Analyzing and Modeling the Use of Common Property Pastures in Grindelwald, Switzerland Ivo Baur München 2014 Analyzing and Modeling the Use of Common Property Pastures in Grindelwald, Switzerland Ivo Baur Dissertation an der Fakultät für Geowissenschaften der Ludwig-Maximilians-Universität München vorgelegt von Ivo Baur aus Sarmenstorf, Schweiz München, 08.09.2014 Erstgutachter: Prof. Dr. Claudia Binder Zweitgutachter: Prof. Dr. Urs Wiesmann Tag der mündlichen Prüfung: 30. April 2015 Meinen Eltern %106'065 ņ +++ SUMMARY Problem. More than ever, some of the biggest challenges to society involve the governance of natural resources. From large-scale resource systems, such as the rain forest and oceans, to small-scale systems, such as lakes or alpine pastures, cooperative efforts are required to ensure sustainable and yet productive use of natural resources. In Switzerland, the management of alpine pastures has for centuries been predominantly organized by local governance institutions, avoiding an overuse of the scarce resources. During the past decade, the use and maintenance of common property pastures (CPPs) is declining, leading to land abandonment and forest regrowth. However, CPPs provide significant services to the mountain regions, such as additional grazing grounds; assets for the tourism industry; protection from soil erosion, water runoff and landslides; and high biodiversity. These services are currently threatened by reduced use and maintenance of CPPs. Research Aims. The research presented herein aims for a better understanding of social- ecological interactions driving the use of CPPs to provide policy recommendations for the sustainable governance of CPPs. Methods. To achieve a holistic understanding of the variables driving CPP use, this research used multiple methods to investigate CPP use in Grindelwald, Switzerland as a social- ecological system (SES). The research was structured in four modules. First, qualitative methods were applied to analyze institutional change in the governance of CPP. Second, regression models were built from survey data to better understand farmers’ land use decisions. Third, an analysis of the ecological system was conducted based on land cover statistics. Forth, a systems dynamics model of the local SES was built and combined with a formative scenario analysis to investigate potential future developments of CPP use. Results. The outcomes of the different modules suggest the following: First, local governance systems originally designed to prevent overuse of CPPs are able to adapt to problems of declining use and maintenance of CPPs by altering a set of rules. Second, farmers’ use of CPPs depends on personal attributes, including farm size, norms and dependence on the resource. Furthermore, the analysis suggests that high local demand and prices for alpine cheese are a central factor in the sustainable use of CPPs. Third, the land cover analysis showed that afforestation occurs in Grindelwald at a relatively moderate pace and defined the area most prone to afforestation and bush encroachment. Fourth, the simulation model allows for the display of complex social-ecological interactions, showing that afforestation tendencies are likely to continue, although at a different pace depending on the scenario setting. Conclusion. This research provided a better understanding of CPP use through the analysis of the subsystem characterizing the SES. It showed how the general framework for analyzing SESs can be operationalized using a broad set of methods. It thereby contributed and advanced central themes within the study of the commons, such as institutional analysis, users’ behavior in cooperative dilemmas and modeling of SESs. The integration of the findings from different modules into a simulation provided insights about the effects of different policies on the sustainability of the SES and thereby demonstrated why particular policy blueprints will accelerate rather than counteract the problem of CPP abandonment. %106'065 ņ 8 ZUSAMMENFASSUNG Problem. Die Gesellschaft ist zunehmend herausgefordert, den Umgang mit natürlichen Ressourcen nachhaltig zu gestalten. Kooperative Anstrengungen sind nötig, um eine nachhaltige und produktive Nutzung groß- und kleinflächiger Ressourcensysteme wie Regenwälder, Ozeane und Alpen (Almen) zu gewährleisten. In der Schweiz ist die Alpung seit Jahrhunderten überwiegend kommunal organisiert, mit dem Ziel, die Übernutzung der Weiden zu verhindern. Während der letzten Jahrzehnte ist die Alpung jedoch rückläufig, was zur Auflassung von Weiden und Wiederbewaldung führt. Da die kontinuierliche Weidenutzung und -pflege bedeutende Leistungen für die Bergregion hervorbringen wie Offenhaltung der Futterflächen, ein gepflegtes Landschaftsbild für den Tourismus und diverse Ökosystemdienstleistungen, ist der Rückgang der Alpwirtschaft ein bedeutendes Problem in vielen Bergregionen. Forschungsziel. Die vorliegende Arbeit soll zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Mensch und Umwelt beitragen, welche die nachhaltige Nutzung der Alpen beeinflussen, um daraus Handlungsempfehlungen abzuleiten. Methoden. Um ein ganzheitliches Verständnis der Determinanten einer nachhaltigen Alpwirtschaft zu generieren, stützt sich diese Arbeit auf verschiedene Methoden. Dabei dient die Gemeinde Grindelwald in der Schweiz als Fallbeispiel für die sozial-ökologische Analyse, die in 4 Module unterteilt ist: Im ersten Modul wird mittels qualitativer Methoden untersucht, ob die lokalen Körperschaften ihre institutionellen Regime anpassen, um dem Problem der Unternutzung entgegenzuwirken. Im Zweiten werden die Landnutzungsentscheidungen der Landwirte mittels Regressionsmodellen basierend auf Umfragedaten erklärt. Im Dritten wird eine räumliche Analyse des ökologischen Teilsystems basierend auf der Arealstatistik durchgeführt. Im Vierten wird das sozial-ökologische System modelliert und durch Szenario- Analyse mögliche Entwicklungen der Alpwirtschaft von Grindelwald simuliert. Resultate. Die Ergebnisse zeigen erstens, dass die lokalen Körperschaften auf die rückgängige Nutzung reagieren, indem sie diverse Nutzungsregeln anpassen. Zweitens, dass die Landnutzungsentscheidungen der Landwirte von Betriebsgröße, Normen, und von deren Abhängigkeit von landwirtschaftlichem Einkommen determiniert sind. Drittens, zeigt die Analyse des Ressourcensystems, dass in Grindelwald der Prozess der Wiederbewaldung in moderatem Tempo erfolgt und welche Standorte davon betroffen sind. Viertens, zeigt das Simulationsmodell die sozial-ökologischen Wechselwirkungen auf, welche zum Rückgang der Alpwirtschaft führen. Die Simulation verschiedener Szenarien zeigt zudem, welche exogenen Veränderungen die Wiederbewaldung in Zukunft begünstigen respektive abschwächen. Fazit. Durch sozial-ökologische Systemanalyse zeigt diese Forschung auf, welche Mensch- Umwelt-Interaktionen die nachhaltige Nutzung der Alpen beeinflussen. In den einzelnen Modulen werden verschiedene Methoden kombiniert, um das Framework zur Analyse sozialökologischer Systeme zu operationalisieren. Damit leistet die Studie Beiträge zu den zentralen Themen der Allmend-Forschung wie Institutionenanalyse, Verhaltensökonomie und computergestützte Simulation sozial-ökologischer Systeme. Die Integration der Ergebnisse aus verschiedenen Modulen bietet schließlich einen Überblick über die Auswirkungen politischer Maßnahmen auf die Nachhaltigkeit der Alpwirtschaft und zeigt auf, weshalb bestimmte Patentrezepte den Rückgang der Alpwirtschaft eher begünstigen als aufhalten. %106'065 ņ 8++ TABLE OF CONTENTS Part ONE: Synopsis 1 Introduction ______________________________________________________________ 1 1.1 Common Pool Resource Governance ________________________________________________ 1 1.2 Common Property Pastures in the Alps _______________________________________________ 2 1.3 Services Streaming from Sustainable Common Property Pasture Management ________________ 2 1.3.1 Ecosystem Services _________________________________________________________ 3 1.3.2 Cultural Services ___________________________________________________________ 3 2 Research Problems and Questions ____________________________________________ 4 2.1 Institutions for Common Pool Resources Governance ___________________________________ 4 2.2 Individuals’ Behavior in Common Pool Resources Dilemmas _____________________________ 5 2.3 Resource System Analysis: Land Use and Associated Land-Cover Changes __________________ 6 2.4 Simulation Models of Social-Ecological System________________________________________ 7 3 Study Area & Conceptual Framework ________________________________________ 9 3.1 The case study region_____________________________________________________________ 9 3.1.1 Property arrangements in the study region _______________________________________ 10 3.1.2 Motivation for choice of study region __________________________________________ 11 3.2 The General Framework for Analyzing Social-Ecological Systems ________________________ 12 3.3 Applying the SES Framework to the Case Study Region ________________________________ 14 4 Procedure & Methods Applied ______________________________________________ 16 4.1 Module 1: Analysis of the Local Governance System ___________________________________ 16 4.2 Module 2: Analysis of the Actors System ____________________________________________ 17 4.3 Module 3: Analysis of the Resource System __________________________________________ 17 4.4 Module 4: Modeling the Local Social-Ecological System________________________________ 18 4.4.1