Assessing the dynamics of land use and land cover change in semi-arid savannah: A focus on woody plant encroachment utilising historical satellite data

Malapane, Cyncinatia , Dube, Timothy , Dalu, Tatenda

2024-09-01 null null   62(卷), null(期), (null页)

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The encroachment of woody plants into grassland and the conversion of grasslands to woodlands is a worldwide phenomenon and has been regarded as a major global problem for decades. The rate of woody plant encroachment (WPE) varies across biomes and can be influenced by land use activities and climate conditions. As a result, the current study assessed the spatial distribution of woody plants and land use and land cover (LULC) change within the Letaba River catchment in the Limpopo province of South Africa's subtropical region. Landsat Thematic Mapper (TM) and Operational Land Imager (OLI) satellite data sets were used to map and quantify WPE and other LULC changes in the Letaba River catchment over a 30-year period (1989-2019). Random forest classifier was used to determine of the rate of change of WPE and LULC within the study area. The results indicated that the Letaba River catchment has undergone a significant change with an increase in woody plant species. The woody plant cover had increased from 36,014 ha in the year 1989 to approximately 561,493 ha by 2019. Meanwhile, grassland has declined by 486,322 ha (33.7%) from 1989 to 2019. The overall classification accuracy (OA) ranged between 91.7% and 95.5%. The study findings will provide critical insights and baseline information about the state of WPE in semi-arid environments, as well as provide catchment managers with the information they need to take the necessary actions to manage the rapid increase in woody plants. However, fire and herbivory are important factors that influences the WPE, and this might have also played an important role in the findings. The study suggests that WPE is an ongoing process and management strategies are required to mitigate and maintain the intensity of woody plants. L'envahissement des prairies par les plantes ligneuses et la conversion des prairies en for & ecirc;ts constituent un ph & eacute;nom & egrave;ne mondial et est consid & eacute;r & eacute; comme un probl & egrave;me mondial majeur depuis des d & eacute;cennies. Le taux d'empi & egrave;tement des plantes ligneuses (WPE) varie selon les biomes et peut & ecirc;tre influenc & eacute; par les activit & eacute;s d'utilisation des terres et les conditions climatiques. Par cons & eacute;quent, la pr & eacute;sente & eacute;tude a & eacute;valu & eacute; la distribution spatiale des plantes ligneuses et les changements dans l'utilisation et l'occupation des sols (LULC) dans le bassin versant de la rivi & egrave;re Letaba, dans la province de Limpopo, qui se situe dans la r & eacute;gion subtropicale de l'Afrique du Sud. Les donn & eacute;es des satellites Landsat Thematic Mapper (TM) et Operational Land Imager (OLI) ont & eacute;t & eacute; utilis & eacute;es pour repr & eacute;senter et quantifier les changements du WPE et d'autres LULC dans le bassin versant de la rivi & egrave;re Letaba sur une p & eacute;riode de 30 ans (1989-2019). Un classificateur de for & ecirc;ts d'arbres d & eacute;cisionnels a & eacute;t & eacute; utilis & eacute; pour d & eacute;terminer le taux de changement du WPE et de la LULC dans la zone d'& eacute;tude. Les r & eacute;sultats indiquent que le bassin versant de la rivi & egrave;re Letaba a subi un changement consid & eacute;rable avec une augmentation des esp & egrave;ces de plantes ligneuses. La couverture des plantes ligneuses est pass & eacute;e de 36 014 ha en 1989 & agrave; environ 561 493 ha en 2019. Quant aux prairies, elles ont diminu & eacute; de 486 322 ha (33,7 %) entre 1989 et 2019. La pr & eacute;cision globale de la classification (OA) & eacute;tait comprise entre 91,7 % et 95,5 %. Les r & eacute;sultats de l'& eacute;tude fourniront des informations cruciales et des donn & eacute;es de base sur l'& eacute;tat du WPE dans les environnements semi-arides, ainsi que les informations dont les responsables des bassins versants ont besoin pour prendre les mesures n & eacute;cessaires & agrave; la gestion de la croissance rapide des plantes ligneuses. Cependant, les incendies et les herbivores sont des facteurs importants qui influencent le WPE, ce qui pourrait & eacute;galement avoir jou & eacute; un r & ocirc;le important dans les r & eacute;sultats. L'& eacute;tude suppose que le WPE est un processus continu et que des strat & eacute;gies de gestion sont n & eacute;cessaires pour att & eacute;nuer et maintenir l'intensit & eacute; des plantes ligneuses.