Τεχνικές Τηλεπισκόπισης για την Παρακολούθηση της Ερημοποίησης

Transcript

1 Τεχνικές Τηλεπισκόπισης για την Παρακολούθηση της Ερημοποίησης Dr. Joachim Hill Σειρα Φυλλαδιων: A Aριθμος: 3

2 Περιεχόμενα ΕΙΣΑΓΩΓΗ: ΤΙ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙ ΝΑ ΔΩΣΕΙ ΑΥΤΟ ΤΟ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ 1 ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ: ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥΣ ΚΑΙ ΑΕΡΟΣΚΑΦΗ ΓΙΑ ΣΥΛΛΟΓΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ 2 ΑΠΟ ΤΙΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ 3 ΕΡΗΜΟΠΟΙΗΣΗ: ΣΥΝΔΡΟΜΑ ΤΗΣ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗΣ ΚΑΙ Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ 4 ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΚΛΙΜΑΚΑ: ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΓΗΣ ΣΤΗ ΜΕΣΟΓΕΙΟ 5 Η ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΘΕΩΡΗΣΗ: ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΑΠΟ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΣΕ ΤΟΠΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ 7 ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ ΣΕ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ 10 ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ ΕΚΤΙΜΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΤΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΤΗΣ ΓΗΣ 11 ΕΝΝΟΙΕΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΕΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ 12 ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ 14 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 14 ΕΙΣΑΓΩΓΗ: ΤΙ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙ ΝΑ ΔΩΣΕΙ ΑΥΤΟ ΤΟ ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ Ενώ δεν υπάρχει μεγάλη διαφωνία όσον αφορά την παγκόσμια έκταση των ξηρών περιοχών [1], οι εκτιμήσεις του ποσοστού των ερημοποιημένων γαιών ποικίλλουν μεταξύ 10% και 70% (υπερβολικά ξηρές περιοχές αποκλείονται) δίνοντας ενδείξεις ότι οι υπάρχουσες εκτιμήσεις της παγκόσμιας έκτασης των υποβαθμισμένων περιοχών έχουν σημαντικές αδυναμίες. Εντούτοις, οι ακριβείς και αμερόληπτες πληροφορίες για την έκταση των περιοχών που επηρεάζονται και την ανάπτυξή τους με την πάροδο του χρόνου δεν είναι μόνο σημαντικές για την κατανόηση των μηχανισμών που οδηγούν στην ερημοποίηση, αλλά και για την εφαρμογή αποτελεσματικών στρατηγικών πρόληψης και μετριασμού του φαινομένου. Οι απαραίτητες πληροφορίες εκτίμησης περιλαμβάνουν χωρικούς αναλυτικούς χάρτες χρήσεων γης, βιοφυσικές ιδιότητες βλάστησης και εδάφους και χρονική μεταβλητότητα όλων αυτών. Η ολοκληρωμένη χρήση της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, των επίγειων παρατηρήσεων καθώς και των γεωπληροφοριακών βάσεων δεδομένων μπορούν να παρέχουν αποτελεσματικές, επαναλαμβανό μενες, οικονομικώς αποδοτικές πληροφορίες για την φυτοκαλυψη και άλλες ιδιότητες της επιφάνειας του εδάφους σχετικές με την ερημοποίηση. Επίσης μπορεί να διασφαλιστεί η συνέχεια των παρατηρήσεων (μακροπρόθεσμος έλεγχος) που απαιτείται για την επισήμανση της υψηλής διαχρονικής μεταβλητότητας των υπηρεσιών του οικοσυστήματος των ξηρών περιοχών και για τη διάκριση μεταξύ του ρόλου των ανθρώπινων διεργασιών και των κλιματικών μεταβολών. H χρήση εικόνων δορυφορικής τηλεπισκόπησης για την εκτίμηση και την παρακολούθηση της ερημοποιησης χρειάζεται προσεκτική επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων της με τη βοήθεια επίγειων παρατηρήσεω ν, όπως είναι η φυτοκαλυψ η, η βιολογική παραγωγικότητα, η εξατμισοδιαπνοή, η γονιμότητα των εδαφών και οι ρυθμοί συμπίεσης και διάβρωσης. Σε αυτό το εγχειρίδιο παρουσιάζονται οι δυνατότητες των τεχνικών της τηλεπισκόπησης με τη χρησιμοποίηση επιλεγμένω ν παραδειγμάτων από Μεσογειακές περιοχές της Ευρώπης. Αρχίζοντας από τους γενικά αποδεκτούς ορισμούς του προβλήματος της ερημοποίησης εισάγεται η έννοια των συνδρόμων υποβάθμισης, η οποία περιγράφει συγκεκριμένους μηχανισμούς αλληλεπίδρασης, που οδηγούν στην υπερβολική χρήση της γης,όσον αφορά την ικανότητα ανάκαμψής της, προκαλώντας υποβάθμιση της ικανότητας των οικοσυστημάτων να προσφέρουν αγαθά και υπηρεσίες (π.χ. διάβρωση, διαταραχή του κύκλου ύδατος, αποψιλώσεις δασών, υπερβόσκηση κλπ.). 1

3 Εικόνα 1. Ο ENVISAT είναι ένας προηγμένος δορυφόρος γήινης παρατήρησης με ένα συνδυασμό αισθητήρων που βελτιώνουν σημαντικά το εύρος και την ακρίβεια των επιστημονικών μετρήσεων της ατμόσφαιρας, των ωκεανών, της επιφάνειας της γης και των πάγων (πηγή: ESA) Λαμβάνοντας υπόψη τη διεθνή διάσταση του προβλήματος της ερημοποίησης και την ποικιλομορφία των συνδρόμων της, είναι εμφανές ότι τα συστήματα τηλεπισκόπησης είναι υψηλής σημασίας εργαλείο για την επίτευξη αυτού του στόχου. Επομένως και όσον αφορά τη διεθνή διάσταση του προβλήματος είναι σαφές ότι η βελτίωση των διαθέσιμων στρατηγικών εκτίμησης, παρακολούθησης και έγκαιρης προειδοποίησης θα παραμείνει μια από τις σημαντικότερες προκλήσεις στο μέλλον. 2 ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΣΗ: ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥΣ ΚΑΙ ΑΕΡΟΣΚΑΦΗ ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΛΛΟΓΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ Ένα πρωταρχικό μήνυμα αυτής της σειράς εγχειριδίων είναι ότι η περιβαλλοντική αλλαγή σε ξηρά, ημίξηρα και ξηρά ύφυγρα οικοσυστήματα δεν οδηγείται μόνον από τις κλιματικές μεταβλητές αλλά και από παράλληλες δυσμενείς ανθρώπινες παρεμβάσεις σε ευαίσθητα ξηρά οικοσυστήματα. Εξ αιτίας αυτών των αλληλεπιδράσεων οι βιοφυσικές ιδιότητες της επιφάνειας της γης αλλάζουν κάτω από τις επιπτώσεις των μεταβαλλόμενων συστημάτων χρήσης γης, που συντελούν στην απώλεια φυτοκάλυψης, βιομάζας, χωρικής πολυπλοκότητας και δομής βλάστησης, καθώς επίσης και στην αλλαγή των εδαφικών συνθηκών (βιοτικές και ορυκτές κρούστες, εξάντληση των θρεπτικών στοιχείων, αλλοιωμένες εδαφοτομές, αλάτωση). Η παραγωγικότητα των συστημάτων των ξηρων περιοχών εξαρτάται κατά μεγάλο μέρος από τις παραπάνω επιπτώσεις, που ελέγχουν τη διαθεσιμότητα και την ανακατανομή ύδατος, τη φυσική αναπαραγωγή και ανάπτυξη νέων φυτών, τη δημιουργία σκόνης κατά τη διάρκεια των ανεμοθυελλών και άλλα. Μεταβάλλοντας τις ιδιότητες της επιφάνειας (δηλαδή το έδαφος) δημιουργούνται δυσμενείς επιπτώσεις για τις κλιματικές συνθήκες. Θεωρείται ότι τα κοινωνικοοικονομικά κίνητρα μπορούν να κατευθύνουν τη γη προς την ερημοποίηση. Είναι επίσης δύσκολο να χαρακτηρισθεί ένα τμήμα γης ως ερημοποιημένο πριν εμφανισθούν τα συμπτώματα στα βιογεωφυσικά συστήματα [2]. Συνεπώς η περιβαλλοντική υποβάθμιση καθορίζεται από τις επιπτώσεις στα τοπία. Αυτές οι επιπτώσεις που πρέπει να ανιχνευθούν και να ποσοτικοποιηθούν με τη χρήση των διαστημικών δεδομένων. Ακόμη και στην περίπτωση των δικτυωμένων επίγειων παρατηρητήριων (όπως OSS 1 και ο BIOTA AFRICA 2 ) η χωρική και χρονική δυναμική των τοπίων και οι αλλαγές στη δυνατότητά τους να παρέχουν αγαθά και υπηρεσίες μπορούν πιο διεξοδικά, και μερικές φορές καλύτερα, να προκύψουν από την παρατήρηση μεγάλων περιοχών από τους δορυφόρους ή τα αεροσκάφη παρά από το έδαφος. Η τηλεπισκόπηση νοείται συνήθως ως η επιστήμη συλλογής πληροφοριών για τα φυσικά και βιολογικά χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου (ή της επιφάνειας) χωρίς να έρχεται ο επιστήμονας σε φυσική επαφή με αυτό (Εικόνα 2). Στη γήινη παρατήρηση το σημαντικότερο μέσο που διαβιβάζει αυτές τις πληροφορίες είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στο ορατό τμήμα του φάσματος και στην περιοχή των μικροκυμάτων, που ανιχνεύεται και καταγράφεται κυρίως από συστήματα αισθητήρων τα οποία βρίσκονται προσαρτημένα σε αεροσκάφη ή δορυφόρους. Το μετρούμενο σήμα προέρχεται από την αλληλεπίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (που εκπέμπεται από μια φυσική ή τεχνητή πηγή) με τα συστατικά στοιχεία της επιφάνειας, στα οποία απορροφάται, μεταδίδεται ή ανακλάται στο διάστημα ως λειτουργία της βιοφυσικής φύσης της επιφάνειας [5, 6]. 1 Observatoire du Sahara et du Sahel [ online.org/] 2 africa.org/1024/frames/biotaafrica.htm

4 οπουδήποτε στον κόσμο, γρήγορα και κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες παρατήρησης, τακτικά και επαναλαμβανόμενα. ΑΠΟ ΤΙΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Εικόνα 2: Συστατικά μέρη ενός συστήματος τηλεπισκόπησης: πηγή ακτινοβολίας, αλληλεπιδράσεις με την επιφάνεια και την ατμόσφαιρα, αισθητήρας (μετά από τροποποίηση [4]) Οι παραλλαγές αυτών των σημάτων που εξαρτώνται από το μήκος κύματος (φασματικές υπογραφές) είναι η πρωτογενής πηγή πληροφοριών που συλλέγονται με τα συστήματα τηλεπισκόπησης και μόνο μετά από την προσεκτική ερμηνεία αυτών των φασματικών υπογραφών οι επιστήμονες είναι σε θέση να πάρουν πληροφορίες για την τρέχουσα κατάσταση της γήινης επιφάνειας σε μια δεδομένη θέση. Σε χρονικό διάστημα που αντιστοιχεί σε μια στιγμή τα τηλεσυστήματα παρατήρησης συλλέγουν πολλές τέτοιες σημειακές μετρήσεις, τις συνθέτουν σε μορφή ψηφιακής εικόνας και με αυτόν τον τρόπο παρέχουν πρόσβαση στη χωρική κατανομή των φαινoμένων της επιφάνειας της γης, τα οποία διαφορετικά θα μπορούσαν μετά δυσκολίας να παρατηρηθούν στο σύνολό τους. Τα συστήματα τηλεπισκόπησης λειτουργούν σε ποικίλες χωρικές κλίμακες (τοπικές, παγκόσμιες) και, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της τροχιάς τους, μπορούν επανειλημμένα να παρέχουν συνοπτικές πληροφορίες μιας περιοχής και να επισημαίνουν τη χρονική μεταβλητότητα μιας φασματικής υπογραφής. Οι γεωστατικοί δορυφόροι και οι δορυφόροι πολικής τροχιάς που λειτουργούν στην περιοχή των φασματικών ανακλάσεων και εκπομπών έχουν χρησιμοποιηθεί για περισσότερο από δύο δεκαετίες. Έχουν δώσει μεγάλα αρχεία δεδομένων, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιφερειακή η παγκόσμια εκτίμηση ιδιοτήτων ή ακόμα και για παρακολούθηση ιδιοτήτων παρελθόντων ετών. Σήμερα η δορυφορική τηλεπισκόπηση έχει γίνει ένα από τα σημαντικότερα εργαλεία για τη συλλογή χωρικών πληροφοριών για την κατάσταση του περιβάλλοντος σχεδόν Τα δεδομένα δορυφορικών εικόνων προσφέρουν σημαντική βοήθεια στην προσπάθεια απόκτησης ολοκληρωμένων πληροφοριών για τη μελέτη των συστημάτων άνθρωπος περιβάλλον, ειδικά αυτών που έχουν σχέση με τις επιπτώσεις της ανθρώπινης δραστηριότητας στις χρήσεις γης και στην κάλυψη της γης. Η εφαρμογή τεχνικών δορυφορικής τηλεπισκόπησης για την ερημοποίησ η απαιτεί την προσεκτική αποκρυπτογράφηση του φυσικού σήματος και την επαλήθευση των αποτελεσμάτων με χρήση επίγειων μετρήσεων, όπως είναι η φυτική κάλυψη, η βιολογική παραγωγικότητα, η εξατμισοδιαπνοή, η γονιμότητα του εδάφους, και οι ρυθμοί διάβρωσης και συμπίεσης. Αλλά το μεγαλύτερο πρόβλημα που συνδέεται με τη χρήση των συστημάτων γήινης παρατήρησης είναι να αποτυπωθεί ποσοτικά το μετρούμενο σήμα που έχει αλληλεπιδράσει με τα αντικείμενα της επιφανείας, υπό την έννοια των ιδιοτήτων αυτών των αντικειμένων. Αυτό περιλαμβάνει δύο στάδια επεξεργασίας: αρχικά το μετρούμενο σήμα πρέπει να διορθωθεί ως προς τις εξωτερικές επιδράσεις κατά τη διάρκεια της 3 διαδικασίας λήψεως (π.χ. ατμοσφαιρική διόρθωση) και έπειτα να εγγραφεί σε συγκεκριμένο γεωγραφικό σύστημα αναφοράς. Αρκετές αποτελεσματικές μέθοδοι είναι διαθέσιμες προς εφαρμογή για την επίτευξη αυτού του στόχου [3]. Σε δεύτερη φάση το καταγεγραμμένο σήμα πρέπει να μεταφρασθεί σε χρήσιμες πληροφορίες,πράγμα που επιτυγχάνεται με τη μετατροπή των φυσικών μετρήσεων της επιφανειακής ανάκλασης ή διάχυση ς σε βιοφυσικές παραμέτρους ή ποιοτικούς δείκτες της κάλυψης της γης Σημαντική πρόοδος έχει επιτευχθεί επίσης και σε αυτό τον τομέα. Οι χρήστες έχουν πρόσβαση σε ένα ευρύ φάσμα αποτελεσματικών μοντέλων και αλγορίθμων, για τον σχεδιασμό λύσεων σε πραγματικές συνθήκες με την χρήση δεδομένων τηλεπισκόπισης [5, 6]. Έτσι είναι δυνατό να χαρακτηριστεί η κατάσταση της βλάστησης με ποιοτικούς και ποσοτικούς όρους (π.χ., ένταση χρωματισμού χλωροφύλλης ή περιεκτικότητα σε νερό, τύπος και γεωμετρία της βλάστησης), να

5 χαρτογραφηθούν εδαφικές ιδιότητες και, λόγω της συνεχούς λειτουργίας των δορυφορικών συστημάτων κατά τη διάρκεια των προηγούμενων 25 ετών, να εντοπισθούν αλλαγές στο χρόνο και στο χώρο σε μακρά χρονική περίοδο. Συνεπώς, η σύνδεση των παρατηρήσεων τηλεπισκόπησης με τα φαινόμενα ερήμοποιησης απαιτεί ισχυρούς αλγορίθμους για την ανάλυση των πρωτογενών βιοφυσικών παραμέτρων που προέρχονται από τις φυσικές μετρήσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ανακλάται, διαχέεται ή εκπέμπεται. Δεδομένου ότι οι βιοφυσικοί δείκτες των χαρακτηριστικών επιφάνειας μπορεί να μην είναι ξεκάθαροι και να οδηγούν σε λανθασμένα συμπεράσματα, είναι σημαντικό να σχετίζονται οι λαμβανόμενες πληροφορίες με βάση τους υπάρχοντας περιορισμούς. Το πρόβλημα εδώ είναι ότι οι περιορισμοί μπορεί να είναι πολύπλευροι, καθότι οι ξηρέ ς περιοχές διαφέρουν στα φυσικά, κοινωνικά και οικονομικά χαρακτηριστικά τους. ΕΡΗΜΟΠΟΙΗΣΗ: ΣΥΝΔΡΟΜΑ ΤΗΣ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗΣ ΚΑΙ Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ Ο τεράστιος αριθμός των ορισμών και των προοπτικών του φαινομένου της ερημοποίησης δεν θα επαναληφθεί εδώ αλλά η ξεκάθαρη ύπαρξή τους είναι ενδεικτική του γεγονότος ότι είναι ακόμα δύσκολο να ταυτοποιηθεί μια ενιαία θεώρηση ή 4 ερμηνεία για την ερημοποιηση [7, 8]. Από τις προσπάθειες του καθορισμού ενός εννοιολογικού πλαισίου ικανού να αντιμετωπίσει τις πολλαπλές εκφράσεις της Παγκόσμιας Αλλαγής, προέκυψε η έννοια τω ν συνδρόμων [9]. Η βασική ιδέα πίσω από τα σύνδρομα δεν είναι να περιγραφεί η Παγκόσμια Αλλαγή κατά περιφέρεια ή τομέα, αλλά κατά αρχέτυπα, δυναμικά, εξελικτικά πρότυπα των αλληλεπιδράσεων πολιτισμού και φύσης. Σε αντιστοιχία με την ιατρική επιστήμη, τ α σύνδρομα ως ο «συνδυασμός συμπτωμάτων» περιγράφουν τις δέσμες των διαδικασιών και των συμπτωμάτων που αλληλεπιδρούν και εμφανίζονται επανειλημμένα και διαδίδονται ευρέως σε χαρακτηριστικούς συνδυασμούς και πρότυπα. Αν και η έννοια του συνδρόμου θεωρείται μια από τις πιο ελπιδοφόρες προσεγγίσεις στις ολοκληρωμένες εκτιμήσεις πεδίου όσον αφορά τις Παγκόσμιες Αλλαγές, θεωρείται ότι το υπάρχον πλαίσιο χρειάζεται περαιτέρω βελτιώσεις κα ι ανάπτυξ η [10], λαμβάνοντας υπόψη τις ειδικές προκλήσεις ανάπτυξης των ξηρών περιοχών [2] και τα αίτια της ερημοποίησης, που προσδιορίστηκαν ως «ελλοχεύουσες κινητήριες δυνάμεις» συνδεδεμένες με τις άμεσες αιτίες, ανθρώπινες ή/και βιοφυσικές, της ερημοποιησης [8]. Εκτός από το εννοιολογικό πλαίσιο, ένας εξαιρετικά σημαντικός παράγοντας στην παρατήρηση των μεταβαλλόμενων ξηρών περιοχών είναι ο χρόνο ς και στην θεώρηση της ερημοποίησης ως μιας παθολογικής διεργασίας των πολυετών δυναμικών κάλυψης γης [2] είναι απαραίτητο η κάλυψη των χρονικών περιόδων σε κλίμακα δεκαετιών αποσυνδέοντας τις μακροπρόθεσμες αλλαγές από τις επιπτώσεις των βραχυπρόθεσμων διακυμάνσεων που οδηγούνται από περιστασιακά μεμονωμένα συμβάντα. Δεδομένου ότι οι απαραίτητες περίοδοι παρατήρησης συνήθως υπερβαίνουν τη διάρκεια ζωής των μεμονωμένων δορυφόρων, είναι απαραίτητη η συγκέντρωση και η ταξινόμηση αρχειακών δεδομένων διαφορετικών περιόδων του ίδιου ή παρόμοιων συστημάτων παρατήρησης. Σήμερα υπάρχουν διάφορα αρχεία δεδομένων συγκεκριμένων δορυφόρων για διαφορετικές χρονικές περιόδους, αλλά η σύνδ εση τους με σκοπό την κάλυψη χρονικών περιόδων αρκετών δεκαετιών με ομογενή δεδομένα αποτελεί σημαντικό πρόβλημα. Μεγάλος αριθμός επίγειων δεικτών 3 ερημοποίησης έχει αναφερθεί και η ολοκληρωμένη χρήση της δορυφορικής τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τις επίγειες παρατηρήσεις και τα δεδομένα του χώρου, μπορούν να παρέχουν ακριβείς, επαναλαμβανόμενες, οικονομικά συμφέρουσες πληροφορίες για την φ υτοκάλυψη και για άλλες ιδιότητες της επιφάνειας σχετικές με την ερημοποίηση. Ο συνεχής χαρακτήρας των παρατηρήσεων (μακροπρόθεσμη παρακολούθηση) κατά τη διάρκεια των δεκαετιών μπορεί να είναι σημαντικός για την ερμηνεία της μεγάλης διαχρονικής μεταβλητότητας των ξηρών περιοχών και για τη διάκριση μεταξύ του ρόλου των ανθρώπινων ενεργειών και της μεταβλητότητας του κλίματος στην παραγωγικότητα της βλάστησης. Σε μια προσπάθεια παρατήρησης σημαντικών διακυμάνσεων στη βλάστηση και κατανόησης των 3 tm

6 επιπτώσεών τους στο περιβάλλον, οι επιστήμονες που ασχολούνται με τη γη άρχισαν πριν από 20 έτη να χρησιμοποιούν τους δορυφορικούς αισθητήρες τηλεπισκόπησης για τη μέτρηση και χαρτογράφηση της πυκνότητας της πράσινης βλάστησης στο σύνολο του πλανήτη. Χρησιμοποιώντας το NOAA Προηγμένο Υπερ υψηλής Ανάλυσης Ραδιόμετρο (AVHRR), οι επιστήμονες συνέλεξαν εικόνες της επιφάνειας του πλανήτη μας με χωρική διακριτική ικανότητα της τάξης του 1 χλμ 2 περίπου. Από το 1981 μέχρι σήμερα υπάρχει συνεχής σειρά εικόνων που καλύπτει ολόκληρο τον πλανήτη Γη. Βελτιωμένα παγκόσμια συστήματα παρατήρησης έχουν προστεθεί στο σύστημα AVHRRs. Το 1998 ο Γαλλικός δορυφόρος SPOT VEGETATION τοποθετήθηκε σε τροχιά που επιτρέπει καθημερινές παρατηρήσεις με βελτιωμένα φασματικά χαρακτηριστικά, και το 1999/2002 οι Ηνωμένες Πολιτείες προώθησαν διαδοχικά το αποκαλούμενο σύστημα MODIS 4 σε δύο συγκρίσιμες δορυφορικές πλατφόρμες (EOS 1 και 2). ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΚΛΙΜΑΚΑ: ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗΣ THΣ ΓΗΣ ΣΤΗ ΜΕΣΟΓΕΙΟ Ένα ιδιαίτερα σημαντικό θέμα για την εκτίμηση και την παρακολούθηση της ερημοποίησης είναι η χαρτογράφηση των περιοχών που έχουν επηρεασθεί και η σύνδεση της παγκόσμιας διάστασης του φαινομένου με τις περιφερειακές και τοπικές διεργασίες. Πραγματιές κ ποσοτικές μετρήσεις της ερημοποίησης αποτελούν «έναν ασύλληπτο στόχο» από την εποχή των προσπαθειών του UNEP στον «Παγκόσμιο Άτλαντα της Ερημοποίησης». Με ένα τρόπο παρόμοιο το GLASOD 5, στηρίχθηκε στις εκτιμήσεις των ειδικών και όχι σε αντικειμενικές μετρήσεις. Αν και η τηλεπισκόπηση έχει συμβάλει ουσιαστικά στη διόρθωση του «μύθου της επεκτεινόμενης ερήμου» [11] και παρόλο που μ ε τη βοήθειά της διευκρινίστηκε ότι η ερημοποιηση δεν εμφανίζεται σε όλη την περιοχή της Σαχάρας της Αφρικής, αλλά σε συγκεκριμένες περιοχές, καμία συστηματική έρευνα δεν έχει πραγματοποιηθεί σε διεθνές επίπεδο. 4 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer [ 5 Παγκόσμια Εκτίμηση της Εδαφικής Υποβάθμισης που έγινε από το Διεθνές Κέντρο Εδαφών (ISRIC) για την UNEP Στο πλαίσιο ερευνητικών προγραμμάτων που υποστηρίζονται από την Ευρωπαϊκή Ένωση έχουν αναπτυχθεί στ ρατηγικές για να συνδέσουν την ανάλυση των δεδομένων αρχείου από τα παγκόσμια συστήματα παρατήρησης (χωρική διακριτική ικανότητα 1 χλμ, παρατηρήσεις δεκαετούς βάσης, χρονική κάλυψη 1985 έως σήμερα) με μικρότερης συχνότητας καταγραφής, αλλά χωρικά και φασματικά πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις από τους δορυφόρους γήινης παρατήρησης (χωρική διακριτική ικανότητα μ). Ενώ τα πρώτα αναμένεται να προσδιορίσουν τις επηρεασθείσες περιοχές, όπου τα χαρακτηριστικά επιφάνειας γης έχουν αλλάξει με την πάροδο του χρόνου δημιουργώντας ευνοϊκότερες ή πιο κρίσιμες συνθήκες, τα τελευταία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λεπτομερή ανάλυση των διεργασιών και τη σύνδεση με κοινωνικοοικονομικούς παράγοντες. Εντούτοις είναι ουσιαστικό να γίνει κατανοητό ότι ο καθορισμός όρων όπως «κρίσιμος» ή «ευνοϊκός» απαιτεί ένα εννοιολογικό πλαίσιο. Από αυτή την άποψη είναι σημαντικό να γίνει κατανοητό ότι οι σχετικές διεργασίες υποβάθμισης στην Ευρωπαϊκή Μεσόγειο μπορούν ως ένα ορισμένο βαθμό να συμπεριληφθούν στα κλασσικά σύνδρομα της περιβαλλοντ ικής υποβάθμισης [10]: Τα περισσότερα από αυτά ομαδοποιούνται υπό τον τίτλο των συνδρόμων χρήσης και περιλαμβάνουν τις διεργασίες υπερ εκμετάλλευσης οριακής γης με τη μία μορφή ή τ ην άλλη. Αν και ελλιπής, ο κατάλογος συνδρόμων παρέχει ήδη ένα κατάλληλο πλαίσιο για 5 το σχεδιασμό κριτηρίων αξιολόγησης που εφαρμόζονται για την εκτίμηση της περιβαλλοντικής αλλαγής μέσω των προϊόντων τηλεπισκόπησης. Το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Πρόγραμμα DeSurvey παρέχει τα πρώτα παραδείγματα για αυτό τον τύπο προσέγγισης. Η ερημοποίηση είναι ένα χαρακτηριστικό διαφόρων συνδρόμων που απεικονίζουν την εσωτερική δυναμική των περιοχών, των πόρων, των οικονομιών και των πληθυ σμών. Ο αρχικός κατάλογος αυτών των συνδρόμων [10] περιλαμβάνει Σαχάρα εξαντλητική χρήση της οριακής γης Υπερεκμετάλλευση υπερεκμετάλλευση των φυσικών πόρων Αγροτική έξοδος περιβαλλοντική υποβάθμιση,μέσω της εγκατάλειψης

7 των παραδοσιακών γεωργικών πρακτικών Κύπελλο σκόνης περιβαλλοντική υποβάθμιση,μέσω της μη βιώσιμης αγρο βιομηχανικής χρήσης των εδαφικών και των υδατικών πορων Θάλασσα της ARAL Περιβαλλοντική καταστροφή των φυσικών τοπίων μέσω προγραμμάτων μεγάλης κλίμακας εκτιμηθεί με προσεκτικές μετρήσεις του μήκους κύματος και της έντασης του ορατού και του υπερύθρου φάσματος του φωτός που ανακλάται από την επιφάνεια της γης προς το διάστημα, Κατόπιν με το συνδυασμό των καθημερινών δεικτών βλάστησης μέσα σε δέκα ημέρες συνθέτουν ένα αρχείο εικόνας (MEDOKADS) και δημιουργείται ένα σύστημα δορυφορικής παρατήρησης AVHRR [13] το οποίο παρέχει αυτόν τον δείκτη, σε μια χωρική κλίμακα 1 επί 1 χιλιόμετρο και για μια περίοδο περισσότερων από 15 ετών, αρχίζοντας από το Η ανάλυση της χρονικής συμπεριφοράς αυτού του δείκτη βλάστησης, δεν περιλαμβάνει μόνο τον προσδιορισμό των γραμμικών τάσεων στο διάστημα αυτής της περιόδου, αλλά και την ταυτοποίηση σημαντικών περιοχών συχνοτήτων. Με την εφαρμογή πιο αναλυτικών μαθηματικών εξισώσεων είναι δυνατό να υπολογιστεί το μέγεθος μιας καμπύλης ετήσιας αύξησης της βλάστησης σε μια συγκεκριμένη θέση, καθώς και η συγκεκριμένη χρονική στιγμή στην οποία εμφανίζεται η μέγιστη βλάστηση στον φαινολογικο κύκλο ενός έτους (φάση). 6 Εικόνα 3. Ψευδό έγχρωμες εικόνες των τάσεων των 15 ετών ( ) της έκτασης φυτοκάλυψης, (κόκκινο)του μεγέθους της ετήσιας βλάστησης (πράσινο) και της φάσης της (μπλε) όπως προέρχεται από την ανάλυση των δεικτών δεκαετούς βάσης του δορυφόρου MADOKADS AVHRR για τις γεωργικές (επάνω) και τις ακαλλιέργητες περιοχές (κάτω) της Ιβηρικής Χερσονήσου. Οι περισσότεροι ορισμοί της ερήμοποιησης υπογραμμίζουν τον πρωταγωνιστικό ρόλο της βιολογικής παραγωγικότητας, και ότ ι τα συστήματα τηλεπισκόπησης μπορούν να παρέχουν κατάλληλες πληροφορίες γι αυτή την παράμετρο. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν έναν αλγόριθμο αποκαλούμενο "Δείκτη Βλάστησης", για να μετρήσουν την έκταση της πράσινης βλάστησης σε ένα τμήμα της δορυφορικής εικόνας [12]. Αυτός ο δείκτης μπορεί να Εικόνα 4. Η ανάλυση χρονοσειράς ενός δορυφορικού αρχείου 15 ετών παρήγαγε αυτό το χάρτη της Ιβηρικής χερσονήσου στον οποίο επισημαίνονται τα σύνδρομα «αγροτική έξοδος» και «καταστροφή» (το τελευταίο σχετίζεται κυρίως με πυρκαγιές). Η ανάλυση αναφέρεται στην περίοδο Τα σημαντικότερα αποτελέσματα από αυτή τη συνδυασμένη ανάλυση δηλώνουν ότι η περιβαλλοντική αλλαγή των προηγούμενων 15 ετών στη λεκάνη της Μεσογείου χαρακτηρίζεται πρώτιστα από την αύξηση της φυτικής κάλυψης στα γεωργικά και κυρίως στα ημιφυσικά οικοσυστήματα (δάση και υποβαθμισμένες γαίες), εξ αιτίας της εντατικοποίησης και της επέκτασης των συστημάτων άρδευσης και της διαδεδομένης πρακτικής

8 εγκατάλειψης της γης [14] που είχε αρχίσει ήδη πολλές δεκα ετίες πριν. Οι αρνητικές τάσε ις (απώλεια φυτοκαλυψης ή/και βιομάζας ) εμφανίζονται μόνο σε διάσπαρτες κηλίδες, πρώτιστα κατά μήκος των παράκτιων περιοχών με τη γρήγορη εξάπλωση των θερμοκηπίων, την αναδιάρθρωση των καλλιεργειών και την οικιστική ανάπτυξη. Οι εικόνες χρονοσειρών μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση χρονικών τάσεων σε ετήσια βάση και τις παραμέτρου ς φάσης. Ο συνδυασμός των χρωμάτων των τριών παραμέτρων τάσης (αφθονία, φάση και μέγεθος) είναι ενδεικτικός της συμπεριφοράς της μεταβλητότητας της βλάστησης που απεικονίζεται στις δορυφορικές εικόνες, η οποία αντιπροσωπεύει τη χρήση γης και τις ποιοτικές αλλαγές που συνέβησανν κατά τη διάρκεια των προηγούμενων 15 ετών (Εικόνα 3). Για παράδειγμα, εξετάζοντας τις γεωργικές και φυσικές περιοχές βλάστησης της Ιβηρικής χερσονήσου διαπιστώνεται ότι οι θετικές τάσεις παραγωγής βιομάζας επικρατούν και στις δύο περιοχές. Στις γεωργικές περιοχές, η μεγαλύτερη αύξηση βιομάζας προφανώς συνδέεται με την επέκταση των συστημάτων άρδευσης, αυτές οι περιοχές μπορούν να θεωρηθούν ως συγκεκριμένη έκφραση του συνδρόμου «θάλασσας της ARAL», δεδομένου ότι η αειφορική της αυξανόμενης κατανάλωσης ύδατος είναι, μακροπρόθεσμα, τουλάχιστον αμφισβητήσιμη. Σε σύγκριση με τις «κλασσικές» περιπτώσεις ερημοποίησης στην Αφρική ή την κεντρική Ασία, η αύξηση της βιομάζας σε μη γεωργικές Ευρωπαϊκές περιοχές αποδίδεται στην απουσία ανθρώπινης πίεσης προς τα ημιφυσικά οικοσυστήματα,πράγμα που βελτίωσε την κατάσταση. Όμως μια πιο προσεκτική εξέταση δείχνει ότι οι θετικές τάσεις αποτελούν έν α απτό υποβοήθημα για την περιβαλλοντική υποβάθμιση μέσω της υπερβολικής παραγωγής βιομάζας που ακολούθησε την εγκατάλειψη των παραδοσιακών γεωργικών πρακτικών («αγροτική έ ξοδος» σύνδρομο ). Η ανάπτυξη των θάμν ων και η συνεχής φυτοκάλυφη όχι μόνο δεν μεταβάλλουν τη χωρική πολυπλοκότητα και την κάθετη ανάπτυξη της βλάστησης αλλά συμβάλλουν σημαντικά στον αυξανόμενο κίνδυνο πυρκαγιών και προκαλούν ουσιαστικές αλλαγές του υδρολογικού κύκλου (π.χ., απορροή και εμπλουτισμός υπόγειων υδροφορέων). Στην Ισπανία, αυτές οι διεργασίες οδήγησαν σε ετήσια μείωση της ροής των ποταμών περίπου 25% κατά τη διάρκεια των προηγούμενων 50 ετών [15]. Κατά την ερμηνεία των συνδυασμένων μακροπρόθεσμων παραμέτρων τάσης (για ένα δεδομένο χρονικό διάστημα) με βάση ορισμένους κανόνες είναι δυνατή η σύνταξη θεματικών χαρτών που παρουσιάζουν τη χωρική κατανομή συγκεκριμένων συνδρόμων ερήμοποιησης, όπως οι περιοχές που υποφέρουν από τις συνέπειες της «αγροτικής εξόδου» ( Ει κόνα 4). Αυτοί οι τύποι χαρτών δεν είναι σημαντικοί μόνο για την κατανόηση της χωρικής διάστασης των επηρεασμένων περιοχών όσον αφορά τους συγκεκριμένους συνδυασμούς κινήτρων και διεργασιών αλλά παρέχουν και το εννοιολογικό υπόβαθρο για τη χρησιμοποίηση των διαστημικών παρατηρήσεων σε λεπτομερείς κλίμακες. Είναι σημαντικό να γίνει κατανοητό ότι θα ήταν πολύ δύσκολο να αναπτυχθεί ένα δομημένο σύστημα αποφάσεων και κανόνων για την ερμηνεία δορυφορικών δεδομένων σε χωρική κλίμακα του 1 χλμ χωρίς συγκεκριμένο εννοιολογικό πλαίσιο όπως είναι τα σύνδρομα ερημοποίησης. Η ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΘΕΩΡΗΣΗ: ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ AΠΟ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΣΕ ΤΟΠΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ Επεκτείνοντας τη συζήτηση από το προηγούμενο κεφάλαιο αποδεικνύεται ότι τα στοιχεία τάσης και συχνότητας που προέρχονται από μακροχρόνια σειρά δεδομένων των δορυφόρων παγκόσμιας παρατήρησης οδηγούν άμεσα στην επόμενη κλίμακα παρατήρησης. Οι παράμετροι χρονοσειρών για την αγροτική γη σε μια από τις πιο σημαντικές Ευρωπαϊκές περιοχές μελέτης, στη βόρεια Ελλάδα 6 (περιοχή του Λαγκαδά ),παρουσιάζονται στο Εικόνα 5, όπου κάθε τετράγωνο αντιπροσωπεύει την πληροφορία για μια περιοχή 1 χλμ 2. 6 Η έρευνα αυτή έγινε στα πλαίσια των Ευρωπαϊκών προγραμμάτων GEORANGE, LADAMER και DeSurvey 7

9 8 Εικόνα 5: 15 ετών τάσης ποσότητας βλάστησης (αριστερά) και οι σχετικές μεταβολές φάσης της μέγιστης βλάστησης στο Λαγκαδά, περιοχή μελέτης της βόρειας Ελλάδας, όπως προκύπτει από την ανάλυση χρονοσειράς δεδομένων της βάσης MEDOKADS AVHRR Ενώ οι μαύρες περιοχές αντιπροσωπεύουν επιφάνειες νερού, τα χρώματα στην αριστερή εικόνα δείχνουν τις θετικές (στους πρασινωπούς τόνους) και αρνητικές (στους κοκκινωπούς τόνους) τάσεις της παραγωγής βιομάζας για μία περίοδο 15 ετών. Ανιχνεύετα ι μια μεγάλη αύξηση βιομάζας στη μεγάλη γεωργική περιοχή στο Βορρά (κοιλάδα Στρυμόνα), ενώ η μειωμένη παραγωγή βιομάζας χαρακτηρίζει την περιοχή νότια των λιμνών. Η τελευταία περιλαμβάνει μια λοφώδη έκταση οριακής γεωργίας με περιορισμένες αγρονομικές προοπτικές ανάπτυξης. Αντίθετα, η κοιλάδα του Στρυμόνα περιλαμβάνει εδάφη που πρόσφατα αρδεύονται εντατικά. Από την πλευρά της τηλεπισκόπησης, αυτό το συμπέρασμα αποδεικνύεται με την αποκαλούμενη «φάση» πληροφορίας, που παρουσιάζεται δεξιά στο Εικόνα 5. Σε σύγκριση με την τάση των 15 ετώ ν, αυτός ο χάρτης παρουσιάζει για κάθε τμήμα (εικονο στοιχείο) τον αρι θμό των μηνών όπου η ετήσια μέγιστη βλάστηση έχει μετατοπιστεί σε προηγούμενες ή πρόσφατες χρονικές περιόδους. Παρατηρείται ότι η μεγαλύτερη αύξηση βιομάζας συμπίπτει με τις περιοχές όπου το μέγιστο βλάστησης έχει μετακινηθεί στα τέλη του καλοκαιριού, γεγονός που αποτελεί καθαρή ένδειξη για την ύπαρξη εντατικής αρδευόμενης γεωργίας, που συνδέεται τελικά με τις αλλαγές στην προτίμηση καλλιεργειών. Ως συμπλήρωμα στις πληροφορίε ς που παρέχονται από τους δορυφόρους παγκόσμιας περιβαλλοντικής παρατήρησης χωρικής διακριτικής ικανότητας ενός χιλιομέτρου, οι δορυφόροι γήινη ς παρατήρησης με μεγαλύτερες χωρικές διακριτικές ικανότητ ες (της τάξης μερικών δεκάδων μέτρων) και φασματικές διακριτικές ικανότητες παρατήρησης (5 10 φασματικές ζώνες) προσφέρουν καλύτερες συνθήκες για τη χαρτογράφηση των παραμέτρων βιοφυσικής βλάστησης και των εδαφικών χαρακτηριστικών από περιφεειακή ρ σε τοπική κλίμακα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εστίαση και ανάλυση συγκεκριμένων προβληματικών περιοχών πο υ απαιτείται λεπτομερή ς παρατήρηση. Εάν υπάρχουν δεδομένα συχνών γήινων παρατηρήσεων Landsat, SPOT, ASTER κλπ κατά τη διάρκεια του έτους, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το προσδιορισμό της μεταβλητότητας των χαρακτηριστικών βλάστησης και εδάφους διαχρονικά. Εικόνα 6: Ισχυρή υποβάθμιση βλάστησης και εδάφους κοντά σε ποιμνιοστάσιο στο Λαγκαδά (βόρεια Ελλάδα) Ο δορυφορικός θεματικός χαρτογράφος Landsat Mapper Thematic (TM) 7 είναι ένας αισθητήρας που μεταφέρεται με τους δορυφόρους Landsat 4, 5 και 7 και παίρνει δορυφορικές εικόνες της γης σχεδόν συνεχώς από τον Ιούλιο του 1982 μέχρι σήμερα, με περιοδικότητα 16 ημερών. Τα δεδομένα εικόνας Landsat TM έχουν φασματικό εύρος επτά ζωνών με χωρική διακριτική ικανότητα 30 μέτρων για τις ζώνες 1 έως 5 και 7. Η αντίστοιχη χωρική διακριτική 7

10 ικανότητα για τη ζώνη 6 (θερμικό και υπέρυθρο μέρος του φάσματος) είναι 120 μέτρα. Κατά προσέγγιση το μέγεθος σκηνής λήψης είναι 170 χλμ από βορράς προς νότο επί 183 χλμ από ανατολή προς δύση. Παρόμοιες εικόνες μπορούν να ληφθούν με τους δορυφόρους SPOT 8 και ΑSTER 9. Το ακόλουθο παράδειγμα παρουσιάζει αυτή τη στρατηγική. Όπως σε πολλές άλλες περιοχές της Μεσογειακής Ευρώπης, η περιοχή Λαγκαδά είναι γνωστό ότι υφίσταται υποβάθμιση γης λόγω της υπερβοσκησης (Εικόνα 6). Η ανάλυση της μακροπρόθεσμης τάσης της βλάστησης για τις μη γεωργικές περιοχές, πληροφορία που αντλήθηκε από την ανάλυση δεδομένων χρονοσειράς 15 ετών από το σύστημα medokads avhrr 15 ετών δεδομένα, δείχνει ότι μια εκτεταμένη περιοχή με τάση προς σταθερότητα έως ελαφρώς αρνητική βόρεια των λιμνών (ενώ οι δασικές περιοχές σχεδόν συνεχώς δείχνουν θετική τάση εξέλιξης της βιομάζας) (Εικόνα 7). Εικόνα 7: Τάσεις ανάπτυξης της βλάστησης ( ) για τις μη γεωργικές περιοχές στο Λαγκαδά (που προήλθε από τη βάση δεδομένων medokadsavhrr, αριστερά),σε σύγκριση με τη χωρική λεπτομέρεια που απεικονίζεται από τους τυπικούς δορυφόρους γήινης παρατήρησης (Landsat TM,δεξια) Για μια λεπτομερή εξέταση των χωρικών δομών, που είναι απαραίτητη για το σχεδιασμό και την εφαρμογή των βελτιωμένων στρατηγικών διαχείρισης, δημιουργήθηκε μια διορθωμένη χρονοσειρά 15 ετών δορυφορικών εικό νων του Landsat Mapper Thematic (TM). Η χρονοσειρα με συχνότητα λήψης 18 ημερών των δορυφόρων γήινης παρατήρησης (EOS) δεν μπορεί ποτέ να παρέχει λεπτομέρεια πυκνότητα ς κάλυψη όπως τα δορυφορικά συστήματα των καθημερινών παρατηρήσεω ν. Η κλασσική ανάλυση συχνότητας δεν είναι εφαρμόσιμη λόγω της ασυνεχούς φύσης των εικόνων, αλλά με προσεκτική επιλογή δεδομένων του EOS για φαινολογικά συγκρίσιμες περιόδους, είναι δυνατό να στοιχειοθετηθεί η πολυετής χρονοσειρά για την ανάλυση των τάσεων βλάστησης σε πιο λεπτομερή χωρική κλίμακα [16]. Αν και είναι δύσκολο να προσδιοριστεί η φαινολογικη δυναμική της βλάστησης μέσα στις εποχές, η ανάλυση της διαφοροποίησης γύρω από τις κατ' εκτίμηση πολυετείς τάσεις παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τους λειτουργικούς τύπους βλάστησης. Πρέπει να αναφερθεί ότι η προετοιμασία αυτών των εικόνων χρονοσειράς απαιτεί ουσιαστικές προσπάθειες (επιλογή εικόνας, ραδιομετρική διόρθωση, γεωεγγραφή) αλλά η πρόοδος και η εξέλιξη στον τομέα των αλγορίθμων τις προηγούμενες δεκαετίες έχουν δώσει αξιόπιστες λύσεις για την επίτευξη του στόχου αυτού. Η μελέτη στην περιοχή του Λαγκαδά έδωσε αποτελέσματα χαρτογράφησης που επιτρέπουν έναν ακριβή προσδιορισμό της έντασης και της χωρικής επέκτασης της υποβάθμισης στα βοσκοτόπια [17]. Επίσης η μελέτη στην περιοχή Λαγκαδά έδειξε ότι και η ερημοποίηση δεν επηρεάζει συνήθως μεγάλες περιοχές απροσδιόριστης έκτασης, αλλά οι διαταραγμένες και οι αδιατάρακτες περιοχές μπορούν να ταξινομηθούν σε κατηγορίες επικινδυνότητας(εικόνα 8). Παρόμοια αποτελέσματα βρέθηκαν για τα υποβαθμισμένα βοσκοτόπια στην κεντρική Κρήτη [18, 19]. Επίσης, η μελέτη που έγινε ως μέρος του προγράμματος GEORANGE στις πληγείσες από την πυρκαγιά περιοχές στη νοτιοανατολική Ισπανία καθιέρω σε ένα πλαίσιο ερμηνείας για την πρόβλεψη πυρκαγιών και εκτίμησης της δυναμικής ανάκαμψης μετά την πυρκαγιά [20]. Η κατανόηση των επιπτώσεων της ερημοποίησης στην ανθρώπινη ευημερία απαιτεί τη βελτίωση της γνώσης των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των κοινωνικοοικονομικών παραγόντων και των 9

11 συνθηκών του οικοσυστήματος. Νεώτερες μελέτες αποβλέπουν στην ολοκληρωμένη αντίληψη και ανάλυση με το συνδυασμό των διεργασιών που σχετίζονται με φυσικά, οικολογικά και κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά. Αυτό θα ήταν ένα σημαντικό βήμα προς το σχεδιασμό και την αξιολόγηση των στρατηγικών που στοχεύουν στην μείωση των απειλών ερημοποίησης και υποβάθμισης στις επηρεαζόμενες περιοχές. Αυτός ο στόχος περιλαμβάνεται στο Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Πρόγραμμα DeSurvey. της ικανότητας των κοινωνικοοικονομικών συστημάτων να αντιμετωπίσουν αυτές τις αλλαγές. Μια πιθανότητα είναι να παρατηρηθούν οι καμπύλες των βιοφυσικών και των κοινωνικοοικονομικών παραμ έτρων σε ένα δυσδιάστατο σύστημα έως ότου τα όρια αειφορίας να διασταυρωθούν. Στο πρόγραμμα DeSurvey, αυτή η έννοια χρησιμοποιήθηκε για την αξιολόγηση της επίδρασης των επιχορηγήσεων της ΕΕ στην υποβάθμιση της γης, στο εισόδημα και το κέρδος των αγροτικών οικογενειών στην περιοχή του Λαγκαδά. ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗΣ ΣΕ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ 10 Εικόνα 8: Δείκτης υποβάθμισης βοσκοτόπων, της περιοχής μελέτης Λαγκαδά, που προέρχεται από την ανάλυση τάσης μιας 16 έτους χρονοσειράς δεδομένων του δορυφόρου Landsat TM (γεωργικές περιοχές με μαύρο, υδάτινοι όγκοι με μπλε). Ισχυρά υποβαθμισμένα βοσκοτόπια (δείτε το Εικόνα 6) εμφανίζονται με τις διακεκομμένες γραμμές. Ακολουθώντας αυτή τη γραμμή επιχειρηματολογίας, η χρήση των αποτελεσμάτων ανάλυσης δορυφορικών δεδομένων αποτελε ί σημαντικό εργαλείο στην υποστήριξη αποφάσεων που επηρεάζουν τη χρήση γης και, τελικά, τη δυναμική υποβάθμισης της γης. Κατάλληλες στρατηγικές έχουν προταθεί για τη χωρική κατανομή των κοινωνικοοικονομικών και των βιοφυσικών μεταβλητών σε επίπεδο ιδιοκτησίας [21, 22], με στόχο να αναλύσουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των βιοφυσικώ ν διαδικασιών της ερημοποίησης και Ο σχεδιασμός και η εφαρμογή των βελτιωμένων στρατηγικών διαχείρισης και άλλων μέτρων αντιμετώπισης της ερημοποίησης απαιτούν συχνά μεγάλη χωρική λεπτομέρεια και την ενσωμάτωση επιπρόσθετων γαιο χωρικών δεδομένων. Πολυφασματικά συστημάτων τηλεπισκόπησης με εξαιρετικά μεγάλη χωρική διακριτική ικανότητα είναι διαθέσιμα εδώ και μερικά χρόνια. Αν και ακρ ιβά, οι δορυφόροι IKONOS 10 κ αι Quickbird 11 παρέχουν εικόνες όπου η χωρική λεπτομέρεια κυμαίνεται από 0.7 έως 2.5 μέτρα, σε παγχρωματική ή πολυφασματική λήψη της εικόνας. Στο παραπάνω παράδειγμα μια από τις σημαντικότερες προϋποθέσεις, προκειμένου να συνδεθούν οι ενδείξεις υποβάθμισης του περιβάλλοντος με τις διεργασίες κοινωνικοοικονομικών κινήτρων, είναι ο προσδιορισμός των θέσεων συγκέντρωσης των ζώων που βόσκουν (πχ., υπόστεγων) και των μονοπατιών διέλευσης των κτηνοτρόφων. Αν και οι εικόνες στην κλίμακα που παρέχουν οι δορυφόροι Landsat/SPOT/ASTER χρησιμοποιήθηκαν επιτυχώς για την εκτίμηση των βοσκοτόπων, οι πολύ υψηλής χωρικής ανάλυσης εικ όνες του δορυφόρου Quickbird χρησιμοποιήθηκαν για τον εντοπισμό και τη χαρτογράφηση των θέσεων των υπόστεγων μέσα στις πιο επηρεασμένες αγροτικές περιοχές της επαρχίας Λαγκαδά (Εικόνα 9)

12 οικοσυστήματα,ταοποίαπαρουσιάζουνμεγαλύτερη ομοιογένεια)) παρέχει τη βάση για τις στρατηγικές παρέμβασης με αντίστοιχα διαχειριστικάσχήματα[17]. Εικόνα 9: Quickbird παγχρωματική εικόνα υψηλής χωρικής διακριτικής ικανότητας, με επισημάνσεις των σημείων συγκέντρωσηςζώων Συνδέοντας αυτές τις θέσεις με τα επιπρόσθετα χωρικά δεδομένα όπως η απόσταση από τα υπόστεγα, η τοπογραφία, τα χαρακτηριστικά οικοσυστήματος (πχ., η δυνατότητα πρόσβασης) και τις σχετικές προτιμήσεις των κτηνοτρόφων, είναι δυνατό να εξηγηθούν σημαντικοί καθοριστικοί παράγοντεςγιατησυμπεριφοράτωνζώωνσεσχέση με τις περιοχές όπου Εικόνα 10: Επιφάνεια συσσωρευμένου κόστους για την εκτίμηση εκτάσεων διέλευσης των ζώων (πρόβατων και αιγών) μαζί με τη σχετική κατανομήφυτοκάλυψης(κάτωαριστερά) αναμένεταιμεγαλύτερηήμικρότερηπίεσηβόσκησης (Εικόνα 10). Η χωρική κατανομή της έντασης βόσκησης (που σε αυτή την περιοχή είναι πολύ πιο ακανόνιστα κατανεμημένη σε σχέση με τα ΠΟΣΟΤΙΚΕΣΕΚΤΙΜΗΣΕΙΣΤΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝΤΗΣΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣTHΣΓHΣ Οι στρατηγικές τηλεπισκόπησης που έχουν συζητηθεί μέχρι τώρα μπορούν ως ένα βαθμό να εφαρμοστούν όπου απαιτείται και σε οποιοδήποτε μέρος χωρών που έχουν επηρεαστεί.δεδομένατηλεπισκόπησηςυπάρχουν γιαοποιοδήποτεσημείοτηςγηςκαιοιεπιστήμονες μπορούν να στηρίξουν τις στρατηγικές τους στις τεράστιεςτεχνολογικέςκαιμεθοδολογικέςπροόδους που έχουν επιτευχθεί. Τα οπτικά συστήματα ανάκλασης έχουν αναπτυχθεί, ώστε η χαρτογράφησης της επιφάνειας της γης μπορεί να γίνει σε περισσότερες από εκατό φασματικές περιοχές.. Οι αποκαλούμενοι υπερ φασματικοί δέκτες παρέχουν δεδομένα με εξαιρετικά μεγάλο περιεχόμενο πληροφοριών, τέτοιο που η χαρτογράφηση ορυκτών και θρεπτικών στοιχείων σταεδάφηήσυγκέντρωσηςβιοχημικώνσυστατικών σεδιάφορες καλλιέργειες(χλωροφύλλη,ύδωρ,ξερή ουσία)μπορείναυλοποιηθεί. πλαίσιο της ερημοποίησης τέτοια συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συλλογή πληροφοριών που 11 αφορούν την σύνθεση των εδαφικών υλικών, τα οποία επιτρέπουν όχι μόνο το διαχωρισμό μεταξύ των αδιατάρακτων και των υποβαθμισμένων (διαβρωμένων) εδαφών [23], αλλά και την εκτίμηση συγκεντρώσεων σημαντικών συστατικών των εδαφών (πχ., οργανικού και ανόργανουάνθρακα,σιδήρου)[24].επίσηςμπορούν ναεκτιμηθούνιδιότητεςβλάστησηςξηρώνπεριοχών. Η διαθέσιμη φασματική πληροφορία είναι τόσο πολύλεπτομερήςώστεοιεπιστήμονεςείναισεθέση να χρησιμοποιήσουν μοντέλα ανάκλασης για τον

13 υπολογισμό συ γκεκριμένων βιογεωφυσικών παραμέτρων. Η Εικόνα 11 αποτελεί ένα τυπικό παράδειγμα όπου δεδομένα του συστήματος λήψης εικόνας HyMap 12 με 126 φασματικές ζώνες χρησιμοποιήθηκε επιτυχώς σε συνδυασμό με ένα γεωμετρικό μοντέλο ανάκλασης βλάστησης,για τη χαρτογράφ ηση του δείκτη περιοχής πράσινων φύλλων για την χαρτογράφηση του δείκτη πράσινης φυλλικής επιφάνειας (LAI) σε μία τυπική βλάστηση ημίξηρής περιοχής της Ισπανίας [25]. Ο δείκτης πράσινης φυλλικής επιφάνειας (LAI) είναι ένα βιοφυσικό χαρακτηριστικό που μπορεί, για παράδειγμα, να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη της παραγωγής φωτοσυνθετικών προϊόντω ν, τα οποία διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη θεωρητική οικολογία παραγωγής. όργανα τηλεπισκόπησης, όπως ο θεματικός χαρτογράφος του δορυφόρου Landsat, συλλέγουν στοιχεία σε μερικές επιλεκτικά τοποθετημένες, ευρείες δέσμες του φάσματος. Ως αποτέλεσμα των τεχνολογικών προόδων, στους αισθητήρες και στον ηλεκτρονικό σχεδιασμό, τα όργανα HRS είναι σε θέση να συλλέξουν την ανακλώμενη και εκπεμπόμενη ηλεκτρομαγνητική ενέργεια σε εκατοντάδες (~10 NM) φασματικά κανάλια στα αντίστοιχα κανάλια του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Τα καταγεγραμμένα φάσματα παρέχουν μοναδικές πληροφορίες σχετικές με τη δομική συγκρότηση υλικών και επιτρέπουν τον προσδιορισμό συγκεκριμένων ουσιών όπως τα ορυκτά, η χλωροφύλλη, οι διαλυμένες οργανικές ουσίες, τα ατμοσφαιρικά συστατικά, και συγκεκριμένους περιβαλλοντικούς ρυπαντές. ΕΝΝΟΙΕΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ 12 Εικόνα 11: Δείκτης πράσινης φυλλικής επιφάνειας (LAI) για ένα τυπικό οικοσύστημα ξηρής περιοχής στην νοτιοανατολική Ισπανία (λεκάνη Guadalentín), που προέρχεται από HyMap υπερφασματικά δεδομένα τηλεπισκόπησης Η διαθεσιμότητα των ποσοτικών παραμέτρων δίδει τη δυνατότητα ανάπτυξης μοντέλων στη έρευνα για την ερημοποίηση, είτε πρόκειται για τον υπολογισμό της παραγωγής βιομάζας, κατανομής άνθρακα, σταθερότητας των οικοσυστημάτων ή για άλλες διεργασίες. Η φασματοσκοπία απεικόνισης, επίσης γνωστή ως υπέρ φασματική τηλεπισκόπηση (HRS), είναι μια τεχνική απεικόνισης που είναι σε θέση να αναγνωρίζει τα υλικά και τα αντικείμενα στον αέρα, τη γη και το νερό βάσει των μοναδικών φασματικών τους υπογραφών, που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση της ηλιακής ενέργειας με τη μοριακή δομή του υλικού. Τα κλασικά πολυφασματικά Ο τελικός σκοπ ός είναι ο συνδυασμός βιογεωφυσικών παραμέτρων της επιφάνειας της γης ή άλλων συμπληρωματικών για την ανάπτυξη ανωτέρου επιπέδου δεικτών της κατάστασης των γαιών. Αρχίζοντας από τη βασική εργασία (26) ο στόχος του Ευρωπαϊκού προγράμματος LADAMER ήταν να μελετήσει μια στρατηγική εκτίμησης βασισμένη στις αναλογίες της πρωτογενούς καθαρής παραγωγικότητας της βλάστησης (NPP). Η προσέγγιση βασίζεται στην υπόθεση ότι οι βροχοπτώσεις είναι ο κύριος περιοριστικός παράγοντας για τον καθορισμό της τοπικής καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας της βλάστησης (NPP) στις ημιξηρες περιοχές και επικεντρώνεται σε μια παράμετρο που ονομάζεται «αποτελεσματικότητα χρήσης βροχής» (RUE). Αρχικά, η RUE ορίστηκε ως ο λόγος της NPP προ ς τη β ροχόπτωση (P) κατά τη διάρκεια ενός δεδομένου χρονικού διαστήματος [27], το οποίο μπορεί να ερμηνευθεί ως το μέρος των βροχοπτώσεων που αποδίδεται στην ατμόσφαιρα μέσω της φυτοκάλυψης. 12

14 Εικόνα 12: Χαρτογραφημένες αλλαγές στη σχετική RUE (rrue) στην Ιβηρική χερσόνησο σε χρονική διάρκεια 10 ετών ( ) (πηγή: Estación Experimental de Zonas Aridas, Αλμερία, Ισπανία) Ενώ αυτή η ιδέα είχε εφαρμοστεί σε μελέτες στην Αφρική [28], οι επιστήμονες από το «Estación Experimental de Zonas Aridas» στην Αλμερία (Ισπανία) 13 χρησιμοποίησαν ολόκληρη την ηπειρωτική χώρα της Ισπανίας (περίπου km 2 ) ως περιοχή μελέτης στο πρόγραμμα DeSurvey. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα με χωρική διακριτική ικανότητα 1 χλμ 2, σε ηλεκτρονική μορφή της περιόδου από Σεπτέμβριο 1996 έως Αύγουστο Τα δεδομένα αυτά ήταν: η αφθονία βλάστησης όπως προέρχεται από τη βάση δεδομένων MEDOKADS ( ένα ιδιαίτερο δείκτη βλάστησης, που χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο της αρχικής καθαρής παραγωγής (NPP)), η βροχόπτωση (Ρ) και η θερμοκρασία (Τ) που κατανεμήθηκαν χωρικά μέσω της διαδικασίας της χωρικής παρεμβολής για τους υπάρχοντες μετεωρολογικούς σταθμούς και η δυνητική εξατμισοδιαπνοή (PET). Εάν η RU E υπολογίζεται για μι α μεγάλ η περιοχή με μεγάλες κλιματικές διαβαθμίσε ις, οι ξηρές περιοχές ευθύνονται για τις μεγαλύτερες τιμές λόγω των πολύ χαμηλών τιμών βροχόπτωσης, οι οποίες δεν επιτρέπουν την άμεση σύγκριση μεταξύ θέσεων διαφορετικού κλίματος. Για να αποφευχθεί αυτό, οι τιμές RUE σχεδιάστηκαν λαμβάνοντας υπόψη και έναν δείκτη ξηρασίας (AI) που υπολογίστηκε ως ο 13 λόγος του Ρ προς την PET. Τα ανώτερα και χαμηλότερα όρια ενός τέτοιου διαγράμματος διασποράς ερμηνεύονται αντίστοιχα για να καταδείξουν τη μέγιστη και την ελάχ ιστη απόδοση βλάστησης για μια δεδομένη κατηγορία ξηρασίας, η οποία είναι μια πρώτη προσέγγιση προς την κατεύθυνση της ερμηνείας των τάσεων των κλιματικών αλλαγών. Οι προκύπτουσες συναρτήσεις θα μπορούσαν έπειτα να κατανεμηθούν χωρικά με τη χρήση του επίπεδου πληροφορίας του δείκτη AI ως ανεξάρτητης μεταβλητής, για να παραχθούν δύο ακόμα επίπεδα πληροφορίας, που θα παρουσιάζουν τη μέγιστη και την ελάχιστη αναμενόμενη RUE για κάθε σημείο των χαρτών. Το τελικό βήμα ήταν ο υπολογισμός ενός νέου επιπέδου πληροφορίας που παρουσιάζει τη σχετική θέση της μετρούμενης RUE μέσα στ ο εύρος των τιμών που διαμορφώθηκε από τη μέγιστη και την ελάχιστη αναμενόμενη RUE. Η σχετική RUE (rrue) υποτίθεται ότι απεικόνισε την κατάσταση της βλάστησης ως η παρατηρούμενη απόδοση (από την άποψη του δορυφορικά μετρούμενου υποκατάστατου της καθαρής αρχικής παραγωγής ΝΡΡ που ολοκληρώνεται με την πάροδο του χρόνο υ) λαμβάνοντας υπόψ η την ελάχιστη και μέγιστη απόδοση που μπορεί να αναμένεται για το συγκεκριμένο κλίμα (από την άποψη του AI). Η μέση παρατηρούμενη RUE αντικατοπτρίζει την αειφορική ανάπτυξη της βλάστησης στο τοπικό κλίμα και ερμηνεύεται ως προσέγγιση της βιομάζας και της ωριμότητας. Εντούτοις η παρατηρούμενη ακραία RUE απεικονίζει τη βραχυπρόθεσμη ανάπτυξη, εφόσον οι μετεωρολογικές συνθήκες είναι κατάλληλες (από την άποψη του εποχιακού Ρ), και αποτελεί ένδειξη της παραγωγικότητα ς και της ανθεκτικότητα ς. Αυτά αποτελού ν δύο ανεξάρτητα συστατικά της απόδοσης της βλάστησης που θεωρούν την ανάπτυξη της με οικολογικούς όρους. Ο περιφερειακός χάρτης που προέκυψε για την Ιβηρική χερσόνήσο (Εικόνα 12) είναι σύ μφωνος με την ανάλυση τάσης που αναφέρθηκε πριν. Το μεγαλύτερο μέρος της Ιβηρικής παρουσιάζει ενδείξεις σταθερής κατάστασης ή αυξανόμενης απόδοσης βλάστησης μέσα στη ν περίοδο παρατήρησης. Ενώ η προηγούμενη ανάλυση στηρίζεται σε υδρολογικά δεδομένα, μια εναλλακτική προσέγγιση για τον προσδιορισμό των λειτουργικά 13

15 διαταραγμένων επιφανειών τη ς γης με χρήση δορυφορικών δεδομένων μπορεί να στηριχθεί στις ενεργειακές αναλογίες [ 29]. Με βάση παλαιότερες μεθοδολογίες [5] έχουν αναπτυχθεί μοντέλα για τον υπολογ ισμό της διαθέσιμης ενέργειας επιφάνειας στην εμφανή και λανθάνουσα ροή θερμότητας με τη χρήση δεδομένων από δορυφορικά συστήματα με αισθητήρες χαρτογράφησης στο θερμικό μέρος του φάσματος. Το δορυφορικά υπολογιζόμενο ποσοστό ελλείμματος εξάτμισης προτείνεται ως σημαντικός δείκτης του ελλείμματος ύδατος επιφάνειας που αποτελεί και κύριο δείκτη χαρακτηρισμού των υποβαθμισμένων συστημάτων βλάστησης. Εντούτοις, πρέπει να υπογραμμιστεί ότι οι αλλαγές στις βιοφυσικές συνθήκες της γης που μπορούν να προσδιοριστούν με αυτές τις προσεγγίσεις είναι σημαντικές, αλλά δεν παρέχουν ακόμα μια πλήρη εκτίμηση της υποβάθμισης ή της ερημοποίησης της γης. Η σύνδεση τους με χωρικά κατανεμημένα κοινωνικοοικονομικά δεδομένα σε ένα εννοιολογικό πλαίσιο σχετικών με την ερημοποιηση περιβαλλοντικών συνδρόμων είναι σημαντική. Το Ευρωπαϊκό χρηματοδοτούμενο πρόγραμμα DeSurvey παρέχει προς το παρόν τη βάση για την επέκταση, την επαλήθευση, τη βελτιστοποίηση και την ολοκληρωμένη προσέγ γιση α υτών των εννοιών. ΠΡΟΟΠΤΙΚ ΕΣ Η ερημοποίηση έχει πολλαπλές εκφράσεις και 14 οφείλεται κυρίως σε αυτή τη μεταβλητότητα των διεργασιών και των παραγόντων, με αποτέλεσμα πολλές ενοποιημένες έννοιες και οι ευρέως αποδεκτοί χάρτες του φαινομένου αυτού αναμένονται να συνταχθούν. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση μπορεί ουσιαστικά να συμβάλει στον προσδιορισμό των περιοχών που έχουν επηρεαστεί από την ερημοποίηση και να παρακολουθεί την κατάσταση του περιβάλλοντος και των διαθέσιμων πόρων στη δάρκεα ι ι του χρόνου. Ο συνδυασμός αυτών των πληροφοριών με όλο το εύρος των μετεωρολογικών στοιχείων που συλλέγονται από τους δορυφόρους, καθώς επίσης και των δορυφορικώς παραγόμενων χαρτών χρήσης γης και αλλαγής χρήσης γης παρέχει τις μοναδικές δυνατότητες σύνδεσης των φυσικών διεργασιών και παραγόντων με το κοινωνικοοικονομικό πλαίσιο της ερημοποίησης. Οι πληροφορίες τηλεπισκόπησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο για να καθορίσουν τις επιπτώσεις των διεργασιών και των παραγόντων ερημοποίησης στα βιογεωφυσικά συστήματα, αλλά και να χρησιμεύσουν ως απαραίτητη υποστήριξη για τη λήψη αποφάσεων και για τον καθορισμό των σχετικών μέτρων για την περιβαλλοντική αποκατάσταση και διαχείριση. Οι προσεγγίσεις που περιγράφονται σε αυτή τη συνοπτική έκθεση έχουν προέλθει από τα ευρωπαϊκά ερευνητικά προγράμματα αλλά εφαρμόζονται με ίδιο ή παρόμοιο τ ρόπο για τα σύνδρομ α ερημοποίησης όπως αυτά αναπτύσσονται σε άλλα μέρη του κόσμου. Η μετατροπή των διαστημικών παρατηρήσεων σε χρήσιμες πληροφορίες απαιτεί τις εμπεριστατωμένες μεθοδολογικές και εννοιολογικές δεξιότητες. Είναι προφανές ότι μια λεπτομερής περιγραφή εναι ί πέρα από το σκοπό αυτού του συνοπτικού εγγράφου και ο αναγνώστης μπορεί να ανατρέξει στις πρόσθετες πηγές πληροφορίας. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] UNEP (1992). World atlas of desertification. London: Arnold. [2] Prince, S.D. (2002). Spatial and temporal scales for detecting desertification. In J.F. Reynolds & D.M. Stafford Smith (Eds.), Global desertification. Do humans cause deserts? (pp ). Berlin: Dahlem University Press. [3] Schowengerdt, R.A. (2006). Remote sensing. Models and methods for image processing. San Diego: Academic Press. [4] Curran, P.J. (1985). Principles of remote sensing. London and New York: Longman. [5] Bolle, H.J., Eckardt, M., Koslowsky, D., Maselli, F., Melia Miralles, J., Menenti, M., Olesen, F. S., Petkov, L., Rasool, I., & van de Griend, A. (2006). Mediterranean land surface processes assessed from space. Berlin, Heidelberg, New York: Springer. [6] Liang, S. (2004). Quantitative remote sensing of land surfaces. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. [ 7] Geist, H. (2005). The cause s and progression of desertification. Aldershot: Ashgate Publishing Limited. [8] Geist, H.J., & Lambin, E.F. (2004). Dynamic causal patterns of desertification. Bioscience, 54, [9] Lüdeke, M.K.B., Petschel Held, G., & Schellnhuber, H. J. (2004). S yndromes of Global Change: the first panoramic view. Gaia, 13, [10] Downing, T.E., & Lüdeke, M. (2002). International desertification. Social geographies of vulnerability and adaptation. In J.F. Reynolds &

16 D. M. Stafford Smith (Ed s.), Global desertification. Do humans cause deserts? (pp ). Berlin: Dahlem University Press. [11] Helldén, U. (1991). Desertification tim e for an assessment. Ambio, 20, [12] Rondeaux, G. (1995). Vegetation monitoring by remote sensing: a review of biophysical indices. Photo Interprétation, 3, [13] Koslowsky, D. (2003). 12 years Mediterranean satellite data set and analysis. In H. J. Bolle (Ed.), Mediterranean climate, variabilities and trends. Berlin, Heidelberg, New York: Springer. [14] Beguería, S., López Moreno, J.I., Lorente, A., Seeger, M., & García Ruiz, J.M. (2003). Assessing the effect of climate oscillations and land use changes on streamflow in the Central Spanish Pyrenees. Ambio, 32, [ 15] Gallart, F., & Llorens, P. (2003). Catchment management under environmental change: impact of land cover on water resources. Water International, 28, [16] Hill, J., Hostert, P., & Röder, A. (2004). Long term observation of Mediterranean ecosystems with satellite remote sensing. In S. Mazzoleni, G. di Pasquale, M. Mulligan, P. di Martino & F. Rego (Eds.), Recent dynamics of the Mediterranean vegetation and landscape ( pp ). Chichester: John Wiley & Sons. [17] Röder, A., Kuemmerle, T., Hill, J., Papanastasis, V.P., & Tsiourlis, G.M. (2007). Adaptation of a grazing gradient concept to heterogeneous Mediterranean rangelands using cost surface modelling. Ecological Modelling, 204, [18] Hill, J., Hostert, P., Tsiourlis, G.M., Kasapidis, P., & Udelhoven, T. (1998). Monitoring 20 years of intense grazing impact on the Greek island of Crete with earth observation satellites. Journal of Arid Environments, 39, [19] Hostert, P., Röder, A., Hill, J., Udelhoven, T., & Tsiourlis, G.M. (2003). Retrospective studies of grazing induced land degradation: a case study in central Crete, Greece. International Journal of Remote Sensing, 24, [20] Röder, A., Hill, J., Duguy, B., Alloza, J.A., & Vallejo, R. (2008). Using long time series of Landsat data to monitor fire events and post fire dynamics and identify driving factors. A case study in the Ayora region (eastern Spain). Remote Sensing of Environment, 112, [21] Lambin, E.F., Geist, H.J., Reynolds, J.F., & Stafford Smith, D. M. (2008). Coupled human environment system approaches to desertification: Linking peope to pixels. In A. Röder & J. Hill (Eds.), Advances in Remote Sensing and Geoinformation Processing for Land Degradation Assessments: Taylor & Francis, in press. [22] Rindfuss, R.R., Walsh, S.J., Mishra, V., Fox, J., & Dolcemascolo, G.P. (2003). Linking household and remotely sensed data: methodological and practica l problems. In J. Fox, R.R. Rindfuss, S.J. Walsh & V. Mishra (Eds.), People and the environment: Approaches for linking household and community surveys to remote sensing and GIS (pp. 1 29). Boston, Dordrecht, London: Kluwer Academic Publishers. [ 23] Hill, J., Mehl, W., & Altherr, M. (1994). Land degradation and soil erosio n mapping in a Mediterranean ecosystem. In J. Hill & J. Mégier (Eds.), Imaging spectrometry a tool for environmental observations ( pp ). Dordrecht: Kluwer Academic Publishers: [24] Hill, J., & Schütt, B. (2000). Mappin g complex patterns of erosion and stability in dry Mediterranean ecosystems. Remote Sensing of Environment, 74, [25] Hill, J., & Mader, S. (2007). Estimating continuous vegetation fields in an arid ecosystem using a coupled leaf canopy reflectance model at different spatial/spectral scales. In, Proceedings 5th EARSeL Workshop on Imaging Spectroscopy, April Bruges, Belgium: EARSeL. 15 [26] Boer, M. (1999). Assessment of dryland degradation: linking theory and practice through site water balance modelling. In, Nederlandse Geografische Studies, 251 Utrecht, Netherlands: University of Utrecht. [27] Le Houérou, H.N. (1984). Rain use efficiency: A unifying concept in arid land ecology. Journal of Arid Environments, 7, [28] Prince, S.D., Brown de Colstoun, E., & Kravitz, L. (1998). Evidence from rain use efficiencies does not support extensive Sahelian desertification. Global Change Biology, 4, [29] García, M., Villagarcía, L., Contreras, S., Domingo, F., & Puigdefábregas, J. (2007). Comparison of three operative models for estimating the surface water deficit using ASTER reflective and thermal data. Sensors, 7,