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Payments for Hydrological Ecosystem Services in Integrated Water Resources Management

Hack, Jochen :
Payments for Hydrological Ecosystem Services in Integrated Water Resources Management.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2013)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Payments for Hydrological Ecosystem Services in Integrated Water Resources Management
Language: English
Abstract:

This dissertation documents, analyzes and interprets the state of knowledge of the global Integrated Water Resource Management (IWRM) implementation process. Based on a comprehensive assessment of global implementation reports and the scientific discourse of two decades general problems of implementation and specific constraints to the process in developing countries are identified. Moreover, present IWRM trajectories and recommendations towards improvements of implementation and operationalization are derived from scientific and practitioner’s experience. Hence, the principal contribution of this dissertation in this basic problem analysis is a detailed clarification of the problem statement of IWRM implementation in developing countries and the provision of guiding principles for improvements. Identified solution approaches are further conceptualized methodologically by applying the theoreti- cal concept of institutional fit and interplay. In the following, this dissertation asserts that problems of institutional fit and interplay need to be solved interdependently with due regard to specific opera- tional constraints of local contexts in developing countries in order to successfully implement IWRM at an operational management level, i.e. operationalization of IWRM. Hence, this dissertation compares different policy instruments to achieve this based on an actor-centered incentive approach. It is argued that improvements require a mix of policies with specific instruments to enhance institutional fit and interplay suitable for context-specific operational constraints. This dissertation exposes that traditional command and control approaches for IWRM operationalization are insufficient and complementary instruments are necessary to address the prevailing implementation gaps. The instrument of Payments for Hydrological Ecosystem Services (PHES) is identified as a potentially suitable policy instrument because it combines several beneficial characteristics of communication / diffusion and economic instruments with characteristics of collaborative agreements. Applying the concept of institutional fit and interplay in the context of operational constraints of developing countries to identify suitable policy instruments for improved IWRM operationalization, as done in this dissertation, is a particularly novel approach. In order to assess the potential contributions of PHES schemes to the operationalization of IWRM, the concept of ecosystem services and their valuation as its theoretical basis, are examined concerning the solutions it provides to address the governance challenges of institutional fit and interplay. In this context, hydrological ecosystems services and the their valuation are addressed specifically. Thus, this dissertation contributes to understanding how the application and valuation process of hydrological ecosystem services inherently define spatial relationships between potential service providers and beneficiaries based on functional ecosystem linkages. Subsequently, it is illustrated how the concept can positively influence the identification of appropriate context-specific scales for operational IWRM as a result of fit and interplay interdependence. Additionally, a cross-sectoral and cross-jurisdictional integration effect of the concept is acknowledged. The concept of hydrological ecosystem services has not yet been considered in relation to problems of fit and interplay in IWRM implementation as presented in this work. Hence, this dissertation provides additional insights in this regard. In a further theoretical analysis, this dissertation documents, analyzes and interprets the state of knowledge of the economic conceptualization of the PHES instrument. It brings forward supporting arguments for a less market-based and therefore a stronger multi-faceted incentive-based interpretation of PHES. Based on a broad meta-analysis of global and regional PES scheme assessments, the principal characteristics of the instrument and its implementation are identified. A comprehensive instrument characterization of this kind is a further significant contribution of this dissertation which has not been done yet to a similar extent. The characterization and instrument assessment provides important insights with regard to the typical roles of different actors and the provision of incentives for behavioral change towards IWRM. Moreover, it contributes to understanding how the instrument can potentially address institutional challenges of IWRM operationalization in the context of general operational constraints. However, locally user-(co-)financed PHES schemes as a particular type were identified as especially conducive to engaging stakeholders and to promoting public participation. Finally, the role of the PHES instrument in the context of a national IWRM process is assessed based on an empirical example taken from Nicaragua. This dissertation provides a comprehensive documentation of the national IWRM process in Nicaragua and its principal implementation gaps. The generalization of implementation gaps and specifically operational constraints made before can be confirmed for the Nicaraguan IWRM process. Moreover, the shortcomings of a formal top-down implementation approach based on command and control instruments alone are highlighted as well. Further valuable findings can be derived from this dissertation for other developing countries with a similar IWRM process through the analysis of contributions of locally user-(co-)financed PHES schemes to solve the problems of institutional fit and interplay in Nicaragua. Additionally, this dissertation reveals how the PHES instrument fits into an existing policy mix in Nicaragua and how it interacts with traditional regulations. Hence, this work provides guidance on how to improve context-specific fit and horizontal interplay at the operational level of IWRM as well as on how to complement the primarily top-down directed IWRM implementation from bottom-up. Hence, this dissertation documents that the PHES instrument is more than a tool to finance nature conservation. Indeed, it shows that the implementation and execution process of PHES schemes fulfills several other tasks which are essential for the operationalization of IWRM.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Die internationale Gemeinschaft hat sich das Integrierte Wasserressourcen Management (IWRM) zum Ziel gesetzt, um der übergeordneten Bedeutung der Wasserressourcen als integrierende Land- schaftkomponente und für die sozio-ökonomische Entwicklung der Menschheit Rechnung zu tragen. Bisher konnten die Ziele dieser integriert und partizipativ organisierten Bewirtschaftung auf Flus- seinzugsgebietsebene, insbesondere in Entwicklungs- und Schwellenländern, jedoch noch nicht zufriedenstellend erreicht werden. Eine Folge davon ist u.a. die fortschreitende Degradierung von Ökosystemen und damit ein Verlust der Dienstleistungen, die diese der Gesellschaft erbringen. Eine Vielzahl von Initiativen bemüht sich um die Inwertsetzung dieser, bisher als kostenlos wahrgenomme- nen, Ökosystemdienstleistungen und der Etablierung von Zahlungssystemen, um deren Erhalt zu finanzieren. Besonders Zahlungssysteme für hydrologische Ökosystemdienstleistungen werden als eine vielversprechende Alternative zu traditionellen Umweltpolitikinstrumenten angesehen, um externe Effekte nicht nachhaltiger Landnutzung zu adressieren. Der Ökosystemansatz verbindet sie dabei mit dem IWRM-Prozess. Die im Rahmen dieses Dissertationsvorhabens realisierten Untersuchungen befassen sich mit dem Anwendungspotenzial von Zahlungssystemen für hydrologische Ökosystemdienstleistungen im Kontext eines Integrierten Wasserressourcen Managements in Entwicklungs- und Schwellenländern. Aufbauend auf einer Analyse des Entwicklungs- und Implementierungsprozesses von IWRM im globalen Kontext (Kapitel 2) werden zunächst Kritik und Hürden in Bezug auf den Implemen- tierungsprozess diskutiert. Weiterhin wird der aktuelle Stand der Forschung und Praxis in Hinblick auf die Fortentwicklung des IWRM-Konzepts und aktueller Implementierungsansätze erörtert. Der aktuelle Stand der Forschung zum IWRM-Implementierungsprozess (Hürden und aktuelle Implementierungsansätze) bilden den Rahmen für eine strukturelle Konzeptualisierung der Imple- mentierungsproblematik in Kapitel 3. Im Rahmen der Konzeptualisierung werden basierend auf der Fit und Interplay - Theorie generelle institutionelle Anforderungen und konkrete operationelle Rahmenbedingung in Bezug auf Entwicklungs- und Schwellenländer erarbeitet. Abschließend wer- den mögliche Kategorien von Steuerungsinstrumenten beschrieben und konkrete Anforderungen an IWRM-Implementierungsinstrumente abgeleitet. Kapitel 4 beschreibt zunächst theoretisch das Konzept der Ökosystemleistungen im Allgemeinen als Lösungsansatz, während Kapitel 5 anschließend Zahlungssysteme für hydrologische Ökosystemleistun- gen im Speziellen als potenzielles Instrument zur IWRM-Implementierung behandelt. Im Rahmen einer Auswertung des prinzipiellen Implementierungsvorgangs international angewandter Zahlungssys- temen für hydrologische Ökosystemleistungen wird die grundlegende Eignung des Instruments in Hinblick auf die in Kapitel 3 entwickelten Anforderungen an IWRM-Implementierungsinstrumente in einem ersten Analyseschritt beurteilt. Dabei wird insbesondere untersucht, ob die genannten Zahlungssysteme mit den Prinzipien und Zielen des IWRM übereinstimmen, sie eine zweckmäßige Ergänzung zu bestehenden umweltpolitischen Instrumenten darstellen und ferner den IWRM-Prozess auf Einzugsgebietsebene begünstigen bzw. fördern. Es ist somit die funktionale Rolle der Zahlungssys- teme für hydrologische Ökosystemdienstleistungen Untersuchungsgegenstand sowie die Synergien bei der Implementierung solcher Zahlungssysteme mit dem lokalen IWRM-Prozess. In einem weiteren Untersuchungsschritt (Kapitel 6) wird die Eignung des Instruments zur Unter- stützung des IWRM-Implementierungsprozess am Beispiel Nicaraguas untersucht. Nicaragua hat in den letzten Jahren wichtige Schritte für einen nationalen IWRM-Prozess eingeleitet, die Umsetzung der IWRM-Prinzipen zum nachhaltigen Flusseinzugsgebietsmanagement auf lokaler Ebene steht jedoch noch aus. Anhand eines Fallstudienvergleichs einzelner, voneinander unabhängiger Projekte von Zahlungssystemen für hydrologische Ökosystemleistungen, sowie einer intensiven Prozessbegleitung bei der Implementierung einer Fallstudie, wird die funktionale Rolle der Zahlungssysteme untersucht und die Bedeutung des Instruments für den nationale IWRM-Kontext erörtert. Die Arbeit schließt mit einem Fazit und Ausblick zu weiterem Forschungsbedarf in Kapitel 7 ab. Es werden Chancen und Einschränkungen der Anwendung von Zahlungssystemen für hydrologische Ökosystemleistungen zur Implementierung von IWRM im Rahmen der Diskussion der Ergebnisse der Kapitel 5 und 6 analysiert und ausgewertet.German
Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: IWRM, PES, PHES, Water Management, Nicaragua, Ecosystem Services, Hydrological Ecosystem Services, Ecological Economics, environmental policy
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
IWRM, Ökosystemleistungen, hydrologische Ökosystemleistungen, Ökosystemdienstleistungen, Nicaragua, Umweltpolitik, UmweltökonomieGerman
GIRH, Servicios Ambientales, Servicios Ecosistemicos, Servicios Ambientales Hídricos, Nicaragua, Politica Ambiental, Economía Ecológica,Español
Classification DDC: 300 Sozialwissenschaften > 320 Politik
300 Sozialwissenschaften > 330 Wirtschaft
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 550 Geowissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institute of Hydraulic and Water Resources Engineering
13 Faculty of Civil and Environmental Engineering > Institute of Hydraulic and Water Resources Engineering > Engineering Hydrology and Water Management
Date Deposited: 16 Apr 2014 12:43
Last Modified: 16 Apr 2014 12:43
Related URLs:
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-38763
Referees: Ostrowski, Prof. Dr. Manfred and Hansjuergens, Prof. Dr. Bernd and Lehmann, Prof. Dr. Boris
Refereed: 13 March 2014
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3876
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