RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Τηλεπισκόπηση θερμικού περιβάλλοντος εσωτερικού χώρου από το εξωτερικό του κτιρίου μέσω ανοίγματος παραθύρου με χρήση κάμερας υπερύθρων

2024-03-07T13:01:40Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''+++''

'''Συγγραφείς: ''' ''+++''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''+++''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''+++''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
+++

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης '''

+++

+++

''' Περιβαλλοντικές Μεταβλητές '''
+++

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

+++

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

+++

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
+++

[[category:Οικολογία]]

[[category:Εκτίμηση βιοποικιλότητας]]

[[Category:Pastures]]

Τηλεπισκόπηση θερμικού περιβάλλοντος εσωτερικού χώρου από το εξωτερικό του κτιρίου μέσω ανοίγματος παραθύρου με χρήση κάμερας υπερύθρων

2024-03-07T12:58:46Z

Evangelia moira: Νέα σελίδα με ''''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''+++'' '''Συγγραφείς: ''' ''+++'' '''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''+++'' '''Δημοσιεύθηκε: ''' ''++...'

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''+++''

'''Συγγραφείς: ''' ''+++''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''+++''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''+++''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
+++


''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης '''

+++.

+++

''' Περιβαλλοντικές Μεταβλητές '''
+++

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

+++

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

+++

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
+++

[[category:Οικολογία]]

[[category:Εκτίμηση βιοποικιλότητας]]

[[Category:Pastures]]

Θερμική υπέρυθρη τηλεπισκόπηση της αστικής θερμότητας: Hotspots, βλάστηση και αξιολόγηση τεχνικών για χρήση στον αστικό σχεδιασμό

2024-03-07T12:58:00Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''+++''

'''Συγγραφείς: ''' ''+++''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''+++''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''+++''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
+++


''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης '''

+++.

+++

''' Περιβαλλοντικές Μεταβλητές '''
+++

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

+++

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

+++

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
+++

[[category:Οικολογία]]

[[category:Εκτίμηση βιοποικιλότητας]]

[[Category:Pastures]]

Θερμική υπέρυθρη τηλεπισκόπηση της αστικής θερμότητας: Hotspots, βλάστηση και αξιολόγηση τεχνικών για χρήση στον αστικό σχεδιασμό

2024-03-07T12:56:50Z

Evangelia moira: Νέα σελίδα με ''''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''+++'' '''Συγγραφείς: ''' ''+++ ,Chiara Panicciaa , +++'' '''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''+++'' '''Δημοσ...'

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''+++''

'''Συγγραφείς: ''' ''+++
,Chiara Panicciaa , +++''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''+++''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''+++''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
+++


''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης '''

+++.

+++

''' Περιβαλλοντικές Μεταβλητές '''
+++

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

+++

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

+++

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
+++

[[category:Οικολογία]]

[[category:Εκτίμηση βιοποικιλότητας]]

[[Category:Pastures]]

Διαχείριση βόσκησης

2024-02-27T14:21:36Z

Evangelia moira: Νέα σελίδα με 'Add Your Content Here category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων'

Add Your Content Here

[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]

Μια νέα προσέγγιση για την ποσοτικοποίηση της πίεσης βόσκησης στα μεσογειακά κτηνοτροφικά συστήματα με τη χρήση GIS και τηλεπισκόπησης

2024-02-27T14:20:30Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''A new approach to quantify grazing pressure under mediterranean pastoral systems using GIS and remote sensing''

'''Συγγραφείς: ''' Marina Castro, Abderrahmane Ameray and João Paulo Castro

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''2020, VOL. 41, NO. 14, 5371–5387 https://doi.org/10.1080/01431161.2020.1731930''

''' 1. Εισαγωγή '''
Υπάρχει από το 1955 η μείωση των αγροτικών και κτηνοτροφικών πληθυσμών, η οποία παρατηρείται όχι μόνο στην Πορτογαλία αλλά και σε ολόκληρη τη βόρεια μεσογειακή περιφέρεια. Αυτή η δημογραφική αλλαγή οδήγησε στην εγκατάλειψη των αγροτικών περιοχών, ιδίως στις ορεινές περιοχές, με αποτέλεσμα την αύξηση των θαμνώνων και τη μείωση των βοσκοτόπων και των καλλιεργούμενων εκτάσεων. Κατά συνέπεια, υπήρξε αύξηση των φορτίων καύσιμης ύλης και απλοποίηση των ευάλωτων στη φωτιά τοπίων, συμβάλλοντας στην αύξηση των δασικών πυρκαγιών στις ευρωπαϊκές χώρες κατά μήκος της βόρειας λεκάνης της Μεσογείου, με την Πορτογαλία να αντιμετωπίζει μία από τις υψηλότερες κατατάξεις κινδύνου δασικών πυρκαγιών στην Ευρώπη. Οι ειδικοί σε θέματα πυρκαγιάς έχουν συστήσει την εφαρμογή αποτελεσματικών τεχνικών διαχείρισης της καύσιμης ύλης, όπως η δημιουργία δομικών συστημάτων πυροπροστασίας και η μείωση των φορτίων καύσιμης ύλης σε κρίσιμες περιοχές. Η κατανόηση της κατανομής των ζώων σε κλίμακα ενορίας είναι ζωτικής σημασίας για τον σχεδιασμό μέτρων βόσκησης για την προώθηση προγραμμάτων πρόληψης πυρκαγιών. Επιπλέον, εν μέσω μεταβαλλόμενων καθεστώτων πυρκαγιάς, υπάρχει ανάγκη για μια πιο ολοκληρωμένη στρατηγική, όπου η εκτεταμένη βόσκηση των ζώων θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εργαλείο για τη μείωση των κινδύνων πυρκαγιάς, ιδίως σε ορεινές περιοχές όπου απαιτείται εντατικοποίηση της βόσκησης. Τα κτηνοτροφικά συστήματα έχουν ιστορικά προσαρμοστεί στην κλιματική μεταβλητότητα μέσω στρατηγικών κινητικότητας των ζώων. Σε περιοχές όπως η Βόρεια Πορτογαλία, όπου οι παραγωγοί μικρών μηρυκαστικών είναι ακτήμονες, η βόσκηση των ζώων γίνεται σε μη περιφραγμένη περιοχή της ενορίας, με την καθοδήγηση βοσκών. Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης, συμπεριλαμβανομένων των δεκτών GNSS και των μη επανδρωμένων αεροσκαφών, διευκολύνουν την παρακολούθηση των κινήσεων βόσκησης και τη συλλογή λεπτομερών χωρικών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή του ζωικού κεφαλαίου. Τα πολυφασματικά δεδομένα από πλατφόρμες όπως Sentinel-2, σε συνδυασμό με τα ΓΣΠ, επιτρέπουν την ακριβή ταξινόμηση των χρήσεων γης και της κάλυψης, βοηθώντας στην ανάλυση των προτύπων βόσκησης με την αξιοποίηση της πιο κοινής ταξινόμησης την Maximum Likelihood(ML). Η παρούσα μελέτη αποσκοπεί στην ανάπτυξη μιας προσέγγισης για τη μοντελοποίηση των κτηνοτροφικών συστημάτων σε μεσογειακά κτηνοτροφικά συστήματα, εστιάζοντας στη βόρεια Πορτογαλία. Με την ενσωμάτωση πολυφασματικών δεδομένων Sentinel-2 και τεχνικών γεωεπεξεργασίας, η μελέτη επιδιώκει να κατανοήσει την πίεση βόσκησης και τις επιπτώσεις της στον κίνδυνο πυρκαγιάς. Ο στόχος είναι να αξιοποιηθούν τα ΓΣΠ και η τηλεπισκόπηση για τη δημιουργία μιας βάσης για την τρέχουσα πίεση βόσκησης, η οποία μπορεί να ενημερώσει τις πολιτικές πρόληψης των πυρκαγιών και τις στρατηγικές διαχείρισης.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' 2.1. Περιοχή μελέτης '''

Η περιοχή μελέτης περιλαμβάνει την περιοχή Trás-os-Montes στη βορειοανατολική Πορτογαλία, με έκταση περίπου 660.000 km². Η περιοχή αυτή παρουσιάζει μεγάλη κλιματική ποικιλομορφία, με ποικίλες βροχοπτώσεις που κυμαίνονται από 400 mm στην άνω κοιλάδα Douro έως 1500 mm στις ορεινές περιοχές στα βόρεια. Το τοπίο αποτελείται από δάση βελανιδιάς και πεύκου, με ετήσιες και μόνιμες καλλιέργειες, καθώς και άλλες χρήσεις γης, όπως θαμνώνες, λιβάδια και οικιστικές περιοχές.

[[Αρχείο:5.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχή μελέτης, όρια ενορίας και θέση στάβλων '' ]]

''' 2.2. Συλλογή Δορυφορικών Δεδομένων και Επεξεργασία '''

Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν πολυφασματικές εικόνες Sentinel-2 από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος. Ελήφθησαν δεδομένα από τον Ιούλιο του 2018 και υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για να καλύψουν ολόκληρη την περιοχή της Bragança. Τα δεδομένα υποβλήθηκαν σε ραδιομετρικές και γεωμετρικές διορθώσεις, συμπεριλαμβανομένης της ορθοδιόρθωσης και της ατμοσφαιρικής διόρθωσης με τη χρήση του επεξεργαστή Sen2Cor. Μετά την προεπεξεργασία, τα δεδομένα επαναδειγματοληπτήθηκαν σε ανάλυση 10 m × 10 m και συνδυάστηκαν σε ένα μωσαϊκό που προβάλλεται στη ζώνη UTM 29 WGS84. Για την ανάλυση εξετάστηκαν οκτώ κατηγορίες χρήσεων και καλύψεων γης, συμπεριλαμβανομένων των ετήσιων καλλιεργειών, των μόνιμων καλλιεργειών, των λιβαδιών, των θαμνώνων, των βοσκημένων δασών, των μη βοσκημένων δασών, των αστικών περιοχών και των υδάτινων σωμάτων. Η θεματική ταξινόμηση περιελάμβανε τη χρήση ταξινομητών RF με επίβλεψη για τη διάκριση των έξι αρχικών κατηγοριών χρήσης και κάλυψης γης. Οι δείκτες βλάστησης και εδάφους υπολογίστηκαν και ενσωματώθηκαν με φασματικά δεδομένα για την ταξινόμηση. Εφαρμόστηκαν δύο επαναλήψεις του αλγορίθμου RF: η μία λαμβάνοντας υπόψη μόνο τα φασματικά δεδομένα και η άλλη ενσωματώνοντας δείκτες βλάστησης και εδάφους. Εφαρμόστηκαν βελτιώσεις μετά την ταξινόμηση και η ακρίβεια των ταξινομήσεων αξιολογήθηκε με τη χρήση της συνολικής ακρίβειας και του συντελεστή Cohen's Kappa. Μετά την ταξινόμηση, η κατηγορία δασών χωρίστηκε σε βοσκημένα και μη βοσκημένα δάση χρησιμοποιώντας δεδομένα COS2015. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να προκύψουν συνολικά οκτώ κλάσεις για την ενσωμάτωση στη διαδικασία μοντελοποίησης της πίεσης βόσκησης (GP). Η περιοχή μελέτης στην περιοχή Trás-os-Montes της Πορτογαλίας αναλύθηκε με τη χρήση πολυφασματικών εικόνων Sentinel-2 και πραγματοποιήθηκε θεματική ταξινόμηση για την οριοθέτηση των κλάσεων χρήσης γης και κάλυψης. Χρησιμοποιήθηκαν ταξινομητές RF με επίβλεψη, ενσωματώνοντας φασματικά δεδομένα με δείκτες βλάστησης και εδάφους για τη βελτίωση της ακρίβειας ταξινόμησης. Η ταξινόμηση που προέκυψε, η οποία επικυρώθηκε με βάση πραγματικών δεδομένων, αποτέλεσε τη βάση για τη μοντελοποίηση GP, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για τα πρότυπα βόσκησης στα μεσογειακά ποιμενικά συστήματα.

[[Αρχείο:5.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' '' Μεταβλητές πρόβλεψης του Sentinel-2 και λεπτομέρειες δεικτών'' ]]

''' 2.3. Μοντελοποίηση πίεσης βόσκησης '''
Η μοντελοποίηση της πίεσης βόσκησης (GP) στην περιοχή Bragança της βορειοανατολικής Πορτογαλίας περιλαμβάνει μια προσέγγιση αξιολόγησης με πολλαπλά κριτήρια σε περιβάλλον ΓΣΠ, χρησιμοποιώντας οπτικά δεδομένα Sentinel-2, τη χωρική βάση δεδομένων χρήσης και κάλυψης γης της Πορτογαλίας (COS2015), διοικητικά όρια και μια χωρική βάση δεδομένων που περιέχει θέσεις στάβλων και καταμετρήσεις ζώων. Αρχικά, η πυκνότητα ζωικού κεφαλαίου (SD) υπολογίζεται συνολικά, και στη συνέχεια κατανέμεται αναλογικά στις κλάσεις χρήσης/κάλυψης γης (LUC) που βόσκονται με βάση τις προτιμήσεις βόσκησης και τα ποσοστά των κλάσεων που δεν βόσκονται. Ένας συντελεστής διόρθωσης προτιμήσεων προσαρμόζει τις μη βοσκημένες περιοχές. Εξετάζεται η μέγιστη δυνητική απόσταση ταξιδιού από κάθε στάβλο, με προσδιορισμό των ευκλείδειων αποστάσεων από τα όρια των ενοριών. Η SD υπολογίζεται με τη χρήση ομόκεντρων δακτυλίων γύρω από τους στάβλους, λαμβάνοντας υπόψη τα μεταβλητά σχέδια βόσκησης και τις επικαλυπτόμενες περιοχές βόσκησης. Δημιουργείται ένα συστηματικό δίκτυο σημείων διανομής και η χωρική παρεμβολή μέσω συνήθους kriging δημιουργεί μια συνεχή επιφάνεια SD με ανάλυση 25 μέτρων. Οι τιμές SD των κλάσεων χωρίς βόσκηση μεταφέρονται στις κλάσεις με βόσκηση, δίνοντας μια διορθωμένη επιφάνεια SD (SD'). Αυτή η επιφάνεια SD' ενσωματώνεται με τα καλύτερα αποτελέσματα ταξινόμησης LUC χρησιμοποιώντας τεχνικές γεωεπεξεργασίας σταθμισμένης χωρικής επικάλυψης για τη δημιουργία ενός δυναμικού παγκόσμιου χάρτη GP για την περιοχή Bragança.

''' 2.4. Χωροχρονικές μεταβάσεις και δομή του τοπίου '''
Η χωροχρονική ανάλυση των μεταβάσεων του τοπίου στην περιοχή μελέτης, καθώς και των διαχρονικών μεταβάσεων όλων των τύπων χρήσης/κάλυψης γης από το 1945 έως το 2020, πραγματοποιήθηκε αξιοποιώντας μία κοινή μέθοδο μεταταξινόμησης για ανίχνευση αλλαγών μεταξύ των διαφορετικών ημερομηνιών της περιόδου μελέτης. Η χρήση της μεταταξινόμησης είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός matrix αλλαγών χρήσεων/καλύψεων γης, το οποίο υπολογίστηκε με τη χρήση εντολών επικάλυψης στο λογισμικό του ArcGIS© για όλες τις χρονικές περιόδους. Επιπλέον, δημιουργήθηκε ένας σχετικός χάρτης της χωροχρονικής μετάβασης χρήσεων/καλύψεων γης. Οι πίνακες μετάβασης επέτρεψαν στην ανάλυση των αλλαγών να συμπεριλάβει πρόσθετες συνιστώσες της αλλαγής, όπως κέρδη και απώλειες γης, καθαρές αλλαγές, συνολικές αλλαγές, και εναλλαγές.

''' 3. Αποτελέσματα και Συζήτηση '''

''' 3.1.Ταξινόμηση χρήσεων και καλύψεων γης '''
Η εφαρμογή της επιβλεπόμενης ταξινόμησης Random Forest (RF) στις εικόνες Sentinel-2 διευκόλυνε την κατάτμηση του τοπίου σε επιθυμητές κατηγορίες χρήσης και κάλυψης γης (LUC). Η αποτελεσματική χρήση των ταξινομητών, μαζί με την προσεκτική επιλογή των δεδομένων εκπαίδευσης και επικύρωσης, εξασφάλισε ακριβή αποτελέσματα ταξινόμησης. Η ερμηνεία των πινάκων ενδεχομένων βοήθησε στην αξιολόγηση της ακρίβειας ταξινόμησης και στον καθορισμό των βέλτιστων αλγορίθμων και φασματικών ζωνών για τη διαδικασία τμηματοποίησης. Οι ταξινομητές RF παρουσίασαν υψηλή διακριτική ικανότητα, επιτυγχάνοντας συνολική ακρίβεια 90,8% και συντελεστή kappa 88,8%. Η ενσωμάτωση των δεικτών βλάστησης και εδάφους βελτίωσε περαιτέρω την απόδοση ταξινόμησης, αποδίδοντας συνολική ακρίβεια 91,2% και συντελεστή kappa 89,3%, με εξαιρετική ποιότητα ταξινόμησης. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι οριακές ακρίβειες παρέμειναν υψηλές, ξεπερνώντας το 80%, τόσο από την πλευρά του παραγωγού όσο και από την πλευρά του χρήστη. Η ενσωμάτωση του NDVI και του δείκτη φωτεινότητας (BI) αποδείχθηκε αποτελεσματική στη βελτίωση της ακρίβειας ταξινόμησης, ιδίως στη διάκριση μεταξύ διαφορετικών τύπων κάλυψης γης. Ο NDVI ενίσχυσε την αντίθεση στην απορρόφηση του φωτός από το νερό από το έδαφος και τη βλάστηση, ενώ ο BI έκανε αποτελεσματική αντίθεση στο γυμνό έδαφος, ιδίως μετά τη συγκομιδή, συμβάλλοντας στη βελτίωση της διάκρισης μεταξύ θαμνώνων και βοσκοτόπων. Ο χάρτης LUC που προέκυψε απεικόνιζε τις θαμνώδεις εκτάσεις ως τον πιο άφθονο τύπο χρήσης γης, ακολουθούμενο από τις μόνιμες καλλιέργειες, τα λιβάδια, τα μη βοσκημένα δάση, τις ετήσιες καλλιέργειες, τα βοσκημένα δάση, τις αστικές περιοχές και τα υδάτινα σώματα. Τα ευρήματα αυτά ευθυγραμμίζονται με προηγούμενες μελέτες που υποδεικνύουν σημαντικές τροποποιήσεις του τοπίου στην περιοχή της Bragança, οι οποίες χαρακτηρίζονται από μετατοπίσεις από τη γεωργία σε θαμνότοπους και μείωση της δασικής κάλυψης.

[[Αρχείο:5.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Χάρτης Χρήσης Γης/Κάλυψης Γης LUC το 2018 για τη βορειοανατολική Πορτογαλία '' ]]

''' 3.2. Πίεση βόσκησης '''
Χρησιμοποιώντας τα διοικητικά όρια και τα δεδομένα θέσης των κτηνοτροφικών στάβλων, υπολογίστηκε η πυκνότητα βοσκής (SD) και έγινε παρεμβολή με χωρική παρεμβολή kriging. Η προκύπτουσα επιφάνεια SD παρείχε πληροφορίες σχετικά με την ένταση της βόσκησης σε ολόκληρη την περιοχή, με την πιο κοινή πίεση βόσκησης να κυμαίνεται από 0 έως 0,25 πρόβατα ανά εκτάριο. Οι μέσες τιμές της πίεσης βόσκησης διέφεραν μεταξύ των κατηγοριών χρήσεων γης, με υψηλότερες τιμές να παρατηρούνται στις μόνιμες καλλιέργειες και τις ετήσιες καλλιέργειες σε σύγκριση με τους θαμνότοπους και τα βοσκημένα δάση. Η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία της κατανόησης των χωρικών προτύπων της πίεσης βόσκησης για την αποτελεσματική διαχείριση της γης και τη διατήρηση της βιοποικιλότητας, ιδίως για τον μετριασμό των κινδύνων πυρκαγιών. Η ένταση της βόσκησης παραμένει κρίσιμος παράγοντας για τη διατήρηση ανθεκτικών στη φωτιά τοπίων, με επιπτώσεις στις πρακτικές διαχείρισης γης και στην ανθεκτικότητα των οικοσυστημάτων στις διαταραχές. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τις δυνατότητες της βόσκησης ως προληπτικού μέτρου κατά των πυρκαγιών στα μεσογειακά ποιμενικά συστήματα, ευθυγραμμιζόμενα με προηγούμενες έρευνες που τονίζουν τη σχέση μεταξύ της έντασης της βόσκησης και των προτύπων κάλυψης γης σε παρόμοια τοπία. Οι αποτελεσματικές πρακτικές διαχείρισης της γης, συμπεριλαμβανομένης της βόσκησης, διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη μείωση των κινδύνων πυρκαγιών και στον μετριασμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που συνδέονται με τις τροποποιήσεις του τοπίου.
[[Αρχείο:5.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης πίεσης βόσκησης (κατηγορία GP) (πρόβατα ha-1) (α) Ιστόγραμμα κατηγορίας GP (β) Διαθεσιμότητα LUC (105 εκτάρια) και η σχετική της GP (πρόβατα ha-1) (γ) AC: ετήσιες καλλιέργειες, pc: μόνιμες καλλιέργειες, G: λιβάδια, s: θαμνώνες, gf: βοσκημένο δάσος, W: υδάτινα σώματα, u: αστικά, και uf: μη βοσκημένο δάσος '' ]]

''' 4. Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση της πυκνότητας αποθεματοποίησης (SD) και της πίεσης βόσκησης (GP) στη βορειοανατολική Πορτογαλία με τη χρήση δορυφορικών εικόνων Sentinel-2 και προηγμένων τεχνικών GIS. Η Random Forest (RF) ταξινόμησε με ακρίβεια τη χρήση και την κάλυψη γης (LUC), αποκαλύπτοντας χαμηλή πίεση βόσκησης σε όλη την περιοχή. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν διαφορές στην πίεση βόσκησης μεταξύ των διαφόρων τύπων LUC, με υψηλότερη πίεση στις μόνιμες και ετήσιες καλλιέργειες σε σύγκριση με τα βοσκημένα δάση και τους θαμνώνες. Ο αγροτικός πίνακας LUC είναι ένα GP λογικά συμβατό με ένα μωσαϊκό, ενώ η LUC που σχετίζεται με το δασικό πίνακα έχει εξαιρετικά χαμηλή GP(grazing pressure), και επομένως δεν είναι συμβατή με ένα ανθεκτικό στη φωτιά τοπίο. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία της διαχείρισης της έντασης της βόσκησης για την ανθεκτικότητα του τοπίου και την πρόληψη των πυρκαγιών, υποδηλώνοντας επιπτώσεις για τα προγράμματα βόσκησης σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα.

[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Μια νέα προσέγγιση για την ποσοτικοποίηση της πίεσης βόσκησης στα μεσογειακά κτηνοτροφικά συστήματα με τη χρήση GIS και τηλεπισκόπησης

2024-02-27T14:18:02Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''A new approach to quantify grazing pressure under mediterranean pastoral systems using GIS and remote sensing''

'''Συγγραφείς: ''' Marina Castro, Abderrahmane Ameray and João Paulo Castro

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''2020, VOL. 41, NO. 14, 5371–5387 https://doi.org/10.1080/01431161.2020.1731930''

''' 1. Εισαγωγή '''
Υπάρχει από το 1955 η μείωση των αγροτικών και κτηνοτροφικών πληθυσμών, η οποία παρατηρείται όχι μόνο στην Πορτογαλία αλλά και σε ολόκληρη τη βόρεια μεσογειακή περιφέρεια. Αυτή η δημογραφική αλλαγή οδήγησε στην εγκατάλειψη των αγροτικών περιοχών, ιδίως στις ορεινές περιοχές, με αποτέλεσμα την αύξηση των θαμνώνων και τη μείωση των βοσκοτόπων και των καλλιεργούμενων εκτάσεων. Κατά συνέπεια, υπήρξε αύξηση των φορτίων καύσιμης ύλης και απλοποίηση των ευάλωτων στη φωτιά τοπίων, συμβάλλοντας στην αύξηση των δασικών πυρκαγιών στις ευρωπαϊκές χώρες κατά μήκος της βόρειας λεκάνης της Μεσογείου, με την Πορτογαλία να αντιμετωπίζει μία από τις υψηλότερες κατατάξεις κινδύνου δασικών πυρκαγιών στην Ευρώπη. Οι ειδικοί σε θέματα πυρκαγιάς έχουν συστήσει την εφαρμογή αποτελεσματικών τεχνικών διαχείρισης της καύσιμης ύλης, όπως η δημιουργία δομικών συστημάτων πυροπροστασίας και η μείωση των φορτίων καύσιμης ύλης σε κρίσιμες περιοχές. Η κατανόηση της κατανομής των ζώων σε κλίμακα ενορίας είναι ζωτικής σημασίας για τον σχεδιασμό μέτρων βόσκησης για την προώθηση προγραμμάτων πρόληψης πυρκαγιών. Επιπλέον, εν μέσω μεταβαλλόμενων καθεστώτων πυρκαγιάς, υπάρχει ανάγκη για μια πιο ολοκληρωμένη στρατηγική, όπου η εκτεταμένη βόσκηση των ζώων θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εργαλείο για τη μείωση των κινδύνων πυρκαγιάς, ιδίως σε ορεινές περιοχές όπου απαιτείται εντατικοποίηση της βόσκησης. Τα κτηνοτροφικά συστήματα έχουν ιστορικά προσαρμοστεί στην κλιματική μεταβλητότητα μέσω στρατηγικών κινητικότητας των ζώων. Σε περιοχές όπως η Βόρεια Πορτογαλία, όπου οι παραγωγοί μικρών μηρυκαστικών είναι ακτήμονες, η βόσκηση των ζώων γίνεται σε μη περιφραγμένη περιοχή της ενορίας, με την καθοδήγηση βοσκών. Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης, συμπεριλαμβανομένων των δεκτών GNSS και των μη επανδρωμένων αεροσκαφών, διευκολύνουν την παρακολούθηση των κινήσεων βόσκησης και τη συλλογή λεπτομερών χωρικών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή του ζωικού κεφαλαίου. Τα πολυφασματικά δεδομένα από πλατφόρμες όπως Sentinel-2, σε συνδυασμό με τα ΓΣΠ, επιτρέπουν την ακριβή ταξινόμηση των χρήσεων γης και της κάλυψης, βοηθώντας στην ανάλυση των προτύπων βόσκησης με την αξιοποίηση της πιο κοινής ταξινόμησης την Maximum Likelihood(ML). Η παρούσα μελέτη αποσκοπεί στην ανάπτυξη μιας προσέγγισης για τη μοντελοποίηση των κτηνοτροφικών συστημάτων σε μεσογειακά κτηνοτροφικά συστήματα, εστιάζοντας στη βόρεια Πορτογαλία. Με την ενσωμάτωση πολυφασματικών δεδομένων Sentinel-2 και τεχνικών γεωεπεξεργασίας, η μελέτη επιδιώκει να κατανοήσει την πίεση βόσκησης και τις επιπτώσεις της στον κίνδυνο πυρκαγιάς. Ο στόχος είναι να αξιοποιηθούν τα ΓΣΠ και η τηλεπισκόπηση για τη δημιουργία μιας βάσης για την τρέχουσα πίεση βόσκησης, η οποία μπορεί να ενημερώσει τις πολιτικές πρόληψης των πυρκαγιών και τις στρατηγικές διαχείρισης.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' 2.1. Περιοχή μελέτης '''

Η περιοχή μελέτης περιλαμβάνει την περιοχή Trás-os-Montes στη βορειοανατολική Πορτογαλία, με έκταση περίπου 660.000 km². Η περιοχή αυτή παρουσιάζει μεγάλη κλιματική ποικιλομορφία, με ποικίλες βροχοπτώσεις που κυμαίνονται από 400 mm στην άνω κοιλάδα Douro έως 1500 mm στις ορεινές περιοχές στα βόρεια. Το τοπίο αποτελείται από δάση βελανιδιάς και πεύκου, με ετήσιες και μόνιμες καλλιέργειες, καθώς και άλλες χρήσεις γης, όπως θαμνώνες, λιβάδια και οικιστικές περιοχές.

[[Αρχείο:5.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχή μελέτης, όρια ενορίας και θέση στάβλων '' ]]

''' 2.2. Συλλογή Δορυφορικών Δεδομένων και Επεξεργασία '''

Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν πολυφασματικές εικόνες Sentinel-2 από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος. Ελήφθησαν δεδομένα από τον Ιούλιο του 2018 και υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για να καλύψουν ολόκληρη την περιοχή της Bragança. Τα δεδομένα υποβλήθηκαν σε ραδιομετρικές και γεωμετρικές διορθώσεις, συμπεριλαμβανομένης της ορθοδιόρθωσης και της ατμοσφαιρικής διόρθωσης με τη χρήση του επεξεργαστή Sen2Cor. Μετά την προεπεξεργασία, τα δεδομένα επαναδειγματοληπτήθηκαν σε ανάλυση 10 m × 10 m και συνδυάστηκαν σε ένα μωσαϊκό που προβάλλεται στη ζώνη UTM 29 WGS84. Για την ανάλυση εξετάστηκαν οκτώ κατηγορίες χρήσεων και καλύψεων γης, συμπεριλαμβανομένων των ετήσιων καλλιεργειών, των μόνιμων καλλιεργειών, των λιβαδιών, των θαμνώνων, των βοσκημένων δασών, των μη βοσκημένων δασών, των αστικών περιοχών και των υδάτινων σωμάτων. Η θεματική ταξινόμηση περιελάμβανε τη χρήση ταξινομητών RF με επίβλεψη για τη διάκριση των έξι αρχικών κατηγοριών χρήσης και κάλυψης γης. Οι δείκτες βλάστησης και εδάφους υπολογίστηκαν και ενσωματώθηκαν με φασματικά δεδομένα για την ταξινόμηση. Εφαρμόστηκαν δύο επαναλήψεις του αλγορίθμου RF: η μία λαμβάνοντας υπόψη μόνο τα φασματικά δεδομένα και η άλλη ενσωματώνοντας δείκτες βλάστησης και εδάφους. Εφαρμόστηκαν βελτιώσεις μετά την ταξινόμηση και η ακρίβεια των ταξινομήσεων αξιολογήθηκε με τη χρήση της συνολικής ακρίβειας και του συντελεστή Cohen's Kappa. Μετά την ταξινόμηση, η κατηγορία δασών χωρίστηκε σε βοσκημένα και μη βοσκημένα δάση χρησιμοποιώντας δεδομένα COS2015. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να προκύψουν συνολικά οκτώ κλάσεις για την ενσωμάτωση στη διαδικασία μοντελοποίησης της πίεσης βόσκησης (GP). Η περιοχή μελέτης στην περιοχή Trás-os-Montes της Πορτογαλίας αναλύθηκε με τη χρήση πολυφασματικών εικόνων Sentinel-2 και πραγματοποιήθηκε θεματική ταξινόμηση για την οριοθέτηση των κλάσεων χρήσης γης και κάλυψης. Χρησιμοποιήθηκαν ταξινομητές RF με επίβλεψη, ενσωματώνοντας φασματικά δεδομένα με δείκτες βλάστησης και εδάφους για τη βελτίωση της ακρίβειας ταξινόμησης. Η ταξινόμηση που προέκυψε, η οποία επικυρώθηκε με βάση πραγματικών δεδομένων, αποτέλεσε τη βάση για τη μοντελοποίηση GP, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για τα πρότυπα βόσκησης στα μεσογειακά ποιμενικά συστήματα.

[[Αρχείο:5.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' '' Μεταβλητές πρόβλεψης του Sentinel-2 και λεπτομέρειες δεικτών'' ]]

''' 2.3. Μοντελοποίηση πίεσης βόσκησης '''
Η μοντελοποίηση της πίεσης βόσκησης (GP) στην περιοχή Bragança της βορειοανατολικής Πορτογαλίας περιλαμβάνει μια προσέγγιση αξιολόγησης με πολλαπλά κριτήρια σε περιβάλλον ΓΣΠ, χρησιμοποιώντας οπτικά δεδομένα Sentinel-2, τη χωρική βάση δεδομένων χρήσης και κάλυψης γης της Πορτογαλίας (COS2015), διοικητικά όρια και μια χωρική βάση δεδομένων που περιέχει θέσεις στάβλων και καταμετρήσεις ζώων. Αρχικά, η πυκνότητα ζωικού κεφαλαίου (SD) υπολογίζεται συνολικά, και στη συνέχεια κατανέμεται αναλογικά στις κλάσεις χρήσης/κάλυψης γης (LUC) που βόσκονται με βάση τις προτιμήσεις βόσκησης και τα ποσοστά των κλάσεων που δεν βόσκονται. Ένας συντελεστής διόρθωσης προτιμήσεων προσαρμόζει τις μη βοσκημένες περιοχές. Εξετάζεται η μέγιστη δυνητική απόσταση ταξιδιού από κάθε στάβλο, με προσδιορισμό των ευκλείδειων αποστάσεων από τα όρια των ενοριών. Η SD υπολογίζεται με τη χρήση ομόκεντρων δακτυλίων γύρω από τους στάβλους, λαμβάνοντας υπόψη τα μεταβλητά σχέδια βόσκησης και τις επικαλυπτόμενες περιοχές βόσκησης. Δημιουργείται ένα συστηματικό δίκτυο σημείων διανομής και η χωρική παρεμβολή μέσω συνήθους kriging δημιουργεί μια συνεχή επιφάνεια SD με ανάλυση 25 μέτρων. Οι τιμές SD των κλάσεων χωρίς βόσκηση μεταφέρονται στις κλάσεις με βόσκηση, δίνοντας μια διορθωμένη επιφάνεια SD (SD'). Αυτή η επιφάνεια SD' ενσωματώνεται με τα καλύτερα αποτελέσματα ταξινόμησης LUC χρησιμοποιώντας τεχνικές γεωεπεξεργασίας σταθμισμένης χωρικής επικάλυψης για τη δημιουργία ενός δυναμικού παγκόσμιου χάρτη GP για την περιοχή Bragança.

''' 2.4. Χωροχρονικές μεταβάσεις και δομή του τοπίου '''
Η χωροχρονική ανάλυση των μεταβάσεων του τοπίου στην περιοχή μελέτης, καθώς και των διαχρονικών μεταβάσεων όλων των τύπων χρήσης/κάλυψης γης από το 1945 έως το 2020, πραγματοποιήθηκε αξιοποιώντας μία κοινή μέθοδο μεταταξινόμησης για ανίχνευση αλλαγών μεταξύ των διαφορετικών ημερομηνιών της περιόδου μελέτης. Η χρήση της μεταταξινόμησης είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός matrix αλλαγών χρήσεων/καλύψεων γης, το οποίο υπολογίστηκε με τη χρήση εντολών επικάλυψης στο λογισμικό του ArcGIS© για όλες τις χρονικές περιόδους. Επιπλέον, δημιουργήθηκε ένας σχετικός χάρτης της χωροχρονικής μετάβασης χρήσεων/καλύψεων γης. Οι πίνακες μετάβασης επέτρεψαν στην ανάλυση των αλλαγών να συμπεριλάβει πρόσθετες συνιστώσες της αλλαγής, όπως κέρδη και απώλειες γης, καθαρές αλλαγές, συνολικές αλλαγές, και εναλλαγές.

''' 3. Αποτελέσματα και Συζήτηση '''

''' 3.1.Ταξινόμηση χρήσεων και καλύψεων γης '''
Η εφαρμογή της επιβλεπόμενης ταξινόμησης Random Forest (RF) στις εικόνες Sentinel-2 διευκόλυνε την κατάτμηση του τοπίου σε επιθυμητές κατηγορίες χρήσης και κάλυψης γης (LUC). Η αποτελεσματική χρήση των ταξινομητών, μαζί με την προσεκτική επιλογή των δεδομένων εκπαίδευσης και επικύρωσης, εξασφάλισε ακριβή αποτελέσματα ταξινόμησης. Η ερμηνεία των πινάκων ενδεχομένων βοήθησε στην αξιολόγηση της ακρίβειας ταξινόμησης και στον καθορισμό των βέλτιστων αλγορίθμων και φασματικών ζωνών για τη διαδικασία τμηματοποίησης. Οι ταξινομητές RF παρουσίασαν υψηλή διακριτική ικανότητα, επιτυγχάνοντας συνολική ακρίβεια 90,8% και συντελεστή kappa 88,8%. Η ενσωμάτωση των δεικτών βλάστησης και εδάφους βελτίωσε περαιτέρω την απόδοση ταξινόμησης, αποδίδοντας συνολική ακρίβεια 91,2% και συντελεστή kappa 89,3%, με εξαιρετική ποιότητα ταξινόμησης. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι οριακές ακρίβειες παρέμειναν υψηλές, ξεπερνώντας το 80%, τόσο από την πλευρά του παραγωγού όσο και από την πλευρά του χρήστη. Η ενσωμάτωση του NDVI και του δείκτη φωτεινότητας (BI) αποδείχθηκε αποτελεσματική στη βελτίωση της ακρίβειας ταξινόμησης, ιδίως στη διάκριση μεταξύ διαφορετικών τύπων κάλυψης γης. Ο NDVI ενίσχυσε την αντίθεση στην απορρόφηση του φωτός από το νερό από το έδαφος και τη βλάστηση, ενώ ο BI έκανε αποτελεσματική αντίθεση στο γυμνό έδαφος, ιδίως μετά τη συγκομιδή, συμβάλλοντας στη βελτίωση της διάκρισης μεταξύ θαμνώνων και βοσκοτόπων. Ο χάρτης LUC που προέκυψε απεικόνιζε τις θαμνώδεις εκτάσεις ως τον πιο άφθονο τύπο χρήσης γης, ακολουθούμενο από τις μόνιμες καλλιέργειες, τα λιβάδια, τα μη βοσκημένα δάση, τις ετήσιες καλλιέργειες, τα βοσκημένα δάση, τις αστικές περιοχές και τα υδάτινα σώματα. Τα ευρήματα αυτά ευθυγραμμίζονται με προηγούμενες μελέτες που υποδεικνύουν σημαντικές τροποποιήσεις του τοπίου στην περιοχή της Bragança, οι οποίες χαρακτηρίζονται από μετατοπίσεις από τη γεωργία σε θαμνότοπους και μείωση της δασικής κάλυψης.

[[Αρχείο:5.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Χάρτης Χρήσης Γης/Κάλυψης Γης LUC το 2018 για τη βορειοανατολική Πορτογαλία '' ]]

''' 3.2. Πίεση βόσκησης '''
Χρησιμοποιώντας τα διοικητικά όρια και τα δεδομένα θέσης των κτηνοτροφικών στάβλων, υπολογίστηκε η πυκνότητα βοσκής (SD) και έγινε παρεμβολή με χωρική παρεμβολή kriging. Η προκύπτουσα επιφάνεια SD παρείχε πληροφορίες σχετικά με την ένταση της βόσκησης σε ολόκληρη την περιοχή, με την πιο κοινή πίεση βόσκησης να κυμαίνεται από 0 έως 0,25 πρόβατα ανά εκτάριο. Οι μέσες τιμές της πίεσης βόσκησης διέφεραν μεταξύ των κατηγοριών χρήσεων γης, με υψηλότερες τιμές να παρατηρούνται στις μόνιμες καλλιέργειες και τις ετήσιες καλλιέργειες σε σύγκριση με τους θαμνότοπους και τα βοσκημένα δάση. Η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία της κατανόησης των χωρικών προτύπων της πίεσης βόσκησης για την αποτελεσματική διαχείριση της γης και τη διατήρηση της βιοποικιλότητας, ιδίως για τον μετριασμό των κινδύνων πυρκαγιών. Η ένταση της βόσκησης παραμένει κρίσιμος παράγοντας για τη διατήρηση ανθεκτικών στη φωτιά τοπίων, με επιπτώσεις στις πρακτικές διαχείρισης γης και στην ανθεκτικότητα των οικοσυστημάτων στις διαταραχές. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τις δυνατότητες της βόσκησης ως προληπτικού μέτρου κατά των πυρκαγιών στα μεσογειακά ποιμενικά συστήματα, ευθυγραμμιζόμενα με προηγούμενες έρευνες που τονίζουν τη σχέση μεταξύ της έντασης της βόσκησης και των προτύπων κάλυψης γης σε παρόμοια τοπία. Οι αποτελεσματικές πρακτικές διαχείρισης της γης, συμπεριλαμβανομένης της βόσκησης, διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη μείωση των κινδύνων πυρκαγιών και στον μετριασμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που συνδέονται με τις τροποποιήσεις του τοπίου.
[[Αρχείο:5.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης πίεσης βόσκησης (κατηγορία GP) (πρόβατα ha-1) (α) Ιστόγραμμα κατηγορίας GP (β) Διαθεσιμότητα LUC (105 εκτάρια) και η σχετική της GP (πρόβατα ha-1) (γ) AC: ετήσιες καλλιέργειες, pc: μόνιμες καλλιέργειες, G: λιβάδια, s: θαμνώνες, gf: βοσκημένο δάσος, W: υδάτινα σώματα, u: αστικά, και uf: μη βοσκημένο δάσος '' ]]

''' 4. Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση της πυκνότητας αποθεματοποίησης (SD) και της πίεσης βόσκησης (GP) στη βορειοανατολική Πορτογαλία με τη χρήση δορυφορικών εικόνων Sentinel-2 και προηγμένων τεχνικών GIS. Ο ταξινομητής Random Forest (RF) ταξινόμησε με ακρίβεια τη χρήση και την κάλυψη γης (LUC), αποκαλύπτοντας χαμηλή πίεση βόσκησης σε όλη την περιοχή. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν διαφορές στην πίεση βόσκησης μεταξύ των διαφόρων τύπων LUC, με υψηλότερη πίεση στις μόνιμες και ετήσιες καλλιέργειες σε σύγκριση με τα βοσκημένα δάση και τους θαμνώνες. Ο αγροτικός πίνακας LUC είναι ένα GP λογικά συμβατό με ένα μωσαϊκό, ενώ η LUC που σχετίζεται με το δασικό πίνακα έχει εξαιρετικά χαμηλή GP(grazing pressure), και επομένως δεν είναι συμβατή με ένα ανθεκτικό στη φωτιά τοπίο. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία της διαχείρισης της έντασης της βόσκησης για την ανθεκτικότητα του τοπίου και την πρόληψη των πυρκαγιών, υποδηλώνοντας επιπτώσεις για τα προγράμματα βόσκησης σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα.

[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T16:16:34Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results
of ecological restoration interventions''

'''Συγγραφείς: ''' ''Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''BACI, Υποβάθμιση της γης, Εκτίμηση επιπτώσεων, Ανάλυση ευαισθησίας, Νότια Αφρική, Συμβολή της φύσης στον άνθρωπο (NCP)''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Ecosystem Services Volume 64, December 2023, 101565, https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η εισαγωγή παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της σημασίας της οικολογικής
αποκατάστασης για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης της γης και την προώθηση της
υγείας των οικοσυστημάτων όπως και ο οργανισμός UN Decade. Ορίζει την οικολογική
αποκατάσταση ως μια διαδικασία που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της ανάκαμψης των
υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων και τονίζει τη σημασία της τόσο για τη φύση όσο και για
την ανθρώπινη ευημερία. Η εισαγωγή υπογραμμίζει τα οικονομικά και κοινωνικά οφέλη των
προσπαθειών αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη το οικολογικό
και κοινωνικό κόστος στις επενδύσεις αποκατάστασης. Οι προκλήσεις σχετίζονται με την
παρακολούθηση και την αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης,
συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας των διεργασιών του οικοσυστήματος και της
ανάγκης για ακριβείς μεθόδους αξιολόγησης. Εισάγει την έννοια των οικοσυστημικών
υπηρεσιών ως μέτρο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης και τονίζει τη
σημασία της κατανόησης της επίδρασης των παρεμβάσεων στις υπηρεσίες αυτές. Οι στόχοι
της μελέτης είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων
αποκατάστασης με τη χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης και η αξιολόγηση του τρόπου με τον
οποίο διαφορετικές μεθοδολογικές επιλογές επηρεάζουν τα αποτελέσματα της
παρακολούθησης της αποκατάστασης. Η εισαγωγή εξετάζει τα υφιστάμενα πλαίσια
παρακολούθησης και αξιολόγησης στον τομέα της οικολογίας αποκατάστασης, τονίζοντας
τον επαναληπτικό χαρακτήρα αυτών των διαδικασιών και τη σημασία της συλλογής
δεδομένων βάσης, της εφαρμογής της αποκατάστασης και της ανάλυσης και αναφοράς των
αποτελεσμάτων. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός Πριν-Μετά-Ελέγχου-Επιπτώσεων/'''Before-After-Control-Impact (BACI) ως μέθοδος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρέμβασης και τονίζεται η ανάγκη σύγκρισης των περιοχών ελέγχου και των αποκατεστημένων περιοχών με την πάροδο του χρόνου για την ακριβή αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης.''' Το κείμενο υπογραμμίζει τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στο σχεδιασμό, τη διαχείριση και την παρακολούθηση των έργων
αποκατάστασης, ιδίως όσον αφορά την παροχή βασικών στοιχείων για την αξιολόγηση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος. Συζητούνται τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, όπως η ικανότητά της να προσφέρει επαναλαμβανόμενες, τυποποιημένες και επαληθεύσιμες εικόνες για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας. Στην εισαγωγή τονίζεται η σημασία της ενσωμάτωσης δορυφορικών εικόνων με μετρήσεις πεδίου και άλλες
μεταβλητές με γεωαναφορά για την παραγωγή ακριβών εκτιμήσεων της προσφοράς
οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στην
παρακολούθηση της αποκατάστασης, το κείμενο εντοπίζει ένα ερευνητικό κενό στην
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διάφορες επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα
αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποκατάστασης. Η μελέτη αποσκοπεί στην
αντιμετώπιση αυτού του κενού καταδεικνύοντας τον αντίκτυπο των επιλογών
τηλεπισκόπησης στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης στο Baviaanskloof της
Νότιας Αφρικής. Παρέχει ένα σαφές σκεπτικό για τη μελέτη και
καθορίζει τους στόχους της στο ευρύτερο πλαίσιο της οικολογίας αποκατάστασης και της
αξιολόγησης των οικοσυστημικών υπηρεσιών.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης και Τρόπος αποκατάστασης '''

Η μελέτη επικεντρώνεται σε υποτροπικούς ξηρούς θαμνώνες και θαμνότοπους στο Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy, Ανατολικό Ακρωτήριο, Νότια Αφρική. Η περιοχή αυτή έχει υποβαθμιστεί σε μεγάλο βαθμό λόγω της μη βιώσιμης κτηνοτροφίας, με αποτέλεσμα την απώλεια της βλάστησης και τη μείωση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος, όπως η παροχή χορτονομής και η πρόληψη της διάβρωσης. Για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης έχουν εφαρμοστεί παρεμβάσεις αποκατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της αναβλάστησης και του αποκλεισμού των ζώων.'''[Εικόνα 1]''' Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένα μια παρέμβαση αναβλάστησης που περιελάμβανε τη φύτευση του spekboom (''Portulacaria afra''),ένα ενδημικό και εύγευστο είδος για την άγρια ζωή και τα παραγωγικά ζώα, μεταξύ 2010 και 2015 σε 1.100 εκτάρια υποβαθμισμένης γης. Δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες, η πρόληψη της διάβρωσης και η παροχή χορτονομής, επιλέχθηκαν για λεπτομερή αξιολόγηση με τη χρήση μετρήσεων πεδίου και δεδομένων τηλεπισκόπησης (RS). Για την εκτίμηση αυτών των οικοσυστημικών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου σε 30 δειγματοληπτικά τεμάχια. Η πρόληψη της διάβρωσης ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ποσοστό της στρωματοποιημένης φυτοκάλυψης, ενώ η παροχή χορτονομής εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας αλλομετρικές εξισώσεις με βάση τις διαστάσεις και την κάλυψη της κομοστέγης. Αναπτύχθηκαν μοντέλα RS με βάση τις εικόνες Sentinel-2 και Landsat για να συσχετιστούν οι μετρήσεις πεδίου με τα δεδομένα RS( όπως BSI Bare Soil Index).'''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:4.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχές παρέμβασης αποκατάστασης στην περιοχή μελέτης Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy στη Νότια Αφρική. Η σκίαση υποδεικνύει το τοπογραφικό ανάγλυφου'' ]]
[[Αρχείο:4.2.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Επιλεγμένοι φασματικοί δείκτες και οι εξισώσεις τους με χρήση των ζωνών Landsat8 (LB) και Sentinel-2 (SB)'' ]]

''' Τηλεπισκοπικές επιλογές για χαρτογράφηση '''

 Επιλογή παρακολούθησης και εκτίμησης πλαισίου: Η μελέτη αξιολόγησε τον αντίκτυπο των διαφόρων επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης χρησιμοποιώντας την ανάλυση Before-After-Control-Impact (BACI). Εξετάστηκαν πέντε βασικές επιλογές RS συμπεριλαμβανομένου:
<blockquote>•του αριθμού των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της κατανομής των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των εικόνων εντός του έτους</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των περιόδων αναφοράς</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής του αισθητήρα RS (Landsat-8 ή Sentinel-2)</blockquote>
Οι επιλογές αυτές αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την ανάλυση BACI της διαθεσιμότητας βοσκήσιμης ύλης ενώ η 5η επιλογή διερευνήθηκε υπολογίζοντας τη παροχή της πρόληψης από διάβρωση.
Για να απεικονιστούν οι μακροπρόθεσμες πορείες των οικοσυστημικών υπηρεσιών, εντοπίστηκαν συστάδες με παρόμοια επίπεδα οικοσυστημικών υπηρεσιών πριν από την παρέμβαση, χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης που προέρχονται από εικόνες Landsat. Αυτές οι συστάδες χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της πρόληψης της διάβρωσης και της παροχής βοσκήσιμης ύλης από το 1989 έως το 2020, αναδεικνύοντας τις μεταβολές στην παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών με την πάροδο του χρόνου. 

 Περιγραφή δεδομένων τηλεπισκόπησης: Διάφορες δορυφορικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των Landsat-5, 7 και 8 και του Sentinel-2, χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση RS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης βοηθητικά δεδομένα, όπως πληροφορίες για τις κλίσεις που προέκυψαν από ένα DEM και σύνολα χωρικών δεδομένων των περιοχών παρέμβασης. Η μελέτη χρησιμοποίησε το Google Earth Engine για την πρόσβαση στα δεδομένα και την επεξεργασία τους, εξασφαλίζοντας συνεπή χειρισμό των δεδομένων σε διάφορες RS επιλογές και βήματα ανάλυσης. Παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επιρροής των επιλογών RS στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης, με έμφαση στην περιοχή Baviaanskloof στη Νότια Αφρική. Με την ενσωμάτωση των μετρήσεων πεδίου και των δεδομένων RS, η μελέτη συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της αποτελεσματικότητας των προσπαθειών οικολογικής αποκατάστασης για την ενίσχυση των οικοσυστημικών υπηρεσιών.
Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη προσεκτικής εξέτασης των επιλογών αυτών για να διασφαλιστεί η ακριβής εκτίμηση των αποτελεσμάτων των οικοσυστημικών υπηρεσιών.


''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Η ταξινόμηση ISODATA των δορυφορικών δεικτών βλάστησης αποκάλυψε πέντε ομάδες βλάστησης με βάση την παροχή βοσκήσιμης ύλης και τα επίπεδα πρόληψης της διάβρωσης. Η συστάδα 1 αντιπροσώπευε περιοχές με υψηλή παροχή, ενώ η συστάδα 5 υποδήλωνε χαμηλή παροχή. Οι περισσότερες εκτάσεις ανήκαν στις συστάδες 3, 4 και 5. Οι διαχρονικές τροχιές από το 1989 έως το 2020 έδειξαν διακυμάνσεις στην παροχή βοσκήσιμης ύλης και στην πρόληψη της διάβρωσης, με τη συστάδα 1 να είναι σταθερά η υψηλότερη και τη συστάδα 5 η χαμηλότερη.'''[Εικόνα 2]'''
Οι εκτάσεις που αναβλάστησαν παρουσίασαν μέση μέγιστη παροχή χορτονομής που κυμάνθηκε από 16,7 kg m-2 έως 52,5 kg m-2 και μέση ελάχιστη παροχή από 4,8 kg m-2 έως 31,3 kg m-2. Η πρόληψη της διάβρωσης κυμάνθηκε από 2,43% έως 8,51% για τις μέγιστες τιμές και από 0,43% έως 5,97% για τις ελάχιστες τιμές. Η χρήση ελάχιστων τιμών και οι συστάδες με χαμηλή παροχή υπηρεσιών παρουσίασαν τη μικρότερη μεταβλητότητα. Οι περιορισμοί των εικόνων/δεδομένων χωρίς σύννεφα το 1997 και το 2006 επηρέασαν τις τιμές, οι οποίες δεν λήφθηκαν υπόψη στον υπολογισμό του BACI.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν τις αντιθέσεις BACI, ιδιαίτερα σε συστάδες με χαμηλή προσφορά υπηρεσιών. Οι μέγιστες ετήσιες τιμές έδειξαν σχετικά σταθερές αντιθέσεις BACI, υποδηλώνοντας μικρή επίδραση, ενώ οι ελάχιστες τιμές οδήγησαν σε κυμαινόμενα αποτελέσματα, υποδηλώνοντας θετικές επιδράσεις αποκατάστασης σε ορισμένα έτη. Οι επιλογές RS συχνά απέδωσαν αντίθετα πρόσημα BACI, υποδεικνύοντας ποικίλα συμπεράσματα αξιολόγησης της παρέμβασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνας οδήγησε στις μεγαλύτερες αποκλίσεις, ενώ η περίοδος αναφοράς και το μέγεθος του δείγματος επηρέασαν επίσης τα αποτελέσματα. Θετικές έως αρνητικές αλλαγές στο πρόσημο αντίθεσης BACI σημειώθηκαν με αλλαγές στο σύνολο ελέγχου και στην περίοδο αναφοράς. Οι εκτιμήσεις για την πρόληψη της διάβρωσης με βάση τον Sentinel-2 ήταν υψηλότερες από τον Landsat-8 λόγω της μεγαλύτερης χωρικής μεταβλητότητας που καταγράφηκε.

[[Αρχείο:4.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Κατανομή των συστάδων βλάστησης από την ταξινόμηση ISODATA για (α) παροχή βοσκήσιμης ύλης και (β) πρόληψη της διάβρωσης.'']]

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν συστηματικά τον αντίκτυπο διαφορετικών επιλογών τηλεπισκόπησης στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης που επικεντρώνονται στις οικοσυστημικές υπηρεσίες. Χρησιμοποίησαν ένα υφιστάμενο πλαίσιο παρακολούθησης της αποκατάστασης και διαπίστωσαν ότι οι επιλογές RS επηρέασαν σημαντικά τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαφορετικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αποκατάστασης. Τα βασικά ευρήματα περιλάμβαναν:
Οι επιλογές RS, όπως ο χρόνος λήψης των εικόνων και οι περίοδοι αναφοράς, επηρέασαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων Before-After-Control-Impact (BACI), αναδεικνύοντας τη σημασία της προσεκτικής επιλογής και αιτιολόγησης των παραμέτρων RS.
Τα αποτελέσματα της αποκατάστασης ποικίλλουν ανάλογα με τις χρονικές περιόδους που αναλύονται πριν και μετά την παρέμβαση.
Ο αριθμός και η επιλογή των περιοχών ελέγχου ήταν κρίσιμοι παράγοντες στις αναλύσεις BACI, με μεγαλύτερα μεγέθη δείγματος ελέγχου να παρέχουν πιο ισχυρά αποτελέσματα αξιολόγησης.
Η μελέτη προσδιόρισε την ανάγκη για διαφανή τεκμηρίωση των επιλογών RS στις εκθέσεις αξιολόγησης της αποκατάστασης, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς ισχυρισμοί για τα αποτελέσματα της αποκατάστασης.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν διαφορετικά τα αποτελέσματα της αποκατάστασης σε όλες τις ομάδες βλάστησης, τονίζοντας την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές διαχείρισης με βάση την αρχική κατάσταση της βλάστησης.
Η μελέτη ανέδειξε τις δυνατότητες συνδυασμού πολλαπλών αισθητήρων RS για την ενίσχυση των χρονικών, χωρικών και φασματικών πληροφοριών για την παρακολούθηση της αποκατάστασης.
Παρά τις προκλήσεις, η μελέτη παρείχε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη σημασία των επιλογών RS στην παρακολούθηση της αποκατάστασης και υπογράμμισε την ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα και διαφανείς αναφορές για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των αξιολογήσεων αποκατάστασης. Συνολικά, η έρευνα υπογραμμίζει τη σημασία των τεχνολογιών RS στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της αποκατάστασης και ζητεί την προσεκτική εξέταση και τεκμηρίωση των επιλογών RS για να διασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα αξιολόγησης.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η παρούσα μελέτη διερευνά τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικές επιλογές στη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης επηρεάζουν την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της αποκατάστασης για την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών. Η μελέτη διαπιστώνει επίσης ότι οι περιοχές με διαφορετικά επίπεδα υποβάθμισης ανταποκρίνονται διαφορετικά στις επιλογές των RS, με τις έντονα υποβαθμισμένες περιοχές να παρουσιάζουν πιο συνεπή αποτελέσματα. Δεδομένης της σημασίας της παρακολούθησης και της αξιολόγησης της αποκατάστασης, η κατανόηση του αντίκτυπου των επιλογών RS είναι ζωτικής σημασίας.

[[category:Οικολογία]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T16:14:58Z

Evangelia moira:

Ετερογένεια ενδιαιτημάτων προωθούν ποικιλότητα ορνιθοπανίδας στα αγροτικά τοπία: Πληροφορίες από τηλεπισκοπικά δεδομένα

2024-02-26T16:10:33Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Habitat heterogeneity promotes bird diversity in agricultural landscapes: Insights from remote sensing data''

'''Συγγραφείς: ''' ''Matteo Anderlea, Mattia Brambilla, Andreas Hilpolda , Joy Giovanni Matabishia
,Chiara Panicciaa , Duccio Rocchinif, Jennifer Rossina, Erich Tassera , Michele Torresanih ,
Ulrike Tappeinera, Julia Seebera''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''Αγροοικοσυστήματα, Αλπικό περιβάλλον, Χαρακτηριστικά πτηνών, Πολύπλοκα τοπία, Αγροκτηνοτροφικός τομέας, Καταπάτηση δασών, Εντατικοποίηση/Κάλυψη γης, μετρικές του τοπίου, Xρήση γης''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Basic and Applied Ecology Volume 70, August 2023, Pages 38-49, https://doi.org/10.1016/j.baae.2023.04.006''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η αυξανόμενη απώλεια της βιοποικιλότητας στα ευρωπαϊκά αγροτικά τοπία αποδίδεται σε
μεγάλο βαθμό στην εντατικοποίηση της γεωργοκτηνοτροφίας και την εγκατάλειψη των
περιφερειακών ζωνών τις τελευταίες δεκαετίες. Τα αγροτικά πτηνά αποτελούν βασικό
συστατικό της γεωργικής βιοποικιλότητας και συγκαταλέγονται μεταξύ των πιο
απειλούμενων ομάδων πουλιών στην Ευρώπη. Επιπλέον, ιδιαίτερα στα αγροτικά τοπία, τα
πτηνά παρέχουν κρίσιμες υπηρεσίες στο οικοσύστημα, όπως φυσικό έλεγχο παρασίτων,
επικονίαση ή διασπορά σπόρων, το οποίο θα πρέπει να διασφαλίζεται και για τις μελλοντικές
γενιές. Επίσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες ειδικά στα αγροοικοσυστήματα
λόγω της ευαισθησίας που παρουσιάζουν στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Τα τηλεπισκοπικά
δεδομένα συνήθως παρέχουν δείκτες της ετερογένειας του τοπίου ή των οικοτόπων και
μπορούν να ξεπεράσουν τους περιορισμούς χαρτογράφησης, επιτρέποντας την πλήρη
κάλυψη δεδομένων υψηλής ανάλυσης σε κλίμακα τοπίου σε συντομότερο και ευκολότερο
τρόπο. Τα τελευταία χρόνια, το LiDAR (Light Detection And Ranging) και πολυφασματικά
δεδομένα έχουν εφαρμοσθεί εκτενώς για τη μοντελοποίηση των προτύπων βιοποικιλότητας.
Η μελέτη μας αξιολόγησε τις επιδράσεις της ετερογένειας του τοπίου και του ύψους της
κομοστέγης στα πουλιά, αξιοποιώντας την αυξανόμενη διαθεσιμότητα των τηλεπισκοπικών
δεδομένων που περιλαμβάνουν τοπογραφικές μεταβλητές, δορυφορικά πολυφασματικά
δεδομένα και δεδομένα LiDAR. Επικεντρωθήκαμε σε υψηλής ποικιλότητας αγροτικά αλπικά
τοπία, κατά μήκος μιας ευρείας υψομετρικής διαβάθμισης (200-1800 μ. υψόμετρο), που
χαρακτηρίζει την περιοχή μελέτης και διαμορφώνει τις τοπικές κοινότητες πουλιών. Τα
χαρακτηριστικά αυτά καθιστούν την περιοχή μελέτης ιδιαίτερα κατάλληλη για τη διερεύνηση
των επιδράσεων της ετερογένειας σε διαφορετικές συνθήκες και κλίμακες.


''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης '''

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στην αυτόνομη επαρχία νότια στο Τιρόλο (βορειο-ανατολική
Ιταλία) στις Κεντρικές Άλπεις(Α) και καλύπτει μια έκταση περίπου 7400 km2, με ένα
υψόμετρο μεταξύ 194 m και 3905 m υψόμετρο (Εικ. 1). Η περιοχή είναι κυρίως ορεινή και
κυρίως καλύπτεται από δάση (50%), βοσκοτόπια (22%), λιβάδια (10%), μη παραγωγικές
περιοχές (στις οποίες περιλαμβάνονται τα ψηλά βουνά και οι παγετώνες, 10%), οπωρώνες
(3%), αμπελώνες (1%), ετήσιες καλλιέργειες (1%) και διακανονισμοί (3%) με 118 σημεία
μελέτης στα αγροτικά τοπία(Β).

[[Αρχείο:Εικόνα 2..1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''(Α)Περιοχή μελέτης που βρίσκεται στις Κεντρικές Άλπεις (βορειοανατολική Ιταλία, αυτόνομη επαρχία του Νοτίου Τιρόλου) και (Β) οι 118 περιοχές μελέτης σε γεωργικές περιοχές'' ]]

''' Δεδομένα Ορνιθοπανίδας '''

Ένας μεμονωμένος παρατηρητής μελέτησε ημερήσια είδη πουλιών από τις 15 Απριλίου έως
τις 15 Ιουλίου μεταξύ 2019-2021. Η περίοδος των παρατηρήσεων συμπίπτει με την
αναπαραγωγική περίοδο στις Άλπεις. Εξαιρέθηκαν τα μεταναστευτικά είδη καθώς και τυχαία
περαστικά είδη που δεν αναπαράγονται και δε σχετίζονται με τις περιοχές μελέτης. Έγινε
επίσκεψη στις περιοχές 3 φορές στον ίδιο χρόνο και καταμετρήθηκαν σε ακτίνα 100μέτρων
με τη μέθοδο 10λεπτων σημείων με τουλάχιστον δύο εβδομάδες ανάμεσα στις επισκέψεις.
Τα σημεία αυτά άλλαξαν μεταξύ των διαδοχικών μελετών. Η καινούργια απόσταση μεταξύ
των δύο σημείων έγινε 800μέτρα με σκοπό να αποφευχθούν οι διπλές καταμετρήσεις. Οι
μετρήσεις ξεκίνησαν λίγο μετά την ανατολή του ηλίου(5.30π.μ) και ολοκληρώθηκαν στις 11
π.μ αποφεύγοντας και τις δυσμενείς συνθήκες δηλαδή μέτριοι και ισχυροί άνεμοι ή έντονη
βροχή/χιόνι.

''' Περιβαλλοντικές Μεταβλητές '''
Τοπογραφικές, LIDAR και πολυφασματικές μεταβλητές υπολογίστηκαν σε κλίμακες 100 και
400 για την εκτίμηση οικοτόπων και περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών με τη μικρότερη
κλίμακα να αντικατοπτρίζει το μέγεθος επικράτειας των στρουθιόμορφων πουλιών κατά την
αναπαραγωγική περίοδο ενώ η μεγαλύτερη κλίμακα αντιστοιχεί στις ευρύτερες περιοχές
μεγαλύτερων πουλιών.

[[Αρχείο:Εικόνα 2..2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τύπος περιβαλλοντικής μεταβλητής, πλήρες όνομα, περιγραφές, εύρος τιμών, ερμηνεία, για όσες έχουν εισαχθεί στα κατά μέσο όρο πιο υποστηριζόμενα μοντέλα.'' ]]

''' Τοπογραφικές Μεταβλητές '''
Εξήχθησαν τοπογραφικές μεταβλητές από το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους με βάση την
Airborne Laser Scanning campaign που πραγματοποιήθηκε το 2006 από τον τομέα του
Μπολζάνο (http://geocatalogo. retecivica. bz. it/geokatalog/). Επιπλέον, υψόμετρο, κλίση και
η δυνητική ηλιακή ακτινοβολία χρησιμοποιήθηκαν με χωρική ανάλυση 2,5 m.

''' Lidar Μεταβλητές '''
Εξήχθησαν μεταβλητές LiDAR από Airborne Laser Scanning campaign που διεξήχθη το 2004
2006,το μοντέλο ύψους κομοστέγης (CHM) που προέκυψε από το αρχικό νέφος σημείων που
είχε χωρική ανάλυση 2,5 m. Τα ανθρώπινα τεχνουργήματα αφαιρέθηκαν από το CHM
χρησιμοποιώντας ένα shapefile του τα κτίρια που εμπίπτουν στις περιοχές μελέτης. Στο 100
και 400 m κλιμάκων υπολογίστηκαν σε κάθε τοποθεσία οι ακόλουθοι δείκτες: στρώμα
βοτάνων, στρώμα θαμνών, στρώμα δέντρων, μέσο ύψος κομοστέγης, μέγιστο ύψος
κομοστέγης, τυπική απόκλιση ύψους κόμης, κάλυψη κομοστέγης και LiDAR Δείκτης Q Rao.

'''Πολυφασματικές Μεταβλητές '''
Με χρήση του Google Earth Engine στο R υπολογίστηκε ένας Χάρτης NDVI (Normalized
Difference Vegetation Index) του Sentinel-2 με χωρική ανάλυση 10 m για τα έτη 2019, 2020
και 2021. Κάθε χάρτης προέκυψε ως μια σύνθετη μέση τιμή NDVI όλων των διαθέσιμων
εικόνων χωρίς σύννεφα για την περίοδο από τις 15 Απριλίου έως 15 Ιουλίου. Για τις
πολυφασματικές μεταβλητές, χρησιμοποιήθηκε ένας χάρτης το έτος που συνάδει με την
περίοδο κατά την οποία έγινε η έρευνα της ορνιθοπανίδας. Τα πολυφασματικά δεδομένα
επιτρέπουν τη μέτρηση των χαρακτηριστικών των φυτών και τη ποικιλομορφία βλάστησης.
Επιπλέον, οι μετρικές υφής που προέρχονται από πολυφασματικά δεδομένα ποσοτικοποιούν
φασματική και χωρική μεταβολή των τιμών των εικονοστοιχείων μιας εικόνας, και έτσι
υποδηλώνουν πληροφορίες σχετικά με τη φασματική και χωρική ετερογένεια της βλάστησης.
Ο μέσος NDVI, ο μέγιστος NDVI, η τυπική απόκλιση του NDVI και του δείκτη Q του NDVI Rao
υπολογίστηκαν σε κάθε περιοχή μελέτης.

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Καταμετρήθηκαν συνολικά 3794 άτομα που ανήκαν σε 91 είδη- οι καμπύλες συσσώρευσης
έδειξαν ότι η δειγματοληψία ήταν επαρκής και πλήρης. Το πιο κοινό είδος ήταν ο κότσυφας
(''Turdus merula'') με 309 καταγραφές, ακολουθούμενη από τον κοινό σπίνο (''Fringilla coelebs'',
265)- μερικά από τα σπανιότερα ήταν ο καλαμοκανάς (''Crex crex''), η ortolan bunting/ βλάχος
(''Emberiza hortulana'') και woodlark/δεντροσταρήθρα (''Lullula arborea''). Tα πουλιά που
φωλιάζουν στο έδαφος-υποόροφο αντιπροσώπευαν το 38,5% των ειδών που ερευνήθηκαν,
τα πουλιά που φωλιάζουν στο μεσαίο όροφο και στη κομοστέγη για 23.1%, τα πουλιά που
φωλιάζουν στα δέντρα για 19,8% και αυτά που φωλιάζουν σε βράχους και κτίρια για 18,7%.
Αυτά που βρίσκονται στις αγροτικές εκτάσεις και αλπικά λιβάδια αντιπροσώπευαν το 29,7%,
ενώ το 26,4% ήταν δασόβια είδη, ενώ τα υπόλοιπα (44,0%) ήταν γενικευμένα είδη. Τα μισά
από τα είδη (51,0%) ήταν μη απειλούμενα πουλιά, τα απειλούμενα πουλιά (κυρίως αγροτικά
είδη πουλιών) ήταν 23,7% και τα υπόλοιπα είδη (25,3%) είχαν άγνωστη κατάσταση. Όσον
αφορά τα δεδομένα τηλεπισκόπησης, ο δείκτης Q του Rao NDVI επιλέχθηκε σε περισσότερα
από τα μισά τελικά μοντέλα και ήταν η πιο συχνά σημαντική πολυφασματική μεταβλητή στα
μοντέλα. Ο δείκτης Q του LiDAR Rao διατηρήθηκε σε 10 από τα 12 και ήταν η πιο συχνά
συμπεριληφθείσα μεταβλητή.

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Για παράδειγμα, η αύξηση της κλίσης και του υψομέτρου ευνόησε κυρίως μια κοινότητα
δασικών πουλιών, ενώ η υψηλή ηλιακή ακτινοβολία ευνόησε μια ποικιλόμορφη και πλούσια
κοινότητα και ήταν ιδιαίτερα σημαντική για τα αγροτικά πουλιά. Το υψηλό NDVI και το LiDAR
Rao Q συσχετίζονται με υψηλή ποικιλότητα και το NDVI Rao's Q επίσης με τη λειτουργική
εντροπία των κοινοτήτων πουλιών στα αγροτικά τοπία. Το πρώτο ήταν πιο σημαντικό για τα
αγροτικά και απειλούμενα είδη και το τελευταίο για τα δασικά είδη. Όπως προβλέφθηκε,
αύξηση του μέσου και μέγιστου NDVI κυρίως προκάλεσε μετατόπιση της κοινότητας των
πουλιών από τα αγροτικά στα δασικά είδη που φωλιάζουν, από τα απειλούμενα στα μη
απειλούμενα, και από τα πουλιά που φωλιάζουν στο έδαφος-υποόροφο σε δασικά είδη που
φωλιάζουν στον μεσοόροφο, στη κομοστέγη και στις κουφάλες των δέντρων. Το στρώμα
θαμνώδης βλάστησης υποστηρίζει δασόβια είδη σε 400 μέτρα κλίμακα. Η ποικιλότητα των
ειδών επηρεάστηκε θετικά και στις δύο κλίμακες από την ηλιακή ακτινοβολία και το Q του
LiDAR Rao, και στα 400 m από τον NDVI Q του Rao. 

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Τα ευρήματα έδειξαν ότι ένας συνδυασμός εικόνων LiDAR και πολυφασματικών εικόνων, οι
οποίες λαμβάνουν επίσης υπόψη τις τοπογραφικές πτυχές, μπορούν να προβλέψουν
καλύτερα τα χαρακτηριστικά των κοινωνιών των πτηνών σε αγροτικά τοπία. Οι επιδράσεις της
ετερογένειας και των χαρακτηριστικών των ενδιαιτημάτων στις κοινωνίες των πουλιών
μπορεί να βοηθήσει στον καθορισμό μέτρων διατήρησης, όπως π.χ. με το πλαίσιο της νέας
Κοινής Γεωργικής Πολιτικής (2023-30). Αύξηση της ετερογένειας των ενδιαιτημάτων,
ιδιαίτερα στις φτωχές κοιλάδες, όπου η εντατικοποίηση και η ομογενοποίηση του τοπίου
είναι μαζικές, είναι το κλειδί στη διατήρηση των αγροτικών πουλιών. Μεγάλη ετερογένεια
ενδιαιτημάτων, π.χ. διαφοροποίηση των γεωργικών πρακτικών και υψηλή διαθεσιμότητα
στοιχείων τοπίου μεταξύ των αγρών, όπως οι ξερολιθιές, μεμονωμένα δέντρα, φυτοφράχτες,
δενδροστοιχίες ή μικρά δάση, θα πρέπει να διατηρηθούν και να αποκατασταθούν. Η αύξηση
της ετερογένειας θα ωφελήσει σε μεγάλο βαθμό τη συνολική βιοποικιλότητα συμβάλλοντας
παράλληλα στην αύξηση της πολιτιστικής αξίας των αγροτικών τοπίων.

[[category:Οικολογία]]

[[category:Εκτίμηση βιοποικιλότητας]]

[[Category:Pastures]]

Μοίρα Ευαγγελία

2024-02-26T16:07:20Z

Evangelia moira:

[[Ετερογένεια ενδιαιτημάτων προωθούν ποικιλότητα ορνιθοπανίδας στα αγροτικά τοπία: Πληροφορίες από τηλεπισκοπικά δεδομένα]]

[[Μια νέα προσέγγιση για την ποσοτικοποίηση της πίεσης βόσκησης στα μεσογειακά κτηνοτροφικά συστήματα με τη χρήση GIS και τηλεπισκόπησης]]

[[Περιγραφή μετακινούμενης κτηνοτροφίας που περιγράφεται από 3D γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, GPS και δεδομένα τηλεπισκόπησης.]]

[[Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI]]

[[Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο)]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T16:06:33Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

[[Αρχείο:Table1.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρμοστικών συστημάτων βόσκησης με πολλαπλά μαντριά και συνεχούς βόσκησης'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Διάγραμμα 1]''' 
[[Αρχείο:Εικόνα ..1.2.png| thumb| right|'''Διάγραμμα 1.''' ''Σχηματική αναπαράσταση της αναγνώρισης των φαινολογικών σταδίων σε διάστημα 2 ετών. Οι χρωματιστές κουκκίδες αντιπροσωπεύουν το μέσο όρο του NDVI
Οι μαύρες κουκκίδες και τα τρίγωνα αντιπροσωπεύουν την αρχή και το τέλος της εποχής που εκτιμήθηκαν μέσω του λογισμικού TIMESAT- η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τις προσαρμοσμένες τιμές του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης που προέκυψαν
μέσω της μεθόδου εξομάλυνσης Savitzky-Golay'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T16:06:00Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

[[Αρχείο:Table1.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρμοστικών συστημάτων βόσκησης με πολλαπλά μαντριά και συνεχούς βόσκησης'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:Εικόνα ..1.2.png| thumb| right|'''Διάγραμμα 1.''' ''Σχηματική αναπαράσταση της αναγνώρισης των φαινολογικών σταδίων σε διάστημα 2 ετών. Οι χρωματιστές κουκκίδες αντιπροσωπεύουν το μέσο όρο του NDVI
Οι μαύρες κουκκίδες και τα τρίγωνα αντιπροσωπεύουν την αρχή και το τέλος της εποχής που εκτιμήθηκαν μέσω του λογισμικού TIMESAT- η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τις προσαρμοσμένες τιμές του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης που προέκυψαν
μέσω της μεθόδου εξομάλυνσης Savitzky-Golay'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T16:05:07Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

[[Αρχείο:Table1.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρμοστικών συστημάτων βόσκησης με πολλαπλά μαντριά και συνεχούς βόσκησης'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:Εικόνα ..1.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Σχηματική αναπαράσταση της αναγνώρισης των φαινολογικών σταδίων σε διάστημα 2 ετών. Οι χρωματιστές κουκκίδες αντιπροσωπεύουν το μέσο όρο του NDVI
Οι μαύρες κουκκίδες και τα τρίγωνα αντιπροσωπεύουν την αρχή και το τέλος της εποχής που εκτιμήθηκαν μέσω του λογισμικού TIMESAT- η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τις προσαρμοσμένες τιμές του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης που προέκυψαν
μέσω της μεθόδου εξομάλυνσης Savitzky-Golay'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T16:04:41Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

[[Αρχείο:Table1.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρμοστικών συστημάτων βόσκησης με πολλαπλά μαντριά και συνεχούς βόσκησης'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:Εικόνα 1.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Σχηματική αναπαράσταση της αναγνώρισης των φαινολογικών σταδίων σε διάστημα 2 ετών. Οι χρωματιστές κουκκίδες αντιπροσωπεύουν το μέσο όρο του NDVI
Οι μαύρες κουκκίδες και τα τρίγωνα αντιπροσωπεύουν την αρχή και το τέλος της εποχής που εκτιμήθηκαν μέσω του λογισμικού TIMESAT- η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τις προσαρμοσμένες τιμές του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης που προέκυψαν
μέσω της μεθόδου εξομάλυνσης Savitzky-Golay'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T16:04:14Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

[[Αρχείο:Table1.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρμοστικών συστημάτων βόσκησης με πολλαπλά μαντριά και συνεχούς βόσκησης'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:Εικόνα .1.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Σχηματική αναπαράσταση της αναγνώρισης των φαινολογικών σταδίων σε διάστημα 2 ετών. Οι χρωματιστές κουκκίδες αντιπροσωπεύουν το μέσο όρο του NDVI
Οι μαύρες κουκκίδες και τα τρίγωνα αντιπροσωπεύουν την αρχή και το τέλος της εποχής που εκτιμήθηκαν μέσω του λογισμικού TIMESAT- η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τις προσαρμοσμένες τιμές του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης που προέκυψαν
μέσω της μεθόδου εξομάλυνσης Savitzky-Golay'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T16:03:08Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

[[Αρχείο:Table1.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρμοστικών συστημάτων βόσκησης με πολλαπλά μαντριά και συνεχούς βόσκησης'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T16:02:02Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T16:01:19Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

[[Αρχείο:Πίνακας 1.1.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρμοστικών συστημάτων βόσκησης με πολλαπλά μαντριά και συνεχούς βόσκησης'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:59:59Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα .1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:58:46Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:Εικόνα ..1.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Αρχείο:Εικόνα ..1.2.png

2024-02-26T15:56:45Z

Evangelia moira: Σχηματική αναπαράσταση της αναγνώρισης των φαινολογικών σταδίων σε διάστημα 2 ετών. Οι χρωματιστές κουκκίδες αντιπροσωπεύουν το μέσο όρο �

Σχηματική αναπαράσταση της αναγνώρισης των φαινολογικών σταδίων σε διάστημα 2 ετών. Οι χρωματιστές κουκκίδες αντιπροσωπεύουν το μέσο όρο του NDVI
Οι μαύρες κουκκίδες και τα τρίγωνα αντιπροσωπεύουν την αρχή και το τέλος της εποχής που εκτιμήθηκαν μέσω του λογισμικού TIMESAT- η διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει τις προσαρμοσμένες τιμές του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης που προέκυψαν
μέσω της μεθόδου εξομάλυνσης Savitzky-Golay

Αρχείο:Table1.png

2024-02-26T15:54:25Z

Evangelia moira: Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρ�

Τοποθεσία της εκμετάλλευσης και επιφάνεια των βοσκοτόπων (εκτάρια) εντός των βοσκοτόπων και των δασικών βοσκοτόπων στο πλαίσιο των προσαρμοστικών συστημάτων βόσκησης με πολλαπλά μαντριά και συνεχούς βόσκησης

Αρχείο:Εικόνα .1.1.png

2024-02-26T15:53:15Z

Evangelia moira: Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύ�

Χάρτες των 3 εκμεταλλεύσεων στις περιοχές Alentejo (Πορτογαλία) και Extremadura (Ισπανία) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι κόκκινες περιοχές αντιπροσωπεύουν
τις δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις και οι πράσινες περιοχές αντιπροσωπεύουν τη χορτολιβαδική εδαφοκάλυψη. Οι συμπαγείς περιοχές αντιπροσωπεύουν το χωράφι στο οποίο υπάρχει συνεχής βόσκηση
γινόταν καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου μελέτης (2010-2021), ενώ οι ραβδωτές περιοχές υποδεικνύουν αγρούς στους οποίους εφαρμόστηκε το προσαρμοστικό σύστημα βόσκησης με πολλαπλά μαντριά.
εφαρμόζεται από το 2014-2016. AMP-προσαρμοστικό σύστημα πολλαπλών βοσκοτόπων, CON-συνεχής βόσκηση.

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:49:53Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 
[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:49:26Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:49:03Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:48:45Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''
Εξετάζεται η δυναμική του NDVI και των εποχιακών παραμέτρων της βλάστησης πριν και μετά την υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης όπως η AMP τόσο σε δασώδη λιβάδια (WG) όσο και σε λιβάδια (GR). Πριν από την υιοθέτηση του AMP, οι τιμές του NDVI διέφεραν μεταξύ των καλύψεων γης και παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές σε παραμέτρους όπως val_end, ampl, der_l, der_r και integ_small με βάση την κάλυψη γης και το σύστημα βόσκησης. Μετά την υιοθέτηση, παρατηρήθηκαν μεταβολές στον NDVI και στις εποχιακές παραμέτρους, με την υιοθέτηση του AMP να οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές σε παραμέτρους όπως val_start, val_peak, val_base και ρυθμό αύξησης, ιδίως στις περιοχές GR. Τα αποτελέσματα αυτά αναδεικνύουν τον αντίκτυπο της εκ περιτροπής βόσκησης στη δυναμική της βλάστησης και υποδηλώνουν τις δυνατότητές της στη βελτίωση της διαθεσιμότητας και της χρήσης της βοσκήσιμης ύλης σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:42:40Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' ΟΡΙΣΜΟΣ '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:41:20Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' Ορισμός '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' 1.Εισαγωγή '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 2]''' 

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 4.Συζήτηση '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' 5.Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T15:39:34Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' Ορισμός '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' 1.Εισαγωγή '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' Εποχιακές παράμετροι βλάστησης '''
Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τη χρήση του λογισμικού TIMESAT (έκδοση 3. 3, Jönsson και Eklundh, 2004). Για την παρούσα μελέτη, ο αλγόριθμος ορίστηκε με βάση το εποχιακό εύρος του NDVI, που ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και τις τιμές βάσης του NDVI. Μετά την υιοθέτηση του συστήματος βόσκησης AMP, ένας σχεδιασμός χωρισμένου χωραφιού με τρεις επαναλήψεις (αγροκτήματα) υιοθετήθηκε για να ελεγχθεί η επίδραση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της κάλυψης γης (κύριος παράγοντας, GR έναντι WG) και το σύστημα βόσκησης (υποπαράγοντας, AMP έναντι CON) στις εποχιακές φαινολογικές παραμέτρους. Οι χρονοσειρές NDVI αναλύθηκαν από την εφαρμογή της προσαρμοστικής μεθόδου Savitzky-Golay μέσα από την οποία περιέχονται εποχιακές παράμετροι βλάστησης όπως προαναφέραμε χρησιμοποιώντας το λογισμικό TIMESAT. Οι ημερομηνίες έναρξης και λήξης κάθε εποχής, που εκτιμώνται από τον αλγόριθμο, χρησιμοποιήθηκαν για να προσδιορίσουν αν τα δεδομένα NDVI θα πρέπει να συμπεριληφθούν στην αναπτυξιακή περίοδο. Όπως για παράδειγμα το πράσινο στάδιο όταν NDVI >80%. '''[Εικόνα 3]''' 

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' 4.Συζήτηση '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' 5.Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T14:47:01Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' Ορισμός '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' 1.Εισαγωγή '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' 4.Συζήτηση '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' 5.Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T14:46:18Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' Ορισμός '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' 1.Εισαγωγή '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' 4.Συζήτηση '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' 5.Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T14:45:39Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' Ορισμός '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' Εισαγωγή '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' 4.Συζήτηση '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' 5.Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα. Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T14:45:01Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' Ορισμός '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' Εισαγωγή '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' Συζήτηση '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι η υιοθέτηση συστημάτων εκ περιτροπής βόσκησης, όπως η AMP, επηρεάζει σημαντικά τις εποχιακές παραμέτρους της βλάστησης και τη χωρική μεταβλητότητα, όπως προκύπτει από την ανάλυση NDVI. Παρόλο που δεν έδειξαν όλες οι παράμετροι θετική επίδραση, η συνολική χρονοσειρά NDVI έδειξε σημαντικές βελτιώσεις στη φαινολογία των βοσκοτόπων λόγω της βόσκησης AMP μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα 4-5 ετών. Αυτό υποδηλώνει αυξημένη διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης, ιδιαίτερα ευεργετική σε χαμηλά ποσοστά ζωικού κεφαλαίου σε μεσογειακά δασολιβαδικά συστήματα.

Επιπλέον, η μελέτη ανέδειξε τη χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων Landsat στην ανάλυση των επιπτώσεων της διαχείρισης της βόσκησης, αν και με περιορισμούς σε σύγκριση με τους νεότερους δορυφόρους. Οι επίγειες παρατηρήσεις κρίθηκαν απαραίτητες για την επικύρωση και την παροχή λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή της βιομάζας. Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης παράλληλα με παρατηρήσεις πεδίου προσφέρει πολλά υποσχόμενες προοπτικές για βαθύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της εκ περιτροπής βόσκησης σε μεσογειακά περιβάλλοντα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T14:23:18Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' Ορισμός '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' Εισαγωγή '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' Συζήτηση '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

''' Συμπεράσματα '''
 

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Η επίδραση της περιτροπικής βόσκησης των Ιβηρικών δασολιβαδικών συστημάτων με δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς NDVI

2024-02-26T14:18:08Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Assessing the effect of rotational grazing adoption in Iberian silvopastoral systems with
Normalized Difference Vegetation Index time series''

'''Συγγραφείς: ''' ''Antonio Frongia, Antonio Pulina, Alberto Tanda, Giovanna Seddaiu, Pier
Paolo Roggero, Gerardo Moreno''

'''Λέξεις κλειδιά: ''' ''Χρονοσειρές, προσαρμοστική βόσκηση, διαχείριση βόσκησης,
φαινολογία λιβαδιών, τηλεπισκόπηση''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Italian Journal of Agronomy 2023, volume 18:2185, https://doi.org/10.4081/ija.2023.2185''

''' Ορισμός '''
 ''Προσαρμοστικοί περιφραγμένοι χώροι'' που στα αγγλικά μεταφράζεται ως ''Adaptive multi paddock (AMP)'' αφορά ένα σύστημα βόσκησης το οποίο συνδυάζει εντατική γρήγορη βόσκηση κυκλικά με σύντομες περιόδους βόσκησης και μετά από τη βόσκηση εκτενή χρόνο αποκατάστασης και ανάκαμψης. Σε ένα μεσογειακό δασολιβαδικό οικοσύστημα έπειτα από την εφαρμογή αυτού του τύπου βόσκησης παρουσιάζεται αλλαγή στη φαινολογία του βοσκότοπου και στη μεταβλητότητα του συγκρίνοντας τις διάφορες χρήσεις γης με μεθόδους τηλεπισκόπησης με δείκτες βλάστησης(NDVI) μέσω δορυφόρου Landsat. 

''' Εισαγωγή '''
Η τηλεπισκόπηση μέσω δορυφορικών δεδομένων χρησιμοποιείται ευρέως για τον ποσοτικό προσδιορισμό παραγωγικότητας των καλλιεργειών, κτηνοτροφικών καλλιεργειών και χορτολιβαδικών εκτάσεων. Μελέτες για τη παραγωγή βιομάζας και επιπτώσεις των πρακτικών διαχείρισης στη διαθεσιμότητα τροφής συχνά εστιάζεται στους ομοιογενείς λειμώνες. Όμως το σχήμα, η πολυπλοκότητα και η ετερογένεια των αγροδασικών συστημάτων καθιστούν την τηλεπισκόπηση δυσκολότερη από ό,τι σε διακριτούς και ομοιογενείς τύπους κάλυψης γης, όπως δάση και λειμώνες. Η πολυπλοκότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία τηλεπισκόπησης για τον προσδιορισμό των φαινολογικών φάσεων και αλλαγών των βοσκοτόπων από τότε που τα συστήματα αυτά συνδυάζουν ποώδες και θαμνώδες υπόγειο με χαμηλής πυκνότητας κάλυψης δέντρων. Μεταξύ των φασματικών δεικτών που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση της βλάστησης, ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος ως υποκατάστατο της κλασματικής απορροφημένης φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας για την παρακολούθηση της δυναμικής των βοσκοτόπων, η οποία με τη σειρά της σχετίζεται με την παραγωγή βοσκοτόπων και στη συνέχεια διαθεσιμότητα βοσκήσιμης ύλης για βόσκηση. Επιπλέον, η ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης της βόσκησης από τη μεταβλητότητα των δεικτών του NDVI εντός των μονάδων βόσκησης, όπως ο NDVI τυπική απόκλιση (SD), που σχετίζονται με το επίπεδο αξιοποίησης των λιβαδικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν.
Υιοθετώντας αυτό το σύστημα βόσκησης σαν διαχειριστικό εργαλείο στόχος είναι η σταθερότητα και η παραγωγικότητα των λιβαδικών οικοσυστημάτων σε σχέση με την συνεχόμενη βόσκηση και κατά συνέπεια υπερβόσκηση.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' Περιοχή Μελέτης '''

Το σύνολο της πειραματικής περιοχής ήταν περίπου 2250 εκτάρια, τα οποία διακρίνονται σύμφωνα με το CORINE Κάλυψη γης ως:
<blockquote>• αγροδασοπονική/δασολιβαδοπονική κάλυψη γης (43,3%)</blockquote>
<blockquote>• μη αρδευόμενες αρόσιμες εκτάσεις (35,5%) </blockquote>
<blockquote>• βοσκότοποι (12,4%) </blockquote>
<blockquote>• μόνιμα αρδευόμενες εκτάσεις (3,9%) </blockquote>
<blockquote>• μεταβατικά δάση-θάμνοι (3,8%) </blockquote>
<blockquote>• δάση πλατύφυλλων (1,0%) </blockquote>
Οι χορτολιβαδικές εκτάσεις εντός αυτών των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων βόσκονταν από βοοειδή και πρόβατα, που παραδοσιακά διαχειρίζονται με συνεχή βόσκηση και χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης. Σε κάθε εκμετάλλευση, δύο διαφορετικές καλύψεις γης εντοπίστηκαν: '''WG'''(ξυλώδης βλάστηση/λιβάδι) και '''GR'''(λιβάδι/βοσκότοπος). Το σύστημα βόσκησης AMP που εισήχθησε σε ορισμένα χωράφια κάθε αγροκτήματος μεταξύ 2014 και 2016, με αποτέλεσμα προσδιορίζοντας μια περίοδο πριν από την υιοθέτηση του AMP (πριν από το 2014, 2010-2014), μια μεταβατική περίοδο (2014-2016) και μια περίοδο μετά την οποία το σύστημα βόσκησης AMP ήταν καλά εδραιωμένο (2016-2021). Κατά την ίδια περίοδο μεγάλες περιοχές βόσκονταν με συνεχή βόσκηση '''CON'''. '''[Εικόνα 1]''' '''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' Συλλογή Δεδομένων τηλεπισκόπησης'''

Οι εικόνες Landsat συλλέχθηκαν από τις Ηνωμένες Πολιτείες Geological Survey USGS (2023) web service. Εικόνες Landsat Level-2 με λιγότερο από 10% νεφοκάλυψη συλλέχθηκαν μεταξύ των διαθέσιμων (κάθε 16 ημέρες) από το Landsat-5 thematic mapper (TM) και Landsat-7 enhanced thematic mapper/ενισχυμένη (ETM) από τον Ιανουάριο 2010 έως Μάρτιος 2013 και από τον Landsat-8 operational land imager/θερμικό αισθητήρα υπερύθρων (OLI/TIR) από τον Απρίλιο του 2013 έως τον Δεκέμβριο του 2020. Οι εικόνες και από τους δύο δορυφόρους είχαν χωρική ανάλυση 30×30 m ανά pixel. Για την παρούσα μελέτη, συλλέχθηκαν κόκκινες και εγγύς υπέρυθρες (NIR) ζώνες και των δύο δορυφόρων, που αντιστοιχούν σε φασματικό πλάτος 0,63- 0. 69 µm και 0,64-0,67 µm για το κόκκινο (ζώνες 3 και 4 του Landsat-5/7 και Landsat 8, αντίστοιχα) και 0,76-0,90 µm και 0,85-0,88 µm για το NIR (ζώνες 4 και 5 των Landsat 5 και Landsat 8, αντίστοιχα). Η διόρθωση της ατμόσφαιρας πραγματοποιήθηκε για την αφαίρεση τυχόν επίδρασης της ατμόσφαιρας στην ανάκλαση, με αποτέλεσμα στις τηλεπισκοπικές εικόνες να διορθώσουμε τις τιμές ανάκλασης σε επίπεδο εικονοστοιχείου με τη χρήση του πρόσθετου ημιαυτόματης ταξινόμησης.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' Αποτελέσματα '''
Οι επιδράσεις της χρήσης γης, της διαχείρισης της βόσκησης καθώς και της
αλληλεπίδρασης στις εποχικές παραμέτρους βλάστησης μετά το AMP σύστημα
καταγράφονται στον Πίνακα 4. 

H επίδραση της χρήσης γης και της βόσκησης στις εποχιακές παραμέτρους βλάστησης
Οι διαφορές που παρατηρούνται μεταξύ GR και WG στις παραμέτρους εκτιμώντας την έναρξη και τη τιμή βάσης του NDVI (val_start, val_base) συνδέονται με την επίδραση των αειθαλών ειδών δέντρων (κυρίως Q. ilex και Q. suber) χαρακτηριστικά των
οικοσυστημάτων Dehesas με βάση το NDVI. Στο πλαίσιο της ΑΜP μετά την υιοθέτηση της
εκ περιτροπής βόσκησης(AMP), οι υψηλότερες τιμές των παραμέτρων εκτίμησης του NDVI
στην αρχή του σταδίου ανάπτυξης (val_start, val_base) και τη μέγιστη τιμή της (val_peak,
val_peak, integ_large) προτείνοντας ότι το σύστημα AMP μπορεί να τονώσει την
επανεκκίνηση του φθινοπώρου, οδηγώντας σε υψηλότερη παραγωγή στην αιχμή της
περιόδου, η οποία ήρθε κατά μέσο όρο νωρίτερα στο πλαίσιο του AMP από ό,τι στο
CON(συνεχής βόσκηση).
Η επίδραση της χρήσης γης και διαχείρισης στη μεταβλητότητα του NDVI
Τα στοιχεία που προκύπτουν από την ανάλυση της μεταβλητότητας του NDVI επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι η εκ περιτροπής βόσκηση θα μπορούσε να μειώσει την χωρική μεταβλητότητα της βιομάζας των βοσκοτόπων. Η υψηλότερη χωρική μεταβλητότητα του NDVI υπό τη βόσκηση CON μπορεί να αποδίδεται στη λιγότερο αποτελεσματική εκμετάλλευση της βοσκήσιμης ύλης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια της ποιότητας των βοσκοτόπων, δηλαδή την απώλεια όσπριων και άλλων εύγευστων ειδών, και στη συνέχεια τη γονιμότητα του εδάφους. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει υψηλότερη αξιοποίηση των κτηνοτροφικών πόρων από τα ζώα που βόσκουν, γεγονός που οδηγεί σε υπολογισμό της εκ περιτροπής βόσκηση ως στρατηγικής για τη βελτίωση της βιομάζας υπό χαμηλά ποσοστά αποθεματοποίησης ενός βοσκότοπου στα εκτεταμένα διαχειριζόμενα δασο-κτηνοτροφικά συστήματα. Συνδυασμός δεδομένων υψηλής ανάλυσης με παρατήρηση πεδίου για την παραγωγικότητα και την ποιότητα της χορτονομής μπορεί να αποτελούν εργαλείο για τη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης σχετικά με τις επιπτώσεις των πρακτικών βόσκησης στα μεσογειακά δασο-κτηνοτροφικά συστήματα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Περιγραφή μετακινούμενης κτηνοτροφίας που περιγράφεται από 3D γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, GPS και δεδομένα τηλεπισκόπησης.

2024-02-26T14:01:22Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''The Conquense transhumance route in Spain described by 3D geographical information systems, GPS and remote sensing data''

'''Συγγραφείς: ''' ''Javier Plaza, Jos´e Alfonso Abecia, Nilda Sanchez, María de los Angeles Ramo, Francisco Canto, Jaime Nieto, Carlos Palacios''

'''Λέξεις κλειδιά:''' ''Μετακινούμενη κτηνοτροφία, δρόμος κοπαδιού, GPS, γεωτεχνολογίες, πρόβατα''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Small Ruminant Research Volume 221, April 2023, 106953, https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2023.106953''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Από την εποχή πριν την Ρωμαϊκή εποχή, οι εκτροφείς βοοειδών και προβάτων αντιμετωπίζουν έλλειψη πόρων λόγω των έντονων εποχιακών διαφορών στο κλίμα στη Μεσόγειο, περιλαμβάνοντας ζεστά, ξηρά καλοκαίρια και κρύους χειμώνες. Σε ημίξηρες περιοχές, αυτές οι εποχιακές αλλαγές καθιστούν σημαντικά τα συστήματα μετακινούμενης κτηνοτροφίας για την αποτελεσματική χρήση της οικοσυστημικής πρωτογενούς παραγωγικότητας. Η εναλλαγή μεταξύ χειμερινών και καλοκαιρινών βοσκοτόπων μέσω εποχικών μετακινήσεων μεταξύ βόρειων και νότιων περιοχών, γνωστή ως μετακινούμενη κτηνοτροφία, είναι ένα από τα παλαιότερα συστήματα εκτροφής προβάτων. Οι συστήματα μετανάστευσης έχουν χρησιμοποιηθεί για αιώνες σε ολόκληρο τον Παλαιό Κόσμο, τουλάχιστον για περίπου 2500 χρόνια στην Ιβηρική Χερσόνησο, γιατί επιτρέπουν την βέλτιστη εκμετάλλευση των πόρων βοσκής, ειδικά σε περιοχές όπου η παραγωγικότητα, περιορισμένη είτε από το κλίμα είτε από το έδαφος, δεν είναι κατάλληλη για εντατική ή συνεχή χρήση. Αυτές οι παραδοσιακές πρακτικές παραμένουν κοινές σε ορισμένες περιοχές του κόσμου, όπως η Μογγολία και η υποσαχάρια Αφρική, και παρόλο που αυτή η πρακτική διατηρείται σε ορισμένες ευρωπαικές χώρες όπως Ελλάδα, Σκωτία και Ισπανία που γίνεται με διαφορετικό τρόπο και σε μικρότερη έκταση απ΄ότι παλαιότερα. Η μετακινούμενη κτηνοτροφία παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της φυσικής βιοποικιλότητας και στην ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στη ζωική παραγωγή. Ευτυχώς, το ενδιαφέρον για τη διατήρηση δικτύου της ισπανικής μετακινούμενης κτηνοτροφίας έχει αυξηθεί, διότι αποτελεί ουσιαστικό σύνδεσμο μεταξύ ορεινών συστημάτων και πεδινών περιοχών και λόγω της ιστορικής του σημασίας, της αξίας του για αναψυχή και τουρισμό. Οι γεωτεχνολογίες μπορούν να παρέχουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τους δρόμους του κοπαδιού προσφέροντας στοιχεία για τοπογραφικά χαρακτηριστικά, τη βιοτική σύνθεση του εδάφους καθώς και το χρόνο που περπατούν τα ζώα μέσω μικροσκοπικών συσκευών που έχουν πάνω τους. Μεταξύ άλλων, η παγκόσμια πλοήγηση δορυφορικών συστημάτων (GNSS), ιδίως τα παγκόσμια συστήματα εντοπισμού θέσης (GPS) τοποθετημένα σε περιλαίμια, έχουν αποδειχθεί πολύ χρήσιμα για την παρακολούθηση και τον εντοπισμό βοοειδών και για τη μελέτη της συμπεριφοράς των προβάτων που βόσκουν. Οι πληροφορίες όπως ισουψείς, κλίση κλπ οι γεωτοποθεσίες που καταγράφονται από τις συσκευές μπορούν να ενσωματωθούν στα Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα (GIS) και να χρησιμοποιηθούν ως χαρτη αναφοράς όπως Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους(DEM) ή ορθοφωτογραφίες. Εκτός από τη χρήση GPS για την παρακολούθηση των κοπαδιών, χρησιμοποιήθηκαν GIS και ορθοφωτογραφίες για να υπολογιστεί η συσχέτιση μεταξύ της πρόοδου των ζώων και της φυσικής ενέργειας που περιέχεται στη βλάστηση· ωστόσο, λίγοι έχουν χρησιμοποιήσει αυτές τις γεωτεχνολογίες για να μελετήσουν τις διαδρομές εποχιακής μετακίνησης των αγροτικών ζώων με σκοπό να αποτρέψουν την εξαφάνιση των παραδοσιακών πρακτικών κτηνοτροφίας που είναι βιώσιμες και επωφελείς από οικονομική, κοινωνική και περιβαλλοντική άποψη. Ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν να επιβεβαιωθεί εάν οι γεωτεχνολογίες παρέχουν μια ακριβή περιγραφή της διαδρομής που ακολουθούν τα μεταναστευτικά κτηνοτροφικά ζώα συγκεκριμένα, των δρόμων μετακίνησης. Ένας επιπρόσθετος στόχος ήταν να ανανεωθούν οι γνώσεις για μια σημαντική διαδρομή μετακίνησης των ζώων στην Ιβηρική Χερσόνησο. Μεταξύ πολλών άλλων, προτάθηκαν τα συστήματα GIS για το χαρτογράφηση και την αναγνώριση τρεχουσών και δυνητικών περιοχών και διαδρομών αφιερωμένων στη μετακίνηση, καθώς και για την ενσωμάτωσή τους σε διαδικτυακές πλατφόρμες GIS προκειμένου να γίνουν αυτές οι πληροφορίες διαθέσιμες σε χρήστες και στο ευρύ κοινό. Γι' αυτόν τον λόγο, τον Νοέμβριο του 2021, χρησιμοποιήθηκαν ορισμένες γεωτεχνολογίες για να περιγράψουν λεπτομερώς τη διαδρομή που ακολούθησε ένα κοπάδι προβάτων MMU, τα οποία καταγράφηκαν στη διαδρομή εποχιακής μετακίνησης ζώων από το βορρά μέχρι το νότο.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' 2.1. Κοπάδι Προβάτων '''

Η φυλή MMU, προερχόμενη από τη φυλή Merino, βρίσκεται αντιμέτωπη με την εξαφάνιση και χαρακτηρίζεται από την ομοιότητά της με τη φυλή Merino, αλλά διαφέρει ως προς τη γεωγραφική προέλευση (Los Montes Universales, Teruel, Ισπανία) και την κάλυψη του τριχώματος, καθώς στερείται μαλλιού στις απομακρυσμένες περιοχές λόγω των ετήσιων μετακινήσεων μετακινούμενων ζώων. Το MMU είναι μεσαίου μεγέθους. Το μετακινούμενο κοπάδι της μελέτης αποτελούνταν από 3000 αναπαραγωγικά ώριμα ζώα, με προβατίνες βάρους 56,62 ± 6,06 kg και κριάρια 81,50 ± 5,70 kg κατά μέσο όρο. Οι περισσότερες προβατίνες βρίσκονταν στον τελευταίο μήνα της εγκυμοσύνης. Το κοπάδι περιλάμβανε επίσης περίπου 50 θηλυκά κατσίκια και ευνουχισμένα ερίφια υπό τη διοίκηση του βοσκού, ενώ τηρούνταν αρχεία για θανάτους, εξαφανίσεις ζώων, αποβολές ή γεννήσεις.

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' 2.2. Διαδρομή Conquense'''

Το κοπάδι ακολούθησε τη διαδρομή της μετακινούμενης κτηνοτροφίας Canada Real Conquense (RDR), ξεκινώντας από τις Sierras de Tragacete και Albarracín στο Teruel, περνώντας από την Cuenca, τη La Mancha, τη Sierra Morena και το Condado de Jaén. Τα RDR είναι παραδοσιακά μονοπάτια μετακινούμενων ζώων στην Ισπανία που ρυθμίζονται από το 1273 από τον βασιλιά Αλφόνσο Χ, με επίσημο πλάτος 90 καστιλιάνικων μέτρων (72,22 μ.) σε 75 μ. με τη σύγχρονη νομοθεσία (νόμος 3/1995 για τα μονοπάτια κτηνοτροφίας). Το ταξίδι ξεκίνησε από το Guadalaviar, Teruel, την 1η Νοεμβρίου 2021 και διήρκεσε 23 ημέρες, καταλήγοντας στο Vilches, Jaén, σε ανοιχτά βοσκοτόπια σε υψόμετρο 548 m.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' 4. ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''
Η μελέτη αποκαλύπτει ότι το μετακινούμενο κοπάδι διένυσε μια μέση ημερήσια απόσταση 15.194 μέτρων, συναντώντας διάφορες θετικές και αρνητικές κλίσεις κατά μήκος της διαδρομής. Ειδικότερα, το κοπάδι αντιμετώπισε υψομετρικές αυξήσεις μεταξύ 300 και 600 m για το μεγαλύτερο μέρος του ταξιδιού, ενώ ορισμένες ημέρες ξεπέρασαν τα 600 m. Η κατανάλωση ενέργειας του κοπαδιού αυξήθηκε σημαντικά κατά τη διάρκεια απότομων κλίσεων, ιδιαίτερα κρίσιμη καθώς οι προβατίνες βρίσκονταν στον τελευταίο μήνα της εγκυμοσύνης τους, αναδεικνύοντας την προσαρμοστικότητα της φυλής Merino de Montes Universales (MMU) για περπάτημα μεγάλων αποστάσεων για πρόσβαση σε άφθονους πόρους. Ο χάρτης LU/LC της μελέτης δείχνει ότι τα πρόβατα βοσκούσαν σε βοσκότοπους, ποώδη φυτά και θάμνους κατά μήκος της διαδρομής. Επιπλέον, οι μετακινήσεις λειτουργούν ως οικολογικοί διάδρομοι, διατηρώντας τη βιοποικιλότητα μέσω της διασποράς σπόρων από τα μεταναστευτικά κοπάδια. Στόχος είναι η προστασία της μετακινούμενης κτηνοτροφίας, η υγεία των ζώων καθώς και η δημιουργία πλαισίου ικανό να προάγει την επικοινωνία μεταξύ των μετακινούμενων κτηνοτρόφων με τη δημόσια διοίκηση. Οι προτάσεις για την αναζωογόνηση της μετακινούμενης κτηνοτροφίας περιλαμβάνουν την επαγγελματική εξειδίκευση των βοσκών, επιδοτήσεις για την παραγωγή ντόπιων φυλών ζώων και καινοτόμα τοπικά αναπτυξιακά έργα που ενσωματώνουν τις οικονομικές, πολιτιστικές, περιβαλλοντικές και τουριστικές αξίες που συνδέονται με την μετακινούμενη κτηνοτροφία.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Οι γεωτεχνολογίες μπορούν να παρέχουν σημαντικές πληροφορίες που μπορούν να βοηθήσουν στην αποκατάσταση και αναβίωση της μετακινούμενης κτηνοτροφίας καθώς παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της ποικιλομορφίας και συμβάλλει στη προστασία του περιβάλλοντος. Οι τεχνικές remote sensing αποκαλύπτουν συγκεκριμένα τοπογραφικά στοιχεία (υψόμετρο, κλίση κλπ) καθώς και βιωτικά χαρακτηριστικά (κάλυψη βλάστησης) της εποχιακής μετακίνησης Conquense


[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Περιγραφή μετακινούμενης κτηνοτροφίας που περιγράφεται από 3D γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, GPS και δεδομένα τηλεπισκόπησης.

2024-02-26T14:00:29Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''The Conquense transhumance route in Spain described by 3D geographical information systems, GPS and remote sensing data''

'''Συγγραφείς: ''' ''Javier Plaza, Jos´e Alfonso Abecia, Nilda Sanchez, María de los Angeles Ramo, Francisco Canto, Jaime Nieto, Carlos Palacios''

'''Λέξεις κλειδιά:''' ''Μετακινούμενη κτηνοτροφία, δρόμος κοπαδιού, GPS, γεωτεχνολογίες, πρόβατα''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Small Ruminant Research Volume 221, April 2023, 106953 https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2023.106953''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Από την εποχή πριν την Ρωμαϊκή εποχή, οι εκτροφείς βοοειδών και προβάτων αντιμετωπίζουν έλλειψη πόρων λόγω των έντονων εποχιακών διαφορών στο κλίμα στη Μεσόγειο, περιλαμβάνοντας ζεστά, ξηρά καλοκαίρια και κρύους χειμώνες. Σε ημίξηρες περιοχές, αυτές οι εποχιακές αλλαγές καθιστούν σημαντικά τα συστήματα μετακινούμενης κτηνοτροφίας για την αποτελεσματική χρήση της οικοσυστημικής πρωτογενούς παραγωγικότητας. Η εναλλαγή μεταξύ χειμερινών και καλοκαιρινών βοσκοτόπων μέσω εποχικών μετακινήσεων μεταξύ βόρειων και νότιων περιοχών, γνωστή ως μετακινούμενη κτηνοτροφία, είναι ένα από τα παλαιότερα συστήματα εκτροφής προβάτων. Οι συστήματα μετανάστευσης έχουν χρησιμοποιηθεί για αιώνες σε ολόκληρο τον Παλαιό Κόσμο, τουλάχιστον για περίπου 2500 χρόνια στην Ιβηρική Χερσόνησο, γιατί επιτρέπουν την βέλτιστη εκμετάλλευση των πόρων βοσκής, ειδικά σε περιοχές όπου η παραγωγικότητα, περιορισμένη είτε από το κλίμα είτε από το έδαφος, δεν είναι κατάλληλη για εντατική ή συνεχή χρήση. Αυτές οι παραδοσιακές πρακτικές παραμένουν κοινές σε ορισμένες περιοχές του κόσμου, όπως η Μογγολία και η υποσαχάρια Αφρική, και παρόλο που αυτή η πρακτική διατηρείται σε ορισμένες ευρωπαικές χώρες όπως Ελλάδα, Σκωτία και Ισπανία που γίνεται με διαφορετικό τρόπο και σε μικρότερη έκταση απ΄ότι παλαιότερα. Η μετακινούμενη κτηνοτροφία παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της φυσικής βιοποικιλότητας και στην ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στη ζωική παραγωγή. Ευτυχώς, το ενδιαφέρον για τη διατήρηση δικτύου της ισπανικής μετακινούμενης κτηνοτροφίας έχει αυξηθεί, διότι αποτελεί ουσιαστικό σύνδεσμο μεταξύ ορεινών συστημάτων και πεδινών περιοχών και λόγω της ιστορικής του σημασίας, της αξίας του για αναψυχή και τουρισμό. Οι γεωτεχνολογίες μπορούν να παρέχουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τους δρόμους του κοπαδιού προσφέροντας στοιχεία για τοπογραφικά χαρακτηριστικά, τη βιοτική σύνθεση του εδάφους καθώς και το χρόνο που περπατούν τα ζώα μέσω μικροσκοπικών συσκευών που έχουν πάνω τους. Μεταξύ άλλων, η παγκόσμια πλοήγηση δορυφορικών συστημάτων (GNSS), ιδίως τα παγκόσμια συστήματα εντοπισμού θέσης (GPS) τοποθετημένα σε περιλαίμια, έχουν αποδειχθεί πολύ χρήσιμα για την παρακολούθηση και τον εντοπισμό βοοειδών και για τη μελέτη της συμπεριφοράς των προβάτων που βόσκουν. Οι πληροφορίες όπως ισουψείς, κλίση κλπ οι γεωτοποθεσίες που καταγράφονται από τις συσκευές μπορούν να ενσωματωθούν στα Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα (GIS) και να χρησιμοποιηθούν ως χαρτη αναφοράς όπως Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους(DEM) ή ορθοφωτογραφίες. Εκτός από τη χρήση GPS για την παρακολούθηση των κοπαδιών, χρησιμοποιήθηκαν GIS και ορθοφωτογραφίες για να υπολογιστεί η συσχέτιση μεταξύ της πρόοδου των ζώων και της φυσικής ενέργειας που περιέχεται στη βλάστηση· ωστόσο, λίγοι έχουν χρησιμοποιήσει αυτές τις γεωτεχνολογίες για να μελετήσουν τις διαδρομές εποχιακής μετακίνησης των αγροτικών ζώων με σκοπό να αποτρέψουν την εξαφάνιση των παραδοσιακών πρακτικών κτηνοτροφίας που είναι βιώσιμες και επωφελείς από οικονομική, κοινωνική και περιβαλλοντική άποψη. Ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν να επιβεβαιωθεί εάν οι γεωτεχνολογίες παρέχουν μια ακριβή περιγραφή της διαδρομής που ακολουθούν τα μεταναστευτικά κτηνοτροφικά ζώα συγκεκριμένα, των δρόμων μετακίνησης. Ένας επιπρόσθετος στόχος ήταν να ανανεωθούν οι γνώσεις για μια σημαντική διαδρομή μετακίνησης των ζώων στην Ιβηρική Χερσόνησο. Μεταξύ πολλών άλλων, προτάθηκαν τα συστήματα GIS για το χαρτογράφηση και την αναγνώριση τρεχουσών και δυνητικών περιοχών και διαδρομών αφιερωμένων στη μετακίνηση, καθώς και για την ενσωμάτωσή τους σε διαδικτυακές πλατφόρμες GIS προκειμένου να γίνουν αυτές οι πληροφορίες διαθέσιμες σε χρήστες και στο ευρύ κοινό. Γι' αυτόν τον λόγο, τον Νοέμβριο του 2021, χρησιμοποιήθηκαν ορισμένες γεωτεχνολογίες για να περιγράψουν λεπτομερώς τη διαδρομή που ακολούθησε ένα κοπάδι προβάτων MMU, τα οποία καταγράφηκαν στη διαδρομή εποχιακής μετακίνησης ζώων από το βορρά μέχρι το νότο.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' 2.1. Κοπάδι Προβάτων '''

Η φυλή MMU, προερχόμενη από τη φυλή Merino, βρίσκεται αντιμέτωπη με την εξαφάνιση και χαρακτηρίζεται από την ομοιότητά της με τη φυλή Merino, αλλά διαφέρει ως προς τη γεωγραφική προέλευση (Los Montes Universales, Teruel, Ισπανία) και την κάλυψη του τριχώματος, καθώς στερείται μαλλιού στις απομακρυσμένες περιοχές λόγω των ετήσιων μετακινήσεων μετακινούμενων ζώων. Το MMU είναι μεσαίου μεγέθους. Το μετακινούμενο κοπάδι της μελέτης αποτελούνταν από 3000 αναπαραγωγικά ώριμα ζώα, με προβατίνες βάρους 56,62 ± 6,06 kg και κριάρια 81,50 ± 5,70 kg κατά μέσο όρο. Οι περισσότερες προβατίνες βρίσκονταν στον τελευταίο μήνα της εγκυμοσύνης. Το κοπάδι περιλάμβανε επίσης περίπου 50 θηλυκά κατσίκια και ευνουχισμένα ερίφια υπό τη διοίκηση του βοσκού, ενώ τηρούνταν αρχεία για θανάτους, εξαφανίσεις ζώων, αποβολές ή γεννήσεις.

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' 2.2. Διαδρομή Conquense'''

Το κοπάδι ακολούθησε τη διαδρομή της μετακινούμενης κτηνοτροφίας Canada Real Conquense (RDR), ξεκινώντας από τις Sierras de Tragacete και Albarracín στο Teruel, περνώντας από την Cuenca, τη La Mancha, τη Sierra Morena και το Condado de Jaén. Τα RDR είναι παραδοσιακά μονοπάτια μετακινούμενων ζώων στην Ισπανία που ρυθμίζονται από το 1273 από τον βασιλιά Αλφόνσο Χ, με επίσημο πλάτος 90 καστιλιάνικων μέτρων (72,22 μ.) σε 75 μ. με τη σύγχρονη νομοθεσία (νόμος 3/1995 για τα μονοπάτια κτηνοτροφίας). Το ταξίδι ξεκίνησε από το Guadalaviar, Teruel, την 1η Νοεμβρίου 2021 και διήρκεσε 23 ημέρες, καταλήγοντας στο Vilches, Jaén, σε ανοιχτά βοσκοτόπια σε υψόμετρο 548 m.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' 4. ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''
Η μελέτη αποκαλύπτει ότι το μετακινούμενο κοπάδι διένυσε μια μέση ημερήσια απόσταση 15.194 μέτρων, συναντώντας διάφορες θετικές και αρνητικές κλίσεις κατά μήκος της διαδρομής. Ειδικότερα, το κοπάδι αντιμετώπισε υψομετρικές αυξήσεις μεταξύ 300 και 600 m για το μεγαλύτερο μέρος του ταξιδιού, ενώ ορισμένες ημέρες ξεπέρασαν τα 600 m. Η κατανάλωση ενέργειας του κοπαδιού αυξήθηκε σημαντικά κατά τη διάρκεια απότομων κλίσεων, ιδιαίτερα κρίσιμη καθώς οι προβατίνες βρίσκονταν στον τελευταίο μήνα της εγκυμοσύνης τους, αναδεικνύοντας την προσαρμοστικότητα της φυλής Merino de Montes Universales (MMU) για περπάτημα μεγάλων αποστάσεων για πρόσβαση σε άφθονους πόρους. Ο χάρτης LU/LC της μελέτης δείχνει ότι τα πρόβατα βοσκούσαν σε βοσκότοπους, ποώδη φυτά και θάμνους κατά μήκος της διαδρομής. Επιπλέον, οι μετακινήσεις λειτουργούν ως οικολογικοί διάδρομοι, διατηρώντας τη βιοποικιλότητα μέσω της διασποράς σπόρων από τα μεταναστευτικά κοπάδια. Στόχος είναι η προστασία της μετακινούμενης κτηνοτροφίας, η υγεία των ζώων καθώς και η δημιουργία πλαισίου ικανό να προάγει την επικοινωνία μεταξύ των μετακινούμενων κτηνοτρόφων με τη δημόσια διοίκηση. Οι προτάσεις για την αναζωογόνηση της μετακινούμενης κτηνοτροφίας περιλαμβάνουν την επαγγελματική εξειδίκευση των βοσκών, επιδοτήσεις για την παραγωγή ντόπιων φυλών ζώων και καινοτόμα τοπικά αναπτυξιακά έργα που ενσωματώνουν τις οικονομικές, πολιτιστικές, περιβαλλοντικές και τουριστικές αξίες που συνδέονται με την μετακινούμενη κτηνοτροφία.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Οι γεωτεχνολογίες μπορούν να παρέχουν σημαντικές πληροφορίες που μπορούν να βοηθήσουν στην αποκατάσταση και αναβίωση της μετακινούμενης κτηνοτροφίας καθώς παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της ποικιλομορφίας και συμβάλλει στη προστασία του περιβάλλοντος. Οι τεχνικές remote sensing αποκαλύπτουν συγκεκριμένα τοπογραφικά στοιχεία (υψόμετρο, κλίση κλπ) καθώς και βιωτικά χαρακτηριστικά (κάλυψη βλάστησης) της εποχιακής μετακίνησης Conquense


[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Περιγραφή μετακινούμενης κτηνοτροφίας που περιγράφεται από 3D γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, GPS και δεδομένα τηλεπισκόπησης.

2024-02-26T13:58:06Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''The Conquense transhumance route in Spain described by 3D geographical information systems, GPS and remote sensing data''

'''Συγγραφείς: ''' Javier Plaza, Jos´e Alfonso Abecia, Nilda Sanchez, María de los Angeles Ramo, Francisco Canto, Jaime Nieto, Carlos Palacios

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Small Ruminant Research Volume 221, April 2023, 106953 https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2023.106953''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Από την εποχή πριν την Ρωμαϊκή εποχή, οι εκτροφείς βοοειδών και προβάτων αντιμετωπίζουν έλλειψη πόρων λόγω των έντονων εποχιακών διαφορών στο κλίμα στη Μεσόγειο, περιλαμβάνοντας ζεστά, ξηρά καλοκαίρια και κρύους χειμώνες. Σε ημίξηρες περιοχές, αυτές οι εποχιακές αλλαγές καθιστούν σημαντικά τα συστήματα μετακινούμενης κτηνοτροφίας για την αποτελεσματική χρήση της οικοσυστημικής πρωτογενούς παραγωγικότητας. Η εναλλαγή μεταξύ χειμερινών και καλοκαιρινών βοσκοτόπων μέσω εποχικών μετακινήσεων μεταξύ βόρειων και νότιων περιοχών, γνωστή ως μετακινούμενη κτηνοτροφία, είναι ένα από τα παλαιότερα συστήματα εκτροφής προβάτων. Οι συστήματα μετανάστευσης έχουν χρησιμοποιηθεί για αιώνες σε ολόκληρο τον Παλαιό Κόσμο, τουλάχιστον για περίπου 2500 χρόνια στην Ιβηρική Χερσόνησο, γιατί επιτρέπουν την βέλτιστη εκμετάλλευση των πόρων βοσκής, ειδικά σε περιοχές όπου η παραγωγικότητα, περιορισμένη είτε από το κλίμα είτε από το έδαφος, δεν είναι κατάλληλη για εντατική ή συνεχή χρήση. Αυτές οι παραδοσιακές πρακτικές παραμένουν κοινές σε ορισμένες περιοχές του κόσμου, όπως η Μογγολία και η υποσαχάρια Αφρική, και παρόλο που αυτή η πρακτική διατηρείται σε ορισμένες ευρωπαικές χώρες όπως Ελλάδα, Σκωτία και Ισπανία που γίνεται με διαφορετικό τρόπο και σε μικρότερη έκταση απ΄ότι παλαιότερα. Η μετακινούμενη κτηνοτροφία παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της φυσικής βιοποικιλότητας και στην ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στη ζωική παραγωγή. Ευτυχώς, το ενδιαφέρον για τη διατήρηση δικτύου της ισπανικής μετακινούμενης κτηνοτροφίας έχει αυξηθεί, διότι αποτελεί ουσιαστικό σύνδεσμο μεταξύ ορεινών συστημάτων και πεδινών περιοχών και λόγω της ιστορικής του σημασίας, της αξίας του για αναψυχή και τουρισμό. Οι γεωτεχνολογίες μπορούν να παρέχουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τους δρόμους του κοπαδιού προσφέροντας στοιχεία για τοπογραφικά χαρακτηριστικά, τη βιοτική σύνθεση του εδάφους καθώς και το χρόνο που περπατούν τα ζώα μέσω μικροσκοπικών συσκευών που έχουν πάνω τους. Μεταξύ άλλων, η παγκόσμια πλοήγηση δορυφορικών συστημάτων (GNSS), ιδίως τα παγκόσμια συστήματα εντοπισμού θέσης (GPS) τοποθετημένα σε περιλαίμια, έχουν αποδειχθεί πολύ χρήσιμα για την παρακολούθηση και τον εντοπισμό βοοειδών και για τη μελέτη της συμπεριφοράς των προβάτων που βόσκουν. Οι πληροφορίες όπως ισουψείς, κλίση κλπ οι γεωτοποθεσίες που καταγράφονται από τις συσκευές μπορούν να ενσωματωθούν στα Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα (GIS) και να χρησιμοποιηθούν ως χαρτη αναφοράς όπως Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους(DEM) ή ορθοφωτογραφίες. Εκτός από τη χρήση GPS για την παρακολούθηση των κοπαδιών, χρησιμοποιήθηκαν GIS και ορθοφωτογραφίες για να υπολογιστεί η συσχέτιση μεταξύ της πρόοδου των ζώων και της φυσικής ενέργειας που περιέχεται στη βλάστηση· ωστόσο, λίγοι έχουν χρησιμοποιήσει αυτές τις γεωτεχνολογίες για να μελετήσουν τις διαδρομές εποχιακής μετακίνησης των αγροτικών ζώων με σκοπό να αποτρέψουν την εξαφάνιση των παραδοσιακών πρακτικών κτηνοτροφίας που είναι βιώσιμες και επωφελείς από οικονομική, κοινωνική και περιβαλλοντική άποψη. Ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν να επιβεβαιωθεί εάν οι γεωτεχνολογίες παρέχουν μια ακριβή περιγραφή της διαδρομής που ακολουθούν τα μεταναστευτικά κτηνοτροφικά ζώα συγκεκριμένα, των δρόμων μετακίνησης. Ένας επιπρόσθετος στόχος ήταν να ανανεωθούν οι γνώσεις για μια σημαντική διαδρομή μετακίνησης των ζώων στην Ιβηρική Χερσόνησο. Μεταξύ πολλών άλλων, προτάθηκαν τα συστήματα GIS για το χαρτογράφηση και την αναγνώριση τρεχουσών και δυνητικών περιοχών και διαδρομών αφιερωμένων στη μετακίνηση, καθώς και για την ενσωμάτωσή τους σε διαδικτυακές πλατφόρμες GIS προκειμένου να γίνουν αυτές οι πληροφορίες διαθέσιμες σε χρήστες και στο ευρύ κοινό. Γι' αυτόν τον λόγο, τον Νοέμβριο του 2021, χρησιμοποιήθηκαν ορισμένες γεωτεχνολογίες για να περιγράψουν λεπτομερώς τη διαδρομή που ακολούθησε ένα κοπάδι προβάτων MMU, τα οποία καταγράφηκαν στη διαδρομή εποχιακής μετακίνησης ζώων από το βορρά μέχρι το νότο.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' 2.1. Κοπάδι Προβάτων '''

Η φυλή MMU, προερχόμενη από τη φυλή Merino, βρίσκεται αντιμέτωπη με την εξαφάνιση και χαρακτηρίζεται από την ομοιότητά της με τη φυλή Merino, αλλά διαφέρει ως προς τη γεωγραφική προέλευση (Los Montes Universales, Teruel, Ισπανία) και την κάλυψη του τριχώματος, καθώς στερείται μαλλιού στις απομακρυσμένες περιοχές λόγω των ετήσιων μετακινήσεων μετακινούμενων ζώων. Το MMU είναι μεσαίου μεγέθους. Το μετακινούμενο κοπάδι της μελέτης αποτελούνταν από 3000 αναπαραγωγικά ώριμα ζώα, με προβατίνες βάρους 56,62 ± 6,06 kg και κριάρια 81,50 ± 5,70 kg κατά μέσο όρο. Οι περισσότερες προβατίνες βρίσκονταν στον τελευταίο μήνα της εγκυμοσύνης. Το κοπάδι περιλάμβανε επίσης περίπου 50 θηλυκά κατσίκια και ευνουχισμένα ερίφια υπό τη διοίκηση του βοσκού, ενώ τηρούνταν αρχεία για θανάτους, εξαφανίσεις ζώων, αποβολές ή γεννήσεις.

[[Αρχείο:3.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Μετακινούμενο κοπάδι Merino de los Montes Universales σε πρώιμο στάδιο της διαδρομής Conquense. Παραδοσιακά, τα κοπάδια περιλαμβάνουν αρκετά κεφάλια κατσικιών, συνήθως ευνουχισμένα αρσενικά, που υπακούουν στις εντολές των βοσκών'' ]]

''' 2.2. Διαδρομή Conquense'''

Το κοπάδι ακολούθησε τη διαδρομή της μετακινούμενης κτηνοτροφίας Canada Real Conquense (RDR), ξεκινώντας από τις Sierras de Tragacete και Albarracín στο Teruel, περνώντας από την Cuenca, τη La Mancha, τη Sierra Morena και το Condado de Jaén. Τα RDR είναι παραδοσιακά μονοπάτια μετακινούμενων ζώων στην Ισπανία που ρυθμίζονται από το 1273 από τον βασιλιά Αλφόνσο Χ, με επίσημο πλάτος 90 καστιλιάνικων μέτρων (72,22 μ.) σε 75 μ. με τη σύγχρονη νομοθεσία (νόμος 3/1995 για τα μονοπάτια κτηνοτροφίας). Το ταξίδι ξεκίνησε από το Guadalaviar, Teruel, την 1η Νοεμβρίου 2021 και διήρκεσε 23 ημέρες, καταλήγοντας στο Vilches, Jaén, σε ανοιχτά βοσκοτόπια σε υψόμετρο 548 m.

''' 2.3. Συλλογή δεδομένων GPS και επεξεργασία '''
Πέντε ημέρες πριν από τη μετακίνηση, τοποθετήθηκαν περιλαίμια GPS σε δύο τυχαία επιλεγμένες προβατίνες, τα οποία φορέθηκαν σε όλη τη διαδρομή για προσαρμογή. Το ένα κολάρο παρείχε δεδομένα και το άλλο χρησίμευε ως εφεδρικό. Το σύστημα περιελάμβανε αισθητήρα GPS DMS-CattleSat 1.5 και τσιπ δέκτη UBX-R3, καταγράφοντας δεδομένα κάθε πέντε λεπτά, εκτός από τις περιόδους στάσης για εξοικονόμηση μπαταρίας. Η ακρίβεια της θέσης ήταν εντός δύο μέτρων, και τα εξαρτήματα μαζί με μια αντένα για να λαμβάνει δορυφορικό σήμα τοποθετημένα σε σκληρό πλαστικό περίβλημα ανθεκτικό σε κραδασμούς και υγρασία, βάρους 290 g. Η δεοντολογική έγκριση ελήφθη από την Επιτροπή Δεοντολογίας Πειραμάτων σε Ζώα του Πανεπιστημίου της Σαραγόσα, σύμφωνα με την ισπανική πολιτική για την προστασία των ζώων και την οδηγία 2010/63 της ΕΕ. Τα δεδομένα GPS μεταφορτώθηκαν από το σύστημα εντοπισμού Domodis, βελτιώθηκαν για την ακρίβεια και μετατράπηκαν σε μορφή σχήματος GIS για ανάλυση στο ArcGIS Pro 3.0.2. Οι πληροφορίες για το υψόμετρο εξήχθησαν με τη χρήση ενός χάρτη DEM λόγω του ότι οι συσκευές δεν κατέγραφαν συντεταγμένες Ζ. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά μεταξύ διαδοχικών θέσεων υπολογίστηκαν τα τρισδιάστατα προφίλ.

[[Αρχείο:3.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τοποθεσία της διαδρομής μετακινούμενης κτηνοτροφίας Conquense στην κεντρική Ισπανία'' ]]

''' 2.4. Tηλεπισκοπικά Δεδομένα '''
Οι υψομετρικές πληροφορίες αποκτήθηκαν από την έκδοση 3.0 της αποστολής Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), η οποία παρέχει πλέγματα DEM ανάλυσης 1 δευτερολέπτου. Αυτό επικαλύφθηκε με θέσεις GPS για την εξαγωγή υψομετρικών δεδομένων. Χρειάστηκε και αποτύπωση του τοπίου στη διαδρομή της μετακίνησης των ζώων με τις χρήσεις γης από το Κτηματολόγιο. Η χαρτογράφηση χρήσεων γης/κάλυψης γης (LU/LC) ελήφθη από το σύστημα υψηλής ανάλυσης για πληροφορίες σχετικά με την κατοχή εδάφους στην Ισπανία (HR SIOSE), ενσωματώνοντας δεδομένα από το Εθνικό Γεωγραφικό Ινστιτούτο και το Εθνικό Κέντρο Γεωγραφικών Πληροφοριών της Ισπανίας. Ο χάρτης LU/LC περιλάμβανε πάνω από 60 κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των γεωργικών(20 κατηγορίες) και θάμνων, δασών και βοσκοτόπων (8 κατηγορίες) με την πρόσφατη έκδοση του 2017 να χρησιμοποιείται στη μελέτη. Το LU/LC για κάθε θέση GPS εξήχθη από αυτόν τον χάρτη.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

''' 3.1.Τοπογραφία'''
Κατά τη διάρκεια του 23ήμερου μετακινούμενου ταξιδιού που κάλυψε 349,8 χιλιόμετρα, το κοπάδι ανέβηκε συνολικά σε υψόμετρο 1223 μέτρων, ενώ η ημερήσια διάρκεια του ταξιδιού κυμαινόταν από 9 έως 10 ώρες. Οι ημερήσιες αποστάσεις κυμαίνονταν από 19,06 km έως 8,85 km, με τη μικρότερη απόσταση να διανύεται την πρώτη ημέρα. Τα αρχικά στάδια συνάντησαν τις πιο απότομες κλίσεις, που έφθασαν το 60%, ιδίως στις πιο ορεινές περιοχές. Τα πρόβατα στα πρώτα στάδια αντιμετώπισαν αναβάσεις και καταβάσεις που υπερέβαιναν τα 500 μέτρα και συναντούσαν κλίσεις έως και 80%. Καθώς το ταξίδι προχωρούσε στο νότιο οροπέδιο της Ιβηρικής Χερσονήσου (ημέρες 12-14), οι κλίσεις μειώθηκαν σε περίπου 10%, με υψόμετρα κάτω από 100 m, διευκολύνοντας το ταξίδι. Η πρώτη ημέρα παρουσίασε σημαντικές υψομετρικές αλλαγές, καθώς το κοπάδι διέσχισε μία από τις κορυφές της Ιβηρικής οροσειράς, απαιτώντας σημαντική προσπάθεια. Προς το τέλος του ταξιδιού (ημέρες 21-23), η διαδρομή διέσχισε μια υπερυψωμένη, απότομη περιοχή που λειτουργούσε ως φυσικό σύνορο μεταξύ του νότιου οροπεδίου και της Ανδαλουσίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο παρουσιάζει πως η μετακίνηση των ζώων παίρνει το πλεονέκτημα της φυσικής τοπογραφίας με χαρακτηριστικά όπως περάσματα και στενώματα για τη διάσχιση της ποικιλομορφίας του βουνού.

[[Αρχείο:3.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Ταξίδι του κοπαδιού προβάτων MMU την 1η ημέρα και την 23η ημέρα της διαδρομής Conquense στην κεντρική Ισπανία με τρισδιάστατη προβολή.'']]

''' 3.2. Χρήσεις Γης / Κάλυψη Γης (LU/LC)'''
Προτιμήθηκαν οι θαμνότοποι, οι αρδευόμενες ποώδεις καλλιέργειες και τα λιβάδια και το κοπάδι τρέφονταν με χαμηλή βλάστηση, όπως βοσκότοποι, ποώδεις καλλιέργειες και θάμνοι.

[[Αρχείο:3.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης LU/LC με τον λεπτομερή υπόμνημα των κατηγοριών, οι οποίες αργότερα ομαδοποιήθηκαν σε πέντε απλούστερες κατηγορίες, που περιλαμβάνουν "θαμνώνες", "ελαιόδεντρα και αμπελώνες", "λιβάδια", "δασικές εκτάσεις" και "αρδευόμενες καλλιέργειες" στη διαδρομή Conquense στην κεντρική Ισπανία.'']]

''' 4. ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''
Η μελέτη αποκαλύπτει ότι το μετακινούμενο κοπάδι διένυσε μια μέση ημερήσια απόσταση 15.194 μέτρων, συναντώντας διάφορες θετικές και αρνητικές κλίσεις κατά μήκος της διαδρομής. Ειδικότερα, το κοπάδι αντιμετώπισε υψομετρικές αυξήσεις μεταξύ 300 και 600 m για το μεγαλύτερο μέρος του ταξιδιού, ενώ ορισμένες ημέρες ξεπέρασαν τα 600 m. Η κατανάλωση ενέργειας του κοπαδιού αυξήθηκε σημαντικά κατά τη διάρκεια απότομων κλίσεων, ιδιαίτερα κρίσιμη καθώς οι προβατίνες βρίσκονταν στον τελευταίο μήνα της εγκυμοσύνης τους, αναδεικνύοντας την προσαρμοστικότητα της φυλής Merino de Montes Universales (MMU) για περπάτημα μεγάλων αποστάσεων για πρόσβαση σε άφθονους πόρους. Ο χάρτης LU/LC της μελέτης δείχνει ότι τα πρόβατα βοσκούσαν σε βοσκότοπους, ποώδη φυτά και θάμνους κατά μήκος της διαδρομής. Επιπλέον, οι μετακινήσεις λειτουργούν ως οικολογικοί διάδρομοι, διατηρώντας τη βιοποικιλότητα μέσω της διασποράς σπόρων από τα μεταναστευτικά κοπάδια. Στόχος είναι η προστασία της μετακινούμενης κτηνοτροφίας, η υγεία των ζώων καθώς και η δημιουργία πλαισίου ικανό να προάγει την επικοινωνία μεταξύ των μετακινούμενων κτηνοτρόφων με τη δημόσια διοίκηση. Οι προτάσεις για την αναζωογόνηση της μετακινούμενης κτηνοτροφίας περιλαμβάνουν την επαγγελματική εξειδίκευση των βοσκών, επιδοτήσεις για την παραγωγή ντόπιων φυλών ζώων και καινοτόμα τοπικά αναπτυξιακά έργα που ενσωματώνουν τις οικονομικές, πολιτιστικές, περιβαλλοντικές και τουριστικές αξίες που συνδέονται με την μετακινούμενη κτηνοτροφία.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Οι γεωτεχνολογίες μπορούν να παρέχουν σημαντικές πληροφορίες που μπορούν να βοηθήσουν στην αποκατάσταση και αναβίωση της μετακινούμενης κτηνοτροφίας καθώς παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της ποικιλομορφίας και συμβάλλει στη προστασία του περιβάλλοντος. Οι τεχνικές remote sensing αποκαλύπτουν συγκεκριμένα τοπογραφικά στοιχεία (υψόμετρο, κλίση κλπ) καθώς και βιωτικά χαρακτηριστικά (κάλυψη βλάστησης) της εποχιακής μετακίνησης Conquense


[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Μια νέα προσέγγιση για την ποσοτικοποίηση της πίεσης βόσκησης στα μεσογειακά κτηνοτροφικά συστήματα με τη χρήση GIS και τηλεπισκόπησης

2024-02-26T13:56:40Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''A new approach to quantify grazing pressure under mediterranean pastoral systems using GIS and remote sensing''

'''Συγγραφείς: ''' Marina Castro, Abderrahmane Ameray and João Paulo Castro

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''2020, VOL. 41, NO. 14, 5371–5387 https://doi.org/10.1080/01431161.2020.1731930''

''' 1. Εισαγωγή '''
Υπάρχει από το 1955 η μείωση των αγροτικών και κτηνοτροφικών πληθυσμών, η οποία παρατηρείται όχι μόνο στην Πορτογαλία αλλά και σε ολόκληρη τη βόρεια μεσογειακή περιφέρεια. Αυτή η δημογραφική αλλαγή οδήγησε στην εγκατάλειψη των αγροτικών περιοχών, ιδίως στις ορεινές περιοχές, με αποτέλεσμα την αύξηση των θαμνώνων και τη μείωση των βοσκοτόπων και των καλλιεργούμενων εκτάσεων. Κατά συνέπεια, υπήρξε αύξηση των φορτίων καύσιμης ύλης και απλοποίηση των ευάλωτων στη φωτιά τοπίων, συμβάλλοντας στην αύξηση των δασικών πυρκαγιών στις ευρωπαϊκές χώρες κατά μήκος της βόρειας λεκάνης της Μεσογείου, με την Πορτογαλία να αντιμετωπίζει μία από τις υψηλότερες κατατάξεις κινδύνου δασικών πυρκαγιών στην Ευρώπη. Οι ειδικοί σε θέματα πυρκαγιάς έχουν συστήσει την εφαρμογή αποτελεσματικών τεχνικών διαχείρισης της καύσιμης ύλης, όπως η δημιουργία δομικών συστημάτων πυροπροστασίας και η μείωση των φορτίων καύσιμης ύλης σε κρίσιμες περιοχές. Η κατανόηση της κατανομής των ζώων σε κλίμακα ενορίας είναι ζωτικής σημασίας για τον σχεδιασμό μέτρων βόσκησης για την προώθηση προγραμμάτων πρόληψης πυρκαγιών. Επιπλέον, εν μέσω μεταβαλλόμενων καθεστώτων πυρκαγιάς, υπάρχει ανάγκη για μια πιο ολοκληρωμένη στρατηγική, όπου η εκτεταμένη βόσκηση των ζώων θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εργαλείο για τη μείωση των κινδύνων πυρκαγιάς, ιδίως σε ορεινές περιοχές όπου απαιτείται εντατικοποίηση της βόσκησης. Τα κτηνοτροφικά συστήματα έχουν ιστορικά προσαρμοστεί στην κλιματική μεταβλητότητα μέσω στρατηγικών κινητικότητας των ζώων. Σε περιοχές όπως η Βόρεια Πορτογαλία, όπου οι παραγωγοί μικρών μηρυκαστικών είναι ακτήμονες, η βόσκηση των ζώων γίνεται σε μη περιφραγμένη περιοχή της ενορίας, με την καθοδήγηση βοσκών. Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης, συμπεριλαμβανομένων των δεκτών GNSS και των μη επανδρωμένων αεροσκαφών, διευκολύνουν την παρακολούθηση των κινήσεων βόσκησης και τη συλλογή λεπτομερών χωρικών πληροφοριών σχετικά με την κατανομή του ζωικού κεφαλαίου. Τα πολυφασματικά δεδομένα από πλατφόρμες όπως Sentinel-2, σε συνδυασμό με τα ΓΣΠ, επιτρέπουν την ακριβή ταξινόμηση των χρήσεων γης και της κάλυψης, βοηθώντας στην ανάλυση των προτύπων βόσκησης με την αξιοποίηση της πιο κοινής ταξινόμησης την Maximum Likelihood(ML). Η παρούσα μελέτη αποσκοπεί στην ανάπτυξη μιας προσέγγισης για τη μοντελοποίηση των κτηνοτροφικών συστημάτων σε μεσογειακά κτηνοτροφικά συστήματα, εστιάζοντας στη βόρεια Πορτογαλία. Με την ενσωμάτωση πολυφασματικών δεδομένων Sentinel-2 και τεχνικών γεωεπεξεργασίας, η μελέτη επιδιώκει να κατανοήσει την πίεση βόσκησης και τις επιπτώσεις της στον κίνδυνο πυρκαγιάς. Ο στόχος είναι να αξιοποιηθούν τα ΓΣΠ και η τηλεπισκόπηση για τη δημιουργία μιας βάσης για την τρέχουσα πίεση βόσκησης, η οποία μπορεί να ενημερώσει τις πολιτικές πρόληψης των πυρκαγιών και τις στρατηγικές διαχείρισης.

''' 2. Υλικά Και Μέθοδοι '''

''' 2.1. Περιοχή μελέτης '''

Η περιοχή μελέτης περιλαμβάνει την περιοχή Trás-os-Montes στη βορειοανατολική Πορτογαλία, με έκταση περίπου 660.000 km². Η περιοχή αυτή παρουσιάζει μεγάλη κλιματική ποικιλομορφία, με ποικίλες βροχοπτώσεις που κυμαίνονται από 400 mm στην άνω κοιλάδα Douro έως 1500 mm στις ορεινές περιοχές στα βόρεια. Το τοπίο αποτελείται από δάση βελανιδιάς και πεύκου, με ετήσιες και μόνιμες καλλιέργειες, καθώς και άλλες χρήσεις γης, όπως θαμνώνες, λιβάδια και οικιστικές περιοχές.

[[Αρχείο:5.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχή μελέτης, όρια ενορίας και θέση στάβλων '' ]]

''' 2.2. Συλλογή Δορυφορικών Δεδομένων και Επεξεργασία '''

Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν πολυφασματικές εικόνες Sentinel-2 από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος. Ελήφθησαν δεδομένα από τον Ιούλιο του 2018 και υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για να καλύψουν ολόκληρη την περιοχή της Bragança. Τα δεδομένα υποβλήθηκαν σε ραδιομετρικές και γεωμετρικές διορθώσεις, συμπεριλαμβανομένης της ορθοδιόρθωσης και της ατμοσφαιρικής διόρθωσης με τη χρήση του επεξεργαστή Sen2Cor. Μετά την προεπεξεργασία, τα δεδομένα επαναδειγματοληπτήθηκαν σε ανάλυση 10 m × 10 m και συνδυάστηκαν σε ένα μωσαϊκό που προβάλλεται στη ζώνη UTM 29 WGS84. Για την ανάλυση εξετάστηκαν οκτώ κατηγορίες χρήσεων και καλύψεων γης, συμπεριλαμβανομένων των ετήσιων καλλιεργειών, των μόνιμων καλλιεργειών, των λιβαδιών, των θαμνώνων, των βοσκημένων δασών, των μη βοσκημένων δασών, των αστικών περιοχών και των υδάτινων σωμάτων. Η θεματική ταξινόμηση περιελάμβανε τη χρήση ταξινομητών RF με επίβλεψη για τη διάκριση των έξι αρχικών κατηγοριών χρήσης και κάλυψης γης. Οι δείκτες βλάστησης και εδάφους υπολογίστηκαν και ενσωματώθηκαν με φασματικά δεδομένα για την ταξινόμηση. Εφαρμόστηκαν δύο επαναλήψεις του αλγορίθμου RF: η μία λαμβάνοντας υπόψη μόνο τα φασματικά δεδομένα και η άλλη ενσωματώνοντας δείκτες βλάστησης και εδάφους. Εφαρμόστηκαν βελτιώσεις μετά την ταξινόμηση και η ακρίβεια των ταξινομήσεων αξιολογήθηκε με τη χρήση της συνολικής ακρίβειας και του συντελεστή Cohen's Kappa. Μετά την ταξινόμηση, η κατηγορία δασών χωρίστηκε σε βοσκημένα και μη βοσκημένα δάση χρησιμοποιώντας δεδομένα COS2015. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να προκύψουν συνολικά οκτώ κλάσεις για την ενσωμάτωση στη διαδικασία μοντελοποίησης της πίεσης βόσκησης (GP). Η περιοχή μελέτης στην περιοχή Trás-os-Montes της Πορτογαλίας αναλύθηκε με τη χρήση πολυφασματικών εικόνων Sentinel-2 και πραγματοποιήθηκε θεματική ταξινόμηση για την οριοθέτηση των κλάσεων χρήσης γης και κάλυψης. Χρησιμοποιήθηκαν ταξινομητές RF με επίβλεψη, ενσωματώνοντας φασματικά δεδομένα με δείκτες βλάστησης και εδάφους για τη βελτίωση της ακρίβειας ταξινόμησης. Η ταξινόμηση που προέκυψε, η οποία επικυρώθηκε με βάση πραγματικών δεδομένων, αποτέλεσε τη βάση για τη μοντελοποίηση GP, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για τα πρότυπα βόσκησης στα μεσογειακά ποιμενικά συστήματα.

[[Αρχείο:5.2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' '' Μεταβλητές πρόβλεψης του Sentinel-2 και λεπτομέρειες δεικτών'' ]]

''' 2.3. Μοντελοποίηση πίεσης βόσκησης '''
Η μοντελοποίηση της πίεσης βόσκησης (GP) στην περιοχή Bragança της βορειοανατολικής Πορτογαλίας περιλαμβάνει μια προσέγγιση αξιολόγησης με πολλαπλά κριτήρια σε περιβάλλον ΓΣΠ, χρησιμοποιώντας οπτικά δεδομένα Sentinel-2, τη χωρική βάση δεδομένων χρήσης και κάλυψης γης της Πορτογαλίας (COS2015), διοικητικά όρια και μια χωρική βάση δεδομένων που περιέχει θέσεις στάβλων και καταμετρήσεις ζώων. Αρχικά, η πυκνότητα ζωικού κεφαλαίου (SD) υπολογίζεται συνολικά, και στη συνέχεια κατανέμεται αναλογικά στις κλάσεις χρήσης/κάλυψης γης (LUC) που βόσκονται με βάση τις προτιμήσεις βόσκησης και τα ποσοστά των κλάσεων που δεν βόσκονται. Ένας συντελεστής διόρθωσης προτιμήσεων προσαρμόζει τις μη βοσκημένες περιοχές. Εξετάζεται η μέγιστη δυνητική απόσταση ταξιδιού από κάθε στάβλο, με προσδιορισμό των ευκλείδειων αποστάσεων από τα όρια των ενοριών. Η SD υπολογίζεται με τη χρήση ομόκεντρων δακτυλίων γύρω από τους στάβλους, λαμβάνοντας υπόψη τα μεταβλητά σχέδια βόσκησης και τις επικαλυπτόμενες περιοχές βόσκησης. Δημιουργείται ένα συστηματικό δίκτυο σημείων διανομής και η χωρική παρεμβολή μέσω συνήθους kriging δημιουργεί μια συνεχή επιφάνεια SD με ανάλυση 25 μέτρων. Οι τιμές SD των κλάσεων χωρίς βόσκηση μεταφέρονται στις κλάσεις με βόσκηση, δίνοντας μια διορθωμένη επιφάνεια SD (SD'). Αυτή η επιφάνεια SD' ενσωματώνεται με τα καλύτερα αποτελέσματα ταξινόμησης LUC χρησιμοποιώντας τεχνικές γεωεπεξεργασίας σταθμισμένης χωρικής επικάλυψης για τη δημιουργία ενός δυναμικού παγκόσμιου χάρτη GP για την περιοχή Bragança.

''' 2.4. Χωροχρονικές μεταβάσεις και δομή του τοπίου '''
Η χωροχρονική ανάλυση των μεταβάσεων του τοπίου στην περιοχή μελέτης, καθώς και των διαχρονικών μεταβάσεων όλων των τύπων χρήσης/κάλυψης γης από το 1945 έως το 2020, πραγματοποιήθηκε αξιοποιώντας μία κοινή μέθοδο μεταταξινόμησης για ανίχνευση αλλαγών μεταξύ των διαφορετικών ημερομηνιών της περιόδου μελέτης. Η χρήση της μεταταξινόμησης είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός matrix αλλαγών χρήσεων/καλύψεων γης, το οποίο υπολογίστηκε με τη χρήση εντολών επικάλυψης στο λογισμικό του ArcGIS© για όλες τις χρονικές περιόδους. Επιπλέον, δημιουργήθηκε ένας σχετικός χάρτης της χωροχρονικής μετάβασης χρήσεων/καλύψεων γης. Οι πίνακες μετάβασης επέτρεψαν στην ανάλυση των αλλαγών να συμπεριλάβει πρόσθετες συνιστώσες της αλλαγής, όπως κέρδη και απώλειες γης, καθαρές αλλαγές, συνολικές αλλαγές, και εναλλαγές.

''' 3. Αποτελέσματα και Συζήτηση '''

''' 3.1.Ταξινόμηση χρήσεων και καλύψεων γης '''
Η εφαρμογή της επιβλεπόμενης ταξινόμησης Random Forest (RF) στις εικόνες Sentinel-2 διευκόλυνε την κατάτμηση του τοπίου σε επιθυμητές κατηγορίες χρήσης και κάλυψης γης (LUC). Η αποτελεσματική χρήση των ταξινομητών, μαζί με την προσεκτική επιλογή των δεδομένων εκπαίδευσης και επικύρωσης, εξασφάλισε ακριβή αποτελέσματα ταξινόμησης. Η ερμηνεία των πινάκων ενδεχομένων βοήθησε στην αξιολόγηση της ακρίβειας ταξινόμησης και στον καθορισμό των βέλτιστων αλγορίθμων και φασματικών ζωνών για τη διαδικασία τμηματοποίησης. Οι ταξινομητές RF παρουσίασαν υψηλή διακριτική ικανότητα, επιτυγχάνοντας συνολική ακρίβεια 90,8% και συντελεστή kappa 88,8%. Η ενσωμάτωση των δεικτών βλάστησης και εδάφους βελτίωσε περαιτέρω την απόδοση ταξινόμησης, αποδίδοντας συνολική ακρίβεια 91,2% και συντελεστή kappa 89,3%, με εξαιρετική ποιότητα ταξινόμησης. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι οριακές ακρίβειες παρέμειναν υψηλές, ξεπερνώντας το 80%, τόσο από την πλευρά του παραγωγού όσο και από την πλευρά του χρήστη. Η ενσωμάτωση του NDVI και του δείκτη φωτεινότητας (BI) αποδείχθηκε αποτελεσματική στη βελτίωση της ακρίβειας ταξινόμησης, ιδίως στη διάκριση μεταξύ διαφορετικών τύπων κάλυψης γης. Ο NDVI ενίσχυσε την αντίθεση στην απορρόφηση του φωτός από το νερό από το έδαφος και τη βλάστηση, ενώ ο BI έκανε αποτελεσματική αντίθεση στο γυμνό έδαφος, ιδίως μετά τη συγκομιδή, συμβάλλοντας στη βελτίωση της διάκρισης μεταξύ θαμνώνων και βοσκοτόπων. Ο χάρτης LUC που προέκυψε απεικόνιζε τις θαμνώδεις εκτάσεις ως τον πιο άφθονο τύπο χρήσης γης, ακολουθούμενο από τις μόνιμες καλλιέργειες, τα λιβάδια, τα μη βοσκημένα δάση, τις ετήσιες καλλιέργειες, τα βοσκημένα δάση, τις αστικές περιοχές και τα υδάτινα σώματα. Τα ευρήματα αυτά ευθυγραμμίζονται με προηγούμενες μελέτες που υποδεικνύουν σημαντικές τροποποιήσεις του τοπίου στην περιοχή της Bragança, οι οποίες χαρακτηρίζονται από μετατοπίσεις από τη γεωργία σε θαμνότοπους και μείωση της δασικής κάλυψης.

[[Αρχείο:5.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 3.''' ''Χάρτης Χρήσης Γης/Κάλυψης Γης LUC το 2018 για τη βορειοανατολική Πορτογαλία '' ]]

''' 3.2. Πίεση βόσκησης '''
Χρησιμοποιώντας τα διοικητικά όρια και τα δεδομένα θέσης των κτηνοτροφικών στάβλων, υπολογίστηκε η πυκνότητα βοσκής (SD) και έγινε παρεμβολή με χωρική παρεμβολή kriging. Η προκύπτουσα επιφάνεια SD παρείχε πληροφορίες σχετικά με την ένταση της βόσκησης σε ολόκληρη την περιοχή, με την πιο κοινή πίεση βόσκησης να κυμαίνεται από 0 έως 0,25 πρόβατα ανά εκτάριο. Οι μέσες τιμές της πίεσης βόσκησης διέφεραν μεταξύ των κατηγοριών χρήσεων γης, με υψηλότερες τιμές να παρατηρούνται στις μόνιμες καλλιέργειες και τις ετήσιες καλλιέργειες σε σύγκριση με τους θαμνότοπους και τα βοσκημένα δάση. Η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία της κατανόησης των χωρικών προτύπων της πίεσης βόσκησης για την αποτελεσματική διαχείριση της γης και τη διατήρηση της βιοποικιλότητας, ιδίως για τον μετριασμό των κινδύνων πυρκαγιών. Η ένταση της βόσκησης παραμένει κρίσιμος παράγοντας για τη διατήρηση ανθεκτικών στη φωτιά τοπίων, με επιπτώσεις στις πρακτικές διαχείρισης γης και στην ανθεκτικότητα των οικοσυστημάτων στις διαταραχές. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τις δυνατότητες της βόσκησης ως προληπτικού μέτρου κατά των πυρκαγιών στα μεσογειακά ποιμενικά συστήματα, ευθυγραμμιζόμενα με προηγούμενες έρευνες που τονίζουν τη σχέση μεταξύ της έντασης της βόσκησης και των προτύπων κάλυψης γης σε παρόμοια τοπία. Οι αποτελεσματικές πρακτικές διαχείρισης της γης, συμπεριλαμβανομένης της βόσκησης, διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη μείωση των κινδύνων πυρκαγιών και στον μετριασμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που συνδέονται με τις τροποποιήσεις του τοπίου.
[[Αρχείο:5.4.png| thumb| right|'''Εικόνα 4.''' ''Χάρτης πίεσης βόσκησης (κατηγορία GP) (πρόβατα ha-1) (α) Ιστόγραμμα κατηγορίας GP (β) Διαθεσιμότητα LUC (105 εκτάρια) και η σχετική της GP (πρόβατα ha-1) (γ) AC: ετήσιες καλλιέργειες, pc: μόνιμες καλλιέργειες, G: λιβάδια, s: θαμνώνες, gf: βοσκημένο δάσος, W: υδάτινα σώματα, u: αστικά, και uf: μη βοσκημένο δάσος '' ]]

''' 4. Συμπεράσματα '''
Η μελέτη επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση της πυκνότητας αποθεματοποίησης (SD) και της πίεσης βόσκησης (GP) στη βορειοανατολική Πορτογαλία με τη χρήση δορυφορικών εικόνων Sentinel-2 και προηγμένων τεχνικών GIS. Ο ταξινομητής Random Forest (RF) ταξινόμησε με ακρίβεια τη χρήση και την κάλυψη γης (LUC), αποκαλύπτοντας χαμηλή πίεση βόσκησης σε όλη την περιοχή. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν διαφορές στην πίεση βόσκησης μεταξύ των διαφόρων τύπων LUC, με υψηλότερη πίεση στις μόνιμες και ετήσιες καλλιέργειες σε σύγκριση με τα βοσκημένα δάση και τους θαμνώνες. Ο αγροτικός πίνακας LUC είναι ένα GP λογικά συμβατό με ένα μωσαϊκό, ενώ η LUC που σχετίζεται με το δασικό πίνακα έχει εξαιρετικά χαμηλή GP(grazing pressure), και επομένως δεν είναι συμβατή με ένα ανθεκτικό στη φωτιά τοπίο. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία της διαχείρισης της έντασης της βόσκησης για την ανθεκτικότητα του τοπίου και την πρόληψη των πυρκαγιών, υποδηλώνοντας επιπτώσεις για τα προγράμματα βόσκησης σε τοπική και περιφερειακή κλίμακα.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Ετερογένεια ενδιαιτημάτων προωθούν ποικιλότητα ορνιθοπανίδας στα αγροτικά τοπία: Πληροφορίες από τηλεπισκοπικά δεδομένα

2024-02-26T13:55:50Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Habitat heterogeneity promotes bird diversity in agricultural landscapes: Insights from remote sensing data''

'''Συγγραφείς: ''' ''Matteo Anderlea, Mattia Brambilla, Andreas Hilpolda , Joy Giovanni Matabishia
,Chiara Panicciaa , Duccio Rocchinif, Jennifer Rossina, Erich Tassera , Michele Torresanih ,
Ulrike Tappeinera, Julia Seebera''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''Αγροοικοσυστήματα, Αλπικό περιβάλλον, Χαρακτηριστικά πτηνών, Πολύπλοκα τοπία, Αγροκτηνοτροφικός τομέας, Καταπάτηση δασών, Εντατικοποίηση/Κάλυψη γης, μετρικές του τοπίου, Xρήση γης''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Basic and Applied Ecology Volume 70, August 2023, Pages 38-49, https://doi.org/10.1016/j.baae.2023.04.006''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η αυξανόμενη απώλεια της βιοποικιλότητας στα ευρωπαϊκά αγροτικά τοπία αποδίδεται σε
μεγάλο βαθμό στην εντατικοποίηση της γεωργοκτηνοτροφίας και την εγκατάλειψη των
περιφερειακών ζωνών τις τελευταίες δεκαετίες. Τα αγροτικά πτηνά αποτελούν βασικό
συστατικό της γεωργικής βιοποικιλότητας και συγκαταλέγονται μεταξύ των πιο
απειλούμενων ομάδων πουλιών στην Ευρώπη. Επιπλέον, ιδιαίτερα στα αγροτικά τοπία, τα
πτηνά παρέχουν κρίσιμες υπηρεσίες στο οικοσύστημα, όπως φυσικό έλεγχο παρασίτων,
επικονίαση ή διασπορά σπόρων, το οποίο θα πρέπει να διασφαλίζεται και για τις μελλοντικές
γενιές. Επίσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες ειδικά στα αγροοικοσυστήματα
λόγω της ευαισθησίας που παρουσιάζουν στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Τα τηλεπισκοπικά
δεδομένα συνήθως παρέχουν δείκτες της ετερογένειας του τοπίου ή των οικοτόπων και
μπορούν να ξεπεράσουν τους περιορισμούς χαρτογράφησης, επιτρέποντας την πλήρη
κάλυψη δεδομένων υψηλής ανάλυσης σε κλίμακα τοπίου σε συντομότερο και ευκολότερο
τρόπο. Τα τελευταία χρόνια, το LiDAR (Light Detection And Ranging) και πολυφασματικά
δεδομένα έχουν εφαρμοσθεί εκτενώς για τη μοντελοποίηση των προτύπων βιοποικιλότητας.
Η μελέτη μας αξιολόγησε τις επιδράσεις της ετερογένειας του τοπίου και του ύψους της
κομοστέγης στα πουλιά, αξιοποιώντας την αυξανόμενη διαθεσιμότητα των τηλεπισκοπικών
δεδομένων που περιλαμβάνουν τοπογραφικές μεταβλητές, δορυφορικά πολυφασματικά
δεδομένα και δεδομένα LiDAR. Επικεντρωθήκαμε σε υψηλής ποικιλότητας αγροτικά αλπικά
τοπία, κατά μήκος μιας ευρείας υψομετρικής διαβάθμισης (200-1800 μ. υψόμετρο), που
χαρακτηρίζει την περιοχή μελέτης και διαμορφώνει τις τοπικές κοινότητες πουλιών. Τα
χαρακτηριστικά αυτά καθιστούν την περιοχή μελέτης ιδιαίτερα κατάλληλη για τη διερεύνηση
των επιδράσεων της ετερογένειας σε διαφορετικές συνθήκες και κλίμακες.


''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης '''

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στην αυτόνομη επαρχία νότια στο Τιρόλο (βορειο-ανατολική
Ιταλία) στις Κεντρικές Άλπεις(Α) και καλύπτει μια έκταση περίπου 7400 km2, με ένα
υψόμετρο μεταξύ 194 m και 3905 m υψόμετρο (Εικ. 1). Η περιοχή είναι κυρίως ορεινή και
κυρίως καλύπτεται από δάση (50%), βοσκοτόπια (22%), λιβάδια (10%), μη παραγωγικές
περιοχές (στις οποίες περιλαμβάνονται τα ψηλά βουνά και οι παγετώνες, 10%), οπωρώνες
(3%), αμπελώνες (1%), ετήσιες καλλιέργειες (1%) και διακανονισμοί (3%) με 118 σημεία
μελέτης στα αγροτικά τοπία(Β).

[[Αρχείο:Εικόνα 2..1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''(Α)Περιοχή μελέτης που βρίσκεται στις Κεντρικές Άλπεις (βορειοανατολική Ιταλία, αυτόνομη επαρχία του Νοτίου Τιρόλου) και (Β) οι 118 περιοχές μελέτης σε γεωργικές περιοχές'' ]]

''' Δεδομένα Ορνιθοπανίδας '''

Ένας μεμονωμένος παρατηρητής μελέτησε ημερήσια είδη πουλιών από τις 15 Απριλίου έως
τις 15 Ιουλίου μεταξύ 2019-2021. Η περίοδος των παρατηρήσεων συμπίπτει με την
αναπαραγωγική περίοδο στις Άλπεις. Εξαιρέθηκαν τα μεταναστευτικά είδη καθώς και τυχαία
περαστικά είδη που δεν αναπαράγονται και δε σχετίζονται με τις περιοχές μελέτης. Έγινε
επίσκεψη στις περιοχές 3 φορές στον ίδιο χρόνο και καταμετρήθηκαν σε ακτίνα 100μέτρων
με τη μέθοδο 10λεπτων σημείων με τουλάχιστον δύο εβδομάδες ανάμεσα στις επισκέψεις.
Τα σημεία αυτά άλλαξαν μεταξύ των διαδοχικών μελετών. Η καινούργια απόσταση μεταξύ
των δύο σημείων έγινε 800μέτρα με σκοπό να αποφευχθούν οι διπλές καταμετρήσεις. Οι
μετρήσεις ξεκίνησαν λίγο μετά την ανατολή του ηλίου(5.30π.μ) και ολοκληρώθηκαν στις 11
π.μ αποφεύγοντας και τις δυσμενείς συνθήκες δηλαδή μέτριοι και ισχυροί άνεμοι ή έντονη
βροχή/χιόνι.

''' Περιβαλλοντικές Μεταβλητές '''
Τοπογραφικές, LIDAR και πολυφασματικές μεταβλητές υπολογίστηκαν σε κλίμακες 100 και
400 για την εκτίμηση οικοτόπων και περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών με τη μικρότερη
κλίμακα να αντικατοπτρίζει το μέγεθος επικράτειας των στρουθιόμορφων πουλιών κατά την
αναπαραγωγική περίοδο ενώ η μεγαλύτερη κλίμακα αντιστοιχεί στις ευρύτερες περιοχές
μεγαλύτερων πουλιών.

[[Αρχείο:Εικόνα 2..2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τύπος περιβαλλοντικής μεταβλητής, πλήρες όνομα, περιγραφές, εύρος τιμών, ερμηνεία, για όσες έχουν εισαχθεί στα κατά μέσο όρο πιο υποστηριζόμενα μοντέλα.'' ]]

''' Τοπογραφικές Μεταβλητές '''
Εξήχθησαν τοπογραφικές μεταβλητές από το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους με βάση την
Airborne Laser Scanning campaign που πραγματοποιήθηκε το 2006 από τον τομέα του
Μπολζάνο (http://geocatalogo. retecivica. bz. it/geokatalog/). Επιπλέον, υψόμετρο, κλίση και
η δυνητική ηλιακή ακτινοβολία χρησιμοποιήθηκαν με χωρική ανάλυση 2,5 m.

''' Lidar Μεταβλητές '''
Εξήχθησαν μεταβλητές LiDAR από Airborne Laser Scanning campaign που διεξήχθη το 2004
2006,το μοντέλο ύψους κομοστέγης (CHM) που προέκυψε από το αρχικό νέφος σημείων που
είχε χωρική ανάλυση 2,5 m. Τα ανθρώπινα τεχνουργήματα αφαιρέθηκαν από το CHM
χρησιμοποιώντας ένα shapefile του τα κτίρια που εμπίπτουν στις περιοχές μελέτης. Στο 100
και 400 m κλιμάκων υπολογίστηκαν σε κάθε τοποθεσία οι ακόλουθοι δείκτες: στρώμα
βοτάνων, στρώμα θαμνών, στρώμα δέντρων, μέσο ύψος κομοστέγης, μέγιστο ύψος
κομοστέγης, τυπική απόκλιση ύψους κόμης, κάλυψη κομοστέγης και LiDAR Δείκτης Q Rao.

'''Πολυφασματικές Μεταβλητές '''
Με χρήση του Google Earth Engine στο R υπολογίστηκε ένας Χάρτης NDVI (Normalized
Difference Vegetation Index) του Sentinel-2 με χωρική ανάλυση 10 m για τα έτη 2019, 2020
και 2021. Κάθε χάρτης προέκυψε ως μια σύνθετη μέση τιμή NDVI όλων των διαθέσιμων
εικόνων χωρίς σύννεφα για την περίοδο από τις 15 Απριλίου έως 15 Ιουλίου. Για τις
πολυφασματικές μεταβλητές, χρησιμοποιήθηκε ένας χάρτης το έτος που συνάδει με την
περίοδο κατά την οποία έγινε η έρευνα της ορνιθοπανίδας. Τα πολυφασματικά δεδομένα
επιτρέπουν τη μέτρηση των χαρακτηριστικών των φυτών και τη ποικιλομορφία βλάστησης.
Επιπλέον, οι μετρικές υφής που προέρχονται από πολυφασματικά δεδομένα ποσοτικοποιούν
φασματική και χωρική μεταβολή των τιμών των εικονοστοιχείων μιας εικόνας, και έτσι
υποδηλώνουν πληροφορίες σχετικά με τη φασματική και χωρική ετερογένεια της βλάστησης.
Ο μέσος NDVI, ο μέγιστος NDVI, η τυπική απόκλιση του NDVI και του δείκτη Q του NDVI Rao
υπολογίστηκαν σε κάθε περιοχή μελέτης.

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Καταμετρήθηκαν συνολικά 3794 άτομα που ανήκαν σε 91 είδη- οι καμπύλες συσσώρευσης
έδειξαν ότι η δειγματοληψία ήταν επαρκής και πλήρης. Το πιο κοινό είδος ήταν ο κότσυφας
(''Turdus merula'') με 309 καταγραφές, ακολουθούμενη από τον κοινό σπίνο (''Fringilla coelebs'',
265)- μερικά από τα σπανιότερα ήταν ο καλαμοκανάς (''Crex crex''), η ortolan bunting/ βλάχος
(''Emberiza hortulana'') και woodlark/δεντροσταρήθρα (''Lullula arborea''). Tα πουλιά που
φωλιάζουν στο έδαφος-υποόροφο αντιπροσώπευαν το 38,5% των ειδών που ερευνήθηκαν,
τα πουλιά που φωλιάζουν στο μεσαίο όροφο και στη κομοστέγη για 23.1%, τα πουλιά που
φωλιάζουν στα δέντρα για 19,8% και αυτά που φωλιάζουν σε βράχους και κτίρια για 18,7%.
Αυτά που βρίσκονται στις αγροτικές εκτάσεις και αλπικά λιβάδια αντιπροσώπευαν το 29,7%,
ενώ το 26,4% ήταν δασόβια είδη, ενώ τα υπόλοιπα (44,0%) ήταν γενικευμένα είδη. Τα μισά
από τα είδη (51,0%) ήταν μη απειλούμενα πουλιά, τα απειλούμενα πουλιά (κυρίως αγροτικά
είδη πουλιών) ήταν 23,7% και τα υπόλοιπα είδη (25,3%) είχαν άγνωστη κατάσταση. Όσον
αφορά τα δεδομένα τηλεπισκόπησης, ο δείκτης Q του Rao NDVI επιλέχθηκε σε περισσότερα
από τα μισά τελικά μοντέλα και ήταν η πιο συχνά σημαντική πολυφασματική μεταβλητή στα
μοντέλα. Ο δείκτης Q του LiDAR Rao διατηρήθηκε σε 10 από τα 12 και ήταν η πιο συχνά
συμπεριληφθείσα μεταβλητή.

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Για παράδειγμα, η αύξηση της κλίσης και του υψομέτρου ευνόησε κυρίως μια κοινότητα
δασικών πουλιών, ενώ η υψηλή ηλιακή ακτινοβολία ευνόησε μια ποικιλόμορφη και πλούσια
κοινότητα και ήταν ιδιαίτερα σημαντική για τα αγροτικά πουλιά. Το υψηλό NDVI και το LiDAR
Rao Q συσχετίζονται με υψηλή ποικιλότητα και το NDVI Rao's Q επίσης με τη λειτουργική
εντροπία των κοινοτήτων πουλιών στα αγροτικά τοπία. Το πρώτο ήταν πιο σημαντικό για τα
αγροτικά και απειλούμενα είδη και το τελευταίο για τα δασικά είδη. Όπως προβλέφθηκε,
αύξηση του μέσου και μέγιστου NDVI κυρίως προκάλεσε μετατόπιση της κοινότητας των
πουλιών από τα αγροτικά στα δασικά είδη που φωλιάζουν, από τα απειλούμενα στα μη
απειλούμενα, και από τα πουλιά που φωλιάζουν στο έδαφος-υποόροφο σε δασικά είδη που
φωλιάζουν στον μεσοόροφο, στη κομοστέγη και στις κουφάλες των δέντρων. Το στρώμα
θαμνώδης βλάστησης υποστηρίζει δασόβια είδη σε 400 μέτρα κλίμακα. Η ποικιλότητα των
ειδών επηρεάστηκε θετικά και στις δύο κλίμακες από την ηλιακή ακτινοβολία και το Q του
LiDAR Rao, και στα 400 m από τον NDVI Q του Rao. 

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Τα ευρήματα έδειξαν ότι ένας συνδυασμός εικόνων LiDAR και πολυφασματικών εικόνων, οι
οποίες λαμβάνουν επίσης υπόψη τις τοπογραφικές πτυχές, μπορούν να προβλέψουν
καλύτερα τα χαρακτηριστικά των κοινωνιών των πτηνών σε αγροτικά τοπία. Οι επιδράσεις της
ετερογένειας και των χαρακτηριστικών των ενδιαιτημάτων στις κοινωνίες των πουλιών
μπορεί να βοηθήσει στον καθορισμό μέτρων διατήρησης, όπως π.χ. με το πλαίσιο της νέας
Κοινής Γεωργικής Πολιτικής (2023-30). Αύξηση της ετερογένειας των ενδιαιτημάτων,
ιδιαίτερα στις φτωχές κοιλάδες, όπου η εντατικοποίηση και η ομογενοποίηση του τοπίου
είναι μαζικές, είναι το κλειδί στη διατήρηση των αγροτικών πουλιών. Μεγάλη ετερογένεια
ενδιαιτημάτων, π.χ. διαφοροποίηση των γεωργικών πρακτικών και υψηλή διαθεσιμότητα
στοιχείων τοπίου μεταξύ των αγρών, όπως οι ξερολιθιές, μεμονωμένα δέντρα, φυτοφράχτες,
δενδροστοιχίες ή μικρά δάση, θα πρέπει να διατηρηθούν και να αποκατασταθούν. Η αύξηση
της ετερογένειας θα ωφελήσει σε μεγάλο βαθμό τη συνολική βιοποικιλότητα συμβάλλοντας
παράλληλα στην αύξηση της πολιτιστικής αξίας των αγροτικών τοπίων.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Μοίρα Ευαγγελία

2024-02-26T13:54:39Z

Evangelia moira:

[[Ετερογένεια ενδιαιτημάτων προωθούν ποικιλότητα ορνιθοπανίδας στα αγροτικά τοπία: Πληροφορίες από τηλεπισκοπικά δεδομένα]]

[[Μια νέα προσέγγιση για την ποσοτικοποίηση της πίεσης βόσκησης στα μεσογειακά κτηνοτροφικά συστήματα με τη χρήση GIS και τηλεπισκόπησης]]

[[Περιγραφή μετακινούμενης κτηνοτροφίας που περιγράφεται από 3D γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, GPS και δεδομένα τηλεπισκόπησης.]]

[[Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο)]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T13:22:56Z

Evangelia moira:

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T13:22:34Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results
of ecological restoration interventions''

'''Συγγραφείς: ''' ''Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''BACI, Υποβάθμιση της γης, Εκτίμηση επιπτώσεων, Ανάλυση ευαισθησίας, Νότια Αφρική, Συμβολή της φύσης στον άνθρωπο (NCP)''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Ecosystem Services Volume 64, December 2023, 101565, https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η εισαγωγή παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της σημασίας της οικολογικής
αποκατάστασης για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης της γης και την προώθηση της
υγείας των οικοσυστημάτων όπως και ο οργανισμός UN Decade. Ορίζει την οικολογική
αποκατάσταση ως μια διαδικασία που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της ανάκαμψης των
υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων και τονίζει τη σημασία της τόσο για τη φύση όσο και για
την ανθρώπινη ευημερία. Η εισαγωγή υπογραμμίζει τα οικονομικά και κοινωνικά οφέλη των
προσπαθειών αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη το οικολογικό
και κοινωνικό κόστος στις επενδύσεις αποκατάστασης. Οι προκλήσεις σχετίζονται με την
παρακολούθηση και την αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης,
συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας των διεργασιών του οικοσυστήματος και της
ανάγκης για ακριβείς μεθόδους αξιολόγησης. Εισάγει την έννοια των οικοσυστημικών
υπηρεσιών ως μέτρο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης και τονίζει τη
σημασία της κατανόησης της επίδρασης των παρεμβάσεων στις υπηρεσίες αυτές. Οι στόχοι
της μελέτης είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων
αποκατάστασης με τη χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης και η αξιολόγηση του τρόπου με τον
οποίο διαφορετικές μεθοδολογικές επιλογές επηρεάζουν τα αποτελέσματα της
παρακολούθησης της αποκατάστασης. Η εισαγωγή εξετάζει τα υφιστάμενα πλαίσια
παρακολούθησης και αξιολόγησης στον τομέα της οικολογίας αποκατάστασης, τονίζοντας
τον επαναληπτικό χαρακτήρα αυτών των διαδικασιών και τη σημασία της συλλογής
δεδομένων βάσης, της εφαρμογής της αποκατάστασης και της ανάλυσης και αναφοράς των
αποτελεσμάτων. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός Πριν-Μετά-Ελέγχου-Επιπτώσεων/'''Before-After-Control-Impact (BACI) ως μέθοδος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρέμβασης και τονίζεται η ανάγκη σύγκρισης των περιοχών ελέγχου και των αποκατεστημένων περιοχών με την πάροδο του χρόνου για την ακριβή αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης.''' Το κείμενο υπογραμμίζει τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στο σχεδιασμό, τη διαχείριση και την παρακολούθηση των έργων
αποκατάστασης, ιδίως όσον αφορά την παροχή βασικών στοιχείων για την αξιολόγηση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος. Συζητούνται τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, όπως η ικανότητά της να προσφέρει επαναλαμβανόμενες, τυποποιημένες και επαληθεύσιμες εικόνες για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας. Στην εισαγωγή τονίζεται η σημασία της ενσωμάτωσης δορυφορικών εικόνων με μετρήσεις πεδίου και άλλες
μεταβλητές με γεωαναφορά για την παραγωγή ακριβών εκτιμήσεων της προσφοράς
οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στην
παρακολούθηση της αποκατάστασης, το κείμενο εντοπίζει ένα ερευνητικό κενό στην
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διάφορες επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα
αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποκατάστασης. Η μελέτη αποσκοπεί στην
αντιμετώπιση αυτού του κενού καταδεικνύοντας τον αντίκτυπο των επιλογών
τηλεπισκόπησης στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης στο Baviaanskloof της
Νότιας Αφρικής. Παρέχει ένα σαφές σκεπτικό για τη μελέτη και
καθορίζει τους στόχους της στο ευρύτερο πλαίσιο της οικολογίας αποκατάστασης και της
αξιολόγησης των οικοσυστημικών υπηρεσιών.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης και Τρόπος αποκατάστασης '''

Η μελέτη επικεντρώνεται σε υποτροπικούς ξηρούς θαμνώνες και θαμνότοπους στο Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy, Ανατολικό Ακρωτήριο, Νότια Αφρική. Η περιοχή αυτή έχει υποβαθμιστεί σε μεγάλο βαθμό λόγω της μη βιώσιμης κτηνοτροφίας, με αποτέλεσμα την απώλεια της βλάστησης και τη μείωση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος, όπως η παροχή χορτονομής και η πρόληψη της διάβρωσης. Για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης έχουν εφαρμοστεί παρεμβάσεις αποκατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της αναβλάστησης και του αποκλεισμού των ζώων.'''[Εικόνα 1]''' Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένα μια παρέμβαση αναβλάστησης που περιελάμβανε τη φύτευση του spekboom (''Portulacaria afra''),ένα ενδημικό και εύγευστο είδος για την άγρια ζωή και τα παραγωγικά ζώα, μεταξύ 2010 και 2015 σε 1.100 εκτάρια υποβαθμισμένης γης. Δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες, η πρόληψη της διάβρωσης και η παροχή χορτονομής, επιλέχθηκαν για λεπτομερή αξιολόγηση με τη χρήση μετρήσεων πεδίου και δεδομένων τηλεπισκόπησης (RS). Για την εκτίμηση αυτών των οικοσυστημικών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου σε 30 δειγματοληπτικά τεμάχια. Η πρόληψη της διάβρωσης ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ποσοστό της στρωματοποιημένης φυτοκάλυψης, ενώ η παροχή χορτονομής εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας αλλομετρικές εξισώσεις με βάση τις διαστάσεις και την κάλυψη της κομοστέγης. Αναπτύχθηκαν μοντέλα RS με βάση τις εικόνες Sentinel-2 και Landsat για να συσχετιστούν οι μετρήσεις πεδίου με τα δεδομένα RS( όπως BSI Bare Soil Index).'''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:4.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχές παρέμβασης αποκατάστασης στην περιοχή μελέτης Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy στη Νότια Αφρική. Η σκίαση υποδεικνύει το τοπογραφικό ανάγλυφου'' ]]
[[Αρχείο:4.2.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Επιλεγμένοι φασματικοί δείκτες και οι εξισώσεις τους με χρήση των ζωνών Landsat8 (LB) και Sentinel-2 (SB)'' ]]

''' Τηλεπισκοπικές επιλογές για χαρτογράφηση '''

 Επιλογή παρακολούθησης και εκτίμησης πλαισίου: Η μελέτη αξιολόγησε τον αντίκτυπο των διαφόρων επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης χρησιμοποιώντας την ανάλυση Before-After-Control-Impact (BACI). Εξετάστηκαν πέντε βασικές επιλογές RS συμπεριλαμβανομένου:
<blockquote>•του αριθμού των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της κατανομής των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των εικόνων εντός του έτους</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των περιόδων αναφοράς</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής του αισθητήρα RS (Landsat-8 ή Sentinel-2)</blockquote>
Οι επιλογές αυτές αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την ανάλυση BACI της διαθεσιμότητας βοσκήσιμης ύλης ενώ η 5η επιλογή διερευνήθηκε υπολογίζοντας τη παροχή της πρόληψης από διάβρωση.
Για να απεικονιστούν οι μακροπρόθεσμες πορείες των οικοσυστημικών υπηρεσιών, εντοπίστηκαν συστάδες με παρόμοια επίπεδα οικοσυστημικών υπηρεσιών πριν από την παρέμβαση, χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης που προέρχονται από εικόνες Landsat. Αυτές οι συστάδες χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της πρόληψης της διάβρωσης και της παροχής βοσκήσιμης ύλης από το 1989 έως το 2020, αναδεικνύοντας τις μεταβολές στην παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών με την πάροδο του χρόνου. 

 Περιγραφή δεδομένων τηλεπισκόπησης: Διάφορες δορυφορικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των Landsat-5, 7 και 8 και του Sentinel-2, χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση RS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης βοηθητικά δεδομένα, όπως πληροφορίες για τις κλίσεις που προέκυψαν από ένα DEM και σύνολα χωρικών δεδομένων των περιοχών παρέμβασης. Η μελέτη χρησιμοποίησε το Google Earth Engine για την πρόσβαση στα δεδομένα και την επεξεργασία τους, εξασφαλίζοντας συνεπή χειρισμό των δεδομένων σε διάφορες RS επιλογές και βήματα ανάλυσης. Παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επιρροής των επιλογών RS στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης, με έμφαση στην περιοχή Baviaanskloof στη Νότια Αφρική. Με την ενσωμάτωση των μετρήσεων πεδίου και των δεδομένων RS, η μελέτη συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της αποτελεσματικότητας των προσπαθειών οικολογικής αποκατάστασης για την ενίσχυση των οικοσυστημικών υπηρεσιών.
Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη προσεκτικής εξέτασης των επιλογών αυτών για να διασφαλιστεί η ακριβής εκτίμηση των αποτελεσμάτων των οικοσυστημικών υπηρεσιών.


''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Η ταξινόμηση ISODATA των δορυφορικών δεικτών βλάστησης αποκάλυψε πέντε ομάδες βλάστησης με βάση την παροχή βοσκήσιμης ύλης και τα επίπεδα πρόληψης της διάβρωσης. Η συστάδα 1 αντιπροσώπευε περιοχές με υψηλή παροχή, ενώ η συστάδα 5 υποδήλωνε χαμηλή παροχή. Οι περισσότερες εκτάσεις ανήκαν στις συστάδες 3, 4 και 5. Οι διαχρονικές τροχιές από το 1989 έως το 2020 έδειξαν διακυμάνσεις στην παροχή βοσκήσιμης ύλης και στην πρόληψη της διάβρωσης, με τη συστάδα 1 να είναι σταθερά η υψηλότερη και τη συστάδα 5 η χαμηλότερη.'''[Εικόνα 2]'''
Οι εκτάσεις που αναβλάστησαν παρουσίασαν μέση μέγιστη παροχή χορτονομής που κυμάνθηκε από 16,7 kg m-2 έως 52,5 kg m-2 και μέση ελάχιστη παροχή από 4,8 kg m-2 έως 31,3 kg m-2. Η πρόληψη της διάβρωσης κυμάνθηκε από 2,43% έως 8,51% για τις μέγιστες τιμές και από 0,43% έως 5,97% για τις ελάχιστες τιμές. Η χρήση ελάχιστων τιμών και οι συστάδες με χαμηλή παροχή υπηρεσιών παρουσίασαν τη μικρότερη μεταβλητότητα. Οι περιορισμοί των εικόνων/δεδομένων χωρίς σύννεφα το 1997 και το 2006 επηρέασαν τις τιμές, οι οποίες δεν λήφθηκαν υπόψη στον υπολογισμό του BACI.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν τις αντιθέσεις BACI, ιδιαίτερα σε συστάδες με χαμηλή προσφορά υπηρεσιών. Οι μέγιστες ετήσιες τιμές έδειξαν σχετικά σταθερές αντιθέσεις BACI, υποδηλώνοντας μικρή επίδραση, ενώ οι ελάχιστες τιμές οδήγησαν σε κυμαινόμενα αποτελέσματα, υποδηλώνοντας θετικές επιδράσεις αποκατάστασης σε ορισμένα έτη. Οι επιλογές RS συχνά απέδωσαν αντίθετα πρόσημα BACI, υποδεικνύοντας ποικίλα συμπεράσματα αξιολόγησης της παρέμβασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνας οδήγησε στις μεγαλύτερες αποκλίσεις, ενώ η περίοδος αναφοράς και το μέγεθος του δείγματος επηρέασαν επίσης τα αποτελέσματα. Θετικές έως αρνητικές αλλαγές στο πρόσημο αντίθεσης BACI σημειώθηκαν με αλλαγές στο σύνολο ελέγχου και στην περίοδο αναφοράς. Οι εκτιμήσεις για την πρόληψη της διάβρωσης με βάση τον Sentinel-2 ήταν υψηλότερες από τον Landsat-8 λόγω της μεγαλύτερης χωρικής μεταβλητότητας που καταγράφηκε.

[[Αρχείο:4.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Κατανομή των συστάδων βλάστησης από την ταξινόμηση ISODATA για (α) παροχή βοσκήσιμης ύλης και (β) πρόληψη της διάβρωσης.'' ]]

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν συστηματικά τον αντίκτυπο διαφορετικών επιλογών τηλεπισκόπησης στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης που επικεντρώνονται στις οικοσυστημικές υπηρεσίες. Χρησιμοποίησαν ένα υφιστάμενο πλαίσιο παρακολούθησης της αποκατάστασης και διαπίστωσαν ότι οι επιλογές RS επηρέασαν σημαντικά τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαφορετικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αποκατάστασης. Τα βασικά ευρήματα περιλάμβαναν:
Οι επιλογές RS, όπως ο χρόνος λήψης των εικόνων και οι περίοδοι αναφοράς, επηρέασαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων Before-After-Control-Impact (BACI), αναδεικνύοντας τη σημασία της προσεκτικής επιλογής και αιτιολόγησης των παραμέτρων RS.
Τα αποτελέσματα της αποκατάστασης ποικίλλουν ανάλογα με τις χρονικές περιόδους που αναλύονται πριν και μετά την παρέμβαση.
Ο αριθμός και η επιλογή των περιοχών ελέγχου ήταν κρίσιμοι παράγοντες στις αναλύσεις BACI, με μεγαλύτερα μεγέθη δείγματος ελέγχου να παρέχουν πιο ισχυρά αποτελέσματα αξιολόγησης.
Η μελέτη προσδιόρισε την ανάγκη για διαφανή τεκμηρίωση των επιλογών RS στις εκθέσεις αξιολόγησης της αποκατάστασης, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς ισχυρισμοί για τα αποτελέσματα της αποκατάστασης.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν διαφορετικά τα αποτελέσματα της αποκατάστασης σε όλες τις ομάδες βλάστησης, τονίζοντας την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές διαχείρισης με βάση την αρχική κατάσταση της βλάστησης.
Η μελέτη ανέδειξε τις δυνατότητες συνδυασμού πολλαπλών αισθητήρων RS για την ενίσχυση των χρονικών, χωρικών και φασματικών πληροφοριών για την παρακολούθηση της αποκατάστασης.
Παρά τις προκλήσεις, η μελέτη παρείχε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη σημασία των επιλογών RS στην παρακολούθηση της αποκατάστασης και υπογράμμισε την ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα και διαφανείς αναφορές για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των αξιολογήσεων αποκατάστασης. Συνολικά, η έρευνα υπογραμμίζει τη σημασία των τεχνολογιών RS στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της αποκατάστασης και ζητεί την προσεκτική εξέταση και τεκμηρίωση των επιλογών RS για να διασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα αξιολόγησης.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η παρούσα μελέτη διερευνά τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικές επιλογές στη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης επηρεάζουν την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της αποκατάστασης για την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών. Η μελέτη διαπιστώνει επίσης ότι οι περιοχές με διαφορετικά επίπεδα υποβάθμισης ανταποκρίνονται διαφορετικά στις επιλογές των RS, με τις έντονα υποβαθμισμένες περιοχές να παρουσιάζουν πιο συνεπή αποτελέσματα. Δεδομένης της σημασίας της παρακολούθησης και της αξιολόγησης της αποκατάστασης, η κατανόηση του αντίκτυπου των επιλογών RS είναι ζωτικής σημασίας.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T13:22:03Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results
of ecological restoration interventions''

'''Συγγραφείς: ''' ''Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''BACI, Υποβάθμιση της γης, Εκτίμηση επιπτώσεων, Ανάλυση ευαισθησίας, Νότια Αφρική, Συμβολή της φύσης στον άνθρωπο (NCP)''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Ecosystem Services Volume 64, December 2023, 101565, https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η εισαγωγή παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της σημασίας της οικολογικής
αποκατάστασης για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης της γης και την προώθηση της
υγείας των οικοσυστημάτων όπως και ο οργανισμός UN Decade. Ορίζει την οικολογική
αποκατάσταση ως μια διαδικασία που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της ανάκαμψης των
υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων και τονίζει τη σημασία της τόσο για τη φύση όσο και για
την ανθρώπινη ευημερία. Η εισαγωγή υπογραμμίζει τα οικονομικά και κοινωνικά οφέλη των
προσπαθειών αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη το οικολογικό
και κοινωνικό κόστος στις επενδύσεις αποκατάστασης. Οι προκλήσεις σχετίζονται με την
παρακολούθηση και την αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης,
συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας των διεργασιών του οικοσυστήματος και της
ανάγκης για ακριβείς μεθόδους αξιολόγησης. Εισάγει την έννοια των οικοσυστημικών
υπηρεσιών ως μέτρο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης και τονίζει τη
σημασία της κατανόησης της επίδρασης των παρεμβάσεων στις υπηρεσίες αυτές. Οι στόχοι
της μελέτης είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων
αποκατάστασης με τη χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης και η αξιολόγηση του τρόπου με τον
οποίο διαφορετικές μεθοδολογικές επιλογές επηρεάζουν τα αποτελέσματα της
παρακολούθησης της αποκατάστασης. Η εισαγωγή εξετάζει τα υφιστάμενα πλαίσια
παρακολούθησης και αξιολόγησης στον τομέα της οικολογίας αποκατάστασης, τονίζοντας
τον επαναληπτικό χαρακτήρα αυτών των διαδικασιών και τη σημασία της συλλογής
δεδομένων βάσης, της εφαρμογής της αποκατάστασης και της ανάλυσης και αναφοράς των
αποτελεσμάτων. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός Πριν-Μετά-Ελέγχου-Επιπτώσεων/'''Before-After-Control-Impact (BACI) ως μέθοδος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρέμβασης και τονίζεται η ανάγκη σύγκρισης των περιοχών ελέγχου και των αποκατεστημένων περιοχών με την πάροδο του χρόνου για την ακριβή αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης.''' Το κείμενο υπογραμμίζει τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στο σχεδιασμό, τη διαχείριση και την παρακολούθηση των έργων
αποκατάστασης, ιδίως όσον αφορά την παροχή βασικών στοιχείων για την αξιολόγηση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος. Συζητούνται τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, όπως η ικανότητά της να προσφέρει επαναλαμβανόμενες, τυποποιημένες και επαληθεύσιμες εικόνες για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας. Στην εισαγωγή τονίζεται η σημασία της ενσωμάτωσης δορυφορικών εικόνων με μετρήσεις πεδίου και άλλες
μεταβλητές με γεωαναφορά για την παραγωγή ακριβών εκτιμήσεων της προσφοράς
οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στην
παρακολούθηση της αποκατάστασης, το κείμενο εντοπίζει ένα ερευνητικό κενό στην
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διάφορες επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα
αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποκατάστασης. Η μελέτη αποσκοπεί στην
αντιμετώπιση αυτού του κενού καταδεικνύοντας τον αντίκτυπο των επιλογών
τηλεπισκόπησης στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης στο Baviaanskloof της
Νότιας Αφρικής. Παρέχει ένα σαφές σκεπτικό για τη μελέτη και
καθορίζει τους στόχους της στο ευρύτερο πλαίσιο της οικολογίας αποκατάστασης και της
αξιολόγησης των οικοσυστημικών υπηρεσιών.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης και Τρόπος αποκατάστασης '''

Η μελέτη επικεντρώνεται σε υποτροπικούς ξηρούς θαμνώνες και θαμνότοπους στο Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy, Ανατολικό Ακρωτήριο, Νότια Αφρική. Η περιοχή αυτή έχει υποβαθμιστεί σε μεγάλο βαθμό λόγω της μη βιώσιμης κτηνοτροφίας, με αποτέλεσμα την απώλεια της βλάστησης και τη μείωση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος, όπως η παροχή χορτονομής και η πρόληψη της διάβρωσης. Για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης έχουν εφαρμοστεί παρεμβάσεις αποκατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της αναβλάστησης και του αποκλεισμού των ζώων.'''[Εικόνα 1]''' Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένα μια παρέμβαση αναβλάστησης που περιελάμβανε τη φύτευση του spekboom (''Portulacaria afra''),ένα ενδημικό και εύγευστο είδος για την άγρια ζωή και τα παραγωγικά ζώα, μεταξύ 2010 και 2015 σε 1.100 εκτάρια υποβαθμισμένης γης. Δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες, η πρόληψη της διάβρωσης και η παροχή χορτονομής, επιλέχθηκαν για λεπτομερή αξιολόγηση με τη χρήση μετρήσεων πεδίου και δεδομένων τηλεπισκόπησης (RS). Για την εκτίμηση αυτών των οικοσυστημικών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου σε 30 δειγματοληπτικά τεμάχια. Η πρόληψη της διάβρωσης ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ποσοστό της στρωματοποιημένης φυτοκάλυψης, ενώ η παροχή χορτονομής εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας αλλομετρικές εξισώσεις με βάση τις διαστάσεις και την κάλυψη της κομοστέγης. Αναπτύχθηκαν μοντέλα RS με βάση τις εικόνες Sentinel-2 και Landsat για να συσχετιστούν οι μετρήσεις πεδίου με τα δεδομένα RS( όπως BSI Bare Soil Index).'''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:4.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχές παρέμβασης αποκατάστασης στην περιοχή μελέτης Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy στη Νότια Αφρική. Η σκίαση υποδεικνύει το τοπογραφικό ανάγλυφου'' ]]
[[Αρχείο:4.2.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Επιλεγμένοι φασματικοί δείκτες και οι εξισώσεις τους με χρήση των ζωνών Landsat8 (LB) και Sentinel-2 (SB)'' ]]

''' Τηλεπισκοπικές επιλογές για χαρτογράφηση '''

 Επιλογή παρακολούθησης και εκτίμησης πλαισίου: Η μελέτη αξιολόγησε τον αντίκτυπο των διαφόρων επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης χρησιμοποιώντας την ανάλυση Before-After-Control-Impact (BACI). Εξετάστηκαν πέντε βασικές επιλογές RS συμπεριλαμβανομένου:
<blockquote>•του αριθμού των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της κατανομής των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των εικόνων εντός του έτους</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των περιόδων αναφοράς</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής του αισθητήρα RS (Landsat-8 ή Sentinel-2)</blockquote>
Οι επιλογές αυτές αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την ανάλυση BACI της διαθεσιμότητας βοσκήσιμης ύλης ενώ η 5η επιλογή διερευνήθηκε υπολογίζοντας τη παροχή της πρόληψης από διάβρωση.
Για να απεικονιστούν οι μακροπρόθεσμες πορείες των οικοσυστημικών υπηρεσιών, εντοπίστηκαν συστάδες με παρόμοια επίπεδα οικοσυστημικών υπηρεσιών πριν από την παρέμβαση, χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης που προέρχονται από εικόνες Landsat. Αυτές οι συστάδες χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της πρόληψης της διάβρωσης και της παροχής βοσκήσιμης ύλης από το 1989 έως το 2020, αναδεικνύοντας τις μεταβολές στην παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών με την πάροδο του χρόνου. 

 Περιγραφή δεδομένων τηλεπισκόπησης: Διάφορες δορυφορικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των Landsat-5, 7 και 8 και του Sentinel-2, χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση RS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης βοηθητικά δεδομένα, όπως πληροφορίες για τις κλίσεις που προέκυψαν από ένα DEM και σύνολα χωρικών δεδομένων των περιοχών παρέμβασης. Η μελέτη χρησιμοποίησε το Google Earth Engine για την πρόσβαση στα δεδομένα και την επεξεργασία τους, εξασφαλίζοντας συνεπή χειρισμό των δεδομένων σε διάφορες RS επιλογές και βήματα ανάλυσης. Παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επιρροής των επιλογών RS στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης, με έμφαση στην περιοχή Baviaanskloof στη Νότια Αφρική. Με την ενσωμάτωση των μετρήσεων πεδίου και των δεδομένων RS, η μελέτη συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της αποτελεσματικότητας των προσπαθειών οικολογικής αποκατάστασης για την ενίσχυση των οικοσυστημικών υπηρεσιών.
Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη προσεκτικής εξέτασης των επιλογών αυτών για να διασφαλιστεί η ακριβής εκτίμηση των αποτελεσμάτων των οικοσυστημικών υπηρεσιών.


''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Η ταξινόμηση ISODATA των δορυφορικών δεικτών βλάστησης αποκάλυψε πέντε ομάδες βλάστησης με βάση την παροχή βοσκήσιμης ύλης και τα επίπεδα πρόληψης της διάβρωσης. Η συστάδα 1 αντιπροσώπευε περιοχές με υψηλή παροχή, ενώ η συστάδα 5 υποδήλωνε χαμηλή παροχή. Οι περισσότερες εκτάσεις ανήκαν στις συστάδες 3, 4 και 5. Οι διαχρονικές τροχιές από το 1989 έως το 2020 έδειξαν διακυμάνσεις στην παροχή βοσκήσιμης ύλης και στην πρόληψη της διάβρωσης, με τη συστάδα 1 να είναι σταθερά η υψηλότερη και τη συστάδα 5 η χαμηλότερη.'''[Εικόνα 2]'''
Οι εκτάσεις που αναβλάστησαν παρουσίασαν μέση μέγιστη παροχή χορτονομής που κυμάνθηκε από 16,7 kg m-2 έως 52,5 kg m-2 και μέση ελάχιστη παροχή από 4,8 kg m-2 έως 31,3 kg m-2. Η πρόληψη της διάβρωσης κυμάνθηκε από 2,43% έως 8,51% για τις μέγιστες τιμές και από 0,43% έως 5,97% για τις ελάχιστες τιμές. Η χρήση ελάχιστων τιμών και οι συστάδες με χαμηλή παροχή υπηρεσιών παρουσίασαν τη μικρότερη μεταβλητότητα. Οι περιορισμοί των εικόνων/δεδομένων χωρίς σύννεφα το 1997 και το 2006 επηρέασαν τις τιμές, οι οποίες δεν λήφθηκαν υπόψη στον υπολογισμό του BACI.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν τις αντιθέσεις BACI, ιδιαίτερα σε συστάδες με χαμηλή προσφορά υπηρεσιών. Οι μέγιστες ετήσιες τιμές έδειξαν σχετικά σταθερές αντιθέσεις BACI, υποδηλώνοντας μικρή επίδραση, ενώ οι ελάχιστες τιμές οδήγησαν σε κυμαινόμενα αποτελέσματα, υποδηλώνοντας θετικές επιδράσεις αποκατάστασης σε ορισμένα έτη. Οι επιλογές RS συχνά απέδωσαν αντίθετα πρόσημα BACI, υποδεικνύοντας ποικίλα συμπεράσματα αξιολόγησης της παρέμβασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνας οδήγησε στις μεγαλύτερες αποκλίσεις, ενώ η περίοδος αναφοράς και το μέγεθος του δείγματος επηρέασαν επίσης τα αποτελέσματα. Θετικές έως αρνητικές αλλαγές στο πρόσημο αντίθεσης BACI σημειώθηκαν με αλλαγές στο σύνολο ελέγχου και στην περίοδο αναφοράς. Οι εκτιμήσεις για την πρόληψη της διάβρωσης με βάση τον Sentinel-2 ήταν υψηλότερες από τον Landsat-8 λόγω της μεγαλύτερης χωρικής μεταβλητότητας που καταγράφηκε.

[[Αρχείο:4.3.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' '''' ]]

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν συστηματικά τον αντίκτυπο διαφορετικών επιλογών τηλεπισκόπησης στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης που επικεντρώνονται στις οικοσυστημικές υπηρεσίες. Χρησιμοποίησαν ένα υφιστάμενο πλαίσιο παρακολούθησης της αποκατάστασης και διαπίστωσαν ότι οι επιλογές RS επηρέασαν σημαντικά τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαφορετικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αποκατάστασης. Τα βασικά ευρήματα περιλάμβαναν:
Οι επιλογές RS, όπως ο χρόνος λήψης των εικόνων και οι περίοδοι αναφοράς, επηρέασαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων Before-After-Control-Impact (BACI), αναδεικνύοντας τη σημασία της προσεκτικής επιλογής και αιτιολόγησης των παραμέτρων RS.
Τα αποτελέσματα της αποκατάστασης ποικίλλουν ανάλογα με τις χρονικές περιόδους που αναλύονται πριν και μετά την παρέμβαση.
Ο αριθμός και η επιλογή των περιοχών ελέγχου ήταν κρίσιμοι παράγοντες στις αναλύσεις BACI, με μεγαλύτερα μεγέθη δείγματος ελέγχου να παρέχουν πιο ισχυρά αποτελέσματα αξιολόγησης.
Η μελέτη προσδιόρισε την ανάγκη για διαφανή τεκμηρίωση των επιλογών RS στις εκθέσεις αξιολόγησης της αποκατάστασης, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς ισχυρισμοί για τα αποτελέσματα της αποκατάστασης.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν διαφορετικά τα αποτελέσματα της αποκατάστασης σε όλες τις ομάδες βλάστησης, τονίζοντας την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές διαχείρισης με βάση την αρχική κατάσταση της βλάστησης.
Η μελέτη ανέδειξε τις δυνατότητες συνδυασμού πολλαπλών αισθητήρων RS για την ενίσχυση των χρονικών, χωρικών και φασματικών πληροφοριών για την παρακολούθηση της αποκατάστασης.
Παρά τις προκλήσεις, η μελέτη παρείχε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη σημασία των επιλογών RS στην παρακολούθηση της αποκατάστασης και υπογράμμισε την ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα και διαφανείς αναφορές για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των αξιολογήσεων αποκατάστασης. Συνολικά, η έρευνα υπογραμμίζει τη σημασία των τεχνολογιών RS στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της αποκατάστασης και ζητεί την προσεκτική εξέταση και τεκμηρίωση των επιλογών RS για να διασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα αξιολόγησης.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η παρούσα μελέτη διερευνά τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικές επιλογές στη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης επηρεάζουν την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της αποκατάστασης για την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών. Η μελέτη διαπιστώνει επίσης ότι οι περιοχές με διαφορετικά επίπεδα υποβάθμισης ανταποκρίνονται διαφορετικά στις επιλογές των RS, με τις έντονα υποβαθμισμένες περιοχές να παρουσιάζουν πιο συνεπή αποτελέσματα. Δεδομένης της σημασίας της παρακολούθησης και της αξιολόγησης της αποκατάστασης, η κατανόηση του αντίκτυπου των επιλογών RS είναι ζωτικής σημασίας.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T13:21:07Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results
of ecological restoration interventions''

'''Συγγραφείς: ''' ''Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''BACI, Υποβάθμιση της γης, Εκτίμηση επιπτώσεων, Ανάλυση ευαισθησίας, Νότια Αφρική, Συμβολή της φύσης στον άνθρωπο (NCP)''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Ecosystem Services Volume 64, December 2023, 101565, https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η εισαγωγή παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της σημασίας της οικολογικής
αποκατάστασης για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης της γης και την προώθηση της
υγείας των οικοσυστημάτων όπως και ο οργανισμός UN Decade. Ορίζει την οικολογική
αποκατάσταση ως μια διαδικασία που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της ανάκαμψης των
υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων και τονίζει τη σημασία της τόσο για τη φύση όσο και για
την ανθρώπινη ευημερία. Η εισαγωγή υπογραμμίζει τα οικονομικά και κοινωνικά οφέλη των
προσπαθειών αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη το οικολογικό
και κοινωνικό κόστος στις επενδύσεις αποκατάστασης. Οι προκλήσεις σχετίζονται με την
παρακολούθηση και την αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης,
συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας των διεργασιών του οικοσυστήματος και της
ανάγκης για ακριβείς μεθόδους αξιολόγησης. Εισάγει την έννοια των οικοσυστημικών
υπηρεσιών ως μέτρο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης και τονίζει τη
σημασία της κατανόησης της επίδρασης των παρεμβάσεων στις υπηρεσίες αυτές. Οι στόχοι
της μελέτης είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων
αποκατάστασης με τη χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης και η αξιολόγηση του τρόπου με τον
οποίο διαφορετικές μεθοδολογικές επιλογές επηρεάζουν τα αποτελέσματα της
παρακολούθησης της αποκατάστασης. Η εισαγωγή εξετάζει τα υφιστάμενα πλαίσια
παρακολούθησης και αξιολόγησης στον τομέα της οικολογίας αποκατάστασης, τονίζοντας
τον επαναληπτικό χαρακτήρα αυτών των διαδικασιών και τη σημασία της συλλογής
δεδομένων βάσης, της εφαρμογής της αποκατάστασης και της ανάλυσης και αναφοράς των
αποτελεσμάτων. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός Πριν-Μετά-Ελέγχου-Επιπτώσεων/'''Before-After-Control-Impact (BACI) ως μέθοδος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρέμβασης και τονίζεται η ανάγκη σύγκρισης των περιοχών ελέγχου και των αποκατεστημένων περιοχών με την πάροδο του χρόνου για την ακριβή αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης.''' Το κείμενο υπογραμμίζει τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στο σχεδιασμό, τη διαχείριση και την παρακολούθηση των έργων
αποκατάστασης, ιδίως όσον αφορά την παροχή βασικών στοιχείων για την αξιολόγηση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος. Συζητούνται τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, όπως η ικανότητά της να προσφέρει επαναλαμβανόμενες, τυποποιημένες και επαληθεύσιμες εικόνες για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας. Στην εισαγωγή τονίζεται η σημασία της ενσωμάτωσης δορυφορικών εικόνων με μετρήσεις πεδίου και άλλες
μεταβλητές με γεωαναφορά για την παραγωγή ακριβών εκτιμήσεων της προσφοράς
οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στην
παρακολούθηση της αποκατάστασης, το κείμενο εντοπίζει ένα ερευνητικό κενό στην
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διάφορες επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα
αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποκατάστασης. Η μελέτη αποσκοπεί στην
αντιμετώπιση αυτού του κενού καταδεικνύοντας τον αντίκτυπο των επιλογών
τηλεπισκόπησης στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης στο Baviaanskloof της
Νότιας Αφρικής. Παρέχει ένα σαφές σκεπτικό για τη μελέτη και
καθορίζει τους στόχους της στο ευρύτερο πλαίσιο της οικολογίας αποκατάστασης και της
αξιολόγησης των οικοσυστημικών υπηρεσιών.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης και Τρόπος αποκατάστασης '''

Η μελέτη επικεντρώνεται σε υποτροπικούς ξηρούς θαμνώνες και θαμνότοπους στο Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy, Ανατολικό Ακρωτήριο, Νότια Αφρική. Η περιοχή αυτή έχει υποβαθμιστεί σε μεγάλο βαθμό λόγω της μη βιώσιμης κτηνοτροφίας, με αποτέλεσμα την απώλεια της βλάστησης και τη μείωση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος, όπως η παροχή χορτονομής και η πρόληψη της διάβρωσης. Για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης έχουν εφαρμοστεί παρεμβάσεις αποκατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της αναβλάστησης και του αποκλεισμού των ζώων.'''[Εικόνα 1]''' Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένα μια παρέμβαση αναβλάστησης που περιελάμβανε τη φύτευση του spekboom (''Portulacaria afra''),ένα ενδημικό και εύγευστο είδος για την άγρια ζωή και τα παραγωγικά ζώα, μεταξύ 2010 και 2015 σε 1.100 εκτάρια υποβαθμισμένης γης. Δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες, η πρόληψη της διάβρωσης και η παροχή χορτονομής, επιλέχθηκαν για λεπτομερή αξιολόγηση με τη χρήση μετρήσεων πεδίου και δεδομένων τηλεπισκόπησης (RS). Για την εκτίμηση αυτών των οικοσυστημικών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου σε 30 δειγματοληπτικά τεμάχια. Η πρόληψη της διάβρωσης ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ποσοστό της στρωματοποιημένης φυτοκάλυψης, ενώ η παροχή χορτονομής εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας αλλομετρικές εξισώσεις με βάση τις διαστάσεις και την κάλυψη της κομοστέγης. Αναπτύχθηκαν μοντέλα RS με βάση τις εικόνες Sentinel-2 και Landsat για να συσχετιστούν οι μετρήσεις πεδίου με τα δεδομένα RS( όπως BSI Bare Soil Index).'''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:4.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχές παρέμβασης αποκατάστασης στην περιοχή μελέτης Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy στη Νότια Αφρική. Η σκίαση υποδεικνύει το τοπογραφικό ανάγλυφου'' ]]
[[Αρχείο:4.2.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' ''Επιλεγμένοι φασματικοί δείκτες και οι εξισώσεις τους με χρήση των ζωνών Landsat8 (LB) και Sentinel-2 (SB)'' ]]

''' Τηλεπισκοπικές επιλογές για χαρτογράφηση '''

 Επιλογή παρακολούθησης και εκτίμησης πλαισίου: Η μελέτη αξιολόγησε τον αντίκτυπο των διαφόρων επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης χρησιμοποιώντας την ανάλυση Before-After-Control-Impact (BACI). Εξετάστηκαν πέντε βασικές επιλογές RS συμπεριλαμβανομένου:
<blockquote>•του αριθμού των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της κατανομής των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των εικόνων εντός του έτους</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των περιόδων αναφοράς</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής του αισθητήρα RS (Landsat-8 ή Sentinel-2)</blockquote>
Οι επιλογές αυτές αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την ανάλυση BACI της διαθεσιμότητας βοσκήσιμης ύλης ενώ η 5η επιλογή διερευνήθηκε υπολογίζοντας τη παροχή της πρόληψης από διάβρωση.
Για να απεικονιστούν οι μακροπρόθεσμες πορείες των οικοσυστημικών υπηρεσιών, εντοπίστηκαν συστάδες με παρόμοια επίπεδα οικοσυστημικών υπηρεσιών πριν από την παρέμβαση, χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης που προέρχονται από εικόνες Landsat. Αυτές οι συστάδες χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της πρόληψης της διάβρωσης και της παροχής βοσκήσιμης ύλης από το 1989 έως το 2020, αναδεικνύοντας τις μεταβολές στην παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών με την πάροδο του χρόνου. 

 Περιγραφή δεδομένων τηλεπισκόπησης: Διάφορες δορυφορικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των Landsat-5, 7 και 8 και του Sentinel-2, χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση RS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης βοηθητικά δεδομένα, όπως πληροφορίες για τις κλίσεις που προέκυψαν από ένα DEM και σύνολα χωρικών δεδομένων των περιοχών παρέμβασης. Η μελέτη χρησιμοποίησε το Google Earth Engine για την πρόσβαση στα δεδομένα και την επεξεργασία τους, εξασφαλίζοντας συνεπή χειρισμό των δεδομένων σε διάφορες RS επιλογές και βήματα ανάλυσης. Παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επιρροής των επιλογών RS στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης, με έμφαση στην περιοχή Baviaanskloof στη Νότια Αφρική. Με την ενσωμάτωση των μετρήσεων πεδίου και των δεδομένων RS, η μελέτη συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της αποτελεσματικότητας των προσπαθειών οικολογικής αποκατάστασης για την ενίσχυση των οικοσυστημικών υπηρεσιών.
Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη προσεκτικής εξέτασης των επιλογών αυτών για να διασφαλιστεί η ακριβής εκτίμηση των αποτελεσμάτων των οικοσυστημικών υπηρεσιών.


[[Αρχείο:Εικόνα 2..2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τύπος περιβαλλοντικής μεταβλητής, πλήρες όνομα, περιγραφές, εύρος τιμών, ερμηνεία, για όσες έχουν εισαχθεί στα κατά μέσο όρο πιο υποστηριζόμενα μοντέλα.'' ]]

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Η ταξινόμηση ISODATA των δορυφορικών δεικτών βλάστησης αποκάλυψε πέντε ομάδες βλάστησης με βάση την παροχή βοσκήσιμης ύλης και τα επίπεδα πρόληψης της διάβρωσης. Η συστάδα 1 αντιπροσώπευε περιοχές με υψηλή παροχή, ενώ η συστάδα 5 υποδήλωνε χαμηλή παροχή. Οι περισσότερες εκτάσεις ανήκαν στις συστάδες 3, 4 και 5. Οι διαχρονικές τροχιές από το 1989 έως το 2020 έδειξαν διακυμάνσεις στην παροχή βοσκήσιμης ύλης και στην πρόληψη της διάβρωσης, με τη συστάδα 1 να είναι σταθερά η υψηλότερη και τη συστάδα 5 η χαμηλότερη.'''[Εικόνα 2]'''
Οι εκτάσεις που αναβλάστησαν παρουσίασαν μέση μέγιστη παροχή χορτονομής που κυμάνθηκε από 16,7 kg m-2 έως 52,5 kg m-2 και μέση ελάχιστη παροχή από 4,8 kg m-2 έως 31,3 kg m-2. Η πρόληψη της διάβρωσης κυμάνθηκε από 2,43% έως 8,51% για τις μέγιστες τιμές και από 0,43% έως 5,97% για τις ελάχιστες τιμές. Η χρήση ελάχιστων τιμών και οι συστάδες με χαμηλή παροχή υπηρεσιών παρουσίασαν τη μικρότερη μεταβλητότητα. Οι περιορισμοί των εικόνων/δεδομένων χωρίς σύννεφα το 1997 και το 2006 επηρέασαν τις τιμές, οι οποίες δεν λήφθηκαν υπόψη στον υπολογισμό του BACI.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν τις αντιθέσεις BACI, ιδιαίτερα σε συστάδες με χαμηλή προσφορά υπηρεσιών. Οι μέγιστες ετήσιες τιμές έδειξαν σχετικά σταθερές αντιθέσεις BACI, υποδηλώνοντας μικρή επίδραση, ενώ οι ελάχιστες τιμές οδήγησαν σε κυμαινόμενα αποτελέσματα, υποδηλώνοντας θετικές επιδράσεις αποκατάστασης σε ορισμένα έτη. Οι επιλογές RS συχνά απέδωσαν αντίθετα πρόσημα BACI, υποδεικνύοντας ποικίλα συμπεράσματα αξιολόγησης της παρέμβασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνας οδήγησε στις μεγαλύτερες αποκλίσεις, ενώ η περίοδος αναφοράς και το μέγεθος του δείγματος επηρέασαν επίσης τα αποτελέσματα. Θετικές έως αρνητικές αλλαγές στο πρόσημο αντίθεσης BACI σημειώθηκαν με αλλαγές στο σύνολο ελέγχου και στην περίοδο αναφοράς. Οι εκτιμήσεις για την πρόληψη της διάβρωσης με βάση τον Sentinel-2 ήταν υψηλότερες από τον Landsat-8 λόγω της μεγαλύτερης χωρικής μεταβλητότητας που καταγράφηκε.

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν συστηματικά τον αντίκτυπο διαφορετικών επιλογών τηλεπισκόπησης στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης που επικεντρώνονται στις οικοσυστημικές υπηρεσίες. Χρησιμοποίησαν ένα υφιστάμενο πλαίσιο παρακολούθησης της αποκατάστασης και διαπίστωσαν ότι οι επιλογές RS επηρέασαν σημαντικά τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαφορετικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αποκατάστασης. Τα βασικά ευρήματα περιλάμβαναν:
Οι επιλογές RS, όπως ο χρόνος λήψης των εικόνων και οι περίοδοι αναφοράς, επηρέασαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων Before-After-Control-Impact (BACI), αναδεικνύοντας τη σημασία της προσεκτικής επιλογής και αιτιολόγησης των παραμέτρων RS.
Τα αποτελέσματα της αποκατάστασης ποικίλλουν ανάλογα με τις χρονικές περιόδους που αναλύονται πριν και μετά την παρέμβαση.
Ο αριθμός και η επιλογή των περιοχών ελέγχου ήταν κρίσιμοι παράγοντες στις αναλύσεις BACI, με μεγαλύτερα μεγέθη δείγματος ελέγχου να παρέχουν πιο ισχυρά αποτελέσματα αξιολόγησης.
Η μελέτη προσδιόρισε την ανάγκη για διαφανή τεκμηρίωση των επιλογών RS στις εκθέσεις αξιολόγησης της αποκατάστασης, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς ισχυρισμοί για τα αποτελέσματα της αποκατάστασης.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν διαφορετικά τα αποτελέσματα της αποκατάστασης σε όλες τις ομάδες βλάστησης, τονίζοντας την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές διαχείρισης με βάση την αρχική κατάσταση της βλάστησης.
Η μελέτη ανέδειξε τις δυνατότητες συνδυασμού πολλαπλών αισθητήρων RS για την ενίσχυση των χρονικών, χωρικών και φασματικών πληροφοριών για την παρακολούθηση της αποκατάστασης.
Παρά τις προκλήσεις, η μελέτη παρείχε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη σημασία των επιλογών RS στην παρακολούθηση της αποκατάστασης και υπογράμμισε την ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα και διαφανείς αναφορές για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των αξιολογήσεων αποκατάστασης. Συνολικά, η έρευνα υπογραμμίζει τη σημασία των τεχνολογιών RS στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της αποκατάστασης και ζητεί την προσεκτική εξέταση και τεκμηρίωση των επιλογών RS για να διασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα αξιολόγησης.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η παρούσα μελέτη διερευνά τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικές επιλογές στη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης επηρεάζουν την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της αποκατάστασης για την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών. Η μελέτη διαπιστώνει επίσης ότι οι περιοχές με διαφορετικά επίπεδα υποβάθμισης ανταποκρίνονται διαφορετικά στις επιλογές των RS, με τις έντονα υποβαθμισμένες περιοχές να παρουσιάζουν πιο συνεπή αποτελέσματα. Δεδομένης της σημασίας της παρακολούθησης και της αξιολόγησης της αποκατάστασης, η κατανόηση του αντίκτυπου των επιλογών RS είναι ζωτικής σημασίας.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T13:20:15Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results
of ecological restoration interventions''

'''Συγγραφείς: ''' ''Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''BACI, Υποβάθμιση της γης, Εκτίμηση επιπτώσεων, Ανάλυση ευαισθησίας, Νότια Αφρική, Συμβολή της φύσης στον άνθρωπο (NCP)''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Ecosystem Services Volume 64, December 2023, 101565, https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η εισαγωγή παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της σημασίας της οικολογικής
αποκατάστασης για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης της γης και την προώθηση της
υγείας των οικοσυστημάτων όπως και ο οργανισμός UN Decade. Ορίζει την οικολογική
αποκατάσταση ως μια διαδικασία που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της ανάκαμψης των
υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων και τονίζει τη σημασία της τόσο για τη φύση όσο και για
την ανθρώπινη ευημερία. Η εισαγωγή υπογραμμίζει τα οικονομικά και κοινωνικά οφέλη των
προσπαθειών αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη το οικολογικό
και κοινωνικό κόστος στις επενδύσεις αποκατάστασης. Οι προκλήσεις σχετίζονται με την
παρακολούθηση και την αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης,
συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας των διεργασιών του οικοσυστήματος και της
ανάγκης για ακριβείς μεθόδους αξιολόγησης. Εισάγει την έννοια των οικοσυστημικών
υπηρεσιών ως μέτρο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης και τονίζει τη
σημασία της κατανόησης της επίδρασης των παρεμβάσεων στις υπηρεσίες αυτές. Οι στόχοι
της μελέτης είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων
αποκατάστασης με τη χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης και η αξιολόγηση του τρόπου με τον
οποίο διαφορετικές μεθοδολογικές επιλογές επηρεάζουν τα αποτελέσματα της
παρακολούθησης της αποκατάστασης. Η εισαγωγή εξετάζει τα υφιστάμενα πλαίσια
παρακολούθησης και αξιολόγησης στον τομέα της οικολογίας αποκατάστασης, τονίζοντας
τον επαναληπτικό χαρακτήρα αυτών των διαδικασιών και τη σημασία της συλλογής
δεδομένων βάσης, της εφαρμογής της αποκατάστασης και της ανάλυσης και αναφοράς των
αποτελεσμάτων. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός Πριν-Μετά-Ελέγχου-Επιπτώσεων/'''Before-After-Control-Impact (BACI) ως μέθοδος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρέμβασης και τονίζεται η ανάγκη σύγκρισης των περιοχών ελέγχου και των αποκατεστημένων περιοχών με την πάροδο του χρόνου για την ακριβή αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης.''' Το κείμενο υπογραμμίζει τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στο σχεδιασμό, τη διαχείριση και την παρακολούθηση των έργων
αποκατάστασης, ιδίως όσον αφορά την παροχή βασικών στοιχείων για την αξιολόγηση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος. Συζητούνται τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, όπως η ικανότητά της να προσφέρει επαναλαμβανόμενες, τυποποιημένες και επαληθεύσιμες εικόνες για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας. Στην εισαγωγή τονίζεται η σημασία της ενσωμάτωσης δορυφορικών εικόνων με μετρήσεις πεδίου και άλλες
μεταβλητές με γεωαναφορά για την παραγωγή ακριβών εκτιμήσεων της προσφοράς
οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στην
παρακολούθηση της αποκατάστασης, το κείμενο εντοπίζει ένα ερευνητικό κενό στην
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διάφορες επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα
αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποκατάστασης. Η μελέτη αποσκοπεί στην
αντιμετώπιση αυτού του κενού καταδεικνύοντας τον αντίκτυπο των επιλογών
τηλεπισκόπησης στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης στο Baviaanskloof της
Νότιας Αφρικής. Παρέχει ένα σαφές σκεπτικό για τη μελέτη και
καθορίζει τους στόχους της στο ευρύτερο πλαίσιο της οικολογίας αποκατάστασης και της
αξιολόγησης των οικοσυστημικών υπηρεσιών.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης και Τρόπος αποκατάστασης '''

Η μελέτη επικεντρώνεται σε υποτροπικούς ξηρούς θαμνώνες και θαμνότοπους στο Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy, Ανατολικό Ακρωτήριο, Νότια Αφρική. Η περιοχή αυτή έχει υποβαθμιστεί σε μεγάλο βαθμό λόγω της μη βιώσιμης κτηνοτροφίας, με αποτέλεσμα την απώλεια της βλάστησης και τη μείωση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος, όπως η παροχή χορτονομής και η πρόληψη της διάβρωσης. Για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης έχουν εφαρμοστεί παρεμβάσεις αποκατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της αναβλάστησης και του αποκλεισμού των ζώων.'''[Εικόνα 1]''' Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένα μια παρέμβαση αναβλάστησης που περιελάμβανε τη φύτευση του spekboom (''Portulacaria afra''),ένα ενδημικό και εύγευστο είδος για την άγρια ζωή και τα παραγωγικά ζώα, μεταξύ 2010 και 2015 σε 1.100 εκτάρια υποβαθμισμένης γης. Δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες, η πρόληψη της διάβρωσης και η παροχή χορτονομής, επιλέχθηκαν για λεπτομερή αξιολόγηση με τη χρήση μετρήσεων πεδίου και δεδομένων τηλεπισκόπησης (RS). Για την εκτίμηση αυτών των οικοσυστημικών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου σε 30 δειγματοληπτικά τεμάχια. Η πρόληψη της διάβρωσης ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ποσοστό της στρωματοποιημένης φυτοκάλυψης, ενώ η παροχή χορτονομής εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας αλλομετρικές εξισώσεις με βάση τις διαστάσεις και την κάλυψη της κομοστέγης. Αναπτύχθηκαν μοντέλα RS με βάση τις εικόνες Sentinel-2 και Landsat για να συσχετιστούν οι μετρήσεις πεδίου με τα δεδομένα RS( όπως BSI Bare Soil Index).'''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:4.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχές παρέμβασης αποκατάστασης στην περιοχή μελέτης Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy στη Νότια Αφρική. Η σκίαση υποδεικνύει το τοπογραφικό ανάγλυφου'' ]]
[[Αρχείο:4.2.png| thumb| right|'''Πίνακας 1.''' '''' ]]

''' Τηλεπισκοπικές επιλογές για χαρτογράφηση '''

 Επιλογή παρακολούθησης και εκτίμησης πλαισίου: Η μελέτη αξιολόγησε τον αντίκτυπο των διαφόρων επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης χρησιμοποιώντας την ανάλυση Before-After-Control-Impact (BACI). Εξετάστηκαν πέντε βασικές επιλογές RS συμπεριλαμβανομένου:
<blockquote>•του αριθμού των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της κατανομής των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των εικόνων εντός του έτους</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των περιόδων αναφοράς</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής του αισθητήρα RS (Landsat-8 ή Sentinel-2)</blockquote>
Οι επιλογές αυτές αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την ανάλυση BACI της διαθεσιμότητας βοσκήσιμης ύλης ενώ η 5η επιλογή διερευνήθηκε υπολογίζοντας τη παροχή της πρόληψης από διάβρωση.
Για να απεικονιστούν οι μακροπρόθεσμες πορείες των οικοσυστημικών υπηρεσιών, εντοπίστηκαν συστάδες με παρόμοια επίπεδα οικοσυστημικών υπηρεσιών πριν από την παρέμβαση, χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης που προέρχονται από εικόνες Landsat. Αυτές οι συστάδες χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της πρόληψης της διάβρωσης και της παροχής βοσκήσιμης ύλης από το 1989 έως το 2020, αναδεικνύοντας τις μεταβολές στην παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών με την πάροδο του χρόνου. 

 Περιγραφή δεδομένων τηλεπισκόπησης: Διάφορες δορυφορικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των Landsat-5, 7 και 8 και του Sentinel-2, χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση RS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης βοηθητικά δεδομένα, όπως πληροφορίες για τις κλίσεις που προέκυψαν από ένα DEM και σύνολα χωρικών δεδομένων των περιοχών παρέμβασης. Η μελέτη χρησιμοποίησε το Google Earth Engine για την πρόσβαση στα δεδομένα και την επεξεργασία τους, εξασφαλίζοντας συνεπή χειρισμό των δεδομένων σε διάφορες RS επιλογές και βήματα ανάλυσης. Παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επιρροής των επιλογών RS στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης, με έμφαση στην περιοχή Baviaanskloof στη Νότια Αφρική. Με την ενσωμάτωση των μετρήσεων πεδίου και των δεδομένων RS, η μελέτη συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της αποτελεσματικότητας των προσπαθειών οικολογικής αποκατάστασης για την ενίσχυση των οικοσυστημικών υπηρεσιών.
Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη προσεκτικής εξέτασης των επιλογών αυτών για να διασφαλιστεί η ακριβής εκτίμηση των αποτελεσμάτων των οικοσυστημικών υπηρεσιών.


[[Αρχείο:Εικόνα 2..2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τύπος περιβαλλοντικής μεταβλητής, πλήρες όνομα, περιγραφές, εύρος τιμών, ερμηνεία, για όσες έχουν εισαχθεί στα κατά μέσο όρο πιο υποστηριζόμενα μοντέλα.'' ]]

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Η ταξινόμηση ISODATA των δορυφορικών δεικτών βλάστησης αποκάλυψε πέντε ομάδες βλάστησης με βάση την παροχή βοσκήσιμης ύλης και τα επίπεδα πρόληψης της διάβρωσης. Η συστάδα 1 αντιπροσώπευε περιοχές με υψηλή παροχή, ενώ η συστάδα 5 υποδήλωνε χαμηλή παροχή. Οι περισσότερες εκτάσεις ανήκαν στις συστάδες 3, 4 και 5. Οι διαχρονικές τροχιές από το 1989 έως το 2020 έδειξαν διακυμάνσεις στην παροχή βοσκήσιμης ύλης και στην πρόληψη της διάβρωσης, με τη συστάδα 1 να είναι σταθερά η υψηλότερη και τη συστάδα 5 η χαμηλότερη.'''[Εικόνα 2]'''
Οι εκτάσεις που αναβλάστησαν παρουσίασαν μέση μέγιστη παροχή χορτονομής που κυμάνθηκε από 16,7 kg m-2 έως 52,5 kg m-2 και μέση ελάχιστη παροχή από 4,8 kg m-2 έως 31,3 kg m-2. Η πρόληψη της διάβρωσης κυμάνθηκε από 2,43% έως 8,51% για τις μέγιστες τιμές και από 0,43% έως 5,97% για τις ελάχιστες τιμές. Η χρήση ελάχιστων τιμών και οι συστάδες με χαμηλή παροχή υπηρεσιών παρουσίασαν τη μικρότερη μεταβλητότητα. Οι περιορισμοί των εικόνων/δεδομένων χωρίς σύννεφα το 1997 και το 2006 επηρέασαν τις τιμές, οι οποίες δεν λήφθηκαν υπόψη στον υπολογισμό του BACI.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν τις αντιθέσεις BACI, ιδιαίτερα σε συστάδες με χαμηλή προσφορά υπηρεσιών. Οι μέγιστες ετήσιες τιμές έδειξαν σχετικά σταθερές αντιθέσεις BACI, υποδηλώνοντας μικρή επίδραση, ενώ οι ελάχιστες τιμές οδήγησαν σε κυμαινόμενα αποτελέσματα, υποδηλώνοντας θετικές επιδράσεις αποκατάστασης σε ορισμένα έτη. Οι επιλογές RS συχνά απέδωσαν αντίθετα πρόσημα BACI, υποδεικνύοντας ποικίλα συμπεράσματα αξιολόγησης της παρέμβασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνας οδήγησε στις μεγαλύτερες αποκλίσεις, ενώ η περίοδος αναφοράς και το μέγεθος του δείγματος επηρέασαν επίσης τα αποτελέσματα. Θετικές έως αρνητικές αλλαγές στο πρόσημο αντίθεσης BACI σημειώθηκαν με αλλαγές στο σύνολο ελέγχου και στην περίοδο αναφοράς. Οι εκτιμήσεις για την πρόληψη της διάβρωσης με βάση τον Sentinel-2 ήταν υψηλότερες από τον Landsat-8 λόγω της μεγαλύτερης χωρικής μεταβλητότητας που καταγράφηκε.

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν συστηματικά τον αντίκτυπο διαφορετικών επιλογών τηλεπισκόπησης στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης που επικεντρώνονται στις οικοσυστημικές υπηρεσίες. Χρησιμοποίησαν ένα υφιστάμενο πλαίσιο παρακολούθησης της αποκατάστασης και διαπίστωσαν ότι οι επιλογές RS επηρέασαν σημαντικά τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαφορετικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αποκατάστασης. Τα βασικά ευρήματα περιλάμβαναν:
Οι επιλογές RS, όπως ο χρόνος λήψης των εικόνων και οι περίοδοι αναφοράς, επηρέασαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων Before-After-Control-Impact (BACI), αναδεικνύοντας τη σημασία της προσεκτικής επιλογής και αιτιολόγησης των παραμέτρων RS.
Τα αποτελέσματα της αποκατάστασης ποικίλλουν ανάλογα με τις χρονικές περιόδους που αναλύονται πριν και μετά την παρέμβαση.
Ο αριθμός και η επιλογή των περιοχών ελέγχου ήταν κρίσιμοι παράγοντες στις αναλύσεις BACI, με μεγαλύτερα μεγέθη δείγματος ελέγχου να παρέχουν πιο ισχυρά αποτελέσματα αξιολόγησης.
Η μελέτη προσδιόρισε την ανάγκη για διαφανή τεκμηρίωση των επιλογών RS στις εκθέσεις αξιολόγησης της αποκατάστασης, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς ισχυρισμοί για τα αποτελέσματα της αποκατάστασης.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν διαφορετικά τα αποτελέσματα της αποκατάστασης σε όλες τις ομάδες βλάστησης, τονίζοντας την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές διαχείρισης με βάση την αρχική κατάσταση της βλάστησης.
Η μελέτη ανέδειξε τις δυνατότητες συνδυασμού πολλαπλών αισθητήρων RS για την ενίσχυση των χρονικών, χωρικών και φασματικών πληροφοριών για την παρακολούθηση της αποκατάστασης.
Παρά τις προκλήσεις, η μελέτη παρείχε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη σημασία των επιλογών RS στην παρακολούθηση της αποκατάστασης και υπογράμμισε την ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα και διαφανείς αναφορές για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των αξιολογήσεων αποκατάστασης. Συνολικά, η έρευνα υπογραμμίζει τη σημασία των τεχνολογιών RS στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της αποκατάστασης και ζητεί την προσεκτική εξέταση και τεκμηρίωση των επιλογών RS για να διασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα αξιολόγησης.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η παρούσα μελέτη διερευνά τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικές επιλογές στη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης επηρεάζουν την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της αποκατάστασης για την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών. Η μελέτη διαπιστώνει επίσης ότι οι περιοχές με διαφορετικά επίπεδα υποβάθμισης ανταποκρίνονται διαφορετικά στις επιλογές των RS, με τις έντονα υποβαθμισμένες περιοχές να παρουσιάζουν πιο συνεπή αποτελέσματα. Δεδομένης της σημασίας της παρακολούθησης και της αξιολόγησης της αποκατάστασης, η κατανόηση του αντίκτυπου των επιλογών RS είναι ζωτικής σημασίας.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T13:19:21Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results
of ecological restoration interventions''

'''Συγγραφείς: ''' ''Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''BACI, Υποβάθμιση της γης, Εκτίμηση επιπτώσεων, Ανάλυση ευαισθησίας, Νότια Αφρική, Συμβολή της φύσης στον άνθρωπο (NCP)''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Ecosystem Services Volume 64, December 2023, 101565, https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η εισαγωγή παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της σημασίας της οικολογικής
αποκατάστασης για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης της γης και την προώθηση της
υγείας των οικοσυστημάτων όπως και ο οργανισμός UN Decade. Ορίζει την οικολογική
αποκατάσταση ως μια διαδικασία που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της ανάκαμψης των
υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων και τονίζει τη σημασία της τόσο για τη φύση όσο και για
την ανθρώπινη ευημερία. Η εισαγωγή υπογραμμίζει τα οικονομικά και κοινωνικά οφέλη των
προσπαθειών αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη το οικολογικό
και κοινωνικό κόστος στις επενδύσεις αποκατάστασης. Οι προκλήσεις σχετίζονται με την
παρακολούθηση και την αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης,
συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας των διεργασιών του οικοσυστήματος και της
ανάγκης για ακριβείς μεθόδους αξιολόγησης. Εισάγει την έννοια των οικοσυστημικών
υπηρεσιών ως μέτρο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης και τονίζει τη
σημασία της κατανόησης της επίδρασης των παρεμβάσεων στις υπηρεσίες αυτές. Οι στόχοι
της μελέτης είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων
αποκατάστασης με τη χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης και η αξιολόγηση του τρόπου με τον
οποίο διαφορετικές μεθοδολογικές επιλογές επηρεάζουν τα αποτελέσματα της
παρακολούθησης της αποκατάστασης. Η εισαγωγή εξετάζει τα υφιστάμενα πλαίσια
παρακολούθησης και αξιολόγησης στον τομέα της οικολογίας αποκατάστασης, τονίζοντας
τον επαναληπτικό χαρακτήρα αυτών των διαδικασιών και τη σημασία της συλλογής
δεδομένων βάσης, της εφαρμογής της αποκατάστασης και της ανάλυσης και αναφοράς των
αποτελεσμάτων. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός Πριν-Μετά-Ελέγχου-Επιπτώσεων/'''Before-After-Control-Impact (BACI) ως μέθοδος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρέμβασης και τονίζεται η ανάγκη σύγκρισης των περιοχών ελέγχου και των αποκατεστημένων περιοχών με την πάροδο του χρόνου για την ακριβή αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης.''' Το κείμενο υπογραμμίζει τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στο σχεδιασμό, τη διαχείριση και την παρακολούθηση των έργων
αποκατάστασης, ιδίως όσον αφορά την παροχή βασικών στοιχείων για την αξιολόγηση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος. Συζητούνται τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, όπως η ικανότητά της να προσφέρει επαναλαμβανόμενες, τυποποιημένες και επαληθεύσιμες εικόνες για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας. Στην εισαγωγή τονίζεται η σημασία της ενσωμάτωσης δορυφορικών εικόνων με μετρήσεις πεδίου και άλλες
μεταβλητές με γεωαναφορά για την παραγωγή ακριβών εκτιμήσεων της προσφοράς
οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στην
παρακολούθηση της αποκατάστασης, το κείμενο εντοπίζει ένα ερευνητικό κενό στην
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διάφορες επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα
αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποκατάστασης. Η μελέτη αποσκοπεί στην
αντιμετώπιση αυτού του κενού καταδεικνύοντας τον αντίκτυπο των επιλογών
τηλεπισκόπησης στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης στο Baviaanskloof της
Νότιας Αφρικής. Παρέχει ένα σαφές σκεπτικό για τη μελέτη και
καθορίζει τους στόχους της στο ευρύτερο πλαίσιο της οικολογίας αποκατάστασης και της
αξιολόγησης των οικοσυστημικών υπηρεσιών.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης και Τρόπος αποκατάστασης '''

Η μελέτη επικεντρώνεται σε υποτροπικούς ξηρούς θαμνώνες και θαμνότοπους στο Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy, Ανατολικό Ακρωτήριο, Νότια Αφρική. Η περιοχή αυτή έχει υποβαθμιστεί σε μεγάλο βαθμό λόγω της μη βιώσιμης κτηνοτροφίας, με αποτέλεσμα την απώλεια της βλάστησης και τη μείωση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος, όπως η παροχή χορτονομής και η πρόληψη της διάβρωσης. Για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης έχουν εφαρμοστεί παρεμβάσεις αποκατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της αναβλάστησης και του αποκλεισμού των ζώων.'''[Εικόνα 1]''' Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένα μια παρέμβαση αναβλάστησης που περιελάμβανε τη φύτευση του spekboom (''Portulacaria afra''),ένα ενδημικό και εύγευστο είδος για την άγρια ζωή και τα παραγωγικά ζώα, μεταξύ 2010 και 2015 σε 1.100 εκτάρια υποβαθμισμένης γης. Δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες, η πρόληψη της διάβρωσης και η παροχή χορτονομής, επιλέχθηκαν για λεπτομερή αξιολόγηση με τη χρήση μετρήσεων πεδίου και δεδομένων τηλεπισκόπησης (RS). Για την εκτίμηση αυτών των οικοσυστημικών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου σε 30 δειγματοληπτικά τεμάχια. Η πρόληψη της διάβρωσης ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ποσοστό της στρωματοποιημένης φυτοκάλυψης, ενώ η παροχή χορτονομής εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας αλλομετρικές εξισώσεις με βάση τις διαστάσεις και την κάλυψη της κομοστέγης. Αναπτύχθηκαν μοντέλα RS με βάση τις εικόνες Sentinel-2 και Landsat για να συσχετιστούν οι μετρήσεις πεδίου με τα δεδομένα RS( όπως BSI Bare Soil Index).'''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:4.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''Περιοχές παρέμβασης αποκατάστασης στην περιοχή μελέτης Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy στη Νότια Αφρική. Η σκίαση υποδεικνύει το τοπογραφικό ανάγλυφου'' ]]

''' Τηλεπισκοπικές επιλογές για χαρτογράφηση '''

 Επιλογή παρακολούθησης και εκτίμησης πλαισίου: Η μελέτη αξιολόγησε τον αντίκτυπο των διαφόρων επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης χρησιμοποιώντας την ανάλυση Before-After-Control-Impact (BACI). Εξετάστηκαν πέντε βασικές επιλογές RS συμπεριλαμβανομένου:
<blockquote>•του αριθμού των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της κατανομής των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των εικόνων εντός του έτους</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των περιόδων αναφοράς</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής του αισθητήρα RS (Landsat-8 ή Sentinel-2)</blockquote>
Οι επιλογές αυτές αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την ανάλυση BACI της διαθεσιμότητας βοσκήσιμης ύλης ενώ η 5η επιλογή διερευνήθηκε υπολογίζοντας τη παροχή της πρόληψης από διάβρωση.
Για να απεικονιστούν οι μακροπρόθεσμες πορείες των οικοσυστημικών υπηρεσιών, εντοπίστηκαν συστάδες με παρόμοια επίπεδα οικοσυστημικών υπηρεσιών πριν από την παρέμβαση, χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης που προέρχονται από εικόνες Landsat. Αυτές οι συστάδες χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της πρόληψης της διάβρωσης και της παροχής βοσκήσιμης ύλης από το 1989 έως το 2020, αναδεικνύοντας τις μεταβολές στην παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών με την πάροδο του χρόνου. 

 Περιγραφή δεδομένων τηλεπισκόπησης: Διάφορες δορυφορικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των Landsat-5, 7 και 8 και του Sentinel-2, χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση RS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης βοηθητικά δεδομένα, όπως πληροφορίες για τις κλίσεις που προέκυψαν από ένα DEM και σύνολα χωρικών δεδομένων των περιοχών παρέμβασης. Η μελέτη χρησιμοποίησε το Google Earth Engine για την πρόσβαση στα δεδομένα και την επεξεργασία τους, εξασφαλίζοντας συνεπή χειρισμό των δεδομένων σε διάφορες RS επιλογές και βήματα ανάλυσης. Παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επιρροής των επιλογών RS στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης, με έμφαση στην περιοχή Baviaanskloof στη Νότια Αφρική. Με την ενσωμάτωση των μετρήσεων πεδίου και των δεδομένων RS, η μελέτη συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της αποτελεσματικότητας των προσπαθειών οικολογικής αποκατάστασης για την ενίσχυση των οικοσυστημικών υπηρεσιών.
Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη προσεκτικής εξέτασης των επιλογών αυτών για να διασφαλιστεί η ακριβής εκτίμηση των αποτελεσμάτων των οικοσυστημικών υπηρεσιών.


[[Αρχείο:Εικόνα 2..2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τύπος περιβαλλοντικής μεταβλητής, πλήρες όνομα, περιγραφές, εύρος τιμών, ερμηνεία, για όσες έχουν εισαχθεί στα κατά μέσο όρο πιο υποστηριζόμενα μοντέλα.'' ]]

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Η ταξινόμηση ISODATA των δορυφορικών δεικτών βλάστησης αποκάλυψε πέντε ομάδες βλάστησης με βάση την παροχή βοσκήσιμης ύλης και τα επίπεδα πρόληψης της διάβρωσης. Η συστάδα 1 αντιπροσώπευε περιοχές με υψηλή παροχή, ενώ η συστάδα 5 υποδήλωνε χαμηλή παροχή. Οι περισσότερες εκτάσεις ανήκαν στις συστάδες 3, 4 και 5. Οι διαχρονικές τροχιές από το 1989 έως το 2020 έδειξαν διακυμάνσεις στην παροχή βοσκήσιμης ύλης και στην πρόληψη της διάβρωσης, με τη συστάδα 1 να είναι σταθερά η υψηλότερη και τη συστάδα 5 η χαμηλότερη.'''[Εικόνα 2]'''
Οι εκτάσεις που αναβλάστησαν παρουσίασαν μέση μέγιστη παροχή χορτονομής που κυμάνθηκε από 16,7 kg m-2 έως 52,5 kg m-2 και μέση ελάχιστη παροχή από 4,8 kg m-2 έως 31,3 kg m-2. Η πρόληψη της διάβρωσης κυμάνθηκε από 2,43% έως 8,51% για τις μέγιστες τιμές και από 0,43% έως 5,97% για τις ελάχιστες τιμές. Η χρήση ελάχιστων τιμών και οι συστάδες με χαμηλή παροχή υπηρεσιών παρουσίασαν τη μικρότερη μεταβλητότητα. Οι περιορισμοί των εικόνων/δεδομένων χωρίς σύννεφα το 1997 και το 2006 επηρέασαν τις τιμές, οι οποίες δεν λήφθηκαν υπόψη στον υπολογισμό του BACI.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν τις αντιθέσεις BACI, ιδιαίτερα σε συστάδες με χαμηλή προσφορά υπηρεσιών. Οι μέγιστες ετήσιες τιμές έδειξαν σχετικά σταθερές αντιθέσεις BACI, υποδηλώνοντας μικρή επίδραση, ενώ οι ελάχιστες τιμές οδήγησαν σε κυμαινόμενα αποτελέσματα, υποδηλώνοντας θετικές επιδράσεις αποκατάστασης σε ορισμένα έτη. Οι επιλογές RS συχνά απέδωσαν αντίθετα πρόσημα BACI, υποδεικνύοντας ποικίλα συμπεράσματα αξιολόγησης της παρέμβασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνας οδήγησε στις μεγαλύτερες αποκλίσεις, ενώ η περίοδος αναφοράς και το μέγεθος του δείγματος επηρέασαν επίσης τα αποτελέσματα. Θετικές έως αρνητικές αλλαγές στο πρόσημο αντίθεσης BACI σημειώθηκαν με αλλαγές στο σύνολο ελέγχου και στην περίοδο αναφοράς. Οι εκτιμήσεις για την πρόληψη της διάβρωσης με βάση τον Sentinel-2 ήταν υψηλότερες από τον Landsat-8 λόγω της μεγαλύτερης χωρικής μεταβλητότητας που καταγράφηκε.

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν συστηματικά τον αντίκτυπο διαφορετικών επιλογών τηλεπισκόπησης στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης που επικεντρώνονται στις οικοσυστημικές υπηρεσίες. Χρησιμοποίησαν ένα υφιστάμενο πλαίσιο παρακολούθησης της αποκατάστασης και διαπίστωσαν ότι οι επιλογές RS επηρέασαν σημαντικά τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαφορετικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αποκατάστασης. Τα βασικά ευρήματα περιλάμβαναν:
Οι επιλογές RS, όπως ο χρόνος λήψης των εικόνων και οι περίοδοι αναφοράς, επηρέασαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων Before-After-Control-Impact (BACI), αναδεικνύοντας τη σημασία της προσεκτικής επιλογής και αιτιολόγησης των παραμέτρων RS.
Τα αποτελέσματα της αποκατάστασης ποικίλλουν ανάλογα με τις χρονικές περιόδους που αναλύονται πριν και μετά την παρέμβαση.
Ο αριθμός και η επιλογή των περιοχών ελέγχου ήταν κρίσιμοι παράγοντες στις αναλύσεις BACI, με μεγαλύτερα μεγέθη δείγματος ελέγχου να παρέχουν πιο ισχυρά αποτελέσματα αξιολόγησης.
Η μελέτη προσδιόρισε την ανάγκη για διαφανή τεκμηρίωση των επιλογών RS στις εκθέσεις αξιολόγησης της αποκατάστασης, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς ισχυρισμοί για τα αποτελέσματα της αποκατάστασης.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν διαφορετικά τα αποτελέσματα της αποκατάστασης σε όλες τις ομάδες βλάστησης, τονίζοντας την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές διαχείρισης με βάση την αρχική κατάσταση της βλάστησης.
Η μελέτη ανέδειξε τις δυνατότητες συνδυασμού πολλαπλών αισθητήρων RS για την ενίσχυση των χρονικών, χωρικών και φασματικών πληροφοριών για την παρακολούθηση της αποκατάστασης.
Παρά τις προκλήσεις, η μελέτη παρείχε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη σημασία των επιλογών RS στην παρακολούθηση της αποκατάστασης και υπογράμμισε την ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα και διαφανείς αναφορές για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των αξιολογήσεων αποκατάστασης. Συνολικά, η έρευνα υπογραμμίζει τη σημασία των τεχνολογιών RS στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της αποκατάστασης και ζητεί την προσεκτική εξέταση και τεκμηρίωση των επιλογών RS για να διασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα αξιολόγησης.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η παρούσα μελέτη διερευνά τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικές επιλογές στη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης επηρεάζουν την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της αποκατάστασης για την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών. Η μελέτη διαπιστώνει επίσης ότι οι περιοχές με διαφορετικά επίπεδα υποβάθμισης ανταποκρίνονται διαφορετικά στις επιλογές των RS, με τις έντονα υποβαθμισμένες περιοχές να παρουσιάζουν πιο συνεπή αποτελέσματα. Δεδομένης της σημασίας της παρακολούθησης και της αξιολόγησης της αποκατάστασης, η κατανόηση του αντίκτυπου των επιλογών RS είναι ζωτικής σημασίας.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T13:19:02Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results
of ecological restoration interventions''

'''Συγγραφείς: ''' ''Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''BACI, Υποβάθμιση της γης, Εκτίμηση επιπτώσεων, Ανάλυση ευαισθησίας, Νότια Αφρική, Συμβολή της φύσης στον άνθρωπο (NCP)''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Ecosystem Services Volume 64, December 2023, 101565, https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η εισαγωγή παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της σημασίας της οικολογικής
αποκατάστασης για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης της γης και την προώθηση της
υγείας των οικοσυστημάτων όπως και ο οργανισμός UN Decade. Ορίζει την οικολογική
αποκατάσταση ως μια διαδικασία που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της ανάκαμψης των
υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων και τονίζει τη σημασία της τόσο για τη φύση όσο και για
την ανθρώπινη ευημερία. Η εισαγωγή υπογραμμίζει τα οικονομικά και κοινωνικά οφέλη των
προσπαθειών αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη το οικολογικό
και κοινωνικό κόστος στις επενδύσεις αποκατάστασης. Οι προκλήσεις σχετίζονται με την
παρακολούθηση και την αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης,
συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας των διεργασιών του οικοσυστήματος και της
ανάγκης για ακριβείς μεθόδους αξιολόγησης. Εισάγει την έννοια των οικοσυστημικών
υπηρεσιών ως μέτρο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης και τονίζει τη
σημασία της κατανόησης της επίδρασης των παρεμβάσεων στις υπηρεσίες αυτές. Οι στόχοι
της μελέτης είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων
αποκατάστασης με τη χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης και η αξιολόγηση του τρόπου με τον
οποίο διαφορετικές μεθοδολογικές επιλογές επηρεάζουν τα αποτελέσματα της
παρακολούθησης της αποκατάστασης. Η εισαγωγή εξετάζει τα υφιστάμενα πλαίσια
παρακολούθησης και αξιολόγησης στον τομέα της οικολογίας αποκατάστασης, τονίζοντας
τον επαναληπτικό χαρακτήρα αυτών των διαδικασιών και τη σημασία της συλλογής
δεδομένων βάσης, της εφαρμογής της αποκατάστασης και της ανάλυσης και αναφοράς των
αποτελεσμάτων. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός Πριν-Μετά-Ελέγχου-Επιπτώσεων/'''Before-After-Control-Impact (BACI) ως μέθοδος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρέμβασης και τονίζεται η ανάγκη σύγκρισης των περιοχών ελέγχου και των αποκατεστημένων περιοχών με την πάροδο του χρόνου για την ακριβή αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης.''' Το κείμενο υπογραμμίζει τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στο σχεδιασμό, τη διαχείριση και την παρακολούθηση των έργων
αποκατάστασης, ιδίως όσον αφορά την παροχή βασικών στοιχείων για την αξιολόγηση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος. Συζητούνται τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, όπως η ικανότητά της να προσφέρει επαναλαμβανόμενες, τυποποιημένες και επαληθεύσιμες εικόνες για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας. Στην εισαγωγή τονίζεται η σημασία της ενσωμάτωσης δορυφορικών εικόνων με μετρήσεις πεδίου και άλλες
μεταβλητές με γεωαναφορά για την παραγωγή ακριβών εκτιμήσεων της προσφοράς
οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στην
παρακολούθηση της αποκατάστασης, το κείμενο εντοπίζει ένα ερευνητικό κενό στην
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διάφορες επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα
αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποκατάστασης. Η μελέτη αποσκοπεί στην
αντιμετώπιση αυτού του κενού καταδεικνύοντας τον αντίκτυπο των επιλογών
τηλεπισκόπησης στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης στο Baviaanskloof της
Νότιας Αφρικής. Παρέχει ένα σαφές σκεπτικό για τη μελέτη και
καθορίζει τους στόχους της στο ευρύτερο πλαίσιο της οικολογίας αποκατάστασης και της
αξιολόγησης των οικοσυστημικών υπηρεσιών.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης και Τρόπος αποκατάστασης '''

Η μελέτη επικεντρώνεται σε υποτροπικούς ξηρούς θαμνώνες και θαμνότοπους στο Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy, Ανατολικό Ακρωτήριο, Νότια Αφρική. Η περιοχή αυτή έχει υποβαθμιστεί σε μεγάλο βαθμό λόγω της μη βιώσιμης κτηνοτροφίας, με αποτέλεσμα την απώλεια της βλάστησης και τη μείωση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος, όπως η παροχή χορτονομής και η πρόληψη της διάβρωσης. Για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης έχουν εφαρμοστεί παρεμβάσεις αποκατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της αναβλάστησης και του αποκλεισμού των ζώων.'''[Εικόνα 1]''' Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένα μια παρέμβαση αναβλάστησης που περιελάμβανε τη φύτευση του spekboom (''Portulacaria afra''),ένα ενδημικό και εύγευστο είδος για την άγρια ζωή και τα παραγωγικά ζώα, μεταξύ 2010 και 2015 σε 1.100 εκτάρια υποβαθμισμένης γης. Δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες, η πρόληψη της διάβρωσης και η παροχή χορτονομής, επιλέχθηκαν για λεπτομερή αξιολόγηση με τη χρήση μετρήσεων πεδίου και δεδομένων τηλεπισκόπησης (RS). Για την εκτίμηση αυτών των οικοσυστημικών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου σε 30 δειγματοληπτικά τεμάχια. Η πρόληψη της διάβρωσης ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ποσοστό της στρωματοποιημένης φυτοκάλυψης, ενώ η παροχή χορτονομής εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας αλλομετρικές εξισώσεις με βάση τις διαστάσεις και την κάλυψη της κομοστέγης. Αναπτύχθηκαν μοντέλα RS με βάση τις εικόνες Sentinel-2 και Landsat για να συσχετιστούν οι μετρήσεις πεδίου με τα δεδομένα RS( όπως BSI Bare Soil Index).'''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:4.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''(Περιοχές παρέμβασης αποκατάστασης στην περιοχή μελέτης Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy στη Νότια Αφρική. Η σκίαση υποδεικνύει το τοπογραφικό ανάγλυφου)'' ]]

''' Τηλεπισκοπικές επιλογές για χαρτογράφηση '''

 Επιλογή παρακολούθησης και εκτίμησης πλαισίου: Η μελέτη αξιολόγησε τον αντίκτυπο των διαφόρων επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης χρησιμοποιώντας την ανάλυση Before-After-Control-Impact (BACI). Εξετάστηκαν πέντε βασικές επιλογές RS συμπεριλαμβανομένου:
<blockquote>•του αριθμού των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της κατανομής των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των εικόνων εντός του έτους</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των περιόδων αναφοράς</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής του αισθητήρα RS (Landsat-8 ή Sentinel-2)</blockquote>
Οι επιλογές αυτές αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την ανάλυση BACI της διαθεσιμότητας βοσκήσιμης ύλης ενώ η 5η επιλογή διερευνήθηκε υπολογίζοντας τη παροχή της πρόληψης από διάβρωση.
Για να απεικονιστούν οι μακροπρόθεσμες πορείες των οικοσυστημικών υπηρεσιών, εντοπίστηκαν συστάδες με παρόμοια επίπεδα οικοσυστημικών υπηρεσιών πριν από την παρέμβαση, χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης που προέρχονται από εικόνες Landsat. Αυτές οι συστάδες χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της πρόληψης της διάβρωσης και της παροχής βοσκήσιμης ύλης από το 1989 έως το 2020, αναδεικνύοντας τις μεταβολές στην παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών με την πάροδο του χρόνου. 

 Περιγραφή δεδομένων τηλεπισκόπησης: Διάφορες δορυφορικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των Landsat-5, 7 και 8 και του Sentinel-2, χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση RS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης βοηθητικά δεδομένα, όπως πληροφορίες για τις κλίσεις που προέκυψαν από ένα DEM και σύνολα χωρικών δεδομένων των περιοχών παρέμβασης. Η μελέτη χρησιμοποίησε το Google Earth Engine για την πρόσβαση στα δεδομένα και την επεξεργασία τους, εξασφαλίζοντας συνεπή χειρισμό των δεδομένων σε διάφορες RS επιλογές και βήματα ανάλυσης. Παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επιρροής των επιλογών RS στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης, με έμφαση στην περιοχή Baviaanskloof στη Νότια Αφρική. Με την ενσωμάτωση των μετρήσεων πεδίου και των δεδομένων RS, η μελέτη συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της αποτελεσματικότητας των προσπαθειών οικολογικής αποκατάστασης για την ενίσχυση των οικοσυστημικών υπηρεσιών.
Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη προσεκτικής εξέτασης των επιλογών αυτών για να διασφαλιστεί η ακριβής εκτίμηση των αποτελεσμάτων των οικοσυστημικών υπηρεσιών.


[[Αρχείο:Εικόνα 2..2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τύπος περιβαλλοντικής μεταβλητής, πλήρες όνομα, περιγραφές, εύρος τιμών, ερμηνεία, για όσες έχουν εισαχθεί στα κατά μέσο όρο πιο υποστηριζόμενα μοντέλα.'' ]]

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Η ταξινόμηση ISODATA των δορυφορικών δεικτών βλάστησης αποκάλυψε πέντε ομάδες βλάστησης με βάση την παροχή βοσκήσιμης ύλης και τα επίπεδα πρόληψης της διάβρωσης. Η συστάδα 1 αντιπροσώπευε περιοχές με υψηλή παροχή, ενώ η συστάδα 5 υποδήλωνε χαμηλή παροχή. Οι περισσότερες εκτάσεις ανήκαν στις συστάδες 3, 4 και 5. Οι διαχρονικές τροχιές από το 1989 έως το 2020 έδειξαν διακυμάνσεις στην παροχή βοσκήσιμης ύλης και στην πρόληψη της διάβρωσης, με τη συστάδα 1 να είναι σταθερά η υψηλότερη και τη συστάδα 5 η χαμηλότερη.'''[Εικόνα 2]'''
Οι εκτάσεις που αναβλάστησαν παρουσίασαν μέση μέγιστη παροχή χορτονομής που κυμάνθηκε από 16,7 kg m-2 έως 52,5 kg m-2 και μέση ελάχιστη παροχή από 4,8 kg m-2 έως 31,3 kg m-2. Η πρόληψη της διάβρωσης κυμάνθηκε από 2,43% έως 8,51% για τις μέγιστες τιμές και από 0,43% έως 5,97% για τις ελάχιστες τιμές. Η χρήση ελάχιστων τιμών και οι συστάδες με χαμηλή παροχή υπηρεσιών παρουσίασαν τη μικρότερη μεταβλητότητα. Οι περιορισμοί των εικόνων/δεδομένων χωρίς σύννεφα το 1997 και το 2006 επηρέασαν τις τιμές, οι οποίες δεν λήφθηκαν υπόψη στον υπολογισμό του BACI.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν τις αντιθέσεις BACI, ιδιαίτερα σε συστάδες με χαμηλή προσφορά υπηρεσιών. Οι μέγιστες ετήσιες τιμές έδειξαν σχετικά σταθερές αντιθέσεις BACI, υποδηλώνοντας μικρή επίδραση, ενώ οι ελάχιστες τιμές οδήγησαν σε κυμαινόμενα αποτελέσματα, υποδηλώνοντας θετικές επιδράσεις αποκατάστασης σε ορισμένα έτη. Οι επιλογές RS συχνά απέδωσαν αντίθετα πρόσημα BACI, υποδεικνύοντας ποικίλα συμπεράσματα αξιολόγησης της παρέμβασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνας οδήγησε στις μεγαλύτερες αποκλίσεις, ενώ η περίοδος αναφοράς και το μέγεθος του δείγματος επηρέασαν επίσης τα αποτελέσματα. Θετικές έως αρνητικές αλλαγές στο πρόσημο αντίθεσης BACI σημειώθηκαν με αλλαγές στο σύνολο ελέγχου και στην περίοδο αναφοράς. Οι εκτιμήσεις για την πρόληψη της διάβρωσης με βάση τον Sentinel-2 ήταν υψηλότερες από τον Landsat-8 λόγω της μεγαλύτερης χωρικής μεταβλητότητας που καταγράφηκε.

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν συστηματικά τον αντίκτυπο διαφορετικών επιλογών τηλεπισκόπησης στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης που επικεντρώνονται στις οικοσυστημικές υπηρεσίες. Χρησιμοποίησαν ένα υφιστάμενο πλαίσιο παρακολούθησης της αποκατάστασης και διαπίστωσαν ότι οι επιλογές RS επηρέασαν σημαντικά τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαφορετικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αποκατάστασης. Τα βασικά ευρήματα περιλάμβαναν:
Οι επιλογές RS, όπως ο χρόνος λήψης των εικόνων και οι περίοδοι αναφοράς, επηρέασαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων Before-After-Control-Impact (BACI), αναδεικνύοντας τη σημασία της προσεκτικής επιλογής και αιτιολόγησης των παραμέτρων RS.
Τα αποτελέσματα της αποκατάστασης ποικίλλουν ανάλογα με τις χρονικές περιόδους που αναλύονται πριν και μετά την παρέμβαση.
Ο αριθμός και η επιλογή των περιοχών ελέγχου ήταν κρίσιμοι παράγοντες στις αναλύσεις BACI, με μεγαλύτερα μεγέθη δείγματος ελέγχου να παρέχουν πιο ισχυρά αποτελέσματα αξιολόγησης.
Η μελέτη προσδιόρισε την ανάγκη για διαφανή τεκμηρίωση των επιλογών RS στις εκθέσεις αξιολόγησης της αποκατάστασης, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς ισχυρισμοί για τα αποτελέσματα της αποκατάστασης.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν διαφορετικά τα αποτελέσματα της αποκατάστασης σε όλες τις ομάδες βλάστησης, τονίζοντας την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές διαχείρισης με βάση την αρχική κατάσταση της βλάστησης.
Η μελέτη ανέδειξε τις δυνατότητες συνδυασμού πολλαπλών αισθητήρων RS για την ενίσχυση των χρονικών, χωρικών και φασματικών πληροφοριών για την παρακολούθηση της αποκατάστασης.
Παρά τις προκλήσεις, η μελέτη παρείχε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη σημασία των επιλογών RS στην παρακολούθηση της αποκατάστασης και υπογράμμισε την ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα και διαφανείς αναφορές για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των αξιολογήσεων αποκατάστασης. Συνολικά, η έρευνα υπογραμμίζει τη σημασία των τεχνολογιών RS στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της αποκατάστασης και ζητεί την προσεκτική εξέταση και τεκμηρίωση των επιλογών RS για να διασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα αξιολόγησης.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η παρούσα μελέτη διερευνά τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικές επιλογές στη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης επηρεάζουν την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της αποκατάστασης για την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών. Η μελέτη διαπιστώνει επίσης ότι οι περιοχές με διαφορετικά επίπεδα υποβάθμισης ανταποκρίνονται διαφορετικά στις επιλογές των RS, με τις έντονα υποβαθμισμένες περιοχές να παρουσιάζουν πιο συνεπή αποτελέσματα. Δεδομένης της σημασίας της παρακολούθησης και της αξιολόγησης της αποκατάστασης, η κατανόηση του αντίκτυπου των επιλογών RS είναι ζωτικής σημασίας.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]

Πως οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τη παρακολούθηση των οικοσυστημικών υπηρεσιών και της αξιολόγησης των παρεμβάσεων

2024-02-26T13:18:22Z

Evangelia moira:

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results
of ecological restoration interventions''

'''Συγγραφείς: ''' ''Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson''

'''Λέξεις Κλειδιά: ''' ''BACI, Υποβάθμιση της γης, Εκτίμηση επιπτώσεων, Ανάλυση ευαισθησίας, Νότια Αφρική, Συμβολή της φύσης στον άνθρωπο (NCP)''

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''Ecosystem Services Volume 64, December 2023, 101565, https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565''

''' 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ '''
Η εισαγωγή παρέχει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της σημασίας της οικολογικής
αποκατάστασης για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης της γης και την προώθηση της
υγείας των οικοσυστημάτων όπως και ο οργανισμός UN Decade. Ορίζει την οικολογική
αποκατάσταση ως μια διαδικασία που αποσκοπεί στην υποβοήθηση της ανάκαμψης των
υποβαθμισμένων οικοσυστημάτων και τονίζει τη σημασία της τόσο για τη φύση όσο και για
την ανθρώπινη ευημερία. Η εισαγωγή υπογραμμίζει τα οικονομικά και κοινωνικά οφέλη των
προσπαθειών αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη το οικολογικό
και κοινωνικό κόστος στις επενδύσεις αποκατάστασης. Οι προκλήσεις σχετίζονται με την
παρακολούθηση και την αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης,
συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας των διεργασιών του οικοσυστήματος και της
ανάγκης για ακριβείς μεθόδους αξιολόγησης. Εισάγει την έννοια των οικοσυστημικών
υπηρεσιών ως μέτρο για την αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης και τονίζει τη
σημασία της κατανόησης της επίδρασης των παρεμβάσεων στις υπηρεσίες αυτές. Οι στόχοι
της μελέτης είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των παρεμβάσεων
αποκατάστασης με τη χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης και η αξιολόγηση του τρόπου με τον
οποίο διαφορετικές μεθοδολογικές επιλογές επηρεάζουν τα αποτελέσματα της
παρακολούθησης της αποκατάστασης. Η εισαγωγή εξετάζει τα υφιστάμενα πλαίσια
παρακολούθησης και αξιολόγησης στον τομέα της οικολογίας αποκατάστασης, τονίζοντας
τον επαναληπτικό χαρακτήρα αυτών των διαδικασιών και τη σημασία της συλλογής
δεδομένων βάσης, της εφαρμογής της αποκατάστασης και της ανάλυσης και αναφοράς των
αποτελεσμάτων. Παρουσιάζεται ο σχεδιασμός Πριν-Μετά-Ελέγχου-Επιπτώσεων/'''Before-After-Control-Impact (BACI) ως μέθοδος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της παρέμβασης και τονίζεται η ανάγκη σύγκρισης των περιοχών ελέγχου και των αποκατεστημένων περιοχών με την πάροδο του χρόνου για την ακριβή αξιολόγηση των επιπτώσεων της αποκατάστασης.''' Το κείμενο υπογραμμίζει τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στο σχεδιασμό, τη διαχείριση και την παρακολούθηση των έργων
αποκατάστασης, ιδίως όσον αφορά την παροχή βασικών στοιχείων για την αξιολόγηση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος. Συζητούνται τα πλεονεκτήματα της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, όπως η ικανότητά της να προσφέρει επαναλαμβανόμενες, τυποποιημένες και επαληθεύσιμες εικόνες για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας. Στην εισαγωγή τονίζεται η σημασία της ενσωμάτωσης δορυφορικών εικόνων με μετρήσεις πεδίου και άλλες
μεταβλητές με γεωαναφορά για την παραγωγή ακριβών εκτιμήσεων της προσφοράς
οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τις δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στην
παρακολούθηση της αποκατάστασης, το κείμενο εντοπίζει ένα ερευνητικό κενό στην
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι διάφορες επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα
αποτελέσματα της αξιολόγησης της αποκατάστασης. Η μελέτη αποσκοπεί στην
αντιμετώπιση αυτού του κενού καταδεικνύοντας τον αντίκτυπο των επιλογών
τηλεπισκόπησης στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης στο Baviaanskloof της
Νότιας Αφρικής. Παρέχει ένα σαφές σκεπτικό για τη μελέτη και
καθορίζει τους στόχους της στο ευρύτερο πλαίσιο της οικολογίας αποκατάστασης και της
αξιολόγησης των οικοσυστημικών υπηρεσιών.

''' 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ '''

''' Περιοχή μελέτης και Τρόπος αποκατάστασης '''

Η μελέτη επικεντρώνεται σε υποτροπικούς ξηρούς θαμνώνες και θαμνότοπους στο Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy, Ανατολικό Ακρωτήριο, Νότια Αφρική. Η περιοχή αυτή έχει υποβαθμιστεί σε μεγάλο βαθμό λόγω της μη βιώσιμης κτηνοτροφίας, με αποτέλεσμα την απώλεια της βλάστησης και τη μείωση των υπηρεσιών του οικοσυστήματος, όπως η παροχή χορτονομής και η πρόληψη της διάβρωσης. Για την αντιμετώπιση της υποβάθμισης έχουν εφαρμοστεί παρεμβάσεις αποκατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της αναβλάστησης και του αποκλεισμού των ζώων.'''[Εικόνα 1]''' Η μελέτη εξετάζει συγκεκριμένα μια παρέμβαση αναβλάστησης που περιελάμβανε τη φύτευση του spekboom (''Portulacaria afra''),ένα ενδημικό και εύγευστο είδος για την άγρια ζωή και τα παραγωγικά ζώα, μεταξύ 2010 και 2015 σε 1.100 εκτάρια υποβαθμισμένης γης. Δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες, η πρόληψη της διάβρωσης και η παροχή χορτονομής, επιλέχθηκαν για λεπτομερή αξιολόγηση με τη χρήση μετρήσεων πεδίου και δεδομένων τηλεπισκόπησης (RS). Για την εκτίμηση αυτών των οικοσυστημικών υπηρεσιών χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου σε 30 δειγματοληπτικά τεμάχια. Η πρόληψη της διάβρωσης ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το ποσοστό της στρωματοποιημένης φυτοκάλυψης, ενώ η παροχή χορτονομής εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας αλλομετρικές εξισώσεις με βάση τις διαστάσεις και την κάλυψη της κομοστέγης. Αναπτύχθηκαν μοντέλα RS με βάση τις εικόνες Sentinel-2 και Landsat για να συσχετιστούν οι μετρήσεις πεδίου με τα δεδομένα RS( όπως BSI Bare Soil Index).'''[Πίνακας 1]''' 

[[Αρχείο:4.1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1.''' ''(Α)(Περιοχές παρέμβασης αποκατάστασης στην περιοχή μελέτης Baviaanskloof Hartland Bawarea Conservancy στη Νότια Αφρική. Η σκίαση υποδεικνύει το τοπογραφικό ανάγλυφου)'' ]]

''' Τηλεπισκοπικές επιλογές για χαρτογράφηση '''

 Επιλογή παρακολούθησης και εκτίμησης πλαισίου: Η μελέτη αξιολόγησε τον αντίκτυπο των διαφόρων επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης χρησιμοποιώντας την ανάλυση Before-After-Control-Impact (BACI). Εξετάστηκαν πέντε βασικές επιλογές RS συμπεριλαμβανομένου:
<blockquote>•του αριθμού των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της κατανομής των περιοχών ελέγχου</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των εικόνων εντός του έτους</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής των περιόδων αναφοράς</blockquote>
<blockquote>•της επιλογής του αισθητήρα RS (Landsat-8 ή Sentinel-2)</blockquote>
Οι επιλογές αυτές αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας την ανάλυση BACI της διαθεσιμότητας βοσκήσιμης ύλης ενώ η 5η επιλογή διερευνήθηκε υπολογίζοντας τη παροχή της πρόληψης από διάβρωση.
Για να απεικονιστούν οι μακροπρόθεσμες πορείες των οικοσυστημικών υπηρεσιών, εντοπίστηκαν συστάδες με παρόμοια επίπεδα οικοσυστημικών υπηρεσιών πριν από την παρέμβαση, χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης που προέρχονται από εικόνες Landsat. Αυτές οι συστάδες χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της πρόληψης της διάβρωσης και της παροχής βοσκήσιμης ύλης από το 1989 έως το 2020, αναδεικνύοντας τις μεταβολές στην παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών με την πάροδο του χρόνου. 

 Περιγραφή δεδομένων τηλεπισκόπησης: Διάφορες δορυφορικές εικόνες, συμπεριλαμβανομένων των Landsat-5, 7 και 8 και του Sentinel-2, χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση RS. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης βοηθητικά δεδομένα, όπως πληροφορίες για τις κλίσεις που προέκυψαν από ένα DEM και σύνολα χωρικών δεδομένων των περιοχών παρέμβασης. Η μελέτη χρησιμοποίησε το Google Earth Engine για την πρόσβαση στα δεδομένα και την επεξεργασία τους, εξασφαλίζοντας συνεπή χειρισμό των δεδομένων σε διάφορες RS επιλογές και βήματα ανάλυσης. Παρουσιάζεται ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επιρροής των επιλογών RS στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης, με έμφαση στην περιοχή Baviaanskloof στη Νότια Αφρική. Με την ενσωμάτωση των μετρήσεων πεδίου και των δεδομένων RS, η μελέτη συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της αποτελεσματικότητας των προσπαθειών οικολογικής αποκατάστασης για την ενίσχυση των οικοσυστημικών υπηρεσιών.
Συνολικά, η μελέτη υπογραμμίζει τη σημασία των επιλογών RS στην αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης και τονίζει την ανάγκη προσεκτικής εξέτασης των επιλογών αυτών για να διασφαλιστεί η ακριβής εκτίμηση των αποτελεσμάτων των οικοσυστημικών υπηρεσιών.


[[Αρχείο:Εικόνα 2..2.png| thumb| right|'''Εικόνα 2.''' ''Τύπος περιβαλλοντικής μεταβλητής, πλήρες όνομα, περιγραφές, εύρος τιμών, ερμηνεία, για όσες έχουν εισαχθεί στα κατά μέσο όρο πιο υποστηριζόμενα μοντέλα.'' ]]

''' 3.ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ '''

Η ταξινόμηση ISODATA των δορυφορικών δεικτών βλάστησης αποκάλυψε πέντε ομάδες βλάστησης με βάση την παροχή βοσκήσιμης ύλης και τα επίπεδα πρόληψης της διάβρωσης. Η συστάδα 1 αντιπροσώπευε περιοχές με υψηλή παροχή, ενώ η συστάδα 5 υποδήλωνε χαμηλή παροχή. Οι περισσότερες εκτάσεις ανήκαν στις συστάδες 3, 4 και 5. Οι διαχρονικές τροχιές από το 1989 έως το 2020 έδειξαν διακυμάνσεις στην παροχή βοσκήσιμης ύλης και στην πρόληψη της διάβρωσης, με τη συστάδα 1 να είναι σταθερά η υψηλότερη και τη συστάδα 5 η χαμηλότερη.'''[Εικόνα 2]'''
Οι εκτάσεις που αναβλάστησαν παρουσίασαν μέση μέγιστη παροχή χορτονομής που κυμάνθηκε από 16,7 kg m-2 έως 52,5 kg m-2 και μέση ελάχιστη παροχή από 4,8 kg m-2 έως 31,3 kg m-2. Η πρόληψη της διάβρωσης κυμάνθηκε από 2,43% έως 8,51% για τις μέγιστες τιμές και από 0,43% έως 5,97% για τις ελάχιστες τιμές. Η χρήση ελάχιστων τιμών και οι συστάδες με χαμηλή παροχή υπηρεσιών παρουσίασαν τη μικρότερη μεταβλητότητα. Οι περιορισμοί των εικόνων/δεδομένων χωρίς σύννεφα το 1997 και το 2006 επηρέασαν τις τιμές, οι οποίες δεν λήφθηκαν υπόψη στον υπολογισμό του BACI.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν τις αντιθέσεις BACI, ιδιαίτερα σε συστάδες με χαμηλή προσφορά υπηρεσιών. Οι μέγιστες ετήσιες τιμές έδειξαν σχετικά σταθερές αντιθέσεις BACI, υποδηλώνοντας μικρή επίδραση, ενώ οι ελάχιστες τιμές οδήγησαν σε κυμαινόμενα αποτελέσματα, υποδηλώνοντας θετικές επιδράσεις αποκατάστασης σε ορισμένα έτη. Οι επιλογές RS συχνά απέδωσαν αντίθετα πρόσημα BACI, υποδεικνύοντας ποικίλα συμπεράσματα αξιολόγησης της παρέμβασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνας οδήγησε στις μεγαλύτερες αποκλίσεις, ενώ η περίοδος αναφοράς και το μέγεθος του δείγματος επηρέασαν επίσης τα αποτελέσματα. Θετικές έως αρνητικές αλλαγές στο πρόσημο αντίθεσης BACI σημειώθηκαν με αλλαγές στο σύνολο ελέγχου και στην περίοδο αναφοράς. Οι εκτιμήσεις για την πρόληψη της διάβρωσης με βάση τον Sentinel-2 ήταν υψηλότερες από τον Landsat-8 λόγω της μεγαλύτερης χωρικής μεταβλητότητας που καταγράφηκε.

''' 4.ΣΥΖΗΤΗΣΗ '''

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν συστηματικά τον αντίκτυπο διαφορετικών επιλογών τηλεπισκόπησης στην παρακολούθηση και αξιολόγηση των παρεμβάσεων αποκατάστασης που επικεντρώνονται στις οικοσυστημικές υπηρεσίες. Χρησιμοποίησαν ένα υφιστάμενο πλαίσιο παρακολούθησης της αποκατάστασης και διαπίστωσαν ότι οι επιλογές RS επηρέασαν σημαντικά τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαφορετικά συμπεράσματα σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αποκατάστασης. Τα βασικά ευρήματα περιλάμβαναν:
Οι επιλογές RS, όπως ο χρόνος λήψης των εικόνων και οι περίοδοι αναφοράς, επηρέασαν τα αποτελέσματα των αναλύσεων Before-After-Control-Impact (BACI), αναδεικνύοντας τη σημασία της προσεκτικής επιλογής και αιτιολόγησης των παραμέτρων RS.
Τα αποτελέσματα της αποκατάστασης ποικίλλουν ανάλογα με τις χρονικές περιόδους που αναλύονται πριν και μετά την παρέμβαση.
Ο αριθμός και η επιλογή των περιοχών ελέγχου ήταν κρίσιμοι παράγοντες στις αναλύσεις BACI, με μεγαλύτερα μεγέθη δείγματος ελέγχου να παρέχουν πιο ισχυρά αποτελέσματα αξιολόγησης.
Η μελέτη προσδιόρισε την ανάγκη για διαφανή τεκμηρίωση των επιλογών RS στις εκθέσεις αξιολόγησης της αποκατάστασης, ώστε να διασφαλίζονται ακριβείς ισχυρισμοί για τα αποτελέσματα της αποκατάστασης.
Διαφορετικές επιλογές RS επηρέασαν διαφορετικά τα αποτελέσματα της αποκατάστασης σε όλες τις ομάδες βλάστησης, τονίζοντας την ανάγκη για προσαρμοσμένες στρατηγικές διαχείρισης με βάση την αρχική κατάσταση της βλάστησης.
Η μελέτη ανέδειξε τις δυνατότητες συνδυασμού πολλαπλών αισθητήρων RS για την ενίσχυση των χρονικών, χωρικών και φασματικών πληροφοριών για την παρακολούθηση της αποκατάστασης.
Παρά τις προκλήσεις, η μελέτη παρείχε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη σημασία των επιλογών RS στην παρακολούθηση της αποκατάστασης και υπογράμμισε την ανάγκη για τυποποιημένα πρωτόκολλα και διαφανείς αναφορές για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των αξιολογήσεων αποκατάστασης. Συνολικά, η έρευνα υπογραμμίζει τη σημασία των τεχνολογιών RS στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της αποκατάστασης και ζητεί την προσεκτική εξέταση και τεκμηρίωση των επιλογών RS για να διασφαλιστούν αξιόπιστα αποτελέσματα αξιολόγησης.

''' 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ '''
Η παρούσα μελέτη διερευνά τον τρόπο με τον οποίο διαφορετικές επιλογές στη χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης επηρεάζουν την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της αποκατάστασης για την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών. Η μελέτη διαπιστώνει επίσης ότι οι περιοχές με διαφορετικά επίπεδα υποβάθμισης ανταποκρίνονται διαφορετικά στις επιλογές των RS, με τις έντονα υποβαθμισμένες περιοχές να παρουσιάζουν πιο συνεπή αποτελέσματα. Δεδομένης της σημασίας της παρακολούθησης και της αξιολόγησης της αποκατάστασης, η κατανόηση του αντίκτυπου των επιλογών RS είναι ζωτικής σημασίας.

[[category:Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων]]
[[category:Μελέτη διαχρονικής μεταβολής της βλάστησης]]
[[category:Χαρτογράφηση βοσκοτόπων]]
[[Category:Pastures]]