DOI: https://doi.org/10.3389/fenvs.2025.1603919
تاريخ النشر: 2026-01-09
المؤلف: Fabienne Horneman وآخرون
الموضوع الرئيسي: ديناميات النظام البيئي للأراضي الرطبة الساحلية
نظرة عامة
تستعرض المراجعة المنهجية فعالية الحلول المستندة إلى الطبيعة (NBSs) للتكيف مع تغير المناخ، مع التركيز على المقالات المنشورة من 2008 إلى 2023. وتبرز التحديات التي تطرحها غياب أطر التقييم القياسية والتعريفات، مما يعيق تقييم فعالية NBS. تحلل المراجعة 27 مقالة رئيسية تشمل 36 دراسة حالة لحلول NBS الساحلية، كاشفة أن هذه الحلول تستهدف بشكل أساسي خدمات النظام البيئي مثل احتجاز الكربون، وتقليل التآكل، وتخفيف الفيضانات، وتحسين جودة المياه. ومن النتائج الملحوظة الاعتماد السائد على مؤشرات الأداء المستندة إلى العمليات (51.9%) ومؤشرات الأثر (70.4%)، مع إغفال غالبًا للعوامل الاجتماعية والاقتصادية، مما يحد من الفهم الشامل لفعالية NBS.
تؤكد الخاتمة على إمكانية NBSs في تعزيز المرونة الساحلية والانتقالية ضمن استراتيجيات التكيف مع المناخ. وتلاحظ أن الدراسات الحالية تركز بشكل أساسي على التدخلات على المقياس الصغير، مما قد يقدم تحيزات بسبب نطاق الأدبيات التي تمت مراجعتها من قبل الأقران باللغة الإنجليزية. بينما توفر هذه الدراسات رؤى قيمة حول الخصائص الفيزيائية لـ NBSs، إلا أنها تقصر في معالجة الفعالية على المدى الطويل والآثار الاجتماعية والاقتصادية الأوسع. تدعو المراجعة إلى نهج مركزي للأداء يتضمن تقنيات بيانات متقدمة، وتعلم الآلة، والذكاء الاصطناعي لتقييم أداء NBS ومؤشرات الأثر. سيساعد ذلك في فهم أكثر شمولاً لعمليات النظام البيئي ودعم التصميم المشترك وتنفيذ NBSs المستنيرة للتكيف الفعال مع المناخ.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الحاجة الملحة لتقييم تقدم التكيف مع المناخ، خاصة من خلال عدسة الحلول المستندة إلى الطبيعة (NBSs)، التي تستفيد من عمليات النظام البيئي لتخفيف آثار تغير المناخ. تُعترف NBSs بشكل متزايد بإمكاناتها لتعزيز سلامة النظام البيئي، وبالتالي تنظيم الظروف البيئية وتقليل المخاطر المرتبطة بالمناخ، خاصة في المناطق الساحلية والانتقالية التي تواجه ضغوطًا بشرية ومناخية كبيرة. يُنظر إلى دمج NBSs في استراتيجيات المناخ والتنوع البيولوجي على أنه خطوة محورية نحو إعادة صياغة خدمات النظام البيئي (ESs) وتعزيز مرونة البنية التحتية.
على الرغم من تزايد الأبحاث حول فعالية NBS، خاصة في البيئات الحضرية، لا تزال التقييمات المحددة للتدابير الساحلية محدودة. تهدف هذه الورقة إلى مراجعة منهجية للمؤشرات المستخدمة لقياس تأثير NBSs على التكيف مع المناخ، مع التركيز على دورها في توفير خدمات النظام البيئي لتقليل المخاطر. من خلال تحليل دراسات حالة مختلفة لـ NBS، تسعى المراجعة إلى توضيح أهداف NBSs الساحلية والانتقالية، وتحديد مؤشرات الفعالية ذات الصلة، واستكشاف كيفية تحسين هذه المؤشرات للرصد وإبلاغ تخطيط التكيف. من المتوقع أن تسهم النتائج في قاعدة أدلة أقوى للتكيف المستند إلى الطبيعة، مما يسهل في النهاية تحسين ممارسات التنفيذ والإدارة.
الطرق
في هذه الدراسة، تم إجراء مراجعة ذات مرحلتين لتقييم فعالية الحلول المستندة إلى الطبيعة (NBSs) في البيئات الساحلية والانتقالية. تضمنت المنهجية مراجعة منهجية، تلتزم بإرشادات PRISMA، وتحليل علمي. تم اختيار Scopus كقاعدة بيانات رئيسية نظرًا لتغطيتها الواسعة، وتم صياغة استفسارين باستخدام كلمات رئيسية تتعلق بالنظم البيئية الساحلية، وNBSs، وخدمات النظام البيئي (ESs). قامت المراجعة بتصنيف النظم البيئية الساحلية والانتقالية إلى نماذج بناءً على الخصائص الجيومورفولوجية والهيدرولوجية، مع اعتماد تعريفات من إطار تقييم NBS الحضري EKLIPSE لضمان وضوح المصطلحات المتعلقة بالفعالية والأداء والأثر.
حددت المراجعة المنهجية في البداية 233 منشورًا، كان 188 منها باللغة الإنجليزية وذات صلة بالفترة الزمنية بعد 2008، تزامنًا مع تقديم البنك الدولي لـ NBSs. بعد عملية فرز دقيقة باستخدام أداة Rayyan، تم اختيار 64 مقالة مؤهلة تركزت على تقييم فعالية NBS من خلال مقاييس الأداء أو الأثر في النظم البيئية الدلتاوية، والمصبات، والبحيرات. تم تحليل الاختيار النهائي المكون من 27 منشورًا رئيسيًا لتوضيح الميزات الرئيسية لفعالية NBS، ومؤشرات الأداء، ومؤشرات الأثر، لا سيما فيما يتعلق بتنظيم خدمات النظام البيئي مثل تنقية جودة المياه والتحكم في الفيضانات، والتي تعتبر حاسمة في مواجهة التحديات الساحلية العاجلة التي تفاقمت بسبب تغير المناخ.
النتائج
تستعرض قسم النتائج من ورقة البحث نمو أبحاث الحلول المستندة إلى الطبيعة (NBS) منذ تقديم المصطلح من قبل البنك الدولي، مع زيادة ملحوظة في المنشورات منذ عام 2013، تزامنًا مع اعتمادها من قبل الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة (IUCN) والمفوضية الأوروبية. تكشف مراجعة علمية لـ 188 منشورًا من Scopus (2008-2023) أن 72.3% من هذه المنشورات تم نشرها منذ عام 2018، مما يعكس زيادة كبيرة في نشاط البحث. هذه الاتجاهات واضحة أيضًا في الأدبيات الرمادية، حيث تم تضمين NBSs في تقارير تقييم عالمية متنوعة، بما في ذلك تلك الصادرة عن اللجنة العالمية للتكيف والهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC).
تُجمع المراجعة المنهجية لـ 27 منشورًا رئيسيًا حول فعالية NBSs الساحلية والانتقالية في الشكل 2، الذي يصنف النتائج بناءً على معايير المقارنة المعمول بها. تشمل هذه المعايير نماذج النظام البيئي وNBSs المنفذة، والضغوط المناخية والبشرية التي تؤثر على هذه النظم البيئية، وخدمات النظام البيئي (ESs) المعالجة، ومؤشرات الأداء وطرق الرصد المستخدمة لتقييم فعالية NBS. تشير التحليلات إلى أن النظم البيئية الساحلية تواجه مجموعة متنوعة من الضغوط، حيث تركز NBSs “البنية التحتية الطبيعية” بشكل خاص على الضغوط المناخية مثل ارتفاع مستوى سطح البحر وشدة العواصف، مما يعالج بشكل أساسي التحكم في التآكل وتنظيم الهيدرولوجيا. بالمقابل، تميل NBSs “الاستعادة البيئية” و”الإدارة المستندة إلى النظام البيئي” إلى تضمين مجموعة أوسع من خدمات النظام البيئي وغالبًا ما تستخدم هذه الخدمات كمؤشرات أداء لتقييم الفعالية. سيتم مناقشة مزيد من التفاصيل حول هذه العناصر في الأقسام التالية.
المناقشة
تتناول قسم المناقشة من ورقة البحث فعالية الحلول المستندة إلى الطبيعة (NBSs) عبر مختلف النظم البيئية الساحلية والانتقالية، مستندة إلى 27 منشورًا رئيسيًا تشمل 36 دراسة حالة. تركز الغالبية العظمى من هذه الدراسات على الاستعادة البيئية (63%)، مع تركيز كبير على تنظيم خدمات النظام البيئي (88.1%)، لا سيما في البيئات المصب. تسلط النتائج الضوء على انتشار الضغوط المناخية والبشرية، مثل ارتفاع مستوى سطح البحر والبنية التحتية الساحلية، والتي غالبًا ما يتم التعامل معها بشكل مستقل في الأدبيات، على الرغم من ترابطها. تشير هذه الفجوة إلى الحاجة إلى نهج أكثر تكاملاً لفهم كيفية تمكن NBSs من معالجة تحديات بيئية متعددة في وقت واحد.
يتم تقييم فعالية NBS بشكل أساسي من خلال مؤشرات الأداء والأثر، مع اعتماد ملحوظ على المعايير البيئية. بينما تقيم مؤشرات الأداء عمليات بيئية محددة، توفر مؤشرات الأثر رؤية أوسع للتأثيرات طويلة الأجل على النظم البيئية والمجتمعات. ومع ذلك، فإن التركيز الحالي على الدراسات على المقياس الصغير يحد من فهم فعالية NBSs على المدى الطويل وإمكاناتها للتوسع. تؤكد الورقة على أهمية الرصد المستمر ودمج العوامل الاجتماعية والاقتصادية لتعزيز قوة تقييمات NBS. علاوة على ذلك، تم تحديد التقدم في تعلم الآلة والنمذجة العددية كأدوات واعدة لتحسين تقييم فعالية NBS وتسهيل اعتمادها الأوسع في استراتيجيات التكيف مع المناخ.
DOI: https://doi.org/10.3389/fenvs.2025.1603919
Publication Date: 2026-01-09
Author(s): Fabienne Horneman et al.
Primary Topic: Coastal wetland ecosystem dynamics
Overview
The systematic review examines the effectiveness of Nature-Based Solutions (NBSs) for climate change adaptation, focusing on articles published from 2008 to 2023. It highlights the challenges posed by the absence of standardized evaluation frameworks and definitions, which impede the assessment of NBS effectiveness. The review analyzes 27 key articles encompassing 36 case studies of coastal NBSs, revealing that these solutions primarily target ecosystem services such as carbon sequestration, erosion reduction, flood mitigation, and water quality improvement. A notable finding is the predominant reliance on process-based performance indicators (51.9%) and impact indicators (70.4%), often neglecting socio-economic factors, which limits a comprehensive understanding of NBS effectiveness.
The conclusion emphasizes the potential of NBSs to enhance coastal and transitional resilience within climate adaptation strategies. It notes that existing studies predominantly focus on micro-scale interventions, which may introduce biases due to the limited scope of peer-reviewed literature in English. While these studies provide valuable insights into the physical attributes of NBSs, they fall short in addressing long-term effectiveness and broader socio-economic impacts. The review advocates for a nested, performance-centric approach that incorporates advanced data techniques, machine learning, and artificial intelligence to evaluate NBS performance and impact indicators. This would facilitate a more comprehensive understanding of ecosystem processes and support the co-design and implementation of informed NBSs for effective climate adaptation.
Introduction
The introduction highlights the urgent need to assess climate adaptation progress, particularly through the lens of Nature-Based Solutions (NBSs), which leverage ecosystem processes to mitigate climate change impacts. NBSs are increasingly recognized for their potential to enhance ecosystem integrity, thereby regulating environmental conditions and reducing climate-related risks, especially in coastal and transitional areas that face significant anthropogenic and climatic pressures. The integration of NBSs into climate and biodiversity strategies is seen as a pivotal step towards reframing ecosystem services (ESs) and bolstering infrastructure resilience.
Despite the growing body of research on NBS effectiveness, particularly in urban settings, evaluations specific to coastal measures remain limited. This paper aims to systematically review the indicators used to measure the impact of NBSs on climate adaptation, focusing on their role in ES provisioning for risk reduction. By analyzing various NBS case studies, the review seeks to clarify the objectives of coastal and transitional NBSs, identify relevant effectiveness indicators, and explore how these indicators can enhance monitoring and inform adaptation planning. The findings are expected to contribute to a stronger evidence base for nature-based adaptation, ultimately facilitating better implementation and management practices.
Methods
In this study, a dual-phase review was conducted to evaluate the effectiveness of Nature-Based Solutions (NBSs) in coastal and transitional environments. The methodology comprised a systematic review, adhering to the PRISMA guidelines, and a scientometric analysis. Scopus was selected as the primary database due to its extensive coverage, and two queries were formulated using keywords related to coastal ecosystems, NBSs, and ecosystem services (ESs). The review categorized coastal and transitional ecosystems into archetypes based on geomorphological and hydrological characteristics, while adopting definitions from the EKLIPSE urban NBS evaluation framework to ensure terminological clarity regarding effectiveness, performance, and impact.
The systematic review initially identified 233 publications, of which 188 were in English and relevant to the timeframe post-2008, coinciding with the World Bank’s introduction of NBSs. Following a rigorous screening process using the Rayyan tool, 64 eligible articles were selected that focused on the evaluation of NBS effectiveness through performance or impact metrics in deltaic, estuarine, and lagoonal ecosystems. The final selection of 27 key publications was analyzed to elucidate the main features of NBS effectiveness, performance, and impact indicators, particularly concerning regulating ESs such as water quality purification and flood control, which are critical in addressing urgent coastal challenges exacerbated by climate change.
Results
The results section of the research paper outlines the growth of Nature-Based Solutions (NBS) research since the term’s introduction by the World Bank, with a notable increase in publications from 2013 onwards, coinciding with its adoption by the International Union for Conservation of Nature (IUCN) and the European Commission. A scientometric review of 188 publications from Scopus (2008-2023) reveals that 72.3% of these were published since 2018, reflecting a significant intensification in research activity. This trend is also evident in grey literature, with NBSs featured in various global assessment reports, including those from the Global Commission on Adaptation and the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).
The systematic review of 27 key publications on the effectiveness of coastal and transitional NBSs is synthesized in Figure 2, which categorizes findings based on established comparison criteria. These criteria include the ecosystem archetypes and NBSs implemented, the climatic and anthropogenic pressures affecting these ecosystems, the ecosystem services (ESs) addressed, and the performance indicators and monitoring methods used to evaluate NBS effectiveness. The analysis indicates that coastal ecosystems face a diverse array of pressures, with ‘Natural Infrastructure’ NBSs particularly focused on climatic pressures such as sea level rise and storm surge intensity, primarily addressing erosion control and hydrological regulation. In contrast, ‘Ecological Restoration’ and ‘Ecosystem-based Management’ NBSs tend to encompass a broader range of ESs and frequently utilize these services as performance indicators for evaluating effectiveness. Further details on these elements will be discussed in subsequent sections.
Discussion
The discussion section of the research paper examines the effectiveness of nature-based solutions (NBSs) across various coastal and transitional ecosystems, drawing from 27 key publications that encompass 36 case studies. The majority of these studies focus on ecological restoration (63%), with a significant emphasis on regulating ecosystem services (88.1%), particularly in estuarine environments. The findings highlight the prevalence of climatic and anthropogenic pressures, such as sea level rise and coastal infrastructure, which are often treated independently in the literature, despite their interconnectedness. This disconnect suggests a need for a more integrated approach to understanding how NBSs can simultaneously address multiple environmental challenges.
The evaluation of NBS effectiveness is primarily conducted through performance and impact indicators, with a notable reliance on environmental parameters. While performance indicators assess specific ecological processes, impact indicators provide a broader view of long-term effects on ecosystems and communities. However, the current focus on micro-scale studies limits the understanding of NBSs’ long-term effectiveness and their potential for scaling up. The paper emphasizes the importance of continuous monitoring and the integration of socio-economic factors to enhance the robustness of NBS evaluations. Furthermore, advancements in machine learning and numerical modeling are identified as promising tools for improving the assessment of NBS effectiveness and facilitating their broader adoption in climate adaptation strategies.