Near real-time vegetation loss detection in Southwestern Ethiopia: calibration, validation, and implementation of the Terra-i system
Anthropogenic led deforestation is a serious problem in Ethiopia resulting in severe degradation of natural resources and related ecosystem services. Monitoring of forest coverage and health is essential to take appropriate measures in protecting the last remaining natural forests in the country, and for ensuring the success of reforestation activities. Tools that can provide vegetation loss alerts in near real-time are needed to take timely corrective measures. The Terra-i forest monitoring system developed by a team of experts at the Alliance of Bioversity and CIAT enables performing this task and has been piloted in Latin America and Asia with great success. Considering the successful use of the tool in other regions and the fact that deforestation is a serious challenge in Africa, the team applied Terra-I in Southwestern Ethiopia, the project area covered is 12,544,751 hectares. The Southwestern part of Ethiopia was selected to pilot the tool as the region hosts dense forest cover and is among the global biodiversity hotspots yet facing large pressure from anthropogenic disturbances. The region is also the origin of coffeea arabica, a major export crop for the country bringing tremendous income. The main objective was to calibrate the existing Terra-i tool for Ethiopian vegetation conditions, and pilot it at selected sites to validate its performance in mapping the events of deforestation. The project was founded by the David and Lucile Packard Foundation and implemented by the Aliance of Bioversity International and CIAT in partnership with the iCog Labs Ethiopia team, with support of local partners.
Near-real time data on vegetation loss
National context
The Terra-i system uses vegetation index and precipitation data to detect alerts of vegetation change in the pantropical areas. The alerts have a spatial resolution of 250m and a temporal resolution of 16 days. One Terra-i alert has a size of 250m x 250m, around 6.25 hectares.
According to the result obtained in the calibration of the Terra-i alerts, in Ethiopia, during the 17 years analyzed, a total vegetation loss of 106,364 alerts (664,775 ha) was detected, equivalent to an average deforestation rate of 6,257 alerts/year, approximately 39,100 ha/year. In 2004, an annual 186 alerts/year (around 1,160 ha) rate of vegetation loss was detected in the country, while in 2019, an annual rate of 885 alerts/year (around 5,530 ha) was detected (Figure 1). This is equivalent to an increase in vegetation loss of 49% between 2004 and 2019.
Figure 1. Annual rate of vegetation cover loss alerts in Ethiopia using the Terra-I forest monitoring tool
The results indicate that at a national level, the natural vegetation covers are shrinking at an increasingly alarming rate, particularly in the Oromia and SNNPR regions (Figure 2). In addition, the two most impacted ecosystems are Ethiopian montane forests and Ethiopian montane grasslands and woodlands, with a total habitat loss of 39270 (around 245,400 ha) and 37389 alerts (around 233,600 ha) respectively.
Figure 2. Annual rate of vegetation cover loss alerts by top 3 regions using the Terra-I forest monitoring tool in Ethiopia
South west project area
The zones in the study regions with the most accumulated alerts are Jimma and Kefa with 13,183 alerts (approximately 82,390 ha) and 12,081 alerts (approximately 75,500 ha) of habitat loss, respectively (figure 3). Finally, the Woreda Gurafereda and Gog have recorded the highest loss alert of 3642 (around 22,760 ha) and 2589 (around 16,180 ha) respectively.
Figure 3. Zonal distribution of vegetation loss alerts in South Western Ethiopia using the Terra-I forest monitoring tool
The data are available from January 2004 to August 2020 to download and explore on Terra-i website (figure 4).
Figure 4. On the Terra-i website, the year detection of alert of vegetation loss is represented by scale colors between yellow to purple, where old alerts from 2004 are yellow and the recent alerts from 2020 are purple.
Major drivers of vegetation loss
Terra-i alerts recently detected from 2018 and 2019 were validated using high-resolution imagery and field survey. The major drivers behind the loss of vegetation detection are found to be agriculture (mainly coffee plantations), grazing, infrastructure, and logging.
Figure 5. Drivers of vegetation loss observed at validation sites: agricultural conversion.
Launch event of the Terra-i tool in Ethiopia
The results of the analysis were presented during a stakeholder meeting in Addis Ababa, Ethiopia. Partners from the study sites, the Ethiopian Environment, Forest and Climate Change Commission, some of the Packard supported project members and national and international researchers attended the workshop (Figure 5). The tool was also introduced to forestry experts from the Oromia region, during a forest and biodiversity monitoring training organized by the Alliance and Oromia agriculture research institute. Participants recognized the relevance of the work and appreciated the approaches used and results obtained. The participants indicated the need for capacity building, and suggested the application of the tool for monitoring changes in the other parts of the country. Suggestions are also given to adopt the tool to enable the assessment of restoration efforts in the country.
Figure 6: Terra-i sensitization workshop participants (left) and training session (right)
We would like to thank all of those involved in the implementation of Terra-I system and in the execution of fieldwork. The project was co-implemented by the Alliance of Bioversity International and CIAT and the iCog Labs team. Financial support was made by the David and Lucile Packard Foundation.
More information about the project:
Ethiopia - LT.Desta@cgiar.org
Terra-i - l.reymondin@cgiar.org / p.a.paz@cgiar.org
El equipo Terra-i junto a CRS El Salvador bajo el proyecto Raíces realizaron un taller virtual a través de la plataforma teams a técnicos del Ministerio de Medio Ambiente y Recursos Naturales, CARITAS, Universidad El Salvador, CENTA, acerca del Mapeo de las coberturas tierra empleando sensores remotos y herramientas de código abierto como GEE, SEPAL y QGIS- Plugin Semi Automatic Classification.
The Alliance of Bioversity International and the International Center for Tropical Agriculture (CIAT) (the Alliance) conducted a training for local stakeholders on the use of Terra-i as part of the collaboration with the Netherlands Development Organisation – SNV in the Coffee Agroforestry and Forest Enhancement for REDD+ (CAFÉ-REDD) Project.
IDENTIFICACIÓN DE CAUSAS DE PÉRDIDA DE COBERTURA VEGETAL EN LAS ÁREAS DE INTERVENCIÓN DE LA ACTIVIDAD GOBERNANZA EN ECOSISTEMAS, MEDIOS DE VIDA Y AGUA (USAID/GEMA) EN EL OCCIDENTE DE HONDURAS
MAPEO DE COBERTURAS DE LA TIERRA PARA EL 2017, EN EL OCCIDENTE HONDUREÑO SOBRE ÁREAS DE INTERVENCIÓN DE LA ACTIVIDAD GOBERNANZA EN ECOSISTEMAS, MEDIOS DE VIDA Y AGUA (USAID/GEMA)
CUANTIFICACIÓN DE LA DEFORESTACIÓN EN LAS ÁREAS DE INTERVENCIÓN DE LA ACTIVIDAD GOBERNANZA EN ECOSISTEMAS, MEDIOS DE VIDA Y AGUA (USAID/GEMA) EN EL OCCIDENTE DE HONDURAS
Un equipo internacional de científicos *, en el que participan entomólogos, biólogos de conservación, agroecólogos y geógrafos, acaba de revelar cómo el control biológico de insectos en las granjas puede reducir el ritmo de la deforestación en los trópicos y evitar la pérdida de biodiversidad a macroescala. El caso de estudio se refiere al control biológico de la cochinilla invasora Phenacoccus manihoti con la avispa parásita específica del huésped, Anagyrus lopezi, introducida en el sudeste asiático. Los resultados de este estudio acaban de ser publicados en Communications Biology - Nature.
Del 8 al 12 de mayo del 2017 el equipo Terra-i, junto al personal de la DGOTA del Ministerio del Ambiente del Perú, bajo el marco del proyecto “Paisajes sostenibles para la Amazonía” realizaron la primera validación de cambios en la cobertura vegetal monitoreados por Terra-i para las detecciones del 2016 y 2017 utilizando tecnología UAV. Se realizaron sobre vuelos con un drone de rotor Phantom 3 advanced y un drone ala fija Ebee en siete corregimientos de Yurimaguas con el objetivo de conocer las dinámicas de cambios de cobertura y uso de suelo en la región y a su vez validar la precisión de las detecciones de pérdida de bosque monitoreadas por Terra-i en Yurimaguas.
El CIAT y el equipo Terra-i se complacen en anunciar la publicación de un nuevo estudio en Paraquaria Natural, la más prestigiosa revista científica Paraguaya, dedicada a la biodiversidad y conservación de la naturaleza.
El equipo de Terra-i trabajó en la renovación de su sitio web durante este primer semestre, con el fin de brindar a sus usuarios contenidos interactivos y de fácil adaptación a dispositivos móviles. El renovado sitio web se desarrolló usando un administrador de contenidos más actualizado “Magnolia CMS 5.4.4” que les ofrece a los usuarios diferentes categorías de interacción como noticias, datos de cambios en la cobertura vegetal, información, entre otros.
Globalmente más de 1 billón de personas dependen de los bosques para su sustento. Los bosques juegan un papel clave en la regulación del clima, provisión y regulación de servicios ecosistémicos, provisión de agua, almacenamiento de carbono y muchas otras que soportan la biodiversidad. Actualmente la tasa de deforestación global es sustancial por lo que hay la necesidad creciente de información oportuna y espacialmente explícita que permita identificar cambios en la vegetación natural causados por actividades humanas.
Nuevos focos de deforestación señalan con el dedo a mi fruta favorita. Me encanta Terra-i, pero hoy lo odio mucho. El sistema utiliza imágenes de satélite para hacer un seguimiento de la deforestación en la Amazonía en tiempo casi real. Es muy preciso: si un montón de árboles caen en alguna parte - no importa cuán lejano sea - Terra-i lo detecta. Cool, ¿verdad? Pues hoy no. Louis Reymondin del CIAT, principal arquitecto del sistema, dejó caer la bomba durante el desayuno: parece como si cientos de hectáreas de selva tropical en Perú están siendo destrozados por... papaya.
La última actualización de Terra-i se ha utilizado con la herramienta de evaluación de los servicios ecosistémicos Co$ting Nature para comprender los impactos de la pérdida reciente de bosques en Colombia sobre la biodiversidad y los servicios ecosistémicos.
Durante la última década ha sido evidente el incremento de la producción de datos geoespaciales relacionados con cambios de uso y cobertura del suelo por parte de los gobiernos y organizaciones de la sociedad civil. Más allá de la valiosa información (ubicación, tasas y valores absolutos) proporcionada por estos conjuntos de datos, es relevante tener una adecuada comprensión de las configuraciones y composiciones espaciales de las áreas de cambio detectadas bajo múltiples resoluciones espaciales y períodos de tiempo. De acuerdo a lo anterior y como parte de su tesis de maestria, Alejandro Coca-Castro investiga los tipos de patrones espaciales de deforestación en el bosque húmedo de la Amazonía a través de la integración de las métricas de fragmentación del paisaje y técnica de minería de datos. La investigación contribuirá a la comprensión de dos conjuntos de datos de deforestación (Terra-i y GFC). Este blog post destaca la metodología de esta investigación, resultados preliminares y desafíos.
Ecuador es reconocido por su gran biodiversidad amazónica, sin embargo, justo debajo de ella, yacen las reservas de petróleo del país. Con las grandes compañías petroleras explorando y explotando este recurso subterráneo desde hace más de 45 años, hay apertura de caminos y la subsiguiente atracción de colonos, que van cortando más selva, causando destrucción del hábitat natural. Las detecciones de Terra-i de enero de 2004 hasta febrero de 2015, han revelado una pérdida de hábitat de 87,525 Ha, un área similar a la de la ciudad de Roma. De los cuales, un 19% (16,943 Ha), han sido detectados dentro de áreas protegidas.
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Entre el 1 y el 12 de Junio de 2015 el equipo Terra-i, bajo el marco del proyecto “Paisajes Sostenibles para la Amazonía” y en colaboración con el Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana (IIAP) y la Universidad Nacional Agraria La Molina (VLIR-UNALM), realizó la segunda validación en campo de los datos del sistema Terra-i. En esta oportunidad la zona de estudio fue el distrito de Yurimaguas, provincia del Alto Amazonas, región Loreto, Perú. Para esta validación en campo tuvimos en cuenta información de centros poblados, vías principales, ríos y los datos de cambios de cobertura detectados para los años 2013, 2014 y 2015, y se definió una muestra de 65 puntos (pixeles Terra-i) (Figura 1).