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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:hbz:385-11404
URL: http://ubt.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2018/1140/


Assessment of Ecosystem service provision in a dry tropical forest environment. Using the full Landsat archive to determine trade-off processes in south-central Angola.

Bewertung von Ökosystemdienstleistungen in einer tropischen Trockenwaldregion. Nutzung des kompletten Landsat-Archivs zur Ermittlung von Trade-Off-Prozessen in Süd-Zentral-Angola.

Schneibel, Anne

pdf-Format:
Dokument 1.pdf (326.258 KB)

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SWD-Schlagwörter: Ökosystemdienstleistung , Fernerkundung , Landsat , Landnutzung , Trockenwald , Shifting cultivation , Angola
Freie Schlagwörter (Englisch): Ecosystem Services , Remote Sensing , Landsat , Shifting cultivation , Angola
Institut: Geographie und Geowissenschaften
Fakultät: Fachbereich 6
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Hill, Joachim (Univ.-Prof.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 14.02.2018
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 22.05.2018
Kurzfassung auf Englisch: Dry tropical forests are facing massive conversion and degradation processes and they are the most endangered forest type worldwide. One of the largest dry forest types are Miombo forests that stretch across the Southern African subcontinent and the proportionally largest part of this type can be found in Angola.
The study site of this thesis is located in south-central Angola. The country still suffers from the consequences of the 27 years of civil war (1975 – 2002) that provides a unique socio-economic setting. The natural characteristics are a representative cross section which proved ideal to study underlying drivers as well as current and retrospective land use change dynamics. The major land change dynamic of the study area is the conversion of Miombo forests to cultivation areas as well as modification of forest areas, i.e. degradation, due to the extraction of natural resources. With future predictions of population growth, climate change and large scale investments, land pressure is expected to further increase. To fully understand the impacts of these dynamics, both, conversion and modification of forest areas were assessed.
By using the conceptual framework of ecosystem services, the predominant trade-off between food and timber in the study area was analyzed, including retrospective dynamics and impacts. This approach accounts for products that contribute directly or indirectly to human well-being. For this purpose, data from the Landsat archive since 1989 until 2013 was applied in different study area adapted approaches. The objectives of these approaches were (I) to detect underlying drivers and their temporal and spatial extent of impact, (II) to describe modification and conversion processes that reach from times of armed conflicts over the ceasefire and the post-war period and (III) to provide an assessment of drivers and impacts in a comparative setting.
It could be shown that major underlying drivers for the conversion processes are resettlement dynamics as well as the location and quality of streets and settlements. Furthermore, forests that are selectively used for resource extraction have a higher chance of being converted to a field. Drivers of forest degradation are on one hand also strongly connected to settlement and infrastructural structures. But also to a large extent to fire dynamics that occur mostly in more remote and presumably undisturbed forest areas. The loss of woody biomass as well as its slow recovery after the abandonment of fields could be quantified and stands in large contrast to the amount of potentially cultivated food that is necessarily needed. The results of the thesis support the fundamental understanding of drivers and impacts in the study area and can thus contribute to a sustainable resource management.
Kurzfassung auf Deutsch: Tropische Trockenwaldsysteme sind großräumigen Konversions- und Degradierungsprozessen ausgesetzt und gelten weltweit als der am stärksten gefährdete Waldtyp. Eine der am verbreitetsten Arten von Trockenwäldern sind Miombo-Wälder, die sich über den Südafrikanischen Kontinent erstrecken und proportional am häufigsten in Angola anzutreffen sind.
Das Untersuchungsgebiet der vorliegenden Arbeit liegt in Süd-Zentral-Angola. Das Land leidet nach wie vor unter den Konsequenzen des 27 Jahre andauernden Bürgerkriegs (1975 – 2002), der das Untersuchungsgebiet sozio-ökonomisch entsprechend geprägt hat. Die natürlichen Gegebenheiten der Region bilden einen repräsentativen Querschnitt, der ideal ist, um zugrunde liegende Treiber genauso wie aktuelle und retrospektive Landnutzungsänderungsdynamiken zu untersuchen. Die größte Änderungsdynamik bildet hierbei die Konversion von Miombo-Wäldern hin zu landwirtschaftlich kultivierten Flächen, aber auch die Modifikation von Waldflächen, z. B. durch Degradierung aufgrund der selektiven Entnahme natürlicher Ressourcen. Im Hinblick auf die Vorhersage zukünftiger Änderungen, wie Bevölkerungswachstum, Klimaänderungen oder auch großräumigen Investitionen, scheint ein Anstieg im Landdruck wahrscheinlich. Um die Auswirkungen dieser Dynamiken vollständig zu verstehen, wurden in dieser Arbeit sowohl die Konversions- als auch die Modifikationsprozesse der Miombowälder untersucht.
Mithilfe des Konzepts der Ökosystemdienstleistungen wurde der Trade-off zwischen Nahrung und Holz, inklusive der zurückliegenden Dynamiken und Auswirkungen beschrieben. Dieser Ansatz berücksichtigt Produkte, die direkt oder indirekt zum menschlichen Wohlergehen (human well-being) beitragen. Zur Umsetzung des Konzepts wurden Daten der Landsat-Mission aus dem Zeitraum 1989 2013 in verschiedenen, an das Untersuchungsgebiet angepassten, Studien untersucht. Die Zielsetzungen der Arbeit waren (I) die zugrunde liegenden Treiber und deren räumlichen und zeitlichen Einfluss zu erfassen, (II) die Modifikations- und Konversionsprozesse zu beschreiben, die von der Zeit der bewaffneten Konflikte, über den Waffenstillstand bis hin zur Nachkriegszeit reichen und (III) eine Auswertung von Treibern und deren Wirkung in einem vergleichbaren Untersuchungsgebiet durchzuführen.
Es konnte gezeigt werden, dass Wiederbesiedlungsdynamiken und Lage sowie Zustand der Straßen die Haupttreiber für die Konversionsprozesse sind. Es zeigte sich weiterhin, dass Wälder, die selektiv für die Ressourcenentnahme genutzt werden, ein höheres Risiko tragen, später in ein landwirtschaftlich genutztes Feld umgewandelt zu werden. Treiber der Walddegradierung wiederum sind auf der einen Seite stark mit Siedlungsstrukturen und Infrastruktur verknüpft. Auf der anderen Seite lassen sich aber auch große Degradierungsflächen in mutmaßlich ungestörten Wäldern beobachten, welche auf Feuerdynamiken zurückzuführen sind. Der Verlust der Holzbiomasse und die langsame Regenerierung der Wälder nach dem Verlassen der Felder konnte quantifiziert werden und steht in starkem Kontrast zu der Menge an potentieller Nahrung, die auf einem Feld angebaut werden kann und aufgrund der Nahrungsmittelknappheit nach wie vor dringend benötigt wird.
Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstützen das grundlegende Verständnis der Treiber und Auswirkungen von Landnutzungsveränderungen im Untersuchungsgebiet und können so zu einem nachhaltigen Ressourcenmanagement beitragen.

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