Managing risk and uncertainty in systematic conservation planning with insufficient information
Managing risk and uncertainty in systematic conservation planning with insufficient information
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在信息不足的情况下管理系统保护规划中的风险和不确定性
DOI：
10.1111/2041-210x.13725
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发表时间：
2021
影响因子：
6.6
通讯作者：
Jonathan Rhodes
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Valentin Popov;Payal Shah;Rebecca Runting;Jonathan Rhodes
系统保护规划的最新进展是利用现代投资组合理论（MPT）来构建和选择资产的最佳配置框架，以应对气候变化不确定性带来的挑战。然而，在未来气候情景信息不足的情况下，这些方法难以实施精细尺度的保护规划。信息不足使得优化过程中关键输入的估计值不可靠，从而导致构建最优资产配置的技术问题。我们确定了三种统计方法-恒定相关模型，Ledoit-Wolf方法和加权非负最小二乘方法-可以克服缺乏足够的信息，并使MPT能够用于小尺度保护规划。我们以北美湿地保护规划和澳大利亚海岸保护规划的案例研究为例，说明了如何使用三种方法来确定有效的投资组合配置策略，即为选定的回报水平提供最小风险的策略或为选定的风险水平提供最大回报的策略。利用标准投资组合理论对信息完全的保护规划策略和信息不充分的保护规划策略进行了比较，分析了三种方法的优缺点。我们发现Ledoit-Wolf和加权非负最小二乘方法表现良好，并且可以识别出接近于完全信息识别出的风险回报结果。本研究中提出的方法拓宽了MPT在保护规划中应用的案例范围，以提高其吸收率并导致更有效的保护资源分配。
Recent advances in systematic conservation planning make use of modern portfolio theory (MPT)—a framework to construct and select optimal allocation of assets—to address the challenges posed by climate change uncertainty. However, these methods are difficult to implement for fine‐scale conservation planning when the information on future climate scenarios is insufficient. Insufficient information makes the estimators of the key inputs in the optimisation procedure unreliable leading to technical problems for the construction of optimal asset allocation.We identify three statistical methods—constant correlation model, the Ledoit–Wolf approach and the weighted non‐negative least‐squares approach—that can overcome the lack of sufficient information and enable the use of MPT for fine‐scale conservation planning.We illustrate the use of the three methods for identifying efficient portfolio allocation strategies, that is, strategies that give minimum amount of risk for a chosen level of return or maximum return for a chosen level of risk, using case studies of wetland conservation planning in North America and coastal conservation planning in Australia. We compare conservation planning strategies with complete information using standard portfolio theory and with insufficient information using the three methods to highlight their advantages and disadvantages. We find the Ledoit–Wolf and weighted non‐negative least‐squares approaches perform well and can identify risk‐return outcomes that are close to those identified with complete information.The methods presented in this study broaden the range of cases where the application of MPT is possible in conservation planning to enhance its uptake and lead to more efficient allocation of conservation resources.
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