Projekt:Fellow-Programm Freies Wissen Einreichungen 2019/OpenData LandUseChange Reconstruction

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An open data reconstruction of global land use change[Bearbeiten]

Abstract[Bearbeiten]

People have increasingly been shaping the surface of our planet. Growing population, changing diets and consumption patterns have placed demands on land to provide food, feed and bioenergy. Thus, agriculturally managed areas have expanded continuously at the expense of natural vegetation around the globe. Land use change and management dynamics - the human footprint on Earth - are not only cause but also consequence of global environmental and socioeconomic change. As one of the main contributors to greenhouse gas (GHG) emissions and biodiversity loss, it is key for current sustainability debates and climate mitigation. For better understanding the drivers and effects of land use/land cover and land management change, more accurate and spatially explicit global-scale land change reconstructions are needed for Earth System and biodiversity models, agricultural and economic research. Exploiting the potential of growingly available observational data (e.g. remote sensing), we aim to develop a more detailed reconstruction of global land use change from 1960-2015. The proposed model allocates land transitions based on a harmonised integration of multiple data, including satellite-based maps, statistical inventories, quantifying both net and gross changes at 1 km spatial resolution around the globe. We will make the resulting land use/land cover and maps freely available to a range of users from different disciplines. Particularly, we will link the observed land transitions with information from land management inventories for agricultural areas and managed forests in selected world regions. Cropland expansion and intensification patterns as well as the underlying land change legacy can be analysed at the same time, gaining new insights into land change-induced GHG emissions. Learning from the recent past, understanding how management and land cover dynamics simultaneously influence climate is key for implementing measures of mitigation and finding solutions of sustainable land management.

Projektbeschreibung[Bearbeiten]

Unsere wachsende Weltbevölkerung sowie veränderte Konsumgewohnheiten erhöhen stetig die Nachfrage nach Nahrungsmitteln, Tierfutter und Bioenergie. Deswegen sind bereits über 80 % der globalen Landoberfläche durch den wirtschaftenden Menschen verändert worden. Dieser Landnutzungswandel, sozusagen der menschliche Fußabdruck auf unserer Erdoberfläche, ist dabei nicht nur die Folge, sondern auch die Ursache globaler sozioökonomischer Entwicklungen und Umweltveränderungen. Als einer der Hauptauslöser für Treibhausgasemissionen und dem Verlust an Biodiversität ist Landnutzungswandel das wesentliche Thema der aktuellen globalen Debatte um Nachhaltigkeit und Klimaschutz. Um die Ursachen und Auswirkungen von Landnutzungsveränderungen und die Rolle von Landmanagement besser zu verstehen und Prognosen für die Zukunft machen zu können, brauchen wir genauere, räumlich explizite Rekonstruktionen der Landveränderungen auf globaler Ebene.

Obwohl immer mehr Beobachtungsdaten auf Basis von hochaufgelösten Satellitenbildern und nationalen Zensus- und Inventurstatistiken verfügbar werden, sind bestehende globale Rekonstruktionen von Landnutzungsveränderungen stark auf Annahmen gestützt, nur in geringer Auflösung, für kurze Zeitspannen, für ausgewählte Weltregionen oder lückenhaft vorhanden.

Im Rahmen meiner Doktorarbeit und dem Fellow-Programm Freies Wissen, arbeite ich auf Basis von frei verfügbaren Fernerkundungsdaten und Statistiken an einer umfassenden und detaillierten, daten-getriebene Rekonstruktion von globalen Landnutzungsveränderungen zwischen 1960 und 2015. Das hier vorgeschlagene statistische Rekonstruktionsmodell verortet die Landveränderungen auf Basis einer harmonisierten Integration verschiedener hochaufgelöster, satelliten-gestützter, globaler und regionaler Landbedeckungskarten auf einer Weltkarte mit 1 km räumlicher Auflösung. Hierbei werden alle Übergänge zwischen den folgenden Landnutzungsklassen einbezigen:

  • Siedlung (versiegelte, bebaute Flächen)
  • Ackerbau
  • Weide- und Grünland (Grassland unter Management)
  • Wald und Forst
  • natürliche Grass-/Strauchlandschaften
  • vegetationslose Flächen (Schnee/Eis, Fels, Sand)

Die Ergebnisse - Landbedeckungs-/Landnutzungskarten für die gesamte Erde – möchten wir zur freien Verfügung aller interessierter Nutzergruppen als interaktive Online-Karte veröffentlichen.
Dieser Datensatz bietet Möglichkeiten für weitere Analysen, nämlich der Verknüpfung der flächenhaften Landveränderungen mit Datenbanken zu Forst- und landwirtschaftlichem Management in verschiedenen Weltregionen. Dadurch können neue quantitative Erkenntnisse über den Einfluss der globalen Landnutzung auf das Klima und die Umwelt gewonnen werden. Durch das Projekt und die Veröffentlichung der Ergebnisse möchten wir einen Beitrag dazu leisten, interdisziplinäre Wissenschaft anschaulich und greifbar für alle zu machen.

Indem wir aus unserer Landnutzungsvergangenheit lernen, können wir verstehen, wie Landmanagement und Landoberflächenveränderungen zugleich das Klima beeinflusst haben. Dieses Wissen ist essentiell, um Klimaschutzmaßnahmen ergreifen und Lösungen für eine nachhaltige Landnutzung finden zu können.

Ziele[Bearbeiten]

  • Veröffentlichung von interaktiven Karten (Story Maps) zum Thema "Globaler Landnutzungswandel" auf Online-Plattform
  • Bereitstellung der Python-Codes
  • Veröfenntlichung der Daten zum Download

Datenmanagementplan[Bearbeiten]

Autor/in[Bearbeiten]