Capturing the Aquatic Ecosystem Service Value of Water Quality Improvement and Biodiversity Conservation : Defining Water Challenges and Correcting the Biases in Valuation Approach

Titelangaben

Choi, Ik-Chang:
Capturing the Aquatic Ecosystem Service Value of Water Quality Improvement and Biodiversity Conservation : Defining Water Challenges and Correcting the Biases in Valuation Approach.
2018 . - XVII, 189 S.
( Dissertation, 2018 , Universität Bayreuth, Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT )

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Abstract

Human beings derive various benefits from water ecosystems and services. Sustainable provision of various kinds of water ecosystem services remains a challenge due to several reasons, especially due to climate change and intensification of agricultural activities. In addition, tradeoffs in ecosystem services also arise and thus need to be considered. Without taking into account these issues, water ecosystem services are very likely to be reduced and subsequently hinder further improvement in human welfare. The conservation and improvement in water ecosystems and water services generate considerable economic values in terms of open access to recreation and amenity, enhancement of biodiversity, water quality and water supply. Along with the growing importance of water ecosystem services, various water management policies have been developed in order to counteract the growing demands for limited water resources. However, many outdated and inefficient or insufficient water policies result in failure of providing improved water ecosystem services, consequently causing a loss in social welfare. The specific objectives of this thesis are, therefore, 1) to review the evolution of contemporary policies of managing water ecosystem services and their challenges as well as discussing the drivers of water policy changes and providing recommendations on the formulation of new management policy on water ecosystem services; 2) to elicit households’ willingness of pay (WTP) for the land use restriction policy of enhancing water ecosystems and services with respect to aquatic biodiversity conservation and water quality improvement from the dichotomous choice (DC) contingent valuation (CV) method; 3) to examine and correct biases such as anchoring, shift, yea-saying and endogenous effects in DCCV data; 4) to estimate those total benefits based on the cost-benefit (CB) analysis along with eliciting the WTP. In the second chapter, an opinion on state-of-the-art of changes and reforms of water policies as well as the challenges along with their policy implications for sustainable management of water ecosystem services in South Korea was provided. To meet new challenges for sustainable water ecosystem services management which are continuously emerging in parallel with changes in ecosystems generated by physical, environmental and socio-economic challenges, two ideas: (i) provider-gets-principle (payment for ecosystem services) of sharing costs and benefits derived from the policy; and (ii) full-cost natural resource pricing-principle internalizing environmental externalities caused by the intensive use of the ecosystems were provided in this chapter. In the third chapter, the WTP for a land use restriction policy in the Han River basin was examined using the double-bounded (DB) DCCV method which estimates benefits from the policy of improving water quality and ecosystem services. It also provided a robust way for the improvement of precision in estimating values of ecosystem services by controlling shift, anchoring, and yea-saying effects in the DBDC format. After correcting those biases, the statistical precision of parameter estimates was improved. The estimated welfare gains were on average South Korean currency (KRW) 2,861 per month per household. The derived total benefits (KRW 297.73) of the policy were much greater than the total costs (KRW129.44 billion). In the fourth chapter of this thesis, the WTP of households for the water ecosystem health (biodiversity) improvement was estimated using the single-bounded (SB) DCCV method. This chapter extended the CV literature by dealing with the endogenous effect of a proxy variable as another potential bias of the CV method, namely the subjective experience of negative environmental quality changes. As a result, the correction for the endogeneity bias facilitated the efficiency of parameter estimation in the WTP model. The mean WTP per household accounted for around 46.8% (KRW 79.6) of the current water use charge (KRW 170 per cubic meter). The total benefit from conserving the biodiversity was around KRW 198.62 billion. In this thesis, along with the review of management policies on ecosystem services, their challenges and recommendations on the formulation of new policy the statistically improved and reliable WTP in the SB- and DBDC format for improvement of water ecosystem services is estimated by correcting biases in the CV method. Based on the empirical results of correcting the biases presented in the CV data and total benefits derived from the CB analysis along with the WTP estimate, the statistical precision of parameter estimates was improved. Since the total benefits were also considerable, the land use policy may significantly contribute to the improvement in water quality, biodiversity and ecosystem services.

Abstract in weiterer Sprache

Menschen ziehen Nutzen aus aquatisches Ökosystem und Wasserdienstleistungen. Nachhaltige Bereitstellung von verschiedenen Arten von Ökosystemleistungen des Wassers bleibt eine Herausforderung aus verschiedenen Gründen, insbesondere wegen des Klimawandels und wegen landwirtschaftlicher Intensivierung. Außerdem kommen die Tradeoffs zwischen Ökosystemleistungen vor und damit müssen sie berücksichtigt werden. Ohne Berücksichtigung dieser Themen sind Ökosystemleistungen des Wassers mit hoher Wahrscheinlichkeit reduziert und in der Folge hindern sie weitere Verbesserung menschlicher Wohlfahrt. Beide Kommunikation und Verbesserung von aquatischem Ökosystem bzw. der Wasserdienstleistungen generieren erheblichen wirtschaftlichen Nutzen in Bezug auf freien Zugang zur Erholung und Einrichtung, Steigerung der Biodiversität, Wasserqualität und Wasserversorgung. Neben zunehmender Bedeutung von Ökosystemleistungen des Wassers wurden verscheidende Wasserwirtschaftspolitiken entwickelt um wachsende Nachfragen nach beschränkten Wasserressourcen zu entgegenwirken. Allerdings führen überholte, uneffiziente, oder unzureichende Wasserwirtschaftspolitiken zu Ausfall von der Versorgung der verbesserten Ökosystemleistungen des Wassers und in der Folge verursachen sie sozialen Wohlfahrtsverlust. Konkrete Ziele von dieser Arbeit werden deshalb verfolgt 1) um Entwicklung von gegenwärtigen Wasserwirtschaftspolitiken und derer Herausforderungen zu überprüfen sowie Diskutieren der Treiber des Wandels von Wasserwirtschaftspolitiken und Empfehlungen zur Formulierung neuer Wasserwirtschaftsmanagementpolitik zu geben 2) um Zahlungsbereitschaft von Haushalten (WTP) für gesetzliche Nutzungsbeschränkung des Verbesserns von Ökosystemtleistungen Wassers zu entlocken bezüglich aquatischer Biodiversitätskommunikation und Wasserqualitätsverbesserung von dichotomous choice (DC) contingent valuation (CV) Methode 3) um Neigungen wie verankernde, sich verschiebende, yea-saying und endogene Auswirkungen auf DCCV Daten zu untersuchen bzw. zu korrigieren 4) um gesamte Nutzen auf der Basis von der Kosten-Nutzen Analyse (CB) zu schätzen neben dem Entlocken von WTP. Im zweiten Kapitel wird Folgendes gezeigt – Stellungsnahme aktueller Auswirkungen bzw. der Reform von Wasserwirtschaftspolitik sowie Herausforderungen neben politische Auswirkungen auf nachhaltigen Management der Ökosystemleistungen Wassers in Südkorea. Um neue Herausforderungen des stetig auftauchende nachhaltige Ökosystemleistungsmanagement Wassers zu begegnen, parallel zu Veränderungen von Ökosystemen generiert von physisch, umweltpolitisch, sozioökonomische Herausforderungen, zwei Ideen: (1) Anbieter-Verdient-Prinzip (Zahlung für Ökosystemleistungen) gesetzlicher Kosten- bzw. Nutzenteilung und (2) Vollkosten Rohstoffen Preis-Prinzip mit der Zielsetzung auf Internalisierung umweltschädlicher Externalitäten, die durch intensive Nutzung von Ökosystemen verursacht wurden, sind in disem Kapitel diskutiert. Im dritten Kapitel, sind WTP für die gesetzliche Nutzungsbeschränkung von Wasserbecken an Han River, unter Verwendung der double-bounded (DB) DCCV Methode, die Vorteile von der Wasserqualitätsverbesserungs- bzw. Ökosystemleistungspolitik kalkuliert. Sie bietet auch robuste Weise für die Verbesserung der Genauigkeit von Schätzung der Values von Ökosystemleistungen beim verankernde, sich verschiebende, yea-saying und endogene Auswirkungen in DBDC format kontrollieren. Nachdem diese Biases korregiert sind, ist statistische Genauigkeit von Parameterschätzung verbessert. Geschätzter Wohlfahrtsgewinn waren in der Höhe 2,861 Südkoreanische Währung (KRW) pro Monat per Haushalt im Durchschnitt. Gesamte Nutzen (KRW 297.73) von der Politik waren wesentlich höher als Gesamtaufwand ( KRW 129.44 Milliarde). In viertem Kapital von dieser Arbeit, sind die WTP von Haushalten für das Ökosystem Wassers Gesundheits- ( bzw. Biodiversitäts-)verbesserung geschätzt, unter Verwendung der Single-bounded (SB) DCCV Methode. Dieser Kapitel erweitert CV Literatur mit endogener Auswirkung auf Nährungsvariable als andere potenzielles Bias von CV Methode, sogennante subjektive Ergebnissen von negativer Veränderung der Umweltqualität. Infolgedessen, ermöglicht Korrektur des Endogenitätsbias die Effizienz von Parameterschätzung im WTP Modell. Mittelwert von WTP per Haushalt beträt ca. 46.8% (KRW 79.6) von derzeitigen Wasserverbrauchskosten (KRW 170 per Kubikmeter). Gesamtkosten von Erhaltung der Biodiversität war ca. KRW 198.62 Milliarde. In dieser Arbeit, neben der Überprüfung von Wasserwirtschaftspolitiken, ihrer Herausforderungen und Empfehlungen zur Formulierung neuer Politik sind statistisch verbessert und zuverlässige WTP in the SB- und DBDC format, für Verbesserung der Ökosystemleistungen Wassers, sind geschätzt durch Korrigierung der Baises von CV Methode. Aufgrund von empirischer Nachweise über die Korrigierung der Biases, die in CV Daten präsentierten und von gesamtem Nutzen von CB Analyse neben der WTP Schätzung, ist statistische Genauigkeit von Parameterschätzung verbessert. Da gesamte Nutzen auch erheblich ist, kann die Landnutzungspolitik vielleicht wesentlich beitragen zu Wasserqualitätsverbesserung, Biodiversität und Ökosystemleistungen.