Αξιολόγηση των μεταβολών της καλύψεως γης των βοσκοτόπων στην Ιορδανία μετά την αραβική άνοιξη με χρήση τηλεπισκοπικής προσέγγισης

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 17:04, 28 Φεβρουαρίου 2020

Assessing rangeland cover conversion in Jordan after the Arab spring using a remote sensing approach

Σύνδεσμος: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2018.07.003

Συγγραφείς: Mohammed N. Sawalhah, Salman D. Al-Kofahi, Yahia A. Othman, Andres F. Cibils

Εκδόθηκε: Journal of Arid Environments 157 (2018) 97-102

Περίληψη

Εξετάστηκε η επίδραση της πληθυσμιακής ανάπτυξης και των οικισμών των συριακών προσφύγων στην υποβάθμιση των ορυκτών ζωνών στην Ιορδανία με τη χρήση δεδομένων τηλεπισκοπηκής ανάλυσης. Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες που καλύπτουν την περιοχή μελέτης. Για την εκτίμηση των ποσοστών βοσκοτόπων, καλλιεργειών, αστικών περιοχών, υδάτων και δασικών εκτάσεων στην περιοχή μελέτης για την περίοδο 2013-2015 εφαρμόστηκε ταξινόμηση μέγιστης πιθανοφάνιας. Η ανάλυση των εικόνων του 2013 και του 2015 αποκάλυψε μια δραματική επέκταση των αστικών περιοχών και μια επακόλουθη μείωση στις ορεινές περιοχές, ιδίως στη βορειοδυτική Ιορδανία. Εν τω μεταξύ, οι αστικές περιοχές αυξήθηκαν κατά 11,4% και οι καλλιεργούμενες εκτάσεις κατά 0,2%. Αποδόθηκε αυτή η αλλαγή κυρίως στον εμφύλιο πόλεμο της Συρίας και στους οικισμούς των προσφύγων. Η μελέτη αυτή υπογραμμίζει την αξία χρήσης των τηλεπισκοπικών δεδομένων. Προτείνετε η έναρξη αυστηρών κανονισμών αστικού διακανονισμού και προγραμμάτων ελέγχου των ιορδανικών χωριών για την παρακολούθηση της υποβάθμισης της γης.

Εισαγωγή

Η επιτυχής παρακολούθηση των αγροτικών περιοχών είναι ζωτικής σημασίας για την επισιτιστική ασφάλεια και την ανακούφιση της φτώχειας εκατομμυρίων ανθρώπων στον αναπτυσσόμενο κόσμο. Η υποβάθμιση των βοσκοτόπων είναι μια σύνθετη διαδικασία επειδή είναι το προϊόν των αλληλεπιδράσεων μεταξύ περιβαλλοντικών και κοινωνικοοικονομικών παραγόντων καθώς και πολιτικών δημόσιας χρήσης γης. Ο εμφύλιος πόλεμος στη Συρία (15 Μαρτίου 2011 - εν εξελίξει) και το κύμα προσφύγων που πάνε στην Ιορδανία επηρέασαν σημαντικά την οικονομία, την κοινωνία και το περιβάλλον της Ιορδανίας. Οι επαναστάτες αντιμετωπίζουν κρίσιμα και παρατεταμένα προβλήματα φτώχειας και ανασφάλειας.

Τα δεδομένα των αισθητήρων Landsat παρέχουν εικόνες ανίχνευσης με εξαιρετική χρονική και χωρική ανάλυση για χαρτογράφηση κάλυψης γης, αυτά τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή πληροφοριών σχετικά με την κάλυψη της γης. Ο στόχος της έρευνας είναι να ποσοτικοποιήθει το αντίκτυπο των οικισμών των προσφύγων και τη συνακόλουθη αύξηση του πληθυσμού στην υποβάθμιση της ορνιθοπανίδας στην Ιορδανία, χρησιμοποιώντας δεδομένα από απόσταση.

Υλικά και μέθοδοι

Θέση της περιοχής μελέτης και γειτονικές χώρες της Ιορδανίας.

Η περιοχή μελέτης καλύπτει έκταση 89.000 km2 που αντιπροσωπεύει την Ιορδανία. Τα τελευταία 5 χρόνια ο πληθυσμός στην Ιορδανία αυξήθηκε ταχύτατα, Η Ιορδανία έλαβε σημαντικούς αριθμούς συριακών προσφύγων που ξεπέρασαν το ένα τρίτο του αρχικού πληθυσμού της. Ο οικισμός στον οποίον κατοικούν οι προσφυγές δημιουργεί σημαντικές κρίσεις στην Ιορδανία μέσω της αύξησης της πίεσης στο νερό, των πόρων διατροφής και την αύξηση της υποβάθμισης της γης στις ορεινές περιοχές.

Η τηλεπισκόπηση παρέχει μια αποδοτική ως προς το κόστος και το χρόνο μέθοδο για την παρακολούθηση των τοπίων που σχετίζονται με τις μελέτες οικολογίας και βιοποικιλότητας. Η χωρική ανάλυση (μέγεθος εικονοστοιχείων) για λόγους παρακολούθησης κυμαίνεται συνήθως από 0,5 μ έως 500 μ. Η μεσαία χωρική ανάλυση των εικονοστοιχείων εικόνας Landsat (30 m) επιτρέπει την ταυτοποίηση χωρικών χαρακτηριστικών σε κλίμακα κατάλληλη για την παρακολούθηση της δομής και της σύνθεσης της βλάστησης. Τέλος χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από τον δορυφόρο Lansdat 8, πραγματοποιήθηκε ατμοσφαιρική διόρθωση και συγχώνευση 11 εικόνων σε μια σκηνή.

Διαφορετικές ταξινομήσεις έγιναν στις έξι πρωτότυπες φασματικές ζώνες της εικόνας 2013 χρησιμοποιώντας το ENVI. Η ακρίβεια της ταξινόμησης προσδιορίστηκε με την εκτίμηση της ανισότητας μεταξύ των αποτελεσμάτων ταξινόμησης και των εικόνων του Google Earth. Λόγω του σφάλματος κατάταξης του χάρτη, η πραγματική έκταση καλύψεως γης μπορεί να διαφέρει από τις περιοχές που προκύπτουν από τον χάρτη ταξινόμησης. Για κάθε ταξινομημένο χάρτη υπολογίστηκαν οι περιοχές με ρύθμιση σφάλματος και διαστήματα εμπιστοσύνης 95%.

Χάρτες κάλυψης γης της Ιορδανίας για την περίοδο μελέτης 2013-2015 χρησιμοποιώντας εικόνες Landsat OLI.

Αποτελέσματα και συζήτηση

Κατά τη διάρκεια της ανάλυσης χρησιμοποιήθηκαν πέντε τάξεις κάλυψης γης, αστικές (χτισμένες εκτάσεις), καλλιεργήσιμες εκτάσεις, οικόπεδα, δάση και νερό. Χρησιμοποιήθηκαν μόνο ταξινομημένοι χάρτες που προέκυψαν από αναλύσεις μέγιστης πιθανοφάνιας για ανάλυση ανίχνευσης αλλαγών χρήσεων γης. Τα δεδομένα που ανιχνεύθηκαν από το Landsat 8 OLI υπερεκτίμησαν τις καλλιεργήσιμες εκτάσεις, ωστόσο, το νερό διακρίθηκε σωστά. Στη μελέτη αυτή, η συνολική ακρίβεια ταξινόμησης ήταν 75% και 72% και οι υπολογισθείσες συντελεστές Kappa ήταν 60% και 57% για το 2013 και το 2015 αντίστοιχα. Η μείωση της ακρίβειας σε ορισμένες περιοχές μπορεί να αποδοθεί στη χωρική ανάλυση εικόνας. Το μέγεθος εικονοστοιχείων Landsat OLI (χωρική ανάλυση) είναι 30 × 30m. Επομένως, αυτές οι εικόνες ενδέχεται να περιέχουν μεικτά pixel σε κάποιες κατηγορίες, πχ βλάστηση και καλλιέργεια.

Παρακμή των βοσκοτόπων, αλλαγή του κλίματος,και η χρήση σύγχρονων όπλων είναι οι βασικοί παράγοντες που απειλούν τώρα τα συστήματα ποιμαντικής κτηνοτροφικής παραγωγής που υπήρχαν εδώ και αιώνες. Η σοβαρή υποβάθμιση των δασών μπορεί να δημιουργήσει κοινωνικά, οικονομικά και περιβαλλοντικά προβλήματα, ιδίως στις αναπτυσσόμενες χώρες όπου οι οικότοποι αποτελούν τον κύριο τύπο γης και είναι καθοριστικής σημασίας για την υποστήριξη των μέσων διαβίωσης, όπως η Ιορδανία. Παρόλο που οι εκτιμήσεις των υποβαθμισμένων δασικών εκτάσεων σε όλο τον κόσμο κυμαίνονται από 20% έως 73%, πολλά ακόμη δεν είναι γνωστά όσον αφορά το εύρος και το μέγεθος της υποβάθμισης των δασικών εκτάσεων.

Στη μελέτη αυτή αποκαλύφθηκαν σημαντικές αλλαγές στην κάλυψης γης κατά την περίοδο μελέτης, 2013-2015, και συγκεκριμένα τη μετατροπή των ζωνών εκτάκτου ανάγκης σε αστικές περιοχές. Το 2013, η εκτιμώμενη συνολική περιοχή της Ιορδανίας ήταν 50.021 km2, τα δάση κάλυπταν έκταση 4.495 km2, η καλλιεργούμενη έκταση ήταν 12.844 km2 και η αστική περιοχή ήταν 19.358 km2. Το 2015, οι δασικές εκτάσεις γης μειώθηκαν κατά 9,5%,και νερό κατά 0,6%. Μια μικρή αύξηση (0,2%) στην περιοχή των καλλιεργειών παρατηρήθηκε το 2015. Η μείωση των ορυχείων, των δασών και των υδάτινων πόρων το 2015 πιθανότατα οφείλεται στις δραματικές δημογραφικές αλλαγές που προκλήθηκαν από τον εμφύλιο πόλεμο στη Συρία, ιδίως στη βόρεια Ιορδανία . Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η Ιορδανία έλαβε πάνω από μισό εκατομμύριο συριακούς πρόσφυγες, οι οποίες αποτελούν τον κύριο λόγο αλλαγής χρήσης γης. Σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πανεπιστημιακό Ινστιτούτο (EUI, 2015), πάνω από το 80% αυτών των προσφύγων εγκαθίστανται σε αστικές περιοχές στη βόρεια Ιορδανία, ενώ οι υπόλοιποι ζουν στα στρατόπεδα Za'atari. Αυτό εξηγεί την ξαφνική αύξηση της αστικής περιοχής το 2015 που ανιχνεύθηκε στις αναλύσεις μας.

Το κλίμα στην Ιορδανία κυριαρχείται από ξηρασία και περιορισμένους υδάτινους πόρους. Σύμφωνα με το Υπουργείο Υδάτων και Άρδευσης (MWI, 2009), η Ιορδανία είναι η τέταρτη ξηρότερη χώρα στον κόσμο. Η κατανομή γλυκού νερού ανά κάτοικο είναι κατά 70% χαμηλότερη από τη διεθνή μερίδα νερού percapita. Το υψηλό ποσοστό αστικοποίησης δημιουργεί προβλήματα λειψυδρίας και επισιτιστικής ανασφάλειας. Επιπλέον, η ανεξέλεγκτη επέκταση της αστικής και αγροτικής συρρίκνωσης προκαλεί υποβάθμιση της γης απώλεια γονιμότητας και παραγωγικότητας του εδάφους.

Συμπεράσματα

Η ανάλυση ανίχνευσης αλλαγών των τηλεπισκοπικών δεδομένων μεταξύ 2013 και 2015 αποκάλυψε μια σημαντική μείωση της έκτασης της περιοχής των βοσκοτόπων που αντιπροσωπεύει περίπου το 80% της γης της Ιορδανίας η οποία υπήρχε κυρίως στο βορειοδυτικό τμήμα της Ιορδανίας. Αυτό οφείλεται εν μέρει στον εμφύλιο πόλεμο της Συρίας και στον οικισμό των προσφύγων σε αστικές περιοχές και περιοχές με οικόπεδα, την ελλειμματική διαχείριση και τις κακές κανονιστικές ρυθμίσεις και την έλλειψη επιστημονικά τεκμηριωμένων δεδομένων για την αξιολόγηση των υφιστάμενων απειλών. θα πρέπει να δρομολογηθούν αυστηρά προγράμματα αστικού διακανονισμού και ελέγχου της γης για την άμβλυνση της υποβάθμισης της γης στην οροσειρά της Ιορδανίας.