1,721,018 research outputs found
Drylands, frontiers, and the politics of change
Get PDFChange is of all times, but it would appear that in the drylands of Africa, the Middle East, and Central Asia/Inner Asia it is happening in an overwhelming manner. Climate change, growing political instability, and increasing enclosures of large expanses of land are some of the changes with far-reaching consequences for those who make their living in the drylands. This edited volume is about the changes that arise from the entanglement of global interests and narratives with the local struggles that have always existed in the drylands. In this chapter, the notion of ‘frontier’ is proposed as a metaphor to frame this entanglement and as a way to bring the different chapters in the volume together. Overviews of the chapters show that to understand the full politics of frontier processes, analytical approaches are necessary that take into account historical institutional changes and different forms of power relations
Drylands Facing Change: Interventions, Investments and Identities
No full textThis edited volume examines the changes that arise from the entanglement of global interests and narratives with the local struggles that have always existed in the drylands of Africa, the Middle East, and Central Asia/Inner Asia.
Changes in drylands are happening in an overwhelming manner. Climate change, growing political instability, and increasing enclosures of large expanses of often common land are some of the changes with far-reaching consequences for those who make their living in the drylands. At the same time, powerful narratives about the drylands as ‘wastelands’ and their ‘backward’ inhabitants continue to hold sway, legitimizing interventions for development, security, and conservation, informing re-emerging frontiers of investment (for agriculture, extraction, infrastructure), and shaping new dryland identities. The chapters in this volume discuss the politics of change triggered by forces as diverse as the global land and resource rush, the expansion of new Information and Communication Technologies, urbanization, the COVID-19 pandemic, and the spread of violent extremism. While recognizing that changes are co-produced by differently positioned actors from within and outside the drylands, this volume presents the dryland’s point of view. It therefore takes the views, experiences, and agencies of dryland dwellers as the point of departure to not only understand the changes that are transforming their lives, livelihoods, and future aspirations, but also to highlight the unexpected spaces of contestation and innovation that have hitherto remained understudied.
This edited volume will be of much interest to students, researchers, and scholars of natural resource management, land and resource grabbing, political ecology, sustainable development, and drylands in general
Die Hochgebirgsweiden im Ostpamir (Tadschikistan) - Eine Studie zur Ermittlung der ökologischen Grundlagen und des Weidepotenzials
Get PDFThe breakup of the Soviet Union and the associated independence of Tajikistan in 1991 resulted in significant structural changes in the political and socio-economic framework of this area. Specifically the Eastern Pamirs, a peripheral and ecologically disadvantaged region in the East of Tajikistan, was heavily dependent on the economical integration and the structure of subsidies within the USSR. Animal husbandry, was the region’s principal duty within the framework of the Soviet state-directed economy, with vital goods and energy sources being imported. The allocation of pastureland was subject to a management plan with up to four seasonal pasture camps, particularly the use of remotely located pastures was supported. Today, shortages of financial and transportation resources lead to limited pasture mobility and therefore possibly to a concentration of livestock numbers on pastures in the vicinity of the permanent settlements. The consequence is an overexploitation of forage resources, at least in locally limited areas. Therefore, the question posed here is whether or not a sustainable carrying capacity of the pasture areas is ensured. The overall aim of this thesis is to provide an overview of the pasture potential of the Eastern Pamirs of Tajikistan using the example of two subdistricts, Alichur and Kona Kurghan. This comprises several subsidiary studies. Firstly, information about vegetation and its distribution needed to be gathered, therefore an investigation of the determining environmental factors was necessary. Next, the availabilty of phytomass was explored, and finally the forage quality was considered. Based on phytosociological recordings different vegetation classes were identified. Subsequently, the interrelation between vegetation distribution and environmental, as well as variables based on remote sensing data, were analysed using ordination in combination with variable fitting. Variables that highly correlated with the ordination space were used as predictor variables in a random forest model, in order to model the extent of the different vegetation classes. Furthermore, phytomass amount was assessed by a point-intercept method. Finally, forage quality was assessed based on five strategies: examination of available literature; interviews with herders, animal observations, nutritive value evaluation (Weender-van Soest-analysis). In total, seven different vegetation classes could be defined. “Spring turfs” and “alpine mats” predominantly consist of sedges that show high vegetation coverage. On the contrary, “scree vegetation” indicates the lowest cover values. The four remaining classes can be summarised as dwarf shrub dominated vegetation, with Krascheninnikovia ceratoides (teresken) being the prevailing species. The groups differ according to total coverage and the occurrence of hard cushions, and were named “deserts”, “dwarf shrub deserts” and “dwarf shrub cushion steppes”. The latter class was further subdivided into two types (wormwood and teresken) on the basis of the occurence of Artemisia leucotricha. Furthermore, eleven remotely sensed variables that showed the highest fit with the ordination space were selected as predictor variables to model vegetation distribution. A random forest model was used to model the distribution of the seven introduced vegetation classes as well as the classes “water” and “snow and ice”. The total model accuracy accounts for 77.4 %. The assessment of phytomass amounts indicated lowest values for “deserts”. “Dwarf shrub cushion steppes (wormwood-type)” show the highest phytomass production, however, the major part is linked to Acantholimon diapensioides cushions with a low nutritive value. Highest nutritive values of more than 10 MJ/kg dry matter were analysed for eight common pasture plants (e. g. Stipa caucasica subsp. glareosa, Dracocephalum paulsenii and Carex-Kobresia spring turfs). However, K. ceratoides was identified to be the most important pasture plant, particularly in winter. The most valuable summer fodder plants are the local Stipa species followed by D. paulsenii. Based on the results form this work, in combination with livestock numbers and the distribution of the pasture camps it can be concluded that the pasture potential of the entire region is sufficient to feed the actual number of pasture animals. However, taking into account limited day ranges of the animals reveals that the carrying capacity of the entire utilised pastureland is at its limits or is already overused. This is particularly true for winter pastures and pastures in the vicinity of permanent settlements, but also, to a lesser extent, for remotely located summer pastures. On the contrary, extensive areas throughout the entire study area, but in particular in remote valleys in the north-west, can be hardly used with the present distribution of the camps.Der Zerfall der Sowjetunion und die Unabhängigkeit Tadschikistans führten zu gravierenden Veränderungen der politischen und sozio-ökonomischen Rahmenbedingungen. Davon in besonderem Maße betroffen ist der Ostpamir, der als peripher gelegener und klimatisch benachteiligter Raum in hohem Maße von den wirtschaftlichen Verflechtungen in der UdSSR abhängig war. Im Rahmen der Planwirtschaft galt die Viehwirtschaft als die zentrale Aufgabe der Region. Die Verteilung der Weideflächen unterlag einem Managementplan mit bis zu vier saisonalen Weidestandorten, die Nutzung zentrumsferner Weiden wurde gefördert. Heute führen Engpässe an Finanz- und Transportmitteln zu einer eingeschränkten Weidemobilität und somit möglicherweise zu einer Konzentration der Viehs auf zentrumsnahe Weiden. Dies hat, zumindest lokal begrenzt, eine Übernutzung der Futterressourcen zur Folge. Es stellt sich daher die Frage ob die Tragfähigkeit der Weidegebiete gewährleistet ist. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Abschätzung des Weidepotenzials im Ostpamir anhand von Untersuchungen auf dem Gebiet der Gemeinden Alichur und Kona Kurgan. Dies führt mehrere untergeordnete Studien mit sich. Zunächst wurden Daten zur Zusammensetzung und Verbreitung der Vegetation und der zugrunde liegenden Umweltfaktoren erfasst. Darüber hinaus mussten Daten zur Phytomasseverfügbarkeit erhoben werden. Schließlich wurde die Futterqualität der vorhandenen Vegetation analysiert. Zuerst wurden auf der Basis pflanzensoziologischer Aufnahmen unterschiedliche Vegetationseinheiten identifiziert. In einem zweiten Schritt wurden Beziehungen zwischen der Vegetationsverteilung und Umweltparametern sowie spektralen Fernerkundungsdaten untersucht. Hochkorrelierte Variablen dienten anschließend als erklärende Variablen in einem random forest Modell mit dem die Ausdehnung der einzelnen Vegetationseinheiten modelliert wurde. Außerdem wurde die verfügbare Menge an Phytomasse mit einer point-intercept Methode erhoben. Schließlich wurden Daten zur Futterqualität auf der Grundlage folgender Methoden erhoben: Auswertung vorhandener Literaturdaten; Interviews mit Viehhirten; Weidetierbeobachtungen; Futterwertanalyse (Weender-van Soest-Methode). Insgesamt wurden sieben unterschiedliche Vegetationseinheiten identifiziert. “Quellrasen” und “Alpine Matten” werden von Cyperaceen dominiert und zeigen die höchste Vegetationsbedeckung. Die niedrigsten Deckungswerte wurden für die “Felsvegetation” ermittelt. Die vier übrigen Klassen können zusammenfassend als Zwergstrauchvegetation bezeichnet werden. Krascheninnikovia ceratoides (Teresken) ist hier die vorherrschende Art. Die einzelnen Klassen unterscheiden sich vor allem in Bezug auf die Gesamtdeckung und das Vorkommen von Hartpolstern. Im Einzelnen wurden sie mit “Wüsten”, “Zwergstrauchwüsten” und “Zwergstrauchpolstersteppen” bezeichnet. Letztere wurden anhand des Vorkommens von Artemisia leucotricha in zwei Typen unterteilt: Wermut und Teresken. Anschließend wurden die 11 fernerkundlich generierten Variablen mit der höchsten Korrelation zur Vegetationsverteilung als erklärende Variablen für das Vegetationsmodell ausgewählt. Um die Verteilung der sieben Vegetationsklassen sowie der weiteren Klassen “Wasser” und “Schnee/Eis” zu modellieren wurde ein random forest Modell verwendet. Die Gesamtgenauigkeit des Modells kann mit 77.4% angegeben werden. Die niedrigsten Phytomassewerte wurden für die Klasse “Wüsten” ermittelt. “Zwergstrauchpolstersteppen (Typ Wermut)” besitzen die höchsten Werte, allerdings hängen diese vor allem mit dem Vorkommen schwerverdaulicher Acantholimon diapensioides Polster zusammen. Die höchsten Futterwerte mit mehr als 10 MJ/kg Trockenmasse wurden für acht weitverbreitete Futterpflanzen gemessen (z. B. Stipa caucasica subsp. glareosa, Dracocephalum paulsenii, Carex-Kobresia-Quellrasen). Als wichtigste Futterpflanze, vor allem im Winter, wurde allerdings K. ceratoides identifiziert. Die wichtigsten Sommerfutterpflanzen sind die lokalen Stipa-Arten und D. paulsenii. Auf der Grundlage der ermittelten Ergebnisse, in Kombination mit Viehzahlen und der Verteilung der Weidestandorte kann geschlossen werden, dass das Weidepotenzial des gesamten Untersuchungsgebiets ausreichend ist, um den derzeitigen Viehbestand zu versorgen. Unter Einbeziehung eingeschränkter Nutzungsradien um die Weidestandorte konnte allerdings aufgezeigt werden, dass die Tragfähigkeit des aktuell genutzten Weidelandes an ihre Grenzen stößt oder diese bereits überschritten hat. Dies gilt im Besonderen für Winterweiden und Weiden in der Nähe der festen Siedlungen, in einem geringeren Ausmaß aber auch für entfernt liegende Sommerweiden. Im Gegensatz gibt es ausgedehnte Flächen von denen bei der derzeitigen Verteilung der Weidestandorte davon ausgegangen werden kann, dass sie kaum genutzt werden. Diese verteilen sich über das gesamte Untersuchungsgebiet, jedoch mit einem Schwerpunkt in abgelegenen Tälern im Nordwesten
The new green grabbing frontier and participation. Conserving drylands with or without people
No full textDrylands have been affected by so-called green grabbing—that is, the dispossession or displacement of local communities in order to expand areas devoted to conservation, as well as the significant curtailment of access to natural resources by non-displaced groups. Conservation schemes often contribute to heighten political, economic, and even ecological tensions, adding further layers of contention in dryland areas already experiencing land conflicts and marginalizing local pre-existing common property management institutions. Within the political ecology theoretical framework, we analyse how different actors involved in conservation initiatives interact and how power and socioeconomic differences play out in the development of these schemes. We also pay attention to the new common property management institutions that may appear as part of the conservation programmes—the so-called new commons. These institutions, in addition to intended or unintended economic and environmental impacts and to local reactions to the new situation, can sometimes reframe, at least partially, the results of conservation schemes to the advantage of drylands communities. We aim to provide a general overview of the green grabbing processes in drylands, highlighting the most significant global trends and the main impacts on the affected populations, while paying attention to local, specific circumstances and avoiding undue generalizations
Der Effekt Der Landnutzung auf die räumlichen und zeitlichen Merkmale der Savannenbrände in Namibia
Get PDFNamibia is the most arid country in sub-Saharan Africa. Despite this apparent aridity, a strong east-west rainfall gradient combined with typical sub-tropical seasonality in rainfall, produces fine biomass fuels which are sufficient in quantity and more than dry enough in quality to support widespread savanna fires every year. Fire remote sensing in Namibia started in 1993 when a NOAA AVHRR HRPT direct broadcast receiving station was installed at the Etosha Ecological Institute, and burned area data has been freely available ever since. What was lacking is an analysis of the data that could provide an insight into Namibian fire regimes. The AVHRR archive was back-processed to produce monthly burned area maps of Namibia for the 10 year period from 1994 to 2003. A corresponding time series of NDVI images were processed to extract phytophenological milestones. In order to reduce the data volume and to align it with existing biophysical datasets for Namibia, the burned area and NDVI products were aggregated by Quarter Degree Square (QDS). The milestone extraction from NDVI and temporal data extraction from burned area, was made possible by the development of two spreadsheet tools. The data tables produced by these tools were combined and analysed in a GIS, to produce a series of maps that characterise Namibian fire regimes – temporally as well as spatially. The results show that only 38% of the QDSs in Namibia were affected by fire during the 10 years covered by the study. Since the arid south-eastern parts of the country do not burn, the FAA is confined to the central and north-eastern areas. While a small proportion of this area starts burning within a month or two after the peak of the growing season, over much of the area the lag is between 4 and 6 months, giving rise to a peak in the burning season during the months of August and September. The burning season generally extends over a 2-6 month period, although some parts – notably in land use category (LUC-1) 1 agriculture and tourism on freehold land – the season is controlled and last for 1 month only. Over much of the FAA, the fire regime can be described as mild, with only 6% of the FAA subjected to a severe fire regime. In order to evaluate the role of land-use on the fire regimes, Spearman’s rank correlation coefficients were calculated for fire return period, fire season duration, peak month for the fire season, and area burned (AB) paired with human population density, livestock density, landscape fragmentation, bush density, rainfall (RF), maximum NDVI value (Max NDVI), Mean NDVI value, NDVI greening up rate, peak month of NDVI, and sum of NDVI values (Total NDVI). For the fire affected area as a whole, there are significant correlations between all of the variables, except for fire season peak and the NDVI variables. This confirms a degree of independence between the time of year when the most burning takes place, and the production of the biomass that is consumed. There is also no significant correlation between the NDVI green-up rate and the extent of burning. When considering the four spatio-temporal fire characteristics - Fire Return Period (FRP), Fire Season Duration (FSD), Fire Season Peak (FSP) and area burned, the strongest correlations are between: • FRP and RF(-); FRP and Mean NDVI(-); FRP and Total NDVI(-), showing that an increase in rainfall (and therefore NDVI) is associated with more frequent burning. • FSD and Bush Density(-); FSD and RF(+); FSD and Max NDVI(+); FSD and Mean NDVI(+), showing that an increase in rainfall (and therefore NDVI) is associated with a lengthening of the fire season which is mitigated or inhibited by an increase in bush density. • FSP and Human Population Density(-), showing that an increase in human population density is associated with an earlier peak to the burning season. Although this was the strongest relationship, it was still statistically weak while the remainder were very weak or not significant. • AB% and Landscape Fragmentation(-); AB% and Livestock Density(-); AB% and Bush Density(-); AB% and Rainfall(+), showing that an increase of the area burned is associated with an increase in rainfall, but that this effect is reduced by landscape fragmentation, bush density and livestock grazing pressure. There is a marked difference in the correlations between the spatio-temporal fire characteristics and the land use/environmental parameters within different land use categories. One category in particular, LUC-1 – agriculture and tourism on Freehold Land, differs radically from the rest. The reason for this is not so much a case of land use directly affecting the fire environment, but it provides the farmers with the ability to control fire events - an ability that stems from a highly developed road network, combined with a mobile community who perceives every fire as a threat and is prepared to come together to fight it at all costs.Namibia ist das trockenste Land im subsaharischen Afrika. Trotz der Aridität, einem starken Ost-West-Gradienten und der typischen subtropischen Saisonalität des Niederschlags wird genügend Biomasse produziert, die trocken genug ist, jährlich weit verbreitete Savannenbrände zu ermöglichen. In Namibia begann die satellitengestützte Kartierung von Feuerflächen 1993 mit der Installierung einer NOAA AVHRR HRPT-Empfangsstation im Etosha Ecological Institute, mit seither frei verfügbaren Daten zu Brandflächen. Was fehlte sind Analy¬sen der Daten, die einen Einblick in die Feuerregime Namibias ermöglichen. Das AVHRR Archiv wurde rückprozessiert, um monatliche Brandflächenkarten für Namibia von 1994 bis 2003 zu erstellen. Eine korrespondierende Zeitreihe des NDVI diente der Ermittlung phänologischer Eckdaten. Zur Datenreduktion und um sie mit anderen biophysikalischen Datensätzen in Deckung zu bringen, wurden die Daten auf Quarter Degree Squares (QDS) aggregiert. Die Extraktion der NDVI Eckdaten und der Zeitreihen für Feuerflächen wurde über die Entwicklung zweier Tabellen¬¬kalkulationen umgesetzt. Die errechneten Daten wurden in einem GIS kombiniert und raum-zeitlich analysiert. Das Ergebnis zeigt, dass in Namibia nur 38% der QDSs während der abgedeckten Zeitspanne von Feuer betroffen waren. Da der aride Südosten des Landes nicht brennt, konzen¬trieren sich die Feuerflächen (FAA) in den zentralen und nordöstlichen Landesteilen. Ein kleiner Anteil dieser Feuerflächen beginnt ein bis zwei Monate nach dem Höhepunkt der Wachstumsperiode zu brennen, der Großteil jedoch mit einer zeitlichen Verzögerung von 4 bis 6 Monaten. Damit liegt der Höhepunkt der Feuersaison in den Monaten August und September. Die Saison erstreckt sich in der Regel über 2-6 Monate, abgesehen von wenigen Gebieten, vor allem der Land¬nutzungskategorie 1 (LUC-1) „Landwirtschaft“ und „Tourismus“ auf Freehold Land, in denen die Feuersaison kontrolliert wird und damit nur einen Monat dauert. Die meisten FAA sind durch ein mildes Feuerregime gekennzeichnet, nur 6% durch ein intensives. Um den Einfluss der Landnutzung auf das Feuerregime abzuschätzen, wurden Rangkorrelations¬koeffizienten nach Spearman berechnet. Sie wurden für die Feuerwiederkehrrate, die Dauer der Feuer¬saison, den Höhepunkt der Saison und die Größe der Brandfläche in Bezug zur Bevöl¬kerungsdichte, der Nutztierdichte, der Landschaftsfragmentierung, der Gehölzdichte, dem Nieder¬schlag (RF), dem Maximum des NDVI (Max NDVI), dem mittleren NDVI (Mean NDVI), dem Beginn der NDVI-Vegetationsperiode und der Aufsummierung des NDVI (Total NDVI) berechnet. Für die Gesamtheit der Feuerflächen ergeben sich signifikante Korrelationen für alle Variablen, außer für den Höhepunkt der Feuersaison und den NDV-Variablen. Dies bekräftigt eine gewisse Unab¬hängigkeit zwischen der Jahreszeit mit den häufigsten Bränden und der Produktion des Brenn¬materials. Auch zwischen dem Anstieg des NDVI mit dem Beginn der Vegetationsperiode und der Brandflächengröße (AB) ergibt sich kein statistisch signifikanter Zusammenhang. Betrachtet man die vier raum-zeitlichen Feuercharakteristika – Feuer¬wieder-kehr¬rate (FRP), Dauer der Feuersaison (FSD), Höhepunkt der Feuersaison (FSP) und Ausdehnung der Feuer¬flächen ergeben sich die stärksten Korrelationen: • FRP und RF(-); FRP und Mean NDVI(-); FSD und Total NDVI(-), zeigen, dass höhere Niederschläge (und folglich höherer NDVI) mit einer höheren Feuerwiederkehrrate verbunden sind. • FSD und Gehölzdichte(-); FSD und RF(+); FSD und Max NDVI(+); FSD und Mean NDVI(+), zeigen, dass höhere Niederschläge (höhere NDVIs) mit einer Verlängerung der Feuersaison verbunden sind, aber durch eine höhere Gehölzdichte abgeschwächt oder verhindert werden. • FSP und Bevölkerungsdichte(-), zeigt, dass eine höhere Bevölkerungsdichte mit einem früheren Höhepunkt der Feuersaison verbunden ist. Auch wenn dieser Zusammenhang der stärkste ist, ist er statistisch schwach, während der Zusammenhang mit anderen Variablen sehr schwach oder nicht signifikant ist. • AB% und Landschaftsfragmentierung(-); AB% und Haustierdichte(-); AB% und Gehölzdichte(-); AB% und Niederschlag(+), zeigen, dass die Brandflächengröße mit der Niederschlagshöhe zunimmt, der Effekt aber von der Fragmentierung der Landschaft, der Gehölzdichte und dem Weidedruck abgeschwächt wird. Es existiert ein ausgeprägter Unterschied bei den Korrelationen der raum-zeitlichen Feueraus-prägung und den verschiedenen Landnutzungs- und Umweltparametern bezogen auf die unterschiedlichen Landnutzungskategorien. Besonders die Kategorie LUC-1 „Land¬wirtschaft“ und „Tourismus“ auf Freehold Land unterscheidet sich stark von anderen Kategorien. Der Grund ist nicht unbedingt der direkte der Landnutzungseinfluss auf die Feuerumwelt, sondern die Möglichkeit einer aktiven Feuerkontrolle – eine Möglichkeit, die sich auf ein dichtes Wegenetz stützt, kombiniert mit einer mobilen Bevölkerung, die jedes Feuer als Bedrohung einstuft und sie in Gemeinschaft um jeden Preis bekämpfen
Validierung des MODIS Blattflächenindexprodukts für ostafrikanische Regenwälder auf Basis von In-Situ-Daten
No full textIn the context of current global changes tropical rain forests are undergoing significant alterations. Deforestation and degradation processes have already destroyed 35 -50% of the original forest cover. One of the biggest challenges to the estimation of changes is the monitoring of forest areas on a reliable, fast, cost effective and area-wide basis. Here, operational remote sensing techniques form a valuable data source. Changes in forest structure and dynamics can, for instance, be monitored through repeated measurement of remotely measured biophysical attributes. In contrast to discrete representations of land cover, biophysical variables alter continuously over space and time and may thereby reveal early ecosystem modifications. In this context, leaf area index is one of the key biophysical variables. It characterises canopy structure and accounts for differences in phenological development, assimilation and biomass growth among plant species. Operational standard products of LAI derived from satellite data, as e.g. the MODIS LAI product, can thus contribute to the constant and repetitive monitoring of forest areas. However, a prerequisite for the use of operational satellite products is the evaluation of their accuracy in a process called validation. So far, there has been a clear lack of validation sites for the MODIS LAI product in tropical rain forests. Especially in Africa no test sites have been available. Consequently, this thesis deals with the validation of the MODIS LAI product for two test sites in East Africa. Ground-based measurements were performed in Budongo Forest (Uganda) and Kakamega Forest (Kenya) and upscaled to the spatial resolution of the MODIS LAI product based on high resolution satellite data (ASTER, SPOT-4). Finally the MODIS LAI product was validated with respect to its accuracy in representing landscape LAI and to its temporal consistency.Im Kontext des globalen Wandels unterliegen tropische Regenwälder derzeit starken Veränderungen. Schätzungen zufolge haben Entwaldung und Degradationsprozesse bereits 35 bis 50% der ehemaligen Waldfläche zerstört. Eine der größten methodischen Herausforderungen um die Veränderungen in der Waldfläche abzuschätzen, ist derzeit ein verlässliches, schnelles, günstiges und qualitatives Monitoring der Waldbereiche. Hier stellen operationelle Fernerkundungstechniken eine wertvolle Quelle für Wissenschaft und Politik dar, da sie flächendeckende Aufnahmen der Vegetationsbedeckung liefern. Veränderungen in der Waldstruktur und in der Dynamik bestimmter Waldflächen können zudem durch wiederholte Abschätzung biophysikalischer Eigenschaften gemessen werden. Im Gegensatz zu einer diskreten Darstellung der Landbedeckung verändern sich biophysikalische Variablen kontinuierlich in Zeit und Raum und haben dadurch das Potential, frühe Veränderungen in Ökosystemen darzustellen. In diesem Zusammenhang ist der Blattflächenindex (leaf area index, LAI) eine der Schlüsselvariablen. Er charakterisiert die Struktur von Waldbeständen und spiegelt deren phänologische Veränderung wider. Auch die Unterschiede in den Assimilationsraten verschiedener Spezies und Biomasseveränderungen werden in der Blattfläche sichtbar. Operationelle fernerkundliche Standardprodukte zum LAI, wie z.B. das MODIS LAI Produkt, können so zu einem konstanten und wiederholten Monitoring von Waldflächen beitragen. Eine Voraussetzung für den Gebrauch operationeller Satellitenprodukte ist jedoch die Überprüfung ihrer Genauigkeit durch eine sogenannte Validierung. Bis zum heutigen Zeitpunkt sind Validierungsflächen für das MODIS LAI Produkt in tropischen Regenwäldern unterrepräsentiert. Besonders in Afrika steht bislang keine einzige derartige Validierungsfläche zur Verfügung Dementsprechend beschäftigt sich diese Dissertation mit der Validierung des MODIS LAI Produkts für zwei Testflächen in Ostafrika, die im Rahmen des BIOTA-Ost-Projekts zur Verfügung standen. Feldmessungen zum Blattflächenindex wurden im Budongo Forest (Uganda) und im Kakamega Forest (Kenia) durchgeführt und mithilfe von hochaufgelösten Fernerkundungsdaten (ASTER, SPOT-4) auf die räumliche Auflösung des MODIS LAI Produkts skaliert. Schließlich wurde das MODIS LAI Produkt auf Basis dieser Datengrundlage validiert und auf seine räumliche Genauigkeit und zeitliche Konsistenz hin überprüft
Savannen im Satellitenbild: Ein Ansatz zur Modellierung von Gehölzdichte und Verbuschung in Namibia
Get PDFNowadays, bush encroachment strongly alters vegetation structure and composition in many savannah environments and is thus classified as a process of land degradation. It is widely accepted that an increase in woody coverage mainly results from livestock farming with in-adequate stocking rates and land-use practices. Along with increased shrub densities, a de-crease in the number of species and thus biodiversity is normally observed on affected sites. Furthermore, carrying capacity is reduced significantly with immediate economical conse-quences, as agriculture in semiarid and arid savannahs largely depends on pasture farming. Nevertheless, extent and magnitude of this process have rarely been quantified by means of change analysis or time series analysis, but are commonly based on in situ estimates or indi-vidual measurements on selected sites. In this thesis a modelling approach based on satellite image data is developed in order to map regional differences in woody vegetation coverage for Northern Namibia. Additionally, temporal changes of shrub and tree cover within a timeframe of 15 years are analysed to provide reliable information on the process of bush encroachment for this regional subset. Special emphasis is placed on large-scale applicability as well as on solid field-based model calibration. For this reason, the approach combines advantages of multispectral and multitemporal image data on two spatial scales.Die Verbuschung stellt eine Form der Landschaftsdegradation dar, die besonders Savan-nenökosysteme betrifft und häufig als Konsequenz einer intensiven weidewirtschaftlichen Nutzung zu beobachten ist. Obwohl dieser Prozess neben der Biodiversität auch die Tragfä-higkeit der entsprechenden Gebiete verringert und damit unmittelbare ökonomische Konse-quenzen für Farm- und Subsistenzwirtschaft hat, basieren Angaben zum Ausmaß der Ver-buschung in vielen Savannenregionen lediglich auf Schätzungen oder punktuellen Feldbeo-bachtungen, es mangelt an fundierten regionalisierten Daten aus Zeitvergleichen oder Ver-änderungsanalysen. In der vorliegenden Arbeit wird exemplarisch für den Naturraum Nord-Namibias ein Ansatz zur räumlichen Modellierung der Gehölzdichte auf Basis von Satellitenbildern entwickelt, um anschließend über Zeitvergleiche die Verbuschung zu quantifizieren und damit die beschrie-bene Informationslücke zu schließen. Zur Anwendung kommt dabei Bildmaterial verschiede-ner Sensoren, um die unterschiedlichen Potentiale multispektraler und multitemporaler Bild-daten zu nutzen und dadurch sowohl eine möglichst großräumige Anwendung als auch eine hohe Realitätstreue der Ergebnisse zu ermöglichen
Entwicklung eines fernerkundungsgestützten Modells zur Erfassung von pflanzlicher Biomasse in NW-Namibia
Get PDFDie im Rahmen des Kölner Sonderforschungsbereichs (SFB) 389 ACACIA im Teilprojekt B7 an der Universität Bonn entstandene Arbeit von Jochen Richters behandelt die Entwicklung des fernerkundungsgestützten Modells "RBM Kaokoveld" zur Erfassung von pflanzlicher Biomasse. Der Untersuchungsraum, das Kaokoveld in NW-Namibia, ist von semiariden Colophospermum mopane-Savannen und ariden Halbwüsten geprägt, die sich entlang eines abnehmenden Niederschlagsgradienten von den Bergländern der Großen Randstufe im NE zu der Abdachung der Namibwüste im SW des Untersuchungsgebiets erstrecken. Das Ziel der Arbeit ist die präzise Erfassung der raumzeitlichen Biomasse in diesem ökologisch fragilen Savannensystem. Dies wird durch die Berechnung der von der Vegetation aufgenommenen Sonnenenergie und der Verwertungseffizienz bei der Umsetzung dieser Energie in Biomasse erreicht. Die Kenntnis der raumzeitlichen Produktion von Biomasse ist sowohl hinsichtlich der Degradation der Vegetation unter dem Einfluß der pastoralnomadischen Beweidung als auch im Kontext des globalen Wandels bedeutsam. Während dieser Forschungsansatz bereits in früheren Arbeiten angewandt wurde, stellt das hier vorgestellte regionale Modell zwei wesentliche Neuerungen dar: Bei einer räumlichen Auflösung von 1x1 km2 und einer kleinsten zeitlichen Auflösung von 10 Tagen werden zur Erfassung der pflanzlichen Biomasse zum einen ausschließlich frei erhältliche Eingangsdatensätze verwendet, die auch die Verbreitung des Modells außerhalb einer hochspezialisierten Forschungscommunity zulassen. Zum andern wurden vor allem Daten des neuartigen Sensorsystems TERRA EOS-1 MODIS verwendet, die in Form von exakt definierten Datenprodukten ausgeliefert werden und so die Anwendungsentwicklung erheblich vereinfachen. Über die Neuerungen bei der Datengrundlage hinaus wurde mit dem "RBM Kaokoveld" ein physikalisch-basiertes Modell geschaffen, das sowohl topographische und pedologische als auch aktuelle klimatische Einflußfaktoren bei der Erfassung der pflanzlichen Biomasse berücksichtigt. Die Modellierung wurde in der Programmiersprache ENVI/IDL umgesetzt und erlaubt eine Berechnung in dekadischen Zeitschritten. Das zentrale Ergebnis des Modells ist die produzierte, räumlich verteilte pflanzliche Biomasse für jeden berechneten Zeitschritt. Zusätzlich wird von dem Modell noch die akkumulierte Biomasse für den gesamten betrachteten Modellzeitraum (meist ein Modelljahr) erfaßt. Mit einer aufwendigen Evaluation wurden die Ergebnisse des "RBM Kaokoveld" überprüft und mit anderen konkurrierenden Modellen verglichen. Dabei konnten sowohl die Übereinstimmung mit generellen Angaben der pflanzlichen Produktion als auch die große Leistungsfähigkeit des RBM-Konzepts für regionale Studien belegt werden. Auf der Grundlage umfangreicher, in mehreren aufeinanderfolgenden Jahren im Untersuchungsraum durchgeführter Feldarbeiten wurde ferner die gute ,Bodenhaftung' des Modells durch den Vergleich mit unabhängigen Felddaten nachgewiesen. Somit steht mit dem "RBM Kaokoveld" ein leistungsfähiges Werkzeug zur Verfügung, das wertvolle Daten zur raum-zeitlich verteilten Produktion für die regionale Maßstabsebene liefert. Diese Daten können in der Zukunft sowohl für die Modellierung einer pastoral-ökologischen Weidebilanz zur Identifizierung von Übernutzung und Degradation als auch für die Erfassung regionaler Kohlenstoffbestände im Rahmen der Diskussion um globalen Klimawandel eingesetzt werden.Development of a remote sensing based plant biomass model in NW-Namibia The doctoral thesis by Jochen Richters focuses on the development of the remote sensing based model "RBM Kaokoveld" which aims at the assessment of plant biomass. The work has been carried out at the University of Bonn within the project B7 of the Sonderforschungsbereich (SFB) 389 ACACIA (University of Cologne). The investigation area, the Kaokoveld in north-western Namibia, is characterized by semiarid Colophospermum mopane savannas and arid semi-deserts, ranging along a precipitation gradient from the highlands of the Great Escarpment in NE to the downward slope of the Namib Desert in the SW of the investigation area. The aim of this work is the precise assessment of spatiotemporal biomass in an ecologically fragile savanna system. This is accomplished by calculating the photosynthetic radiation absorbed by the vegetation and the efficiency by which the absorbed energy is transformed into biomass. The knowledge of the spatiotemporal productivity is important as regards to both detecting degradation of vegetation under the impact of pastoral nomadic cattle grazing and the evaluation within the context of global change. Whereas such an approach has been already used in earlier studies, the proposed regional model has two major advantages: First, with a spatial resolution of 1 by 1 km2 and a lowest temporal resolution of 10 days, only free available datasets are used to derive plant biomass. Second, most of the data input for the model comes from the TERRA EOS-1 MODIS system, which provides accurately defined data products. This eases the development of the application. In addition to the improvement of the database, the "RBM Kaokoveld" represents a physically based model that takes into account topographic and pedologic impacts as well as recent climate factors for the assessment of plant biomass. The modelling was performed using ENVI/IDL and allows the calculation of decadal time steps. The major output of the model is the spatially distributed produced plant biomass for every time step. Additionally, the accumulated biomass over the whole modelling timeframe (usually one year) is calculated. The results of the "RBM Kaokoveld" have been thoroughly verified and compared to results of competing models. This evaluation underlines both correspondence to general findings of plant productivity and the good performance of the RBM concept. Furthermore, a large array of ground truth data from several field trips shows the "groundedness" of the model. As a whole, the "RBM Kaokoveld" provides for a powerful tool to generate useful data of spatiotemporal productivity at a regional scale. In the future, these datasets may be used for the modelling of an ecologically oriented nomadic pasture balance to identify overgrazing and degradation as well as for the assessment of regional carbon sinks in the context of a global climate change
The ‘open cut’ in drylands: Challenges of artisanal mining and pastoralism encountering industrial mining, development, and resource grabbing
Get PDFEnvironmental crisis narratives in drylands
Get PDFWe all make use of narratives to make sense of the world, but some narratives are noticeably promoted more so than others and sustain certain policies rather than others. It is important to study these narratives, for while they are discursive in nature, their impact is material. Drylands, for example, are persistently presented as wastelands, legitimizing their capture and exploitation. ‘Winning’ narratives are intuitive, appeal to simple, causal, explanatory beliefs, and are clothed in neutral scientific language, spreading globally through policy travel. Crisis narratives invoking life-or-death decisions tend to trump other narratives. Narratives, however, are not written in stone but have life cycles—and after they rise, they may be challenged by counternarratives, merge and adapt, or fade and die. Three influential narratives illustrate the approach in this chapter: water wars, the Sustainable Development Goals, and energy transition. Calling out these narratives and their underlying ideologies can contribute to more ‘polyphonic’ policymaking
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