Institutional Repository of Xishuangbanna Tropical Botanical Garden
| Modelling past and future land‐use changes from mining, agriculture, industry and biodiversity in a rapidly developing Southeast Asian region | |
| Nasir, Sharun Beream; Ang, Michelle Li Ern; Nath, Tapan Kumar; Owen, John; Tritto, Angela; Lechner, Alex M. | |
| 2023 | |
| Source Publication | Integrative Conservation
 |
| ISSN | 2770-9329 |
| Volume | 2Issue:1Pages:43-61 |
| Abstract | Abstract Rapidly developing regions in Southeast Asia, such as Kuantan, Malaysia, require robust spatial analysis to understand changing landscape patterns and their socioenvironmental impacts to guide sustainable development and conservation planning. This study aims to characterise and evaluate the historic and future projections of land‐use and land‐cover (LULC) change patterns to understand the dynamics of the regional development process and identify potential future land‐use conflicts. We first map coarse‐scale land‐cover classes using Landsat 5 TM and Landsat 8 OLI data and a Random Forest classifier in the Google Earth Engine platform, and then use auxiliary reference data to manually construct fine‐scale LULC for 3 years: 2010, 2015 and 2020. Subsequently, we modelled future LULC change patterns in 2030 using Land Change Modeller, which applies a multilayer perceptron neural network and Markov chain analysis. The study showed that the region's land cover in the last 10 years has been largely altered by human intervention, driven by an increase in oil palm plantations, followed by mining, residential and industrial site expansion, with a consequent decline in forest and vegetation cover. The 2030 land‐use projections revealed a continuation of these land‐use development patterns. The modelling showed that industry, mining and residential LULC are clustered and growing closer in proximity while expanding extensively, likely causing future land‐use conflict and lead to further environmental degradation. Furthermore, our analysis showed extensive decline in forest cover within reserves. Our modelling demonstrated that natural resource management needs to take an integrated approach as the drivers of land‐use changes are complex, competing and dynamic. 摘要 在东南亚快速发展地区, 如马来西亚的关丹市, 需要深入的空间分析, 揭示不断变化的景观格局及其对社会环境的影响, 以此指导可持续发展和保护规划。本研究旨在评估历史和未来土地利用与土地覆盖变化格局, 了解区域发展的动态过程, 并识别未来潜在的土地利用冲突。首先, 我们利用Landsat 5 TM和Landsat 8 OLI数据及谷歌地球引擎平台的随机森林分类器, 绘制了粗精度的土地覆盖分类图。然后, 利用辅助数据手动地制作了2010、2015和2020年高精度的土地覆盖分类图。随后, 我们使用土地利用变化模型、多层感知器神经网络和马尔可夫链, 对未来2030年的土地利用和土地覆盖进行了模拟。研究结果表明, 该地区的土地覆盖在过去10年中因人为干预发生了很大变化, 主要是由于油棕种植面积的扩大, 伴随着采矿、住宅和工业用地的扩张, 导致森林面积和植被覆盖的减少。2030年土地利用预测表明, 这些土地利用发展模式将继续存在。同时, 工业、采矿和住宅用地聚集在一起, 在扩张的同时会越来越接近, 这可能会引起未来的土地利用冲突, 从而导致进一步的环境退化。此外, 分析结果还显示保护区内的森林覆盖率已大幅下降。我们的研究结果表明, 自然资源管理需要采取综合方法, 因为导致土地利用变化的因素具有复杂性、竞争性和动态性。 Abstrak Analisis spatial yang mantap diperlukan untuk mengkaji wilayah‐wilayah di Asia Tenggara yang pesat membangun seperti Kuantan, Malaysia, bagi menerajui pembangunan lestari dan perancangan pemuliharan yang mampan. Penyelidikan ini bertujuan untuk mengenal pasti dan menganalisis pola perubahan guna tanah masa lampau dan masa depan untuk lebih memahami dinamik pembangunan setempat dan mengenal pasti potensi konflik guna tanah. Pertama sekali, kami memetakan perubahan guna tanah berskala rendah menggunakan data Landsat 5 TM dan Landsat 8 OLI dengan pengklasifikasi Hutan Rawak (Random Forest) dalam aplikasi Google Earth Engine, dan seterusnya, menggunakan data rujukan tambahan untuk mengklasifikasikan guna tanah dan litupan bumi berskala halus secara manual untuk tiga tahun: 2010, 2015 dan 2020. Kemudian, kami memodelkan pola perubahan guna tanah masa hadapan bagi tahun 2030 dengan menggunakan Land Change Modeller, dengan kaedah rangkaian neural multilayer perceptron dan analisis rantai Markov (Markov chain). Penyelidikan ini menunjukkan bahawa perubahan guna tanah yang drastik di lokasi kajiannnya sejak dekad yang lalu berpunca daripada aktiviti‐aktiviti manusia, dengan pengembangan perladangan kelapa sawit, perlombongan, kediaman, dan tapak perindustrian, sejurusnya mengakibatkan degradasi litupan hutan dan tumbuh‐tumbuhan. Berdasarkan ramalan guna tanah tahun 2030, kecenderungan pola guna tanah masa lampau akan berterusan. Pengunaan tanah untuk industri, perladangan kelapa sawit, perlombongan, dan kediaman yang makin meningkat dengan pesat dan berkembang berdekatan antara satu sama lain, akan memudaratkan lagi konflik guna tanah dan kemerosotan alam sekitar. Tambahan pula, analisis juga menunjukkan litupan hutan dalam kawasan rizab mengalami kadar kemusnahan yang tinggi. Penyelidikan ini menekankan kepentingan pengurusan sumber asli secara pendekatan yang bersepadu disebabkan punca perubahan guna tanah yang kompleks, saling bercanggah, dan dinamik. Practitioner points Remote sensing, future land‐use change modelling and spatial analysis can be used to understand historic drivers and future land‐use challenges to support regional planning. Land cover has been significantly altered by human intervention in rapidly developing hotspots throughout Southeast Asia, such as the study area, Kuantan in Malaysia; driven by oil palm agriculture, followed by mining, residential and industrial expansion, with a resulting decrease in forest and vegetation cover. Natural resource management needs to take an integrated approach, as the drivers of land‐use changes are complex, competing and dynamic. Plain language summary Rapidly developing Southeast Asian regions like Kuantan, Malaysia, need robust spatial analysis to guide sustainable development and conservation planning. This research aims to characterise and analyse past and prospective land use and land cover (LULC) change trends to better understand regional development dynamics and identify potential future land use conflicts. We map coarse‐scale land cover classes using satellite imagery from 2010, 2015, and 2020 and then simulate LULC change trends in 2030. The historical analysis showed that human activity has drastically impacted the region's land cover over the last decade, with a rise in oil palm plantations, mining, residential, and industrial site expansion, and a decrease in forest and vegetation cover. According to 2030 land use forecasts, these tendencies will persist. Industry, oil palm, mining, and residential LULC are increasing rapidly and growing in proximity to each other, which could lead to land use conflict and environmental degradation. Furthermore, our analysis showed the extensive decline in forest cover within reserves. This research demonstrated that natural resource management needs to take an integrated approach as the drivers of land use changes are complex, competing, and dynamic. 通俗语言摘要 在东南亚快速发展地区,如马来西亚的关丹市,需要强大的空间分析来指导可持续发展和保护规划。 本研究旨在描述和分析过去与未来的土地利用和土地覆盖变化趋势,以更好地了解区域发展动态,并发现潜在的土地利用冲突。 我们利用 2010 年、2015 年和 2020 年的卫星图像,绘制了粗精度的土地覆盖分类图,然后模拟出2030 年的土地利用和土地覆变化趋势。结果表明,人类活动在过去十年间对该地区的土地覆盖产生了巨大影响,随着油棕种植园、采矿、住宅和工业用地的扩张,森林和植被覆盖面积减少了。 2030 年土地利用预测表明,这种趋势将持续存在。 工业、油棕、采矿和住宅用地正迅速扩大,并且彼此靠近,这可能会导致土地利用冲突和环境退化。 此外,我们的分析显示保护区内的森林覆盖率大幅下降。 本研究表明,自然资源管理需要采取综合方法,因为导致土地利用变化的因素具有复杂性、竞争性和动态性。 Ringkasan bahasa biasa Analisis spatial yang mantap diperlukan untuk mengaji wilayah‐wilayah di Asia Tenggara yang pesat membangun seperti Kuantan, Malaysia, bagi menerajui pembangunan lestari dan perancangan pemuliharan yang mampan. Penyelidikan ini bertujuan untuk mengenal pasti dan menganalisis pola perubahan guna tanah dan litupan bumi pada masa lampau dan masa depan untuk lebih memahami dinamik pembangunan setempat dan mengenal pasti potensi konflik guna tanah. Kami telah memeta perubahan guna tanah berskala rendah menggunakan imej satelit tahun 2010, 2015, dan 2020, dan seterusnya, mensimulasikan pola perubahan guna tanah untuk tahun 2030. Keputusan analisis masa lampau menunjukkan bahawa aktiviti manusia sejak dekad yang lalu telah menimbulkan impak yang drastik terhadap guna tanah, dengan pengembangan perladangan kelapa sawit, perlombongan, kediaman, dan tapak perindustrian, sejurusnya mengakibatkan degradasi litupan hutan dan tumbuh‐tumbuhan. Berdasarkan ramalan guna tanah tahun 2030, kecenderungan pola guna tanah masa lampau akan berterusan. Pengunaan tanah untuk industri, perladangan kelapa sawit, perlombongan, dan kediaman yang makin meningkat dengan pesat dan berkembang berdekatan antara satu sama lain, akan memudaratkan lagi konflik guna tanah dan kemerosotan alam sekitar. Tambahan pula, analisis juga menunjukkan litupan hutan dalam kawasan rizab mengalami kadar kemusnahan yang tinggi. Penyelidikan ini menekankan kepentingan pengurusan sumber asli secara pendekatan yang bersepadu disebabkan punca perubahan guna tanah yang kompleks, saling bercanggah, dan dinamik. |
| DOI | https://doi.org/10.1002/inc3.17 |
| Citation statistics | |
| Document Type | 期刊论文 |
| Identifier | https://ir.xtbg.ac.cn/handle/353005/14390 |
| Collection | Integrative Conservation |
| Affiliation | 1.Nasir, Sharun Beream (Landscape, Ecology and Conservation Lab, School of Environmental and Geographical Sciences, University of Nottingham Malaysia, Semenyih, Selangor, Malaysia 2.School of Environmental and Geographical Sciences, University of Nottingham Malaysia, Semenyih, Selangor, Malaysia) 3.Ang, Michelle Li Ern (Landscape, Ecology and Conservation Lab, School of Environmental and Geographical Sciences, University of Nottingham Malaysia, Semenyih, Selangor, Malaysia 4.Nath, Tapan Kumar (School of Environmental and Geographical Sciences, University of Nottingham Malaysia, Semenyih, Selangor, Malaysia) 5.Owen, John (Centre for Development Support, University of the Free State, Bloemfontein, Free State, South Africa) 6.Tritto, Angela (Institute of Asian Studies, University of Brunei Darussalam, Jalan Tunku Link, Bandar Seri Begawan, Brunei Muara, Brunei Darussalam) 7.Lechner, Alex M. (Landscape, Ecology and Conservation Lab, School of Environmental and Geographical Sciences, University of Nottingham Malaysia, Semenyih, Selangor, Malaysia 8.Monash University Indonesia, Tangerang Selatan, Banten, Indonesia) |
| Recommended Citation GB/T 7714 | Nasir, Sharun Beream,Ang, Michelle Li Ern,Nath, Tapan Kumar,等. Modelling past and future land‐use changes from mining, agriculture, industry and biodiversity in a rapidly developing Southeast Asian region[J]. Integrative Conservation,2023,2(1):43-61. |
| APA | Nasir, Sharun Beream,Ang, Michelle Li Ern,Nath, Tapan Kumar,Owen, John,Tritto, Angela,&Lechner, Alex M..(2023).Modelling past and future land‐use changes from mining, agriculture, industry and biodiversity in a rapidly developing Southeast Asian region.Integrative Conservation,2(1),43-61. |
| MLA | Nasir, Sharun Beream,et al."Modelling past and future land‐use changes from mining, agriculture, industry and biodiversity in a rapidly developing Southeast Asian region".Integrative Conservation 2.1(2023):43-61. |
| Files in This Item: | Download All | |||||
| File Name/Size | DocType | Version | Access | License | ||
| Modelling past and f（2579KB） | 期刊论文 | 出版稿 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Download | |
Items in the repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Edit Comment