Analysing environmental change in semi-arid areas in Kordofan, Sudan

Abstract (Swedish)

Forskning har visat på en trendökning i NOAA NDVI för Sahelområdet under perioden 1982-1999. Dessa observationer kan indikera att vegetationsmängden i området är ökande. Förändringen kan tolkas som en återhämtning från torkan som drabbade området under 1970- och 1980-talen. Vilka processer som påverkat det förändrade vegetationsmönstret är för tillfället till stor del okänt.
Denna studie försöker förklara de observerade NDVI förändringarna på en lokal och regional nivå i det semiarida Kordofan genom att studera olika processer och genom att jämföra områden med en positiv trend i NDVI med områden med en neutral trend i NDVI. Ett fältarbete som innefattar vegetationsuppskattning och intervjuer genomfördes 2004. Data som samlades in har kompletterats med Landsat- och nederbördsdata. De undersökta processerna är vegetationsförändringar, nederbördsmönster, markanvändningsförändringar, befolkningsförändringar och förändringar i boskapsantalet.
För att ta reda på om vegetationsförändringar skiljer sig åt i positiva och neutrala områden gjordes en Landsat differentiering analys och en tasseled cap analys mellan åren 1987 och 1999. Dessa analyser bekräftade inte den positiva trenden i NOAA NDVI. Tvärtom visade de på en vegetationsminskning. Intervjuresultaten bekräftade däremot den observerade NDVI trenden. Regressionsanalys mellan nederbörd och NDVI utfördes och det visade sig att korrelationen mellan dessa variabler är låg. Detta kan tyda på att nederbörd inte är den dominerande NDVI påverkande faktorn. En markanvändningsklassificering utfördes med Landsatdata. Denna analys visade tillsammans med intervjuerna att ökad åkerareal skulle kunna leda till en ökning av NDVI. Befolkningsanalysen uppvisade att befolkningen både har ökat i områden med en positiv trend i NOAA NDVI och i områden med en neutral trend i NDVI.
För att lokalisera Landsatdata i vegetationscykeln användes en bildkompabilitetsmetod. Denna metod visade att Landsatdata från 1987 och 1999 inte ligger i exakt samma period av växtsäsongen. Det leder till att resultaten från Landsat differentiering- och tasseled cap analyserna inte är helt pålitliga.
Slutsatsen är att det, baserat på materialet som använts i denna studie, är svårt att förklara den observerade NOAA NDVI trenden mellan 1982 och 1999 på lokal och regional nivå.

Abstract

Recent research has shown significant increasing trends in NOAA NDVI for the Sahel region during the period of 1982-1999. These observations could indicate that the amount of vegetation in the region is increasing. The changes could be interpreted as a recovery from the Sahelian droughts during the 1970´s and 1980´s. However, there are currently large uncertainties as to which processes that have influenced the changing vegetation pattern.
This study tries to explain the observed NDVI changes on a local and regional scale in semi-arid Kordofan, Sudan by studying different processes and comparing areas with a positive trend in NDVI with areas with a neutral trend in NDVI. A field work, including vegetation estimations and interviews, was done in 2004 and these data was complemented with high resolution Landsat data and precipitation data. Examined processes are vegetation changes, precipitation patterns, land use changes, population changes and changes in the amount of livestock.
In order to find out if the vegetation changes are different in positive and neutral areas a Landsat NDVI differencing analysis and a tasseled cap analysis from 1987 to 1999 was made. These analyses did not confirm the positive NOAA NDVI trend. Instead, they showed a decrease in vegetation. The interview result however, did confirm the observed NOAA NDVI trend. Regression analyses between precipitation and NDVI was made and it was found that the correlation between these variables is low, this could be interpreted as if rainfall is not the dominating factor in influencing NDVI. A land use classification was made from the Landsat data. The land use change analyses and the interview results show that increased cropping area may lead to increased NDVI. The population analysis shows that the population has increased both in areas that show a positive trend in NOAA NDVI and in areas that show a neutral trend in NDVI.
In order to locate the Landsat data in the vegetation cycle a method of image comparability was used. This method showed that the Landsat data from 1987 and 1999 do not entirely correspond to the same part of the growing season. This leads to the conclusion that the results from the Landsat NDVI trend analysis and the tasseled cap analysis are not completely reliable.
The conclusion is that it is difficult to explain the observed trend in NOAA NDVI between 1982 and 1999 on a local scale, based on the data that have been used in this study.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Sahel kallas regionen som ligger mellan Saharaöknen i norr och den gröna savannen i söder. Det sträcker sig från Atlanten i väst till Röda havet i öst. Området karakteriseras av låg och oregelbunden nederbörd. Torka och svält har drabbat stora delar av området i flera omgångar. Den stora torkan 1984 lever kvar i folks minne som en fruktansvärd katastrof.

Satelliter erbjuder möjlighet att studera växtlighet över stora områden. Ett index som skapats av satellitdata kallas NDVI. Detta index återspeglar mängden grön växtlighet och är användbart för att studera förändringar i vegetationen över tid.

Forskare har nyligen upptäckt att NDVI har ökat mellan åren 1982 och 1999 i stora delar av Sahelområdet. Detta skulle kunna tolkas som att vegetationen har återhämtat sig efter ovan nämnda torka. Orsakerna till denna återhämtning är emellertid till stor del okända och mer forskning behövs inom ämnet. Några orsaker som nämnts är förändringar i nederbörd, markanvändning, betestryck och folkmängd.

Motivet med min studie är att försöka bekräfta ovan nämnda NDVI ökning på lokal nivå i Norra Kordofan, som ligger i de centrala delarna av Sudan. Dessutom är avsikten att försöka finna orsaken till ökningen i NDVI. Under våren 2004 genomfördes ett fältarbete som ett MFS för att samla in data. Detta fältarbete inkluderade både uppskattning av vegetation och intervjuer med lokalbefolkningen.

Undersökningsdelen bestod av analyser av olika faktorer/processer som kan tänkas påverka vegetationsförändringar. Jämförelser av dessa gjordes mellan områden med en positiv förändring av NDVI och områden med en neutral förändring av NDVI. Faktorer som undersöktes var förändringar av nederbörd, markanvändning, vegetation, befolkning och betesdjur.

Baserat på använd data kunde den positiva NDVI förändringen inte bekräftas. Inte heller kunde orsakerna till denna förklaras.

• author: Hinderson, Tobias
• supervisor: Jonas Ardö; Mohamed El Mukhtar Ballal
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• alternative title: Analys av miljöförändringar i Sahelområdet
• year: 2004
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: naurgeografi, climatology, cartography, desertification, vegetation pattern, physical geography, Sahara, pedology, geomorphology, geomorfologi, marklära, kartografi, klimatologi
• publication/series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
• report number: 109
• funder: SIDA, Minor Field Study programme (MFS)
• funder: Crafoord Foundation
• funder: Swedish Research Council
• language: English
• additional info: Dr. Mohamed El Mukhtar Ballal at Agricultural Research Corporation (ARC), El Obeid, Sudan.; Funder Swedish Research Council (621-2001-1806) and funder Crawfoord Foundation (Ref. No. 00782).
• id: 1332825
• date added to LUP: 2005-10-06 00:00:00
• date last changed: 2011-12-12 17:02:35