, realizado en la ZMP de las Islas Medes (España), indican posibles pérdidas en términos de bienestar de los buceadores para los escenarios de reducción de 50% y 100% de las gorgonias (p.e., coral rojo, gorgonia roja), de -17€ y -60€/inmersión, respectivamente. Además, el análisis de las probabilidades de selección (o rechazo) de experiencias de buceo según escenarios climáticos indica la posible pérdida de ingresos turísticos, hecho que puede perjudicar las economías locales y la financiación de las ZMP. Cuarto, estos resultados fueron extrapolados para otras ZMP similares del espacio Euro-Mediterráneo. El análisis mediante transferencia de valores ambientales se llevó a cabo junto al uso de costes en términos de bienestar y pérdidas de ingresos turísticos a partir de los resultados de un modelo ecológico para el hábitat coralígeno. Dicho modelo indica que las condiciones para la presencia del hábitat coralígeno serán probablemente menos favorables en el futuro. Las estimaciones de los costes en términos de bienestar y pérdidas de ingresos asociados alcanzarían máximos de 36,6 y 20,780 millones de euros, respectivamente. Por último, el análisis de los efectos socio-económicos de la acidificación y calentamiento del mar se enfrenta a varios desafíos. Entre otros, la incertidumbre de sus efectos sobre especies, hábitats y procesos ecológicos, y la consecuente dificultad para traducirlo a términos económicos; el desconocimiento de las sinergias con otras presiones ambientales; y la falta de conocimiento sobre el potencial de adaptación de los ecosistemas y sectores económicos.

This thesis has assessed the socio-economic effects of ocean acidification (OA) and sea warming in the Mediterranean Sea. These pressures share a common driver, namely the increase in anthropogenic emissions of CO2 since the Industrial Revolution. Their combination can be detrimental to endemic habitats and species, inter alia, coralligenous, bivalve molluscs and gorgonians. This, in turn, represents potential economic losses for bivalve mollusc aquaculture and scuba diving tourism sectors. This thesis has investigated such losses. To this end, the following tasks were undertaken: 1) development of a framework for studying the socio-economic impacts of OA in the Mediterranean Sea; 2) assessment of the potential vulnerability of Mediterranean bivalve mollusc aquaculture to climatic and non-climatic pressures by addressing the perceptions of the sector; 3) valuation of the impact of OA and sea warming on recreational benefits associated with diving in Mediterranean Marine Protected Areas (MPAs), featuring coralligenous habitat and gorgonians species; and 4) value transfer of welfare costs and tourism revenue losses due to both pressures by using an ecological model for various EU-Mediterranean MPAs. The main conclusions cover five insights. First, OA and sea warming are already perceivable in the Mediterranean Sea, and can become more pronounced throughout the century. Unique habitats like coralligenous, vermetid reefs and Posidonia oceanica meadows, and various groups of species (e.g., planktonic species, bivalve molluscs, gorgonians) are found to be vulnerable to both pressures. Likely ecosystem services to be affected include provision of food, the support of recreation activities, coastal protection, and carbon sequestration. Sea-based market activities such as fisheries (capture and aquaculture) and tourism, are sensitive to both pressures. Second, the results obtained from the questionnaires distributed among bivalve mollusc producers and representatives of Mediterranean MPAs show that OA is still poorly known, and that there is a high uncertainty about what it might imply in the future. Many respondents consider OA a low threat in comparison with other stressors, such as summer heat waves, a gradual increase in sea surface temperatures, or harmful algal blooms. Summer heat waves is a matter of great concern to the bivalve mollusc aquaculture sector, as it has already experienced various extreme events of this kind in the past years. A third insight is that OA and sea warming could affect the recreational value of Mediterranean diving areas with coralligenous. Results from a choice experiment for the MPA of Medes Islands (Spain) show potential welfare losses of scuba divers for scenarios involving a decrease of 50% and 100% in gorgonians (e.g., red coral, red gorgonian, white gorgonian) to equal -€17 and -€60/dive, respectively. In addition, the analysis of choice probabilities for selecting (or rejecting) dive experiences under various climatic scenarios indicate potential losses in tourism revenues, which in turn may affect local economies and funding of the MPA. Fourth, the previous results were extrapolated to other, similar EU-Mediterranean MPAs. This value transfer analysis combined information about welfare costs and tourism revenue losses with estimates generated by an ecological model of habitat suitability. The results show a likely decrease in the suitability of the coralligenous in the majority of the studied areas. Estimates for total welfare costs and tourism revenue losses were up to €36.6 and €20.780 million, respectively. Finally, assessment of the socio-economic effects of OA and sea warming presents various challenges associated with, inter alia, the uncertainty about the effects of these pressure on species, habitats and ecological processes, and the consequent difficulty to translate these into economic effects; the lack of understanding about the synergetic effects between multiple environmental pressures; and the uncertainty about the potential adaptation of ecosystems and economic sectors to future ocean conditions.