A revised estimate of Chinese carbon emissions from fossil fuel burning and cement production is presented, based on updated energy consumption and clinker production data and two new sets of measured emission factors for Chinese coal. China emits large amounts of anthropogenic carbon, but its carbon emission estimates are highly uncertain. This paper presents a revised estimate of Chinese carbon emissions from fossil fuel burning and cement production based on updated energy consumption and clinker production data, and two new sets of measured emission factors for Chinese coal. The authors estimate of China's cumulative carbon emissions for the period 2000 to 2013 is 13% lower than previous estimates. Nearly three-quarters of the growth in global carbon emissions from the burning of fossil fuels and cement production between 2010 and 2012 occurred in China1,2. Yet estimates of Chinese emissions remain subject to large uncertainty; inventories of China’s total fossil fuel carbon emissions in 2008 differ by 0.3 gigatonnes of carbon, or 15 per cent1,3,4,5. The primary sources of this uncertainty are conflicting estimates of energy consumption and emission factors, the latter being uncertain because of very few actual measurements representative of the mix of Chinese fuels. Here we re-evaluate China’s carbon emissions using updated and harmonized energy consumption and clinker production data and two new and comprehensive sets of measured emission factors for Chinese coal. We find that total energy consumption in China was 10 per cent higher in 2000–2012 than the value reported by China’s national statistics6, that emission factors for Chinese coal are on average 40 per cent lower than the default values recommended by the Intergovernmental Panel on Climate Change7, and that emissions from China’s cement production are 45 per cent less than recent estimates1,4. Altogether, our revised estimate of China’s CO2 emissions from fossil fuel combustion and cement production is 2.49 gigatonnes of carbon (2 standard deviations = ±7.3 per cent) in 2013, which is 14 per cent lower than the emissions reported by other prominent inventories1,4,8. Over the full period 2000 to 2013, our revised estimates are 2.9 gigatonnes of carbon less than previous estimates of China’s cumulative carbon emissions1,4. Our findings suggest that overestimation of China’s emissions in 2000–2013 may be larger than China’s estimated total forest sink in 1990–2007 (2.66 gigatonnes of carbon)9 or China’s land carbon sink in 2000–2009 (2.6 gigatonnes of carbon)10.

Restoration EcologyVolume 27, Issue S1 p. S1-S46 POLICY ARTICLEOpen Access International principles and standards for the practice of ecological restoration. Second edition George D. Gann, George D. Gann The Institute for Regional Conservation, Delray Beach, FL, 33483 U.S.A. Society for Ecological Restoration, Washington, D.C., 20005 U.S.A.Search for more papers by this authorTein McDonald, Tein McDonald orcid.org/0000-0001-7322-0934 Society for Ecological Restoration Australasia, 10 East St, Cooma, NSW, 2630 AustraliaSearch for more papers by this authorBethanie Walder, Bethanie Walder Society for Ecological Restoration, Washington, D.C., 20005 U.S.A.Search for more papers by this authorJames Aronson, James Aronson Center for Conservation and Sustainable Development, Missouri Botanical Garden, St Louis, MO, 63166 U.S.A.Search for more papers by this authorCara R. Nelson, Cara R. Nelson Department of Ecosystem and Conservation Sciences, Franke College of Forestry and Conservation, University of Montana, Missoula, MT, 59812 U.S.A. Ecosystem Restoration Thematic Group, Commission on Ecosystem Management, International Union for Conservation of Nature, 1196 Gland, SwitzerlandSearch for more papers by this authorJustin Jonson, Justin Jonson Threshold Environmental, PO Box 1124, Albany, WA, 6331 Australia Centre of Excellence in Natural Resource Management, School of Agriculture and Environment, The University of Western Australia, Albany, WA, 6330 AustraliaSearch for more papers by this authorJames G. Hallett, Corresponding Author James G. Hallett jghallett@gmail.com orcid.org/0000-0003-4259-4903 Society for Ecological Restoration, Washington, D.C., 20005 U.S.A.Address correspondence to J. G. Hallett, email jghallett@gmail.comSearch for more papers by this authorCristina Eisenberg, Cristina Eisenberg College of Forestry, Department of Forest Ecosystems and Society, Oregon State University, Corvallis, OR, 97331 U.S.A.Search for more papers by this authorManuel R. Guariguata, Manuel R. Guariguata orcid.org/0000-0002-4352-2015 Center for International Forestry Research, Av. La Molina 1895, Lima, PeruSearch for more papers by this authorJunguo Liu, Junguo Liu orcid.org/0000-0002-5745-6311 School of Environmental Science and Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, 518055 China Society for Ecological Rehabilitation of Beijing, Beijing, ChinaSearch for more papers by this authorFangyuan Hua, Fangyuan Hua Institute of Ecology, Peking University, Haidian Road, Beijing, 100871 China Department of Zoology, University of Cambridge, Cambridge, CB2 3EJ UKSearch for more papers by this authorCristian Echeverría, Cristian Echeverría Laboratory of Landscape Ecology, Facultad de Ciencias Forestales, Universidad de Concepción, Concepción, ChileSearch for more papers by this authorEmily Gonzales, Emily Gonzales Parks Canada, 300-300 West Georgia Street, Vancouver, BC, V6B 6B4 CanadaSearch for more papers by this authorNancy Shaw, Nancy Shaw Grassland, Shrubland and Desert Ecosystem Research, USFS Rocky Mountain Research Station, 322 E. Front Street, Suite 401, Boise, ID, 83702 U.S.A.Search for more papers by this authorKris Decleer, Kris Decleer Research Institute for Nature and Forest, Herman Teirlinckgebouw, Havenlaan 88 bus 73, Brussels, 1000 BelgiumSearch for more papers by this authorKingsley W. Dixon, Kingsley W. Dixon ARC Centre for Mine Site Restoration, School of Molecular and Life Sciences, Curtin University, Bentley, WA, 6102 AustraliaSearch for more papers by this author George D. Gann, George D. Gann The Institute for Regional Conservation, Delray Beach, FL, 33483 U.S.A. Society for Ecological Restoration, Washington, D.C., 20005 U.S.A.Search for more papers by this authorTein McDonald, Tein McDonald orcid.org/0000-0001-7322-0934 Society for Ecological Restoration Australasia, 10 East St, Cooma, NSW, 2630 AustraliaSearch for more papers by this authorBethanie Walder, Bethanie Walder Society for Ecological Restoration, Washington, D.C., 20005 U.S.A.Search for more papers by this authorJames Aronson, James Aronson Center for Conservation and Sustainable Development, Missouri Botanical Garden, St Louis, MO, 63166 U.S.A.Search for more papers by this authorCara R. Nelson, Cara R. Nelson Department of Ecosystem and Conservation Sciences, Franke College of Forestry and Conservation, University of Montana, Missoula, MT, 59812 U.S.A. Ecosystem Restoration Thematic Group, Commission on Ecosystem Management, International Union for Conservation of Nature, 1196 Gland, SwitzerlandSearch for more papers by this authorJustin Jonson, Justin Jonson Threshold Environmental, PO Box 1124, Albany, WA, 6331 Australia Centre of Excellence in Natural Resource Management, School of Agriculture and Environment, The University of Western Australia, Albany, WA, 6330 AustraliaSearch for more papers by this authorJames G. Hallett, Corresponding Author James G. Hallett jghallett@gmail.com orcid.org/0000-0003-4259-4903 Society for Ecological Restoration, Washington, D.C., 20005 U.S.A.Address correspondence to J. G. Hallett, email jghallett@gmail.comSearch for more papers by this authorCristina Eisenberg, Cristina Eisenberg College of Forestry, Department of Forest Ecosystems and Society, Oregon State University, Corvallis, OR, 97331 U.S.A.Search for more papers by this authorManuel R. Guariguata, Manuel R. Guariguata orcid.org/0000-0002-4352-2015 Center for International Forestry Research, Av. La Molina 1895, Lima, PeruSearch for more papers by this authorJunguo Liu, Junguo Liu orcid.org/0000-0002-5745-6311 School of Environmental Science and Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, 518055 China Society for Ecological Rehabilitation of Beijing, Beijing, ChinaSearch for more papers by this authorFangyuan Hua, Fangyuan Hua Institute of Ecology, Peking University, Haidian Road, Beijing, 100871 China Department of Zoology, University of Cambridge, Cambridge, CB2 3EJ UKSearch for more papers by this authorCristian Echeverría, Cristian Echeverría Laboratory of Landscape Ecology, Facultad de Ciencias Forestales, Universidad de Concepción, Concepción, ChileSearch for more papers by this authorEmily Gonzales, Emily Gonzales Parks Canada, 300-300 West Georgia Street, Vancouver, BC, V6B 6B4 CanadaSearch for more papers by this authorNancy Shaw, Nancy Shaw Grassland, Shrubland and Desert Ecosystem Research, USFS Rocky Mountain Research Station, 322 E. Front Street, Suite 401, Boise, ID, 83702 U.S.A.Search for more papers by this authorKris Decleer, Kris Decleer Research Institute for Nature and Forest, Herman Teirlinckgebouw, Havenlaan 88 bus 73, Brussels, 1000 BelgiumSearch for more papers by this authorKingsley W. Dixon, Kingsley W. Dixon ARC Centre for Mine Site Restoration, School of Molecular and Life Sciences, Curtin University, Bentley, WA, 6102 AustraliaSearch for more papers by this author First published: 04 September 2019 https://doi.org/10.1111/rec.13035Citations: 229 Author contributions: GDG, TM, BW coordinated production of the document and solicited reviews of the first edition and subsequent drafts. GDG, TM, BW, JA, CRN, JJ, JGH, CE, MRG, JL, FH, CE, EG, and KWD wrote sections of the text. JGH edited and revised the document. NS and KD clarified sections of the text. Coordinating Editor: Valter Amaral AboutSectionsPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinked InRedditWechat The Society for Ecological Restoration (SER) is an international non-profit organization with members in 70 countries. SER advances the science, practice and policy of ecological restoration to sustain biodiversity, improve resilience in a changing climate, and re-establish an ecologically healthy relationship between nature and culture. SER is a dynamic global network, linking researchers, practitioners, land managers, community leaders and decision-makers to restore ecosystems and the human communities that depend on them. Via its members, publications, conferences, policy work, and outreach, SER defines and delivers excellence in the field of ecological restoration. Document development. International Principles and Standards for the Practice of Ecological Restoration (the Standards) was developed through consultation with professionals within the Society for Ecological Restoration and their peers in the global scientific and conservation communities. The first edition was launched in 2016 at the United Nations Biodiversity Conference in Cancún, Mexico. This event brought together key stakeholders from across the international policy arena, many of whom had been instrumental in driving the global initiatives to implement large-scale environmental restoration programs. Because the Standards were written as a living document to be modified and expanded through consultation and use by stakeholders, the launch included an open invitation for stakeholder input, to both improve the document and promote broad use. Subsequently, over a multi-year consultation period, SER invited input and review from a diverse spectrum of people and organizations contributing to ecological restoration. Key stakeholders contacted for comment included the secretariats of the Convention on Biological Diversity (CBD), United Nations Convention to Combat Desertification (UNCCD) including its Science-Policy Interface, Global Environment Facility, the World Bank, and members of the Global Partnership on Forest Landscape Restoration (GPFLR). In 2017, SER partnered with the IUCN Commission on Ecosystem Management to deliver an invited Forum on Biodiversity and Global Forest Restoration at which the SER Standards were reviewed (SER and IUCN-CEM 2018). SER also organized a symposium on the SER Standards and an open Knowledge Café at the 2017 SER World Conference on Ecological Restoration. Additional input was received at other events, including the 9th Ecosystem Services Partnership World Conference in Shenzhen, China in 2017. To capture the perspectives of the SER community, SER invited online feedback via its website and sent an online survey to SER members, affiliates, and stakeholders. SER has also considered and responded to feedback from published critiques in its journal, Restoration Ecology. All comments received during the consultative review process were considered in the revision process. The second edition of the Standards was approved by the SER Science and Policy Committee, and the SER Board of Directors on 18 June 2019. As with the first edition, this version will be revised and improved as the discipline evolves through science, practice, and adaptive management. The Standards are compatible with and expand on the Open Standards for the Practice of Conservation (Conservation Measures Partnership 2013) and complement the REDD+ Social and Environmental Standards (REDD+ SES 2012), and other conservation standards and guidelines. Contributors. Levi Wickwire provided assistance during document development. Karen Keenleyside contributed content to the original version. Andre Clewell's inspiration and ideas led to the attributes list and circle template (Fig. 4; Appendix 2), Kayri Havens assisted with adapting Appendix 1 on selection of seeds and other propagules, and Craig Beatty contributed to Section 4, Part 3 on global restoration initiatives. We thank the following translators of the first edition: Claudia Concha, Marcela Bustamante and Cristian Echeverría (Spanish); Ricardo Cesar (Portuguese); Narayana Bhat (Arabic); Jaeyong Choi (Korean); Junguo Liu (Chinese); and, Jean-François Alignan, Julie Braschi, Élise Buisson, Jacqueline Buisson, Manon Hess, Renaud Jaunatre, Maxime Le Roy, Sandra Malaval, and Réseau d'Échanges et de Valorisation en Écologie de la Restauration (REVER) (French). Reviewers. Many international experts provided suggestions for development of the second edition. We acknowledge many here, but may have unintentionally missed some individuals. The views expressed here are those of the authors, and not necessarily those of the reviewers. Sasha Alexander, Mariam Akhtar-Schuster, Craig Beatty, María Consuelo de Bonfil, Karma Bouazza, Elise Buisson, Andre Clewell, Jordi Cortina, Donald Falk, Marco Fioratti, Scott Hemmerling, Richard Hobbs, Karen Holl, Berit Köhler, Nik Lopoukhine, Graciela Metternicht, Luiz Fernando Moraes, Stephen Murphy, Michael Perring, David Polster, Karel Prach, Anne Tolvanen, Alan Unwin, Ramesh Venkataraman, Steve Whisenant, Andrew Whitley, and Shira Yoffe provided critical reviews. The published manuscript greatly benefited from peer review by Karel Prach, Vicky Temperton, and Joy Zedler. Their assistance, dedication, and timeliness in reviewing the manuscript was unparalleled. Participants at the SER and IUCN-CEM Forum on Biodiversity and Global Forest Restoration, Iguassu Falls, Brazil, 2017 helped clarify the scope and context of the SER Standards: Angela Andrade, James Aronson, Rafael Avila, Brigitte Baptiste, Rubens de Miranda Benini, Rachel Biderman, Blaise Bodin, Consuelo Bonfil, Magda Bou Dagher Kharrat, MiHee Cho, Youngtae Choi, Jordi Cortina, Kingsley Dixon, Giselda Durigan, Cristian Echeverría, Steve Edwards, George Gann, Manuel R. Guariguata, Yoly Gutierrez, James Hallett, Ric Hauer, Karen Holl, Fangyuan Hua, Paola Isaacs, Justin Jonson, Won-Seok Kang, Agnieszka Latawiec, Harvey Locke, James McBreen, Tein McDonald, Paula Meli, Jean Paul Metzger, Miguel A. Moraes, Ciro Moura, Cara Nelson, Margaret O'Connell, Aurelio Padovezi, Hernán Saavedra, Catalina Santamaria, Gerardo Segura Warnholtz, Kirsty Shaw, Nancy Shaw, Bernardo Strassburg, Evert Thomas, José Marcelo, Alan Unwin, Liette Vasseur, Joseph Veldman, Bethanie Walder, and Jorge Watanabe. Participants at the Knowledge Café on the International Standards, 2017 SER World Conference on Ecological Restoration, Iguassu Falls, Brazil included Mitch Aide, Rafael Carlos Ávila-Santa Cruz, Suresh Babu, Blaise Bodin, Craig Beatty, Steve Edwards, George Gann, Angelita Gómez, Emily Gonzales, Justin Jonson, Marion Karmann, Tein McDonald, Cara Nelson, Antonio Ordorica, Claudia Padilla, Liliane Parany, David Polster, Catalina Santamaria, Bethanie Walder, Andrew Whitley, Paddy Woodworth, and Gustavo Zuleta. Feedback on the published first edition. Valuable comments were received from Constance Bersok, Kris Boody, Zoe Brocklehurst, Elise Buisson, Peter Cale, David Carr, Michael Rawson Clark, Andre Clewell, Adam Cross, Maria del Sugeyrol Villa Ramirez, Rory Denovan, Giselda Durigan, Rolf Gersonde, Emily Gonzales, Diane Haase, Ismael Hernández Valencia, Eric Higgs, Sean King, Beatriz Maruri-Aguilar, Rob Monico, Michael Morrison, Stephen Murphy, Tom Nedland, J.T. Netherland, Samira Omar, David Ostergren, Glenn Palmgren, Jim Palus, Aviva Patel, David Polster, Jack Putz, Danielle Romiti, George H. Russell, David Sabaj-Stahl, Raj Shekhar Singh, Nicky Strahl, Tobe Query, Edith Tobe, Michael Toohill, Daniel Vallauri, Jorge Watanabe, Jeff Weiss, William Zawacki, and Paul Zedler. Cassandra Rosa compiled detailed notes and reviewed comments from >100 respondents of the SER survey on the Standards. EXECUTIVE SUMMARY Ecological restoration, when implemented effectively and sustainably, contributes to protecting biodiversity; improving human health and wellbeing; increasing food and water security; delivering goods, services, and economic prosperity; and supporting climate change mitigation, resilience, and adaptation. It is a solutions-based approach that engages communities, scientists, policymakers, and land managers to repair ecological damage and rebuild a healthier relationship between people and the rest of nature. When combined with conservation and sustainable use, ecological restoration is the link needed to move local, regional, and global environmental conditions from a state of continued degradation, to one of net positive improvement. The second edition of the International Principles and Standards for the Practice of Ecological Restoration (the Standards) presents a robust framework for restoration projects to achieve intended goals, while addressing challenges including effective design and implementation, accounting for complex ecosystem dynamics (especially in the context of climate change), and navigating trade-offs associated with land management priorities and decisions. The Standards establish eight principles that underpin ecological restoration. Principles 1 and 2 articulate important foundations that guide ecological restoration: effectively engaging a wide range of stakeholders, and fully utilizing available scientific, traditional, and local knowledge, respectively. Principles 3 and 4 summarize the central approach to ecological restoration, by highlighting ecologically appropriate reference ecosystems as the target of restoration and clarifying the imperative for restoration activities to support ecosystem recovery processes. Principle 5 underscores the use of measurable indicators to assess progress toward restoration objectives. Principle 6 lays out the mandate for ecological restoration to seek the highest attainable recovery. Tools are provided to identify the levels of recovery aspired to and to track progress. Principle 7 highlights the importance of restoration at large spatial scales for cumulative gains. Finally, ecological restoration is one of several approaches that address damage to ecosystems and Principle 8 clarifies its relationships to allied approaches on a “Restorative Continuum”. The Standards highlight the role of ecological restoration in connecting social, community, productivity, and sustainability goals. The Standards also provide recommended performance measures for restorative activities for industries, communities, and governments to consider. In addition, the Standards enhance the list of practices and actions that guide practitioners in planning, implementation, and monitoring activities. The leading practices and guidance include discussion on appropriate approaches to site assessment and identification of reference ecosystems, different restoration approaches including natural regeneration, consideration of genetic diversity under climate change, and the role of ecological restoration in global restoration initiatives. This edition also includes an expanded glossary of restoration terminology. SER and its international partners produced the Standards for adoption by communities, industries, governments, educators, and land managers to improve ecological restoration practice across all sectors and in all ecosystems, terrestrial and aquatic. The Standards support development of ecological restoration plans, contracts, consent conditions, and monitoring and auditing criteria. Generic in nature, the Standards framework can be adapted to particular ecosystems, biomes, or landscapes; individual countries; or traditional cultures. The Standards are aspirational and provide tools that are intended to improve outcomes, promote best practices, and deliver net global environmental and social benefits. As the world enters the UN Decade on Ecosystem Restoration (2021–2030), the Standards provide a blueprint for ensuring ecological restoration achieves its full potential in delivering social and environmental equity and, ultimately, economic benefits and outcomes. Table of Contents SECTION 1 – INTRODUCTION6 Ecological Restoration as a Means of Improving Biodiversity and Human Wellbeing and Its Role in Broader Global Initiatives6 Need for Principles and Standards6 Background6 What's New in This Version?7 Key Definitions and Terms7 Underpinnings Assumptions7 SECTION 2 – EIGHT PRINCIPLES THAT UNDERPIN ECOLOGICAL RESTORATION8 Principle 1. Ecological Restoration Engages Stakeholders8 Principle 2. Ecological Restoration Draws on Many Types of Knowledge9 Principle 3. Ecological Restoration Practice Is Informed by Native Reference Ecosystems, while Considering Environmental Change11 Principle 4. Ecological Restoration Supports Ecosystem Recovery Processes14 Principle 5. Ecosystem Recovery Is Assessed against Clear Goals and Objectives, Using Measurable Indicators15 Principle 6. Ecological Restoration Seeks the Highest Level of Recovery Attainable17 Principle 7. Ecological Restoration Gains Cumulative Value when Applied at Large Scales18 Principle 8. Ecological Restoration Is Part of a Continuum of Restorative Activities21 SECTION 3 – STANDARDS OF PRACTICE FOR PLANNING AND IMPLEMENTING ECOLOGICAL RESTORATION PROJECTS23 SECTION 4 – LEADING PRACTICES28 Part 1. Developing Reference Models for Ecological Restoration28 Part 2. Identifying Appropriate Ecological Restoration Approaches29 Part 3. The Role of Ecological Restoration in Global Restoration Initiatives31 SECTION 5—GLOSSARY OF TERMS33 APPENDIX 1. SELECTION OF SEEDS AND OTHER PROPAGULES FOR RESTORATION41 Genetic Considerations for Sourcing Seeds or other Propagules41 Propagule Sourcing and Climate Change42 Tools and Future Directions42 Restoring Connectivity and Assisting Migration44 APPENDIX 2. BLANK PROJECT EVALUATION TEMPLATES (FOR PRACTITIONER USE)45 Section 1—Introduction The International Principles and Standards for the Practice of Ecological Restoration (the Standards) provide a guide to practitioners, operational personnel, students, planners, managers, regulators, policymakers, funders, and implementing agencies involved in restoring degraded ecosystems across the world—whether terrestrial, freshwater, coastal, or marine. They place ecological restoration into a global context, including its role in recovering biodiversity and improving human wellbeing11 Terms in boldface are defined in the Glossary section. in times of rapid global change. Ecological Restoration as a Means of Improving Biodiversity and Human Wellbeing and Its Role in Broader Global Initiatives Humanity recognizes the planet's native ecosystems as having irreplaceable ecological, societal, and economic value. In addition to their intrinsic value, such as biodiversity and spiritual or aesthetic importance, healthy native ecosystems assure the flow of ecosystem services. These services include: provision of clean water and air, healthy soils, culturally important artifacts, and the food, fiber, fuel, and medicines essential for human health, wellbeing, and livelihoods. Native ecosystems can also reduce the effects of natural disasters and mitigate accelerated climate change. Ecosystem degradation, damage, and destruction (hereafter, collectively referred to as degradation) diminish the biodiversity, functioning, and resilience of ecosystems, which in turn negatively affects the resilience and sustainability of social–ecological systems. Although protecting remaining native ecosystems is critical to conserving the world's natural and cultural heritage, protection alone is insufficient, given past and current degradation. To respond to current global environmental challenges and to sustain the flow of ecosystem services and goods essential for human wellbeing, global society must secure a net gain in the extent and functioning of native ecosystems by investing not only in environmental protection, but also in environmental repair including ecological restoration. This repair must be implemented at multiple scales to achieve measurable effects worldwide. Awareness of the need for environmental repair is growing, resulting in a global escalation of ecological restoration and related efforts (see also Section 4, Part 3). For example, the United Nations (UN) Sustainable Development Goals (SDGs) for 2030 call for restoration of marine and coastal ecosystems (Goal 14) and terrestrial ecosystems (Goal 15) that have been degraded to “protect, restore and promote sustainable use of terrestrial ecosystems, sustainably manage forests, combat desertification, and halt and reverse land degradation and halt biodiversity loss.” The Convention on Biological Diversity (2016) calls for the “restoration of degraded natural and semi-natural ecosystems, including in urban environments, as a contribution to reversing the loss of biodiversity, recovering connectivity, improving ecosystem resilience, enhancing the provision of ecosystem services, mitigating and adapting to the effects of climate change, combating desertification and land degradation, and improving human well-being while reducing environmental risks and scarcities.” And, the United Nations General Assembly has declared 2021–2030 the “Decade on Ecosystem Restoration.” The concept of restoration in many of these initiatives and agreements is very broad and includes many approaches to ecosystem management and nature-based solutions, all of which are valuable. The Standards address the relationship between ecological restoration and other ecosystem management and nature-based solutions, and clarify the specific role of ecological restoration in contributing to the goals of conserving biodiversity and improving human wellbeing worldwide. Need for Principles and Standards Repairing degraded ecosystems is a complex task requiring significant time, resources, and knowledge. Ecological restoration contributes in substantial ways to protecting biodiversity and human wellbeing, but many restoration projects and programs, however well intentioned, have underperformed. The Standards recognize that appropriate design; good planning and implementation; sufficient knowledge, skill, effort and resources; understanding of specific social contexts and risks; appropriate stakeholder involvement; and adequate monitoring for adaptive management will contribute to improved outcomes. Application of principles and standards can increase effectiveness of ecological restoration efforts by establishing criteria for technical implementation across different ecosystem types. They also provide a framework that engages stakeholders and respects socio-cultural realities and needs, which can be applied to both mandatory (i.e. required as part of consent conditions) and non-mandatory restoration (i.e. the voluntary repair of damage). These criteria can improve ecological restoration outcomes, whether used to guide agencies, companies, or individuals engaged in planning, implementation, and monitoring; to guide regulators in developing agreements for mandatory restoration and evaluating whether those agreements have been met; or to guide policymakers in designing, supporting, funding, and evaluating restoration projects at any scale. Thus, the use of clear and carefully considered principles and standards underpinning ecological restoration can reduce the risk of unintended damage to ecosystems and native biodiversity, and help to develop high-quality projects and programs amenable to monitoring and assessment. Background This document expands upon and joins SER's collection of foundation documents including the SER International Primer on Ecological Restoration (SER 2004), Guidelines for Developing and Managing Restoration Projects (Clewell et al. 2005), Ecological Restoration—a Means of Conserving Biodiversity and Sustaining Livelihoods (Gann & Lamb 2006), and Ecological Restoration for Protected Areas: Principles, Guidelines and Best Practices (Keenleyside et al. 2012). It also utilizes SER's Code of Ethics (SER 2013) and specifically draws on material and models in the two editions of National Standards for the Practice of Ecological Restoration in Australia (McDonald et al. 2016a, 2018). Several books were influential including Restoration Ecology: The New Frontier (Van Andel & Aronson 2012), Ecological Restoration: Principles, Values and Structure of an Emerging Profession (Clewell & Aronson 2013), Foundations of Restoration Ecology (Palmer et al. 2016), Routledge Handbook of Ecological and Environmental Restoration (Allison & Murphy 2017), and Management of Ecological Rehabilitation Projects (Liu & Clewell 2017). We have drawn content from the editorial Ecosystem Restoration is Now a Global Priority (Aronson & Alexander 2013), and the policy documents Ecosystem Restoration: Short-term Action Plan of the CBD (Convention on Biological Diversity 2016), Partnering with Nature: The Case for Natural Regeneration in Forest and Landscape Restoration (Chazdon et al. 2017), and Restoring Forests and Landscapes: The Key to a Sustainable Future by the Global Partnership on Forest and Landscape Restoration (GPFLR; Besseau et al. 2018). Works published in SER's journal Restoration Ecology, book series on The Science and Practice of Ecological Restoration (Island Press), and Restoration Resource Center, as well as many other documents have informed development of this edition. While Sections 1 through 3 are mostly free of references for brevity's sake, Section 4 (Leading Practices), Appendix 1, and Supplement S1 include citations. What Is New in This Version? To better address the diverse roles people play in restoration and how the goals of Indigenous groups fit into the overall picture of ecological restoration, we have reorganized the Principles to better incorporate social-economic and cultural factors that can greatly affect outcomes of restoration. Principle 1 expands on social goals and includes a “Social Benefits Wheel” tool to help convey social targets and goals of a project. Principles and Key Concepts are merged into a single section on Principles. A compilation of historical documents used to synthesize the Principles is provided in Supplement S1. Scaling-up ecological restora

Water scarcity has become a major constraint to socio-economic development and a threat to livelihood in increasing parts of the world. Since the late 1980s, water scarcity research has attracted much political and public attention. We here review a variety of indicators that have been developed to capture different characteristics of water scarcity. Population, water availability and water use are the key elements of these indicators. Most of the progress made in the last few decades has been on the quantification of water availability and use by applying spatially explicit models. However, challenges remain on appropriate incorporation of green water (soil moisture), water quality, environmental flow requirements, globalization and virtual water trade in water scarcity assessment. Meanwhile, inter- and intra- annual variability of water availability and use also calls for assessing the temporal dimension of water scarcity. It requires concerted efforts of hydrologists, economists, social scientists, and environmental scientists to develop integrated approaches to capture the multi-faceted nature of water scarcity.

Peatlands play important ecological, economic and cultural roles in human well-being. Although considered sensitive to climate change and anthropogenic pressures, the spatial extent of peatlands is poorly constrained. We report the development of an improved global peatland map, PEATMAP, based on a meta-analysis of geospatial information collated from a variety of sources at global, regional and national levels. We estimate total global peatland area to be 4.23 million km2, approximately 2.84% of the world land area. Our results suggest that previous global peatland inventories are likely to underestimate peat extent in the tropics, and to overestimate it in parts of mid- and high-latitudes of the Northern Hemisphere. Global wetland and soil datasets are poorly suited to estimating peatland distribution. For instance, tropical peatland extents are overestimated by Global Lakes and Wetlands Database – Level 3 (GLWD-3) due to the lack of ground-truthing data; and underestimated by the use of histosols to represent peatlands in the Harmonized World Soil Database (HWSD) v1.2, as large areas of swamp forest peat in the humid tropics are omitted. PEATMAP and its underlying data are freely available as a potentially useful tool for scientists and policy makers with interests in peatlands or wetlands. PEATMAP's data format and file structure are intended to allow it to be readily updated when previously undocumented peatlands are found and mapped, and when regional or national land cover maps are updated and refined.

Terrestrial water storage (TWS) modulates the hydrological cycle and is a key determinant of water availability and an indicator of drought. While historical TWS variations have been increasingly studied, future changes in TWS and the linkages to droughts remain unexamined. Here, using ensemble hydrological simulations, we show that climate change could reduce TWS in many regions, especially those in the Southern Hemisphere. Strong inter-ensemble agreement indicates high confidence in the projected changes that are driven primarily by climate forcing rather than land and water management activities. Declines in TWS translate to increases in future droughts. By the late twenty-first century, the global land area and population in extreme-to-exceptional TWS drought could more than double, each increasing from 3% during 1976–2005 to 7% and 8%, respectively. Our findings highlight the importance of climate change mitigation to avoid adverse TWS impacts and increased droughts, and the need for improved water resource management and adaptation. Projections of terrestrial water storage (TWS)—the sum of all continental water—are key to water resource and drought estimates. A hydrological model ensemble predicts climate warming will more than double the land area and population exposed to extreme TWS drought by the late twenty-first century.

Crop production is the single largest cause of human alteration of the global nitrogen cycle. We present a comprehensive assessment of global nitrogen flows in cropland for the year 2000 with a spatial resolution of 5 arc-minutes. We calculated a total nitrogen input (IN) of 136.60 trillion grams (Tg) of N per year, of which almost half is contributed by mineral nitrogen fertilizers, and a total nitrogen output (OUT) of 148.14 Tg of N per year, of which 55% is uptake by harvested crops and crop residues. We present high-resolution maps quantifying the spatial distribution of nitrogen IN and OUT flows, soil nitrogen balance, and surface nitrogen balance. The high-resolution data are aggregated at the national level on a per capita basis to assess nitrogen stress levels. The results show that almost 80% of African countries are confronted with nitrogen scarcity or nitrogen stress problems, which, along with poverty, cause food insecurity and malnutrition. The assessment also shows a global average nitrogen recovery rate of 59%, indicating that nearly two-fifths of nitrogen inputs are lost in ecosystems. More effective management of nitrogen is essential to reduce the deleterious environmental consequences.

Significance Freshwater resources are unevenly distributed in China. This situation drives a significant amount of water flow both physically and virtually across China. Here, we report on our quantification of China’s physical and virtual water flows and associated water stress at the provincial level. In 2007, interprovincial physical water flows amounted to only a small part of China’s total water supply, but virtual water flows amounted to over one-third of supply. We found that both physical and virtual water flows exacerbated water stress for the main water-exporting provinces. The results highlight the need for more emphasis to be placed on water demand management rather than the current focus on supply-oriented management.

With population growth and economic development, the agricultural sector is facing the challenge to produce more food with less water. Crop water productivity (CWP) is important for understanding water–food relationships. It also provides a basis for the assessment of water use efficiency embodied in global food trade. However, traditional methods are not sufficient for estimating CWP on a global scale considering large spatial and temporal variations across different geographical locations. In this paper, a GIS-based EPIC model (GEPIC) is developed and tested to estimate wheat (Triticum aestivum L.) yield and CWP at a grid resolution of 30′ on the land surface. A comparison between simulated yields and FAO statistical yields in 102 countries over 10 years shows a good agreement. The simulated CWP is also mostly in line with the CWP reported in the literature. The simulation results show that compared with rainfed wheat, irrigated wheat has higher frequencies for high CWP (>0.8 kg m−3) and lower frequencies for low CWP (<0.8 kg m−3). This is likely because irrigation can provide timely water supply to crop development and the management of irrigated crops is usually more intensive than in rainfed production. A strong linear relation is found between CWP and yield. High wheat yield and CWP appear in the European countries, especially those in western and northern Europe. Low wheat yield and CWP are seen in most African countries. The simulation using GEPIC, however, shows that wheat yield and CWP in many African countries could increase substantially with sufficient water supply and fertilizer application. Variations in CWP across countries suggest that global water use could be reduced through food trade. Calculations indicate a saving of 77 × 109 m3 of water in 2000 through international wheat trade as a result of relatively high CWP in major exporting countries. However, the simulation results also suggest that an overall improvement in CWP through better crop management practices in local areas could make a greater contribution to the reduction in global water use.

Abstract Water scarcity is rapidly increasing in many regions. In a novel, multi-model assessment, we examine how human interventions (HI: land use and land cover change, man-made reservoirs and human water use) affected monthly river water availability and water scarcity over the period 1971–2010. Here we show that HI drastically change the critical dimensions of water scarcity, aggravating water scarcity for 8.8% (7.4–16.5%) of the global population but alleviating it for another 8.3% (6.4–15.8%). Positive impacts of HI mostly occur upstream, whereas HI aggravate water scarcity downstream; HI cause water scarcity to travel downstream. Attribution of water scarcity changes to HI components is complex and varies among the hydrological models. Seasonal variation in impacts and dominant HI components is also substantial. A thorough consideration of the spatially and temporally varying interactions among HI components and of uncertainties is therefore crucial for the success of water scarcity adaptation by HI.

Anthropogenic climate change is expected to affect global river flow. Here, we analyze time series of low, mean, and high river flows from 7250 observatories around the world covering the years 1971 to 2010. We identify spatially complex trend patterns, where some regions are drying and others are wetting consistently across low, mean, and high flows. Trends computed from state-of-the-art model simulations are consistent with the observations only if radiative forcing that accounts for anthropogenic climate change is considered. Simulated effects of water and land management do not suffice to reproduce the observed trend pattern. Thus, the analysis provides clear evidence for the role of externally forced climate change as a causal driver of recent trends in mean and extreme river flow at the global scale.