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Cost-effective and comparable monitoring components – an interdisciplinary approach based on remote sensing, landscape structure assessment and social research for Bach Ma National Park, Vietnam

  • All-embracing human activities have transformed one-third to one-half of the Earth’s land surface. There is a strong correlation of human well-being with ecosystem function, including poverty alleviation programs as well as enhancements of the health sector. To assess and evaluate the progress and outcome of initiatives stringent periodic observation is necessary. The presented approach combines the strengths of remote sensing and GIS analysis with social research applications. The Bach Ma National Park as an area under investigation was designated as protected area in 1991 and extended in 2008. The national park is uninhabited, but in the surrounding buffer zones approximately 62000 to 79000 people live in rural areas and in mostly impoverished conditions. The comprehensive nature conservation efforts of the Vietnamese Government during the last two decades has led to growing forest coverage of both plantation and natural forests. Nevertheless, the decreasing biodiversity and ongoing illegal logging and hunting activities in the national park are seen as major threats to conservation initiatives in the future. The remote sensing component consists of an analysis of a time series of Landsat images with seven steps ranging from 1973 to 2010. The resulting land cover analysis had 13 different classes. The accuracy assessment revealed an overall accuracy ranging from 84 to 90%. The basis for the second monitoring component was the Landsat images. A total of 25 different landscape metrics on the landscape, class, and patch level were calculated by FRAGSTATS. The third monitoring component is itself divided into two parts. This part consists of a qualitative social research study with 26 expert interviews. The second part consists of 61 standardized questionnaires and an evaluation by SPSS. The assessment reveals a more or less stable forest cover, but with a considerable degradation process during the last four decades. Urban areas outside of the national park have increased in size considerably. For dense and medium forest patches an increasing fragmentation and isolation of patches was observed. Patches of natural forests and habitats of thousands of species have declined dramatically, a trend that is related to a decreasing core area characterised by its undisturbed conditions. The Landsat images and landscape metrics reveal the major differences between the national park and surrounding areas. Despite extensive alterations near the border, remaining forest patches in the national park are still bigger and less fragmented. Nevertheless, the third monitoring component revealed undiscovered changes in the forest beyond the possibilities of used images and metrics. It includes illegal logging and hunting activities. Non-timber forest products are similar to faunistic species collected for both the subsistence of the local residents and associated markets as important sources of income. Based on this bisection, local residents as well as certain strangers are responsible for the activities in the forest. The plan of national park management is to intensify existing monitoring and patrolling in the forest to limit the exploitation and impact in relevant zones. Furthermore, the importance of a network of protected areas has attracted increasing attention. The assessment of the questionnaires reveals that deforestation and also reforestation were the key aspects of historical land cover change. Additionally, for the local residents the conversion of forests into arable land as income alternative is of major importance. Capacity development is not only one priority of the Bach Ma management but also of the international community for all of Vietnam. The tourism industry, one of the most promising opportunities of recent years, stands to support both national park management as well as the local residents. For local residents the extraction of non-timber forest products is an essential portion of the income. The current pilot policy 126/QD-TTg in the extension zone of the national park and research on an appropriate sharing mechanism is of the utmost importance. The established and presented monitoring components are cost-effective and can be used to regularly assess the land cover change of a protected area. They can be implemented together or individually into existing monitoring schemes. A smart combination of pre-existing datasets is necessary to overcome the inconsequential amount of money for monitoring procedures. Supplemented by socio-economic monitoring and the demands as well as impacts of human activity need to be integrated. These extensive requirements for prospective monitoring are only feasible with comprehensive and reliable collaborations.
  • Die menschlichen Aktivitaeten haben zur Ueberformung von ca. 1/3 bis 1/2 aller terrestrischen Landformen gefuehrt. Stringente und regelmaeßige Beobachtungen sind notwendig um den Fortschritt und die Effektivitaet der Maßnahmen zu evaluieren. Auf verschiedenen Zielebenen des Monitoring konnten erhebliche Verbesserungen erzielt werden. Unzureichend blieben allerdings zuverlaessige und kosteneffektive Monitoringverfahren fuer verschiedene Maßstabsebenen. Die vorliegende Arbeit kombiniert die Staerken der Fernerkundung, GIS-Analysen sowie Verfahren der Sozialforschung. Fuer die rueckblickende Zeitreihenanalyse wurde der Bach Ma Nationalpark in Zentralvietnam ausgewaehlt. Er wurde 1991 ausgewiesen und im Jahr 2008 auf seine derzeitige Groeße von 37487ha erweitert. Der Nationalpark ist seit 2008 unbewohnt, in den beiden umliegenden Pufferzonen sind allerdings ca. 62000 bis 79000 Menschen beheimatet. Die umfangreichen Naturschutzbemuehungen der vietnamesischen Regierung in den letzten zwei Jahrzehnten umfassten bspw. die Ausweisung einer Vielzahl von Schutzgebieten als auch das sog. “Fuenf-Millionen Hektar Wiederaufforstungsprogramm“. Trotzdessen stellen der illegale Holzeinschlag, die Jagdwirtschaft sowie die sinkende Biodiversitaet seit Jahren die Hauptgefaehrdungspotenziale fuer die Schutzgebiete dar. Die erste Monitoringkomponente umfasst eine Zeitreihenanalyse von Satellitenaufnahmen mit insgesamt sieben Zeitschritten. Die Daten wurden mit einer ISODATA in insgesamt 13 Landbedeckungsklassen aufgeteilt. Die Gesamtgenauigkeit variiert von ca. 84 bis 90%. Die Satellitenaufnahmen wurden als Ausgangsdatensaetze fuer die zweite Monitoringkomponente genutzt. Diese umfasst insgesamt 25 unterschiedliche Landschaftsstrukturmaße. Die dritte Monitoringkomponente ist nochmals unterteilt in zwei Bereiche. Der erste Teil umfasst 26 Experteninterviews. Der zweite Teil umfasste die Erstellung eines standardisierten Fragebogens und anschließende Auswertung mittels SPSS. Die Analysen zeigen eine weitestgehend stabile Waldbedeckung, allerdings verbunden mit erheblichen Degradierungserscheinungen innerhalb der Waldstruktur. Der Nationalpark ist gepraegt von einer natuerlichen Vegetation mit dichter und mittlerer Bewaldung. Veraenderungen traten allerdings in den Pufferzonen auf. Die Fragmentierung und Isolierung von dichten und mittleren Waeldern nahm deutlich zu. Die dritte Monitoringkomponente deckte unbekannte Veraenderungen auf. Im Speziellen handelt es sich dabei um den illegalen Holzeinschlag und die Jagdwirtschaft. Neben diesen beiden Hauptgefaehrdungspunkten spielen auch der Verlust an Biodiversitaet und die steigende Verschmutzung eine zunehmende Rolle. Durch die steigende Bedeutung urbaner Lebensraeume und Infrastruktur im Umfeld des Nationalparks konnte eine wachsende Isolierung der natuerlichen Waldgebiete beobachtet werden. Das Management des Nationalparks plant die vorhandene Ueberwachung der Waelder zu intensivieren. Zusaetzlich ist die Bedeutung von Schutzgebietsnetzwerken in den letzten Jahren stetig gestiegen und auch in der Region erkannt worden. Fuer die lokale Bevoelkerung ist die Transformation von Waeldern in Ackerland von besonderer Bedeutung. Zusaetzlich ist die aufstrebende Tourismusindustrie mit großen Hoffnungen verbunden. Der Aufbau von Faehigkeiten und Kapazitaeten fuer eine eigenstaendige Entwicklung ist nicht nur in dieser Region, sondern in ganz Vietnam eines der Schwerpunktthemen der internationalen Gemeinschaft. Fuer das Schutzgebietsmanagement sind insbesondere die Umweltbildung, Partizipationsmoeglichkeiten, die Durchsetzung von Rechtsvorschriften sowie Faehigkeiten des Krisenmanagements als oberste Prioritaeten erkannt worden. Eine zusaetzliche Einkommensquelle wird in Zahlungen fuer Oekosystemdienstleistungen, die bereits gesetzlich geregelt von Wasserkraftwerksbetreibern und Reiseanbietern bezahlt werden, gesehen. Fuer einen Großteil der lokalen Bevoelkerung sind insbesondere die forstwirtschaftlichen Produkte von essentieller Bedeutung. Ein derzeitiges Pilotprojekt (126/QD-TTg) und begleitende wissenschaftliche Untersuchungen zur Nutzung von forstwirtschaftlichen Produkten sind von immenser Bedeutung. Die in dieser Arbeit entwickelten und praesentierten Monitoringkomponenten sind kosteneffektiv und koennen fuer eine regelmaeßige Evaluierung der Landbedeckungsveraenderung genutzt werden. Ergaenzt durch ein soziooekonomisches Monitoring lassen sich die Beduerfnisse der lokalen Bevoelkerung bestimmen und deren Ansprueche. Die groeßten Herausforderungen fuer den Bach Ma Nationalpark lassen sich nur in Verbindung mit der lokalen Bevoelkerung sowie der Implementierung ihrer berechtigten Ansprueche an eine bessere soziooekonomische Zukunft loesen.

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Metadaten
Author: Tobias Matusch
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002294-8
Title Additional (English):Cost-effective and comparable monitoring components – an interdisciplinary approach based on remote sensing, landscape structure assessment and social research for Bach Ma National Park, Vietnam
Title Additional (German):Kostengünstige und vergleichbare Monitoringkomponenten - ein interdisziplinärer Ansatz basierend auf Fernerkundung, Landschaftsstrukturanalysen und Sozialforschung für den Nationalpark Bach Ma, Vietnam
Advisor:Prof. Dr. Ralf Bill, Prof. Dr. Reinhard Zölitz
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2015/08/27
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2015/07/28
Release Date:2015/08/27
Tag:Bach Ma Nationalpark, Landschaftsmonitoring, Landschaftsstrukturanalyse, RapidEye, interdisziplinär
Landscape Metrics, Landscape Monitoring, Protected Area Management, Remote Sensing, Social Research
GND Keyword:Empirische Sozialforschung, Großschutzgebiet, Landsat, Landschaftsstruktur, Monitoring, Nationalpark, Vietnam
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Geographie und Geologie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 550 Geowissenschaften, Geologie
MSC-Classification:62-XX STATISTICS / 62-07 Data analysis
92-XX BIOLOGY AND OTHER NATURAL SCIENCES