background image
1
The Role of Ecosystem Management in
Climate Change Adaptation and
Disaster Risk Reduction
Copenhagen Discussion Series
June 2009
PA
PE
R
2
background image
2
The  UNEP  Copenhagen  Discussion  Series  are  working 
papers produced by UNEP and its partners in the lead up 
to the UNFCCC Climate Talks in Copenhagen in December 
2009. They aim to contribute to the discussions on climate 
change issues, including those under consideration in the 
UNFCCC Climate Talks. 
The  UNEP  Copenhagen  Series  do  not  aim  in  any  way  to 
prejudge  the  climate  negotiations  but  rather  contribute 
analysis and knowledge to those negotiations. Comments 
and  feedback  on  the  contents  are  very  welcome  and 
should be sent to climate.coordinator@unep.org 
The contents of this discussion paper series do not necessarily 
reflect the views or policies of UNEP or the editors, nor are  
they an official record. The designations employed and the 
presentation do not imply the expressions of any opinion 
whatsoever  on  the  part  of  UNEP  concerning  the  legal 
status  of  any  country,  territory  or  city  or  its  authority  or 
concerning the delimitation of its frontiers or boundaries. 
June 2009
Cover Photo: ©  
Editors: Richard Munang, Jian Liu and Ibrahim Thiaw
Design:  Amina Darani
background image
3
SUMMARY
 
This Issues Paper firstly analyzes the vicious spiral between climate change impacts, ecosystem degradation 
and increased risk of climate-related disasters; 
 
secondly, defines the central role of ecosystem management in climate change adaptation and disaster 
risk reduction and their multifaceted linkages; 
 
and thirdly, assesses the challenges for enhanced ecosystem management for climate change adaptation 
and disaster risk reduction. 
Given  the  increasing  importance  of  ecosystem  management  in  adapting  and  responding  to  climate  change 
impacts  and  associated  disaster  risks,  the  paper  concludes  that  political  commitment  at  the  highest  level  is 
urgently needed if ecosystem management is to have the adequate weight it deserves in the post-2012 climate 
change agreement. 
It  is  further  recommended  that  adequate  financial,  technological  and  knowledge  resources  be  allocated  for 
integrating ecosystem management in the climate change and disaster risk reduction portfolios, including within 
national policy-setting, capacity building, planning and practices, particularly in developing countries vulnerable 
to climate change impacts and increased risks of climate-related disasters. 
1.   
VUlneRAble coMMUnitieS 
At RiSk: 
CLIMATE ChANGE, ECoSySTEM DEGRADATIoN AND INCREASING RISk oF CLIMATE-
RELATED DISASTERS
Science  has  established  that  global  climate  change  increases  the  frequency  and  intensity  of  climate-related 
disasters such as floods, fires, and droughts, and causes ecosystem degradation. This in turn reduces the resilience 
of ecosystems and human societies against the impacts of climate change and the increased risk of disasters. 
Ecosystem  degradation  compromises  the  carbon  sequestration  ability  of  natural  systems,  and  may  turn  these 
systems from carbon sinks to sources, thus exacerbating the downward spiral. Unwise use of ecosystems by human 
beings aggravates this vicious cycle as illustrated in Figure 1 below.
Vulnerable
Communities
Climate Change
increases the frequency and 
intensity of climate related disasters, 
and exacerbates ecosystem degradation
Increased Disaster Risk
undermines ecosystem and 
community resilience and exacerbates 
impacts of climate variability and change
Ecosystem Degradation
triggers more disasters, 
reduces resilience and 
releases more GHGs to the atmosphere
Figure 1.  
Simplified illustration of the complicated interactions 
between climate change, ecosystem degradation and increased disaster risk
background image
4
a)  Climate  change  increases  the  risks 
of  climate-related  disasters, 
which  cause 
the  loss  of  lives  and  livelihoods,  and  weaken 
the  resilience  of  vulnerable  ecosystems  and 
societies.  Communities  around  the  world  are 
already  vulnerable  to  the  impacts  of  climate 
related hazards. Figure 2 shows a sharp increase 
in  the  occurrence  of  natural  disasters  such  as 
floods,  droughts,  extreme  temperatures,  and 
wildfires from 1960 to 1989, and an even more 
rapid increase since 1990. While this trend may 
not  be  wholly  attributable  to  climate  change, 
the  increase  in  the  frequency  and  intensity 
of  climate  related  hazards  does  correspond 
to  temperature  increase,  and  is  projected  to 
continue even if greenhouse gas emissions were 
to be stabilized today (IPCC, 2007), thus further 
aggravating  the  vulnerability  of  communities, 
assets and livelihoods. 
b)  Climate change exacerbates ecosystem 
degradation. 
The  IPCC  Fourth  Assessment 
Report (AR4) projected, “The resilience of many 
ecosystems is likely to be exceeded by 2100 by 
an  unprecedented  combination  of  change  in 
climate, associated disturbances (e.g., flooding, 
drought,  wildfire,  insects,  ocean  acidification), 
and  other  global  change  drivers  (e.g.,  land-
use  change,  pollution,  over-exploitation  of 
resources)  (high  confidence).”  Tundra,  boreal 
forest, 
mountains, 
Mediterranean-type 
ecosystems,  mangroves  and  salt  marshes, 
coral reefs and the sea-ice biomes are amongst 
these  vulnerable  ecosystems.  Substantial 
changes  in  the  structure  and  function  of 
terrestrial,  freshwater  and  marine  ecosystems 
are  very  likely  to  occur.  In  particular,  20-30% 
of species assessed so far are likely to be at an 
increasingly  high  risk  of  extinction  as  global 
mean temperatures exceed 2 to 3oC above pre-
industrial  levels.  If  the  temperature  increases 
by more than 4oC, few ecosystems will be able 
to adapt, more than 40% of global ecosystems 
are  projected  to  be  transformed,  and  major 
extinctions will occur around the globe.
c)  Ecosystem  degradation  triggers  more 
disasters  and  reduces  nature’s  and  societies’ 
resilience against climate change impacts and 
disasters. 
Ecosystem  degradation  is  a  process 
which will eventually lead to the collapse of the 
ecosystem.  The  degradation  process  reduces 
the  capacity  of  the  ecosystem  to  buffer  the 
impacts  of  climate  change,  for  example, 
more  frequent  heavy  rains,  droughts,  melting 
glaciers  and  sea  level  rise.  Biodiversity  loss 
from  ecosystem  degradation  could  cause  the 
break down of food chains and eventually the 
collapse of the ecosystem, leading to biological 
disasters such as the invasion of new species. 
Hence  ecosystem  degradation  also  increases 
the vulnerability of natural and human systems 
to  the  impacts  of  disasters  such  as  floods, 
landslides  and  storm  surges.  The  worst  case 
scenario is the collapse of the ecosystem, leading to the total loss of its 
buffering ability and other services to human well-being. 
d)  Ecosystem  degradation  reduces  carbon  sequestration  in  the 
ecosystems 
and may turn them from carbon sinks to sources, exacerbating 
the vicious spiral. The IPCC projects that “the terrestrial biosphere is likely 
to become a net carbon source by 2100, while ocean buffering capacity 
begins  saturating,  thus  amplifying  climate  change,  given  continued 
greenhouse gas emissions at or above current rates and other unmitigated 
global changes, such as land use changes (high confidence). “
2.   
bReAking the VicioUS SpiRAl: 
ThE MULTIPLE bENEFITS 
oF ECoSySTEM MANAGEMENT 
In a world where climate change is resulting in more unpredictable 
weather patterns, sea level rise and more frequent and extreme storms, 
the  regulating  services  provided  by  ecosystems  are  critical  for  climate 
change adaptation and disaster risk reduction. Examples of these services 
include climate and water regulation, protection from natural hazards such 
as floods and avalanches, water and air purification, carbon sequestration, 
and disease and pest regulation. These services determine the central role 
of ecosystem management in climate change adaptation and disaster risk 
reduction as shown in Figure 3 on the next page.
a) Ecosystem management increases the resilience of natural systems 
and  human  societies  to  climate  change  impacts.
  Managing  ecosystems 
to conserve and improve their health is crucial for sustaining the various 
ecosystem services important to human well-being. Healthy ecosystems 
also act as buffers, increasing the resilience of natural and human systems 
to climate change impacts and disasters. 
Ecosystem-based adaptation strategies cut across all sectors. Some 
examples of these strategies include using mangroves for coastal defense, 
flood  plain  management  for  flood  defense,  and  maintaining  genetic 
diversity for adaptation in the agricultural sector. Good practices already 
exist  on  the  ground,  such  as  wind-sheltering  and  breaks  to  increase 
resilience of rangelands in Sudan, re-forestation of mangroves to protect 
shorelines from storm surge and sea-level rise in the Philippines, sea-level 
rise  land  acquisition  programmes  in  the  US,  and  drought  adjustment  of 
Figure 2.    Number of natural disasters in the world, 1940–2008. 
Sources: The OFDA/CRED International Disaster Database: www.em-dat.net 
and “EM-DAT: The OFDA/CRED International Disaster Database: www.emdat.be 
— Université Catholique de Louvain — Brussels — Belgium”
background image
5
planting dates and crop varieties in Mexico and 
Argentina. However, these practices are limited 
and  very  much  on  an  ad  hoc  basis,  and  much 
more needs to be done. Two major approaches 
for  adapting  to  and  managing  climate  risks 
are  already  in  place  to  enhance  the  role  of 
ecosystem  management,  and  full  advantage 
should  be  taken  of  them:  Integrated  Water 
Resource  Management  (IWRM)  to  manage 
increasing  water  scarcity,  and  Integrated 
Coastal  Zone  Management  (ICZM)  to  manage 
the threat of sea level rise.
b) 
Ecosystem 
management 
also 
maximizes co-benefits of mitigation of climate 
change
  by  reducing  emissions  and  fixing 
carbon  through  good  practices  such  as  Land 
Use, Land Use Change and Forestry (LULUCF) 
activities  and  Reduced  Carbon  Emissions 
from Deforestation and Forest Degradation (REDD), reducing the loss of 
natural  habitat  and  deforestation  as  well  as  increasing  or  maintaining 
carbon stocks in ecosystems. Managing ecosystems to enhance biological 
carbon sequestration (biosequestration) is a promising tool in the efforts to 
mitigate climate change, and may often also support the achievement of 
other societal goals. The discussion about possible ways of reducing carbon 
emissions in various land uses, such as forestry and agriculture, is gaining 
momentum.  Given  the  high  rates  of  global  forest  loss  and  associated 
GHG  emissions  (18-25%  of  annual  emissions),  reducing  emissions  from 
deforestation and forest degradation would make a major contribution to 
meeting emission stabilization targets. 
c) Ecosystem management provides physical defense from climate-
related disasters. 
Healthy ecosystems protect societies from disasters and 
improve their ability to cope with the impacts. Mountain meadows, bushes 
and forests protect people in the downstream from landslides and flash 
floods from glacier lake outbursts due to the accelerated melting of high 
mountain  glaciers  and  snows.  Coral  reefs  provide  offshore  breakwaters 
which reduce the impacts of sea surges and tropical storm waves before 
Ecosystem Management
increases the resilience of ecosystems and 
communities to climate change impacts, protects 
them from disasters, and sequestrates carbon
Disaster Risk Reduction
increases the resilience of ecosystems 
to disasters and complements 
climate change adaptation efforts
Climate Change Adaptation
increases the resilience of 
ecosystems to climate change impacts 
and supports disaster risk reduction
         Figure 3.  
Central role of ecosystems in disaster risk reduction and climate change adaptation
Ecosystem  management  is  defined  in  this 
paper as “an integrated process to conserve 
and improve ecosystem health that sustains 
ecosystem  services  for  human  well-being.”  
It is a summary of many definitions covering 
two  streams  of  thinking:  (1)  maintaining 
or  improving  ecosystem  health;  and  
(2)  ensuring  the  delivery  of  ecosystem 
services to human well-being. 
 
Climate  change  adaptation  is  defined 
by  the  IPCC  as  “adjustment  in  natural  or 
human  systems  in  response  to  actual  or 
expected  climatic  stimuli  or  their  effects, 
which moderates harm or exploits beneficial 
opportunities.” 
 
 
 
Disaster risk reduction is defined by UNISDR 
as  “The  concept  and  practice  of  reducing 
disaster  risks  through  systematic  efforts 
to  analyse  and  manage  the  causal  factors 
of  disasters,  including  through  reduced 
exposure  to  hazards,  lessened  vulnerability 
of  people  and  property,  wise  management 
of land and the environment, and improved 
preparedness for adverse events.”
background image
6
they reach the shoreline. Mangrove forests act as 
revetments or dikes: depending on their health 
and extent, mangrove forests can mitigate 70-
90% of the energy from wind-generated waves 
(UNEP-WCMC 2006).
d)  Climate  change  adaptation  and 
disaster  risk  reduction  increase  the  resilience 
of  ecosystems.
  There  is  a  need  for  proactive 
adaptation and disaster management measures 
to  reduce  the  negative  impacts  of  climate 
change  and  disasters  on  ecosystems.  Well 
designed adaptation measures can increase the 
resilience  of  ecosystems,  and  also  reduce  the 
risk  of  climate-related  disasters.  Adaptation 
is  a  process  starting  from  identifying  and 
projecting  climate  change  impacts  to  fully 
responding  to  these  impacts  by  reshaping  the 
development pathways and ways of ecosystem 
management. It helps disaster risk reduction in 
terms of being prepared for and protected from 
future  climate-related  disasters.  On  the  other 
hand, disaster risk reduction contributes to the 
overall adaptation process, and if done well, can 
enhance the adaptation process by establishing 
the foundation for addressing long-term climate 
change impacts. Climate change adaptation and 
disaster  risk  reduction  are  both  dependent  on 
the regulating services provided by ecosystems, 
and contribute to building their resilience.
3. 
enhAncing ecoSYSteM 
MAnAgeMent: 
FRoM SCIENCE To 
PoLICy To ACTIoN 
The  facts  shown  above  make  clear  the 
central  role  of  ecosystem  management  in 
climate  change  adaptation  and  disaster  risk 
reduction, both of which are significant priorities 
in the international environmental and political 
agenda  such  as  those  of  the  UNFCCC  and 
Hyogo  Framework  for  Action.  However,  while 
the science is clear, corresponding policy needs 
to  be  more  explicit  and  action  on  the  ground 
needs to be enhanced.
The  science  is  clear  and  calls  for  action, 
yet there is no explicit recognition of the role 
of  ecosystems  or  actionable  policies  set  in 
the UNFCCC or its Bali Action Plan agreed at 
COP13. While the Hyogo Framework for Action 
recognizes  ecosystem  management  as  an 
essential  element  of  reducing  underlying  risk 
factors, efforts at environmental management 
for  disaster  risk  reduction  have  been  largely 
on  an  ad  hoc  basis.  Amongst  the  multilateral 
environmental agreements, only the Convention 
on  Biological  Diversity  (CBD)  through  its  Ad 
Hoc  Technical  Expert  Group  on  biodiversity 
and climate change, has started addressing the 
linkages between ecosystem management, climate change adaptation and 
disaster risk reduction. 
National  policies  and  local  actions  taking  an  integrated  approach 
to  address  the  downward  spiral  of  climate  change  impacts,  ecosystem 
degradation  and  increased  climate-related  disasters  are  largely  lacking. 
The current National Adaptation Programmes of Action (NAPAs) under the 
UNFCCC  are  limited  to  least  developed  countries  and  merely  include  a 
vague role of ecosystem management. It is of paramount importance to 
prioritize the role of ecosystems across all countries. Climate change can 
trigger a broad shift towards a global civilization that is sustainable, but 
only when we seize the opportunity and start acting now. A few vulnerable 
countries  are  taking  action  despite  the  slow  political  processes  in  the 
international negotiations.
4. 
keY MeSSAge to cop15: 
URGENT NEED FoR hIGhEST 
LEvEL PoLITICAL CoMMITMENT
It is obvious that many countries have been quick to show commitment 
to  climate  change  adaptation  and  disaster  risk  reduction.  However,  the 
role  of  ecosystem  management,  though  central  to  both  climate  change 
adaptation and disaster risk reduction, has yet to be well recognized at the 
political level. In recent years, several Parties to the UNFCCC have started 
to recognise the central role of ecosystem management in climate change 
adaptation  and  disaster  risk  reduction,  and  called  for  ecosystem-based 
adaptation in the context of the Long-term Cooperative Actions (LCA) at 
the 14th Conference of the Parties in December 2008. More work however 
needs to be done before this recognition becomes the consensus of all the 
Parties to the UNFCCC. COP 15 in December 2009, from which the world 
is eagerly expecting a post-2012 climate change agreement, will provide 
a crucial opportunity for increasing the profile of ecosystem management 
and  highlighting  its  important  role  in  climate  change  adaptation  and 
disaster risk reduction. 
 
Given  the  increasing  importance  of  ecosystem  management  in 
adapting  and  responding  to  climate  change  impacts  and  associated 
disaster risks, political commitment at the highest level is urgently needed 
if ecosystem management is to have the adequate weight it deserves in 
the post-2012 climate change agreement. Political support is also needed 
for  the  systematic  integration  of  ecosystem  management  into  climate 
change  adaptation  and  disaster  risk  reduction  policy  frameworks  and 
practices.  It  is  further  strongly  recommended  that  adequate  financial, 
technological  and  knowledge  resources  be  allocated  correspondingly  for 
integrating  ecosystem  management  in  the  climate  change  and  disaster 
risk reduction portfolios, including in national policy-setting and awareness 
raising, capacity building, planning and practices, particularly in developing 
countries  vulnerable  to  climate  change  impacts  and  increased  risks  of 
climate-related disasters. 
The  UNFCCC  Secretariat  at  its  Vienna  conference  (2007)  on 
‘‘Investment  and  financial  flows  to  address  climate  change’’  estimated 
that by 2030 developing countries will require additional financial support 
between 28-67 billion USD a year to enable adaptation to climate change. 
Globally,  overall  additional  investment  and  financial  flows  needed  for 
adaptation  in  2030  amount  to  several  tens  of  billion  USD.  There  are 
allocations  in  this  estimation  for  various  sectors,  yet  adequate  financial 
resources should also be explicitly allocated for ecosystem management in 
the climate change portfolio. The United Nations Collaborative Programme 
on  Reducing  Emissions  from  Deforestation  and  Forest  Degradation  in 
Developing Countries (UN REDD), supported by the Government of Norway, 
has  set  a  very  good  example  of  the  use  of  ecosystem  management  for 
background image
7
biosequestration and reducing carbon emissions. 
It is recommended the same approach be applied 
to  use  ecosystem  management  for  climate 
change adaptation and disaster risk reduction.
 
Meanwhile,  knowledge  and  technology 
support  to  vulnerable  countries  should  also 
be adequate and timely. For instance, there is 
a need to start developing guidance on mixed 
engineered/ecosystem-based  adaptation  and 
disaster risk management solutions. 
An unprecedented level of cooperation is 
urgently required from the policy and scientific 
communities  to  act  on  the  combined  threats 
of  climate  change,  disasters  and  continuous 
ecosystem  degradation.  This  will  help  foster 
closer  links  between  ecosystem  management, 
climate  change  adaptation  and  disaster  risk 
reduction  communities,  as  well  as  between 
science  and  policy  such  as  the  links  between 
the IPCC and UNFCCC and IPCC, CBD and the 
IPBES  process, and catalyze North-South and 
South-South cooperation.
RefeRenceS 
AND FURThER READING
1.   CBD, technical series papers 10 and 25 
2.   CCSP, 2008: Preliminary review of adaptation options for climate-sensitive 
ecosystems  and  resources.  A  Report  by  the  U.S.  Climate  Change  Science 
Program and the Subcommittee on Global Change Research. [Julius, S.H., J.M. 
West (eds.), J.S. Baron, L.A. Joyce, P. Kareiva, B.D. Keller, M.A. Palmer, C.H. 
Peterson, and J.M. Scott (Authors)]. U.S. Environmental Protection Agency, 
Washington, DC, USA, 873 pp.
3.   Martin  Parry,  Osvaldo  Canziani,  Jean  Palutikof  etc  2007,  Chapter  4  and 
Technical  Summary  of  Working  Group  II  report,  IPCC  Fourth  Assessment 
Report, Climate Change 2007.
4.   Millar, C. I., Stephenson, N. L., and Stephens, S. L. (2007). Climate Change and 
Forest Change and Forests of the Future: Managing in the Face of Uncertainty. 
Ecological Applications 17, 2145-2151.
5.   Milly, P. C. D., Betancourt, J. L., Falkenmark, M., Hirsch, R. H., Kindzewicz, 
Z., Lettenmaier, D. P., and Stouffer, R. J. (2008). Stationarity is dead: Whither 
Water  Management-  Rethinking  approaches  to  planning  and  design  in  a 
changing climate. Science 319, 573-574.
6.   Prato, T. (2008). Conceptual framework for assessment and management of 
ecosystem impacts of climate change. Ecological Complexity 5, 329-338.
7.   R.K.  Pachauri  etc.  2007,  The  Synthesis  Report  of  IPCC  Fourth  Assessment 
Report, Climate Change 2007.
8. 
UNDP  (2004).  Reducing  Disaster  Risk:  a  challenge  for  development. 
A  global  report.  Bureau  for  Crisis  Prevention  and  Recovery,  NY,  USA,  
Pp 146.
9.   UNEP, Millennium Ecosystem Assessment 2005
10.   UNFCCC, the Convention 1992, the Bali Action Plan 2007
11.   UNISDR, Hyogo Framework for Action, 2005
12.   UNU (2006). Healthy ecosystems buffer against natural disaster. Issue 41, 
Available from:  http://update.unu.edu/issue41_20.htm.
13.   Simms,  Andrew  and  Hannah  Reid,  2005;  Africa  –  Up  in  smoke?  
The  second  report  from  the  Working  Group  on  Climate  Change  
and Development
14.   Ecosystems, Livelihoods and Disasters (2006), UNISDR WG on Environment 
& Disasters publication “Environment and Vulnerability
15.   ProAct Network “The Role of Environmental Management and Eco-engineering 
in Disaster Risk Reduction and Climate Change Adaptation” (2008).
background image
8
C O
P E
N H
A G
E N
UN C
lima
te Ch
ange
 Con
feren
ce 20
09
SEAL
 THE
 DEA
L!
Powe
r Gre
en G
rowt
h, Pr
otect
 the 
Plan
et