تردي الأراضي و SDG 15.3.1

كجزء من "خطة التنمية المستدامة لعام 2030"، يتمثل هدف التنمية المستدامة (SDG) رقم 15 في:

"حماية واستعادة وتعزيز الاستخدام المستدام للنظم الإيكولوجية الأرضية، وإدارة الغابات على نحو مستدام، ومكافحة التصحر، ووقف تدهور الأراضي وعكس اتجاهه ووقف فقدان التنوع البيولوجي"

لكل SDG أهداف محددة تتناول مكونات مختلفة، في هذه الحالة، من الحياة على الأرض. تهدف الغاية 15.3 إلى:

"بحلول عام 2030 قد نكون تمكنا من مكافحة التصحر، واستعادة الأراضي والتربة المتدهورة، بما في ذلك الأراضي المتأثرة بالتصحر والجفاف والفيضانات، والسعي جاهدين لتحقيق عالم خالٍ من تدهور الأراضي"

سيتم استخدام المؤشرات بعد ذلك لتقييم التقدم المحرز في كل هدف من SDG. في حالة SDG 15.3، سيتم تقييم التقدم المحرز نحو عالم محايد لتدهور الأراضي باستخدام المؤشر 15.3.1:

"نسبة الأراضي المتدهورة على إجمالي مساحة الأرض"

بصفتها الوكالة الراعية SDG 15.3، طورت اتفاقية الأمم المتحدة لمكافحة التصحر (UNCCD) `إرشادات الممارسات الجيدة (GPG) <https://www.unccd.int/sites/default/files/relevant-links/2021-03/Indicator_15.3.1_GPG_v2_29Mar_Advanced-version.pdf> `_. والتي توفر توصيات حول كيفية حساب مؤشر SDG 15.3.1.

تقدم هذه الوثيقة مقدمة موجزة لمؤشر SDG 15.3.1 وتصف كيفية حساب كل مؤشر من خلال .

من أجل تقييم المنطقة المتدهورة، يستخدم مؤشر SDG 15.3.1 معلومات من 3 مؤشرات فرعية:

1. إنتاجية الغطاء النباتي

2. الغطاء الأرضي

3. الكربون العضوي في التربة

يسمح للمستخدم بحساب كل من هذه المؤشرات الفرعية بطريقة صريحة مكانيًا لإنشاء خرائط نقطية يتم دمجها بعد ذلك في خريطة مؤشر SDG 15.3.1 النهائية وينتج عن نتائج الجدول تقرير المناطق التي يحتمل أن تكون محسّنة ومتدهورة في مجال التحليل.

المؤشرات الفرعية

إنتاجية

إنتاجية الأرض هي القدرة الإنتاجية البيولوجية للأرض، ومصدر جميع الأغذية والألياف والوقود الذي يدعم الإنسان (اللجنة الإحصائية للأمم المتحدة 2016). صافي الإنتاجية الأولية (NPP) هو صافي كمية الكربون التي تم استيعابها بعد التمثيل الضوئي والتنفس الذاتي خلال فترة زمنية معينة (كلارك وآخرون 2001) ويتم تمثيلها عادةً بوحدات مثل كجم/هكتار/سنة. NPP هي عملية متغيرة تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة لتقديرها، ولهذا السبب، نعتمد على المعلومات المستشعرة عن بُعد لاشتقاق مؤشرات NPP.

أحد البدائل الأكثر استخدامًا لـ NPP هو فهرس الغطاء النباتي للاختلاف المعياري (NDVI)، والذي يتم حسابه باستخدام معلومات من الأجزاء الحمراء والقريبة من الأشعة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي. في نحن نستخدم المنتجات نصف الأسبوعية من MODIS و AVHRR لحساب التكاملات السنوية لـ NDVI (محسوبة على أنها متوسط مؤشر NDVI السنوي لتبسيط تفسير النتائج). ثم يتم استخدام هذه التكاملات السنوية من دليل NDVI لحساب كل من مؤشرات الإنتاجية الموضحة أدناه.

يتم تقييم إنتاجية الأرض في باستخدام ثلاثة مقاييس للتغيير مستمدة من بيانات السلاسل الزمنية لـ NDVI: المسار والأداء والحالة

مسار الإنتاجية

يقيس المسار معدل التغيير في الإنتاجية الأولية بمرور الوقت. كما هو موضح في الشكل أدناه، |trends.earth|يحسب انحدارًا خطيًا على مستوى البكسل لتحديد المناطق التي تشهد تغيرات في الإنتاجية الأولية للفترة قيد التحليل. يتم بعد ذلك تطبيق اختبار أهمية غير باريمترية من Mann-Kendall، مع الأخذ في الاعتبار التغييرات المهمة فقط تلك التي تظهر قيمة p ≤ 0.05. تشير الاتجاهات الإيجابية الهامة في مؤشر NDVI إلى تحسن محتمل في حالة الأراضي، وأن الاتجاهات السلبية الهامة قد تؤدي إلى تدهور محتمل.

تصحيح تأثيرات المناخ

ضمن نظام بيئي معين، تتأثر الإنتاجية الأولية بعدة عوامل، مثل درجة الحرارة، وتوافر الضوء والمغذيات والمياه. من بين هؤلاء، يعد توافر المياه الأكثر تغيرًا بمرور الوقت، ويمكن أن يكون له تأثيرات كبيرة جدًا في كمية الأنسجة النباتية التي يتم إنتاجها كل عام. عند استخدام التكاملات السنوية لمؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي لإجراء تحليل المسار، من المهم تفسير النتائج التي تحتوي على معلومات هطول الأمطار التاريخية كسياق. وبخلاف ذلك، يمكن تحديد اتجاهات الإنتاجية المتدنية على أنها تسبب الإنسان في تدهور الأراضي، عندما تكون مدفوعة بالأنماط الإقليمية للتغيرات في توافر المياه.

يسمح للمستخدم بإجراء أنواع مختلفة من التحليل لفصل الأسباب المناخية للتغيرات في الإنتاجية الأولية، عن تلك التي يمكن أن تكون نتيجة لقرارات استخدام الأرض البشرية في الواقع. الأساليب المدعومة حاليًا لتصحيحات المناخ هي:

** تحليل الاتجاه المتبقي: ** يستخدم تحليل الاتجاه المتبقي نماذج الانحدار الخطي للتنبؤ بمؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي لكمية معينة من الأمطار. يتم تفسير الاتجاهات في الاختلاف بين مؤشر مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي المتوقع ودليل مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي المرصود (المتبقي) على أنه تغير إنتاجي غير متعلق بالمناخ. يرجى الرجوع إلى الاقتباس التالي لمزيد من التفاصيل حول الطريقة وقيودها: ويسلز، ك.ج.؛ فان دن بيرغ، ف.؛ سكولز، آر.ج. حدود إمكانية اكتشاف تدهور الأراضي من خلال تحليل اتجاهات بيانات مؤشر الغطاء النباتي. استشعار البيئة عن بعد. 2012, 125, 10–22.`

** كفاءة استخدام المطر: ** كفاءة استخدام المطر هي نسبة صافي الإنتاجية الأولية السنوي إلى هطول الأمطار السنوي. يستخدم التكاملات السنوية لمؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي كبديل لصافي الإنتاجية الأولية السنوي، ويوفر إمكانية الاختيار من بين منتجات هطول الأمطار المختلفة لحساب كفاءة استخدام المطر. بعد حساب كفاءة استخدام المطر لكل سنة من السنوات قيد التحليل، يتم تطبيق انحدار خطي واختبار دلالة غير بارامترية على اتجاه كفاءة استخدام المطر بمرور الوقت. تشير الاتجاهات الإيجابية الهامة في كفاءة استخدام المطر إلى تحسن محتمل في حالة الأراضي، وأن الاتجاهات السلبية الهامة قد تؤدي إلى تدهور محتمل. يرجى الرجوع إلى البحث المنشور التالي للحصول على تفاصيل حول الأساليب وقيودها: ويسلز، ك.ج.؛ برينس، إس. دي.؛ مالهيربي، جي.؛ سمول، ج.؛ فروست، بي. فانزيل، دي. هل يمكن التمييز بين تدهور الأراضي الناجم عن النشاط البشري وآثار تقلبية هطول الأمطار؟ دراسة حالة في جنوب إفريقيا. مجلة البيئات القاحلة. 2007, 68, 271–297.`

** كفاءة استخدام المياه: ** تفترض كفاءة استخدام المطر وجود علاقة خطية بين كمية المياه التي تسقط على شكل ترسيب في مكان معين وكمية المياه التي ستستخدمها النباتات بالفعل. هذا الافتراض لا ينطبق على كل نظام. تحاول كفاءة استخدام المياه معالجة هذا القيد باستخدام إجمالي النتح التبخري السنوي بدلاً من الترسيب. يُعرَّف النتح التبخري السنوي على أنه الهطول مطروح منه المياه المفقودة بسبب الجريان السطحي، وإعادة التغذية إلى المياه الجوفية والتغيرات في تخزين مياه التربة. يتبع باقي التحليل كما هو موضّح بالنسبة كفاءة استخدام المطر: يتم تطبيق اختبار الانحدار الخطي واختبار الدلالة غير البارامترية على اتجاه كفاءة استخدام المياه بمرور الوقت. تشير الاتجاهات الإيجابية الهامة في كفاءة استخدام المياه إلى التحسن المحتمل في حالة الأراضي، والاتجاهات السلبية الهامة للتدهور المحتمل.

يسرد الجدول أدناه مجموعات البيانات المتوفرة في لإجراء تحليل اتجاه مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي بمرور الوقت باستخدام بيانات مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي الأصلية أو مع التصحيحات المناخية:

دولة الإنتاجية

يسمح مؤشر حالة الإنتاجية باكتشاف التغييرات الأخيرة في الإنتاجية الأولية مقارنة بفترة خط الأساس. يتم حساب المؤشر على النحو التالي:

1. حدد الفترة الأساسية (الفترة التاريخية التي تقارن بها الإنتاجية الأولية الحديثة).

2. تحديد فترة المقارنة (السنوات الأخيرة المستخدمة لحساب المقارنة). يوصى باستخدام 3 سنوات لتجنب التقلبات السنوية المتعلقة بالمناخ.

3. لكل بكسل، استخدم التكاملات السنوية لمؤشر الفرق المعياري للغطاء لنباتي لفترة الأساس لحساب توزيع التردد. في حالة عدم وجود بعض القيم المتطرفة في مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي في فترة خط الأساس، أضف 5٪ على طرفي التوزيع. ثم يتم استخدام منحنى توزيع التردد الموسع لتحديد القيم الفاصلة للفئات المئوية العشرة.

4. احسب متوسط مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي للفترة الأساس، وحدد الفئة المئوية التي ينتمي إليها. عيّن إلى متوسط مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي لفترة الأساس الرقم المقابل لتلك الفئة المئوية. تتراوح القيم الممكنة من 1 (أدنى فئة) إلى 10 (أعلى فئة).

5. احسب متوسط مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي لفترة المقارنة، وحدد الفئة المئوية التي ينتمي إليها. خصص إلى متوسط مؤشر مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي لفترة المقارنة الرقم المقابل لتلك الفئة المئوية. تتراوح القيم الممكنة من 1 (أدنى فئة) إلى 10 (أعلى فئة).

6. تحديد الفرق في رقم الصنف بين المقارنة وفترة الأساس (المقارنة مطروحًا منها خط الأساس).

7. إذا كان الاختلاف في الفئة بين خط الأساس وفترة المقارنة هو 2، فمن المحتمل أن يتدهور هذا البكسل. إذا كان الاختلاف ≥ 2، فإن هذا البكسل يشير إلى تحسن حديث من حيث الإنتاجية الأولية. تعتبر وحدات البكسل ذات التغييرات الصغيرة مستقرة.

يسرد الجدول أدناه مجموعات البيانات المتوفرة في لحساب مؤشر حالة الإنتاجية:

أداء الإنتاجية

يقيس مؤشر أداء الإنتاجية الإنتاجية المحلية بالنسبة لأنواع الغطاء النباتي الأخرى المماثلة في أنواع الغطاء الأرضي المماثلة أو المناطق المناخية الحيوية في جميع أنحاء منطقة الدراسة. يستخدم مزيجًا فريدًا من وحدات التربة (وحدات تصنيف التربة باستخدام نظام وزارة الزراعة الأمريكية الذي توفره SoilGrids بدقة 250 مترًا) والغطاء الأرضي (37 فئة كاملة للغطاء الأرضي مقدمة من ESA CCI بدقة 300 متر) لتحديد مجالات التحليل هذه. يتم حساب المؤشر على النحو التالي:

1. حدد فترة التحليل، واستخدم السلاسل الزمنية لمؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي لحساب متوسط مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي لكل بكسل.

2. حدد وحدات مماثلة بيئيًا مثل التقاطع الفريد للغطاء الأرضي ونوع التربة.

3. لكل وحدة، قم باستخراج جميع قيم مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي المتوسطة المحسوبة في الخطوة 1، وقم بإنشاء توزيع تردد. من هذا التوزيع، حدد القيمة التي تمثل النسبة المئوية التسعين (لا نوصي باستخدام الحد الأقصى لقيمة مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي المطلقة لتجنب الأخطاء المحتملة بسبب وجود القيم المتطرفة). ستعتبر القيمة التي تمثل النسبة المئوية التسعين هي أقصى إنتاجية لتلك الوحدة.

4. احسب نسبة متوسط مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي والإنتاجية القصوى (في كل حالة قارن متوسط القيمة الملاحظة إلى الحد الأقصى للوحدة المقابلة).

5. إذا كان متوسط مؤشر الفرق المعياري للغطاء النباتي المرصود أقل من 50٪ من الحد الأقصى للإنتاجية، فسيتم اعتبار هذا البكسل متدهورًا بشكل محتمل بالنسبة لهذا المؤشر.

يسرد الجدول أدناه مجموعات البيانات المتوفرة في|trends.earth| لحساب مؤشر أداء الإنتاجية:

الجمع بين مؤشرات الإنتاجية

يتم بعد ذلك دمج المؤشرات الفرعية الثلاثة للإنتاجية كما هو موضح في الجداول أدناه. لتقارير هدف التنمية المستدامة 15.3.1، مطلوب مؤشر من 3 فئات، ولكن ينتج أيضًا فئة 5 واحدة تستفيد من المعلومات التي تقدمها الدولة للإبلاغ عن نوع التدهور الذي يحدث في المنطقة.

الغطاء الأرضي

لتقييم التغييرات في الغطاء الأرضي يحتاج المستخدمون إلى خرائط الغطاء الأرضي التي تغطي منطقة الدراسة لخط الأساس والسنوات المستهدفة. يجب أن تكون هذه الخرائط ذات دقة مقبولة وأن يتم إنشاؤها بطريقة تسمح بإجراء مقارنات صحيحة. يستخدم خرائط الغطاء الأرضي ESA CCI كمجموعة بيانات افتراضية، ولكن يمكن أيضًا استخدام الخرائط المحلية. يتم حساب المؤشر على النحو التالي:

1. أعد تصنيف خرائط الغطاء الأرضي إلى فئات الغطاء الأرضي السبعة اللازمة لتقديم التقارير إلى اتفاقية الأمم المتحدة لمكافحة التصحر (الغابات والأراضي العشبية والأراضي الزراعية والأراضي الرطبة والمنطقة الاصطناعية والأراضي الجرداء والمياه).

2. قم بإجراء تحليل انتقال للغطاء الأرضي لتحديد وحدات البكسل التي بقيت في نفس فئة الغطاء الأرضي وأي منها تم تغييره.

3. استنادًا إلى معرفتك المحلية بالظروف في منطقة الدراسة وتدهور الأراضي الذي يتم معالجته هناك، استخدم الجدول أدناه لتحديد التحولات التي تتوافق مع التدهور (علامة -)، أو التحسين (علامة +)، أو لا يوجد تغيير من حيث حالة الأرض (صفر).

1. سيجمع المعلومات من خرائط الغطاء الأرضي وجدول أنماط التدهور عن طريق انتقال الغطاء الأرضي لحساب المؤشر الفرعي للغطاء الأرضي.

الكربون العضوي في التربة

يحدد المؤشر الفرعي الثالث لرصد تدهور الأراضي كجزء من عملية أهداف التنمية المستدامة التغيرات في الكربون العضوي في التربة خلال الفترة المشمولة بالتقرير. من الصعب بشكل خاص تقييم التغييرات في الكربون العضوي في التربة لعدة أسباب، بعضها هو التباين المكاني العالي لخصائص التربة، والوقت والتكلفة المكثفة لإجراء مسوحات التربة التمثيلية ونقص بيانات السلاسل الزمنية على الكربون العضوي في التربة لمعظم مناطق العالم. لمعالجة بعض القيود، يتم استخدام طريقة مجمعة للغطاء الأرضي / الكربون العضوي في التربة في لتقدير التغييرات في الكربون العضوي في التربة وتحديد المناطق التي يحتمل تدهورها. يتم حساب المؤشر على النحو التالي:

1. تحديد القيم المرجعية الكربون العضوي في التربة. يستخدم مخزون الكربون SoilGrids 250m لأول 30 سم من ملف تعريف التربة كقيم مرجعية للحساب (ملاحظة: تستخدم SoilGrids معلومات من مجموعة متنوعة من مصادر البيانات وتتراوح بين سنوات عديدة لإنتاج هذا المنتج، وبالتالي فإن تعيين تاريخ لأغراض الحسابات يمكن تسبب في عدم الدقة في حسابات تغيير المخزون).

2. أعد تصنيف خرائط الغطاء الأرضي إلى فئات الغطاء الأرضي السبعة اللازمة لتقديم التقارير إلى اتفاقية الأمم المتحدة لمكافحة التصحر (الغابات والأراضي العشبية والأراضي الزراعية والأراضي الرطبة والمنطقة الاصطناعية والأراضي الجرداء والمياه). يُفضل خرائط الغطاء الأرضي السنوية بشكل مثالي، ولكن هناك حاجة إلى خرائط الغطاء الأرضي على الأقل لسنتي البداية والنهاية.

3. لتقدير التغييرات في مخزونات الكربون خلال الفترة المشمولة بالتقرير، أوصت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ واتفاقية مكافحة التصحر، باستخدام معاملات التحويل "ج" للتغيرات في استخدام الأراضي، والإدارة والمدخلات. ومع ذلك، فإن المعلومات الصريحة مكانيًا حول الإدارة ومدخلات C ليست متاحة لمعظم المناطق. على هذا النحو، يمكن تطبيق معامل تحويل استخدام الأراضي فقط لتقدير التغيرات في مخزون الكربون (باستخدام الغطاء الأرضي كمؤشر لاستخدام الأراضي). كانت المعاملات المستخدمة نتيجة لمراجعة الأدبيات التي أجرتها اتفاقية مكافحة التصحر وهي معروضة في الجدول أدناه. تمثل هذه المعاملات النسبة في مخزون الكربون بعد 20 عامًا من تغير الغطاء الأرضي.

تمت دراسة التغييرات في الكربون العضوي في التربة بشكل أفضل لتحولات الغطاء الأرضي التي تنطوي على الزراعة، ولهذا السبب توجد مجموعة مختلفة من المعاملات لكل من المناطق المناخية العالمية الرئيسية: معتدل جاف (f = 0.80)، رطب معتدل (f = 0.69)، استوائي جاف (f = 0.58)، رطب استوائي (f = 0.48)، و نظم بيئية جبلية (f = 0.64).

4. حساب الاختلاف النسبي في نسب الكربون العضوي في التربة بين خط الأساس والفترة المستهدفة، سيتم اعتبار المناطق التي شهدت خسارة في الكربون العضوي في التربة بنسبة 10 ٪ أكثر خلال الفترة المشمولة بالتقرير متدهورة، والمناطق التي تشهد مكاسب بنسبة 10 ٪ أو أكثر من المحتمل أن تكون محسّنة.

الجمع بين المؤشرات

يتم دمج المؤشرات الفرعية الثلاثة لهدف التنمية المستدامة 15.3.1 باتباع قاعدة "واحدة تعمم للجميع" التالية، وهذا يعني أنه إذا تم تحديد منطقة ما على أنها تدهور محتمل بواسطة أي من المؤشرات الفرعية، فسيتم اعتبار هذا المجال محتملًا تدهورت لأغراض الإبلاغ.