Grundlagen für ein Ökosystemmanagement eines tropischen Waldes in NO Thailand mittels GIS und Fernerkundung

Abstract

Thailand hat in den letzten Jahrzehnten einen starken Waldverlust zu verzeichnen. Während im Jahr 1960 noch 60% der Landesfläche mit Wald bestanden war, waren es im Jahr 2000 nur noch 28%. Um der Dezimierung des Waldbestandes langfristig entgegen wirken zu können, müssen Lösungskonzepte erarbeitet werden, die sowohl die natürliche Ausstattung des Raumes, die soziokulturelle Gegebenheiten sowie wirtschaftliche Gesichtspunkte berücksichtigen.

Über 70% des Untersuchungsgebietes sind mit Wald bestanden, wovon fast 40% im Nam Nao Nationalpark liegen. Die restliche Fläche wird, zum Teil intensiv, ackerbaulich genutzt. Hinzu kommt, vor allem außerhalb und an den Grenzen des Nationalparks, eine relativ dichte, zum Teil illegale Besiedlung. Dadurch entstehen eine Reihe von Nutzungskonflikten. Eine Gefährdung der Region wird dadurch verstärkt, dass der wirtschaftende Mensch die Erosionsgefährdung erhöht. Des weiteren kann es in Folge von kleinen Rodungsaktivitäten mit Feuer schnell zu einem größeren Flächenbrand kommen. Ohne Bewertung der Flächen und gezieltes Management werden im Laufe der nächsten Jahre weitere Waldflächen verloren gehen.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden für das Untersuchungsgebiet bereits eine Reihe verschiedener Forschungsarbeiten durchgeführt. Unter anderem sind im Rahmen dieser Forschungskooperation zwei Dissertationen entstanden (YONGVANIT 1999 und SCHELL 2001) sowie weitere Veröffentlichungen (PFEFFER & YONGVANIT 2004). Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Arbeiten entstand die vorliegende Arbeit, die mit einem fernerkundlichen und GIS-technischen Ansatz ergänzende und weiterführende Untersuchungen anstellt.

Für die Vernetzung und Interaktionen einzelner Geoparameter und für die flächenhafte Erhebung und Bewertung des geoökologischen Raummusters musste daher eine Geodatenbank erstellt werden, die die Grundlage für ein Geoökosystemmanagement der Region darstellen kann sowie wichtige Teilaspekte für ein Project Design Document für Aufforstungsprojekte (Land-Use, Land-Use Change and Forestry-Projekte) im Rahmen des Kyoto-Protokolls beinhaltet. Generiert wurden die Ausgangsdaten durch Digitalisierung analoger Karten/ Informationen, durch Berechnung eines digitalen Geländemodells, durch Interpretation & Klassifikation von Satellitenbildern sowie einer Sammlung weiterer relevanter Datensätze und deren Aufbereitung.

Aufbauend auf diesen Datensatz konnten weiterführende Analysen angestellt werden. So wurde beruhend auf dem neu erstellten digitalen Geländemodell eine Reliefanalyse durchgeführt sowie potentielle und tatsächlich vorhandene Erosionsgefährdungen untersucht. Die Landnutzung und Vegetation wurden mit verschiedenen Klassifikationsmethoden untersucht und diese anhand der Klassifikationsqualität und Praxistauglichkeit sowie Zeiteffizienz verglichen und bewertet. Der Fokus lag dabei auf der Evaluierung von objektorientierten Methoden verglichen mit pixelbasierten Methoden. Diese Methoden wurden darüber hinaus hinsichtlich ihrer Eignung für Chance Detection Analysen überprüft. Eine Feuerausbreitungsmodellierung wurde aus Kombination von Landnutzungsdaten, Klimadaten und digitalem Geländemodell durchgeführt. Mit Hilfe der generierten Daten können eine Vielzahl thematischer Karten (z.B. Geomorphologische Karten, Landnutzungskarten aber auch Erosionsgefährdungskarten, Feuergefährdungskarten etc.) erstellt werden. Eine punktuelle Abfrage zu den Sachverhalten einzelner Standorte ist ebenso möglich.

Schließlich betrachtet die vorliegende Arbeit auch die ökonomischen Perspektiven, die die vorgestellten Methoden und Ergebnisse bieten in Bezug auf das Thema Klimaschutz und Kyoto-Protokoll.

Thailand is experiencing a strong loss of forested areas during the last decades. While still 60% of the land were coved with forests in the year 1960, only 28% were left in the year 2000. To be able to work against the decimation of the forests in a long term view, solution must be developed that take into consideration the natural environment of the area, the sociocultural conditions as well as economic aspects.

More than 70% of the investigation area is forested, from what nearly 40% lie in the Nam Nao National Park. The remaining area is, partly intensely, agronomical utilized. Furthermore there is a relatively dense settlement outside and on the borders of the national park, that to some extend is illegal. Thereby a series of conflicts of utilization are arising. An endangering of the area is strengthened by the fact that the working human raises the erosion risk. Besides small burning / clearing activities can easily turn in a bigger surface fire. Without evaluation of the area and a specific management further forested areas will get lost in the next years.

A series of different research projects were carried out for the investigation area within the scope of a research cooperation. Among others two doctoral theses (YONGVANIT 1999 and SCHELL 2001) as well as further publications (PFEFFER & YONGVANIT 2004) where published within the scope of this research cooperation. Based on the results of these papers and under use of GIS and Remote Sensing methods complementary and continuing investigations were carried out within this dissertation.

Hence, for the interlinking and interaction of single geo-parameters and for the investigation and evaluation of the geo-ecological patterns a geo-database had to be developed. It can build the basis for a geo-ecosystem management of the region and it contains as well important aspects for a Project Design Document (PDD) for afforestation and reforestation projects under the Kyoto protocol.

The basic data were generated by digitizing analogous maps and other information, by interpolation of a Digital Elevation Model, by interpretation and classification of satellite images as well as a collection of further relevant dataset and their editing.

Building up on these dataset continuative analyses could be accomplished. Thus a morphologic analysis was carried out based on the Digital Elevation Model as well as a potential and actual erosion risk was investigated. The land use and vegetation was examined with different classification methods. The methods were compared against each other and evaluated in the respect of their classification quality, practice suitability as well as time efficiency. The focus lay on the evaluation of the Object-Oriented image classification approach in comparison to Pixel- Based methods. These methods were also reviewed concerning their suitability for Change Detection analyses. The modelling of fire spread rates was calculated from the combination of land use data, climate data and data of the Digital Elevation Model. With the aid of the generated database a huge number of thematic maps can be created (e.g. geomorphological maps, land use maps, erosion risk maps, fire endangering maps). A selective interrogation of the circumstances of single locations is also possible.

In the end, the work in hand also considers the economic perspectives that are offered by the introduced methods and results. These are to be found particularly in the subject climate protection (Kyoto-Protocol).