Exam one 

How far you have to go to reach goal?

Equity: equal opportunity for all people; justice/value 

fairness ­­whether all people have similar rights, opportunities and access to all  forms of community capital. 

Norm: A moral sense of shared obligated to take action 

Shaped by what is approve or disapprove within society 

CHANGE NORMS 

Defines what is approved or disapproved of within a society and, as a result,  tends to shape or guide people's actions 

Value: Principles and standards defining what is important 

ENGAGE VALUES 

A general principle or standard that defines what is important and provides  criteria for action based on a fundamental sense of what is worthwhile and what  is not. It cannot be deemed correct or incorrect 

Describe and illustrate cradle to cradle model.

If you want to learn more check out South carolina is divided into two lambert zones. what are they?

Belief: Acceptance of what is true or valid 

Can be proven incorrect or correct 

CHANGE BELIEFS 

A sense of how the World works that is susceptible to knowledge and, therefore,  can be fundamentally correct or incorrect. 

Social­ecological system: Complex and interconnected natural and human  systems Integrated conceptual model for understanding how energy, matter,  and information are transferred among the different components of natural  and human systems and how these exchanges impact the long­term  development Don't forget about the age old question of What are the four reasons for improved self-esteem (no rank)?

Stakeholders: individuals, organizations, or other entities that benefit or are harmed by  other's actions. or who carry out the actions causing the benefits or harms. and as a result  have an interest in some policy 

Describe and illustrate the cradle to grave model.

Primary stakeholders: Strongly affect other stakeholders by their actions or are  profoundly affected, either positively or negatively, •Secondary stakeholders:  Intermediaries who indirectly affect other stakeholders or are only slightly affected by stakeholder actions •Key stakeholders: they have the power to significantly influence  or change a given situation and can be primary or secondary stakeholders

Transdisciplinary 学学学: knowledge and understanding based on both the  specialized expertise of academic experts ad the practical real­world know­how  of communities outside of a university 

Integrity 学学: beyond basic needs: things we enjoy or make life worth living  学Human  desires beyond basic needs that make life worth living. Major challenge in sustainability,  ex: Want, Freedom of choice and actionIf you want to learn more check out What is the definition of humanism?
If you want to learn more check out Who is alfred adler?

Vitality: basic needs for survival (food, water, shelter): Basic needs for survival that  make life possible. ex. food, water, shelter, health, security 

Intrinsic value 学学学学学学学学学: if it is good ``in and of itself,'' i.e., not merely as a  means for acquiring something else. We also discuss several other topics like What were the three possibilities of this mountain's activity?

Instrumental value 学学学学学学学学学学: if it is good because it provides the means for  acquiring 学学 something else of value. 

Intergenerational equity 学学学学 : Fairness and justice BETWEEN generations Present and future generation. Social equity among people living today in those  will be living in the future. 就就就就就就就就就就就就就就就就就就就就就就就就

Intragenerational equity 学学学学: Focuses on fairness and justice WITHIN the  present generation. Social equity among all people living on earth today 学学学学学学学学学学学学学学学学学. 

Framework: Transformational Sustainability Research (TSR) Framework is a  method to help us solve wicked problems. We also discuss several other topics like How does the activity of these enzymes affect the outcome of a signalling pathway?

“buckets and shelves.”

 Frameworks do not explain or predict behavior or outcomes.

They "identify the universal elements that 

any theory relevant to the same kind of 

phenomena would need to include." 

Ways of organizing the messy world into a 

finite, understandable set of variables. 

Theory: 

place values on the components of a

framework, and propose relationships to explain

how the components interact and impact one

another

­ Theories place values on the components of a framework, and propose  relationships to explain how the components interact and impact one another.  ­ Theories connect data to ‘what you might expect’ would happen: “This  relationship between these components indicates this outcome.” 

­  Theories predict, and attempt to explain. They are scientifically tested, peer  reviewed, and only good so long as supported by evidence.

Model:  

Makes precise assumptions about (or, "fixes") a limited

number of variables in a theory, to examine the formal

consequences of these specific assumptions.

Tests the theory by simulating the system for the

purpose of understanding, decision making, and

prediction

4 Types:

Iconic 学学学(look­alike) toy, photograph, illustration 

• Analogous 学学学 (chart, graph, map, network diagram) 

• Symbolic 学学学 (equation, formula)

 • Mental model 学学 (set of beliefs & assumptions)

A model is, the math: The direct relationship between input and output.

Matter: anything that has mass and takes up space. Matter can experience physical  change, chemical change, and nuclear change:  

moves.

Matter FLOWS WITHIN systems  

Energy is not matter  

Energy : The capacity to do work or to create heat 

Potential and kinetic energy: 

In physics, kinetic energy is the energy that is produced when something Energy FLOWS THROUGH 

Function: 

an activity or purpose natural to or intended for a person 

or thing.

Hierarchy 学学: Different levels of organization by which items are arranged as a  variety of levels relative to each other. 

Holistic 学学: A point of view that claims systems CANNOT be understood by  studying each individual component and the the interactions among those  components in isolation from the overall system. 

Scientific paradigm: “A defined set of constructs, viewpoints, operations, and  accepted research activities that some particular scientific community uses as its  foundation during a limited period in the development of the science.

Bathtub Example: (Simple Example)

∙ Stock: water in tub

∙ Flow: input and output of water

∙ Dynamic Equilibrium: input & output are at an equal rate o Static in nature (constant)

Stock = information

Flow = movement of that information

Bank Account Example

∙ Stock: money

∙ Inflow = deposits Outflow = withdraws

∙ Feedback loop: what action do you take when the system is  out of balance?

o Surplus of stock = spend it

o Shortage of stock = budget or work more or borrow money

Forest Example:

∙ Stock: Energy (carbon)

∙ Inflow: recreate biomass Outflow: extracting carbon ∙ Feedback loop:

o Surplus: extract more carbon

o Shortage: stop extracting

Stock: information 

The Great Acceleration: 学学学学学

Haber­Bosch process: Nitrogen 就+ hydrogen 就>< ammonia 就就

Dynamic equilibrium: input & output are at an equal rate o Static in nature (constant)

 Residence time 学学学学: Water is stored in the stocks (boxes) and moves among them  through processes (flows). How long it takes is called residence time.

 Cascading effect 学学学学: an inevitable 学学学学 and sometimes unforeseen 学学学学学 chain of events due to an act affecting a system. 

Emergent property 学学学学: It's the property where the living things become more  and more complex as it goes from a smaller level to a larger level EX: cells 学学< tissues 学学 < organ 学学 < organ system 学学学学 

a property of a system that emerges from the interaction of the elements of the  system. 

 Natural capital: The resources and services provided by natural systems that  support and sustain human activities 

Ecosystem services:学学学学学学 the benefits provided by ecosystems to human that  contribute to making human life possible: four type services 

The benefits afforded by ecosystems to human systems that make human life both  possible (vitality) and worth living (integrity). EX. GOODs: food, fiber, fuel, and freshwater.  SERVICES: soil formation, nutrient cycling, crop pollination 学学, climate regulation, and  spiritual values 学学学学 and inspirations 

 Negative/ stabilizing feedback: A general feedback type that keeps a system in  its current regime/ A process in which a system is turned off 学学 by the condition  it produce 

 Positive/reinforcing feedback : A general feedback type that causes a system to change and ultimately shift to a new regime 

A process in which a system is accelerated 学学 by the condition it produces. Entomophagy 学学学 : the practice of eating insect 

Adaptive capacity 学学学学: the capacity to adapt in the face of a changing  environment 

The ability to generate changes to reduce adverse impacts through physical  structural changes. 

Individuals are more likely to survive and produce offspring The ability of a system to innovate, reorganize, and learn when faced with chang 

Albedo 学学学: The ability of a surface to reflect light 

the fraction of solar energy that is reflected, rather than absorbed, back into  space. 

Anthropocene 学学学: The time period where from the industrial revolution onward,  when humans have had a significant impact on the environment.

Biodiversity 学学学学学: The number of species within a specific habitat. Theoretically defined as all types of organisms everywhere on Earth and at all times.

Response diversity:学学学学学 The number of different species in the same functional  group in an ecosystem that have varied responses to different disturbances. 

Eutrophication 学学学学 : Nitrogen cycle [就就] 就就就 30­80% of nitrogen applied to  farmland escapes and contaminate water systems. The nitrogen nutrient  causes an increase of algae and plant life, and becomes too abundant for  consumers. The phytoplankton causes oxygen levels to decrease, which  causes reduction in other species. It creates dead zones. 

Limiting factor 学学学学: An environmental factor that prevents a population from  increasing 

Ocean acidification 学学学学: Carbon cycle 学学学 

When CO2 dissolves into water, it lowers the pH level. The more acidic water  causes problems for organisms that build shells or other body parts using the  carbonate ion found in seawater 

 Trophic levels 学学学: As each consumers eat other consumers and producers,  the energy of the sun is lessen by 10% 

Photosynthesis 学学学学 is 1% 

The hierarchical levels of the food chain through which energy flows from primary producers to primary consumers, secondary consumers and so on. 

Abiotic 学学学: Non­living things (rocks, sunlight, temperature)  Biotic 学学学Living things (bacteria, animals, plants, etc.) 

Charismatic species 学学学学学学: larger species that we are more likely to want to  save from endangerment than smaller species that we don't see or think of as  much. Ex: Polar Bears: 

 Invasive species 学学学学: Species not native to ecosystem, normally by human  interactions, but can thrive and displace native species 

 Keystone species:学学学 Species whose roles have a large effect on the types  and abundance of other species in an ecosystem 

The loss of a keystone specie could possibly negatively impact the ecosystem 

 Indicator : Something that can be used to understand and analyze a system: Quantitative or qualitative data used to determine the current state of a system, 

how far it is from some ultimate goal, and which way it is changing or whether it is even changing at all. 

Where the system currently stands in respect to sustainability (the goal) How far you have to go to reach goal 

Which way you are headed 

How you can get there 

Drivers : Direct Drivers: Something that clearly influences the behavior of a  system. 

Indirect Drivers: A driver that influences a system by altering one or more direct  drivers. 

First law of thermodynamic: 

There is a constant amount of energy in the universe. 

Energy can only change form. It cannot be created or destroyed 

Energy can be neither created or destroyed when converting from one form to another 

Potential energy converted 学学 to kinetic energy (throwing a ball moving and  hitting something) 

QUANITY 

Second law of thermodynamic 

When energy is converted from one form to another in a physical or chemical  change, we end with a lower QUALITY or less useable energy Some of the energy is degraded with every 学学 conversion. 

Law of minimum

Population growth is limited by the resources in the shortest supply (Darwin's  observations) 

Law of conservation of matter

We can never create or destroy any atom that is involved with a  physical/chemical change 

No atoms are created or destroyed when matter changes

就就就就 form

学学学 

Climate change: 

Carbon cycle 

Burning fossil fuels and deforestation has caused an increase amount of  carbon in the atmosphere

This is expected to cause rising sea levels, increased intensity of drought,  flooding, wildfires, and a less predicate climate. 

Acid rain: 

Sulfur cycle 就就就

When smelting, burning coal, refining fossil fuels, mining and extracting  occurs, sulfur is released into the atmosphere. When this happens it  condenses into clouds and is then deposited as acid rain 

Soil erosion:就就就就  

Removal of topsoil faster than the soil forming processes can replace it due to natural, animal, and human activity (overgrazing, over cultivation, forest  clearing, mechanized farming, etc.). 

Soil erosion results in land infertility and leads to desertification and  devastating flooding. 

Deforestation:就就就就

Is the removal of a forest or stand of trees where the land is thereafter  converted to a non­forest use 

Define inter­ and intra­species 学学 interactions. Name and describe the 5 major  interactions among species

Commensalism:就就  

One organism benefits and the other is unaffected 

Ex: barnacles on a whale's back 

an interaction that benefits one species but has little, if any, effect on the other

Mutualism: 就就

Both organisms benefit 

Ex: Flower and bee 

an interaction that benefits both species by providing each with food, shelter or some  other resource

Parasitism:就就

one organism benefits, the other organism is harmed 

Ex: fleas on a dog 学学 

one species (the parasite) feeds on the body of or the energy of another species (the  host), usually by living on or in the hos

predation: 学学

One organism eats another organism 

Ex: Mountain lion hunts and eats deer 

one species (the predator) feeds directly on all or part of a member of another species  (the prey

Competition学 学学 

One organism competes with another for the same resources Ex: Two male lion compete for female; cheetahs and lions compete for same  prey 

Describe and illustrate Cradle to Cradle model 

It suggests the industry must protect and enrich ecosystems, while producing  high­quality products 

Matter flows within 

Circular: ecosystem > factory > store > one's home > back to ecosystem 

Describe and illustrate the Cradle to Grave model 

From creation to disposal 

It is linear 

Ecosystem > factory > store > home > waste disposal 

Resources extracted from one end, pollution/waste is created on the other  end 

What are stocks and flows? What are examples of each? 

A stock is some entity that accumulated over time by inflows and/or depleted  by outflows. 

Stocks can only be changed via 学学 flows 

A flow changes a stock over time 

EX: rain (flow) ­­> water in reservoir (stock) ­­­ evaporation (outflow) 

What key abiotic factors drive variations in terrestrial ecosystems 学学学学学学? Air, water, nutrients, heat, rocks, solar energy, tempearture 

What key abiotic factors drive differences in aquatic ecosystems 学学学? Water: influences ecology 

Light: provides energy (photosynthesis 学学学学) 

Temperature 学学: different environment in water for species Chemistry 

Why is the farming practice of monoculture 学学 considered unsustainable? Monocultures require high amounts of fossil fuels (for tractors), water,  inorganic fertilizers and pesticides. 

It also has a low level of biodiversity which leaves the crops susceptible to  disease 

Extinction 学学 occurs naturally in our ecosystems, so why is it currently a  sustainability problem? 

Species are becoming extinct 100­1000 times faster than they were before  modern humans arrived on earth. Projection predict the rate could rise to  10,000 times by end of century

What are the characteristics of polyculture 学学 that make it a more sustainable  farming practice? 

Smaller plots of land consisting of several different crops increase biodiversity and reduce the chance of losing the year's food supply to pests, bad weather,  and other circumstances 

There is a reduced need for fertilizers and pesticides because the soil is  healthier and crops are related frequently 

What are the 5 DIRECT drivers of biodiversity? 

Invasive specie 学学 

Climate change 学学 

Habitat change 学学学学 

Pollution 学学 

Overexploitation 学学学学 

What are the 5 indirect drivers of biodiversity loss? 

Demographic 学学 

Sociopolitical 学学学学 

Cultural/Religious 学学 

Science and technology 学学学学学 

Economic 学学 

Provide an example of a cascading effect 学学 in an ecosystem an inevitable and sometimes unforeseen chain of events due to an act affecting a system. 

Ex: The hunting of wolves in Yellowstone 

wolf population abundant 

congress funds to eliminate wolves, in fear of declining elk and moose wolves wiped out and other systems affected 

Where is most of the human population growth happening now and projected  to occur in the future? 

The developing world, urban areas, cities 

What are some of the reasons driving 学学 this increase? 

Poverty, lack of education and family planning, and social constructs 

List one economic, environmental, and social implication of extracting,  processing and using nonrenewable mineral resources?学学学学学学

Economic: Poverty and income loss due environmental degradation 学学学学 Environmental: sedimentation, water pollution, habitat loss

Social: hazards 学学 to and displacement of local communities, workers 学

Describe the greenhouse effect 

A thickening blanket of CO2 that traps heat in the atmosphere 

What is the difference between climate and weather? 

Climate is long term and what is expected to 学学 happen 

Weather is instant and what actually happens 

Why is the "environment" sustainability pillar considered the "outside" or  largest circle when the pillars are illustrated as nested circles? Environment is finite natural that imposes constraints on society, which has  constraints and effects the economy. The environment is what we live in, and  economy is affected by society. 

What are some of the barriers 学学 to individual behavior change?学学学学学学 Personal capabilities 

External constraints/finluences 

Social 

Economic 

Historical 

Locational 

What are some examples of how we can motivate behavior change? Engage values 学学学学 

Change beliefs 学学学学学 no correct  

Change norms 学学学学  approve or disapprove  

Provide incentives/disincentiv 学学学学学学学: ENCOURAGE BEHAVIOR. Provide  motivation for individuals to perform more effectively in an activity  they already engage in OR to begin an activity that they otherwise  would not perform; shape individual behavior. 

ex. INFORMATION OF ALTERNATIVE PRACTICES, TAX BREAKS,  REBATES FOR EXPENSES, PUBLICITY/RECOGNITION 

Remove barriers (capabilities, constraints) 

Use prompts to change habit/routine 

Take individual actions 

Prompts (visual or auditory aid)

Extinction occurs naturally in ecosystems, so why is it currently a  sustainability problem?

extinctions are occurring at a much faster rate now than they did before.

WHY is biodiversityS important? ­ It allows for options. It is insurance for socio ecological systems. ­ It ensures adaptive capacity in the face of changes (drivers). ­ It  increases system resilience 学学学学 But – it takes time, energy, and transaction costs to  keep biodiversity in a socio­ecological ecosystem. It may seem costly and inefficient  to key stakeholders in the short term.

Why is engaging multiple stakeholders important in sustainability? Multiple values 

Multiple types of knowledge surround any issue 

Bottom­up approach 学学学学 

Promotes information­sharing 

Builds trust 

Emphasizes consensus­based decision­making and equity 

What are the 4 type of biodiversity? 

Functional diversity, ecological diversity, species diversity, and genetic  diversity 

Ecological diversity­学学学学学

­ the variety within an ecosystem's structure, including many communities,  habitats, niches, and trophic levels 

­ The variety of terrestrial and aquatic ecosystems found on earth 

Functional diversity 学学学学学 

­ Most important components that influence ecosystems' functions, and  

needed for survival of species 

Nitrogen fixers, predators, grazers 

Biological and chemical processes or functions such as energy flow and matter  cycling needed for the survival of species and biological communities 

Species diversity 学学学学学 

­ The number and abundance of species present in different communities

­ Variety of different kinds of organisms that make up a community 

Genetic diversity 学学学学学 

­ The variety of genetic material within a species or a population ­ the range of genetic material present in a gene pool or population of a  species. 

ecological diversity 

­ the variety within an ecosystem's structure, including many communities,  habitats, niches, and trophic levels 

5 main negative impacts humans have on the environment 

habitat degradation 就就就就

invasive species 就就就就

overexploitation 就就

biogeochemical cycle alterations 就就就就就就

climate change 就就就就

5 main aspects of human well­being that are at risk when ecosystems  become degraded

safety and security 就就

freedom of choice and action 

social relations

health

material needs

scientific/societal paradigm shift: At first, anomalies or problems with the ruling  paradigm can be ignored. But they grow, until eventually a new paradigm overthrows  学学 the ruling paradigm: a paradigm shift

­Problem­solving

­ Innovation 就就> new tools and technologies

­ New observations

­ New anomalies

­ Crisis

­ Paradigm shift: Still an internalist model

Name and describe the 6 characteristics of a wicked problem? 1. Vague Problem Definition (Multiple and Diverse Stakeholders involved) 

2. Undefined Solution (There is no one definite solution to the problem) 

3. No end point (When a solution is implemented, new problems arise since  complex systems) 

4. Irreversible (The effectiveness of a solution cannot be verified prior to  implementation) 

5. Unique (The same solution will not work effectively in all places) 

6. Urgent (Failure to act will result in permanent harm to human and natural  systems) 

What are the terms of the IPAT equation? 

I (impact) = P (population) x A (affluence) x T (technology) 

What are the 4 key questions of the Transformational Sustainability Research  framework? (TSR) 

Where are we? 

Where are we headed 

Where do we want to go? 

How do we get there? 

In what ways does the visioning process promote movement toward  sustainability? 

The visioning process brings together relevant and diverse stakeholders to  attempt to reach consensus on where we want our SES to go. 

What are the two types of scales we are concerned about when thinking  about sustainability problems? 

­ Temporal scale (time­related) 

Spatial scale (distance/size) 

Why is burning biofuels more sustainable than burning fossil fuels with  respect to increasing CO2 concentrations in the atmosphere and climate  change?

­ The rate of burning fossil fuels is much faster than geological processes 

What are the 5 main levels of organization of matter on earth? Organisms, populations, communities, ecosystems, and biomes Organisms 学学

Living things

学学学 

Populations 

All the members of one species in a particular area

学学学 

Communities 学学学学 

All the different populations that live together in an area

学学学 

Ecosystems 学学学学 

All the living and non­living things that interect in an area.

学学学 

Biomes 学学学学 

Different regions which support various kinds of life (i.e. forest, grassland,  desert, and tundra)

Brundtland Sustainability Definition

Development that meets the needs of the present, without  compromising the ability of future generations to meet their own

Definitions of sustainability 

­Intergenerational and intragenerational

­Vitality survival  and Integri  worh living for stakeholders

­Process

What are the main categories of ecosystem services as defined by the MEA? 

Provisioning, Cultural, Supporting, Regulatoring

就就就就就就就就就就就

key ecosystem services that healthy environments provide are clean air,  climate regulations, and flood mitigation

Positive Feedback VS. Negative Feedback 

Reinforcing Feedback (+) change the current state of a system by increasing  the magnitude of the original factor

EX of (+): When melted sea ice in the Arctic sea ice occurs it increased the  magnitude of the temperature, which is the original factor that caused the sea  ice to melt in the first place

Stabilizing Feedback (­) keep a system in its current state because the outcome decreases the magnitude of the original factor

EX of (­): With the Arctic sea ice situations without a temperature increase to  melt ice, the albedo would stay the same. This means enough sunlight would  be reflected to keep temperatures and sea ice cover constant, making the  outcome of no melted ice maintained within the original factor

Reinforcing feedbacks (+) move the system away from the current state by  augmenting the direction of change enacted on them, and stabilizing feedbacks (­) keep a system in its current state by resisting the direction of change  enacted on them

Trophic Efficiency 

10% of an organism's energy is available to the predator. This is called  Trophic efficiency (*photosynthesis is 1 %)

90% of energy is unavailable

the percentage of production transferred from one trophic level to the next, and  it usually around 10%

What determines whether a system is defined as open or closed?

In an open system, both matter and energy cross the system borders. In a closed system, energy may cross the boundary, but matter does not.

In a closed and isolated system, neither matter nor energy may enter or leave  the system.

What are some of the benefits and drawbacks of having levels of hierarchy or organization in a system?

They help measure complexity in a system, since a system is composed of  many subsystems all of these subsystems must act accordingly given the  emergent properties each subsystem has. Drawbacks could concur from any  unfair level within the hierarchy that an organization or system concludes.

What are the 3 ways matter can change form?

Which one does NOT obey the Law of Conservation of matter? Physical, Chemical, and Nuclear changes.

Nuclear changes do not obey the law of conservation of matter What are the 3 ways matter can change form? How are they different? 

Physical, chemical, and nuclear change. 

Physical changes the amount/size or pattern, but still the same substance Chemical changes the molecular makeup of the substance, changing it  completely 

Nuclear changes the number of ions in the nucleus 

­ Differences between natural and human­built systems 

natural: technology, norms, population, knowledge, social institutions

Natural Ecosystems: Energy source is the sun. Material cycles tend to be  closed­loop

human: human­constructed environment, animals, vegetation, micro organisms, air, soil, water

Human­Dominated Systems: Primary energy source is fossil fuels (coal, oil,  gas). Material cycles tend to be linear (raw resource to waste)

Explain the relationship between indicators and drivers when you are  researching a socio­ecological system over time

Indicators and drivers play a huge role in researching a socio­ecological system over time because indicators will provide qualitative and quantitative data to 

asses the current state of the socio­ecological system while drivers will provide  to us what exactly is impacting the system primarily and secondarily.

Given a description of the components and interactions of a system, identify  possible functions (or, purposes) and emergent properties of that system.

A system includes beekeepers, hives, and fields of flowers. On function or  purpose of that system (according to the beekeeper) is to make a profit from  honey. One emergent property of that system is pollination of the flowers.

What is a framework, and how is it related to a theory? What are the four types of  models, and what determines if a model is good? 

A good model gives accurate outcomes that support or disprove theories or  predictions. 

Tests the theory by simulating the system for the

purpose of understanding, decision making, and

prediction

4 Types:

1. Iconic

2. Analogous

3. Symbolic

4. Mental

They "identify the universal elements that 

any theory relevant to the same kind of 

phenomena would need to include." 

Ways of organizing the messy world into a 

finite, understandable set of variables. 

Video: west Africa where is it sustainable agriculture­ problem a massive swarm  of grasshoppers

Locus impacts 

;

The rate of fossil fuel extraction and burning is much faster than the rate at which  geologic processes form fossil fuels. Burning biofuels is more sustainable than  burning fossil fuels with respect to increasing atmospheric CO2 and resource use,  because of the rate of biomass growth.