Decision-Support tools for assessing land degradation and realising sustainable land management, Study Case of El Mkhachbiya Catchment, Northwest of Tunisia

Land degradation is intrinsically complex and involves decisions by many agencies and individuals, land degradation map- ping should be used as a learning tool through which managers, experts and stakeholders can re-examine their views within a wider semantic context. In this paper, we introduce an analytical framework for mapping land degradation, developed by World Overview for Conservation Approaches and technologies (WOCAT) programs, which aims to develop some thematic maps that serve as an useful tool and including effective information on land degradation and conservation status. Consequently, this methodology would provide an important background for decision-making in order to launch rehabilitation/remediation actions in high-priority intervention areas. As land degradation mapping is a problem-solving task that aims to provide clear information, this study entails the implementation of WOCAT mapping tool, which integrate a set of indicators to appraise the severity of land degradation across a representative watershed. So this work focuses on the use of the most relevant indicators for measuring impacts of different degradation processes in El Mkhachbiya catchment, situated in Northwest of Tunisia and those actions taken to deal with them based on the analysis of operating modes and issues of degradation in different land use systems. This study aims to provide a database for surveillance and monitoring of land degradation, in order to support stakeholders in making appropriate choices and judge guidelines and possible suitable recommendations to remedy the situation in order to promote sustainable development. The approach is illustrated through a case study of an urban watershed in Northwest of Tunisia. Results showed that the main land degradation drivers in the study area were related to natural processes, which were exacerbated by human activities. So the output of this analytical framework enabled a better communication of land degradation issues and concerns in a way relevant for policymakers.

Comparative carbon cycle dynamics of the present and last interglacial

Changes in temperature and carbon dioxide during glacial cycles recorded in Antarctic ice cores are tightly coupled. However, this relationship does not hold for interglacials. While climate cooled towards the end of both the last (Eemian) and present (Holocene) interglacials, CO₂ remained stable during the Eemian while rising in the Holocene. We identify and review twelve biogeochemical mechanisms of terrestrial (vegetation dynamics and CO₂ fertilization, land use, wild fire, accumulation of peat, changes in permafrost carbon, subaerial volcanic outgassing) and marine origin (changes in sea surface temperature, carbonate compensation to deglaciation and terrestrial biosphere regrowth, shallow-water carbonate sedimentation, changes in the soft tissue pump, and methane hydrates), which potentially may have contributed to the CO₂ dynamics during interglacials but which remain not well quantified. We use three Earth System Models (ESMs) of intermediate complexity to compare effects of selected mechanisms on the interglacial CO₂ and δ¹³ CO₂ changes, focusing on those with substantial potential impacts: namely carbonate sedimentation in shallow waters, peat growth, and (in the case of the Holocene) human land use. A set of specified carbon cycle forcings could qualitatively explain atmospheric CO₂ dynamics from 8ka BP to the pre-industrial. However, when applied to Eemian boundary conditions from 126 to 115 ka BP, the same set of forcings led to disagreement with the observed direction of CO₂ changes after 122 ka BP. This failure to simulate late-Eemian CO₂ dynamics could be a result of the imposed forcings such as prescribed CaCO₃ accumulation and/or an incorrect response of simulated terrestrial carbon to the surface cooling at the end of the interglacial. These experiments also reveal that key natural processes of interglacial CO₂ dynamics eshallow water CaCO₃ accumulation, peat and permafrost carbon dynamics are not well represented in the current ESMs. Global-scale modeling of these long-term carbon cycle components started only in the last decade, and uncertainty in parameterization of these mechanisms is a main limitation in the successful modeling of interglacial CO₂ dynamics.

A multi-level stakeholder approach to sustainable land management

Soils provide us with over 90% of all human food, livestock feed, fibre and fuel on Earth. Soils, however, have more than just productive functions. The key challenge in coming years will be to address the diverse and potentially conflicting demands now being made by human societies and other forms of life, while ensuring that future generations have the same potential to use soils and land of comparable quality. In a multi-level stakeholder approach, down-to-earth action will have to be supplemented with measures at various levels, from households to communities, and from national policies to international conventions. Knowledge systems, both indigenous and scientific, and related research and learning processes must play a central role. Ongoing action can be enhanced through a critical assessment of the impact of past achievements, and through better cooperation between people and institutions.

7000-year human legacy of elevation-dependent European fire regimes

Variability in fire regime at the continental scale has primarily been attributed to climate change, often overshadowing the widely potential impact of human activities. However, human ignition modifies the rhythm of fire episodes occurrence (fire frequency), whereas land use alters vegetation composition and fuel load, and thus the amount of biomass burned. It is unclear, however, whether and how humans have exercised a significant influence over fire regimes at continental and millennial scales. Based on sedimentary charcoal records, we use new alternative estimate of fire frequency and biomass burned for the last 16000 years (here after 16 ky) that we evaluate with outputs from climate, vegetation, land use and population models. We find that pronounced regional-scale land use changes in southern Europe at the beginning of the Neolithic (8–6 ky), during the Bronze Age (5–4 ky) and the medieval period (1 ky) caused a doubling of fire frequency compared to the Holocene average (the last 11.5 ky). Despite anthropogenic influences, southern European biomass burned decreased from 7 ky, which is in line both with changes in orbital parameters leading climate cooling and also reductions in biomass availability because of land use. Our study underscores the role of elevation-dependent parameters, and particularly biomass and land management, as major drivers of fire regime variability. Results attest a determinant anthropogenic driving-force on fire regime and a decrease in fire-carbon emissions since 7 ky in Southern Europe.

Grabbing or investment? On judging large-scale land acquisitions

Although analyses of large-scale land acquisitions (LSLA) often contain an explicit or implicit normative judgment about such projects, they rarely deduce such judgment from a nuanced balancing of pros and cons. This paper uses assessments about a well-researched LSLA in Sierra Leone to show that a utilitarian approach tends to lead to the conclusion that positive effects prevail, whereas deontological approaches lead to an emphasis on negative aspects. LSLA are probably the most radical land-use change in the history of humankind. This process of radical transformation poses a challenge for balanced evaluations. Thus, we line out a framework that focuses on the options of local residents but sets boundaries of acceptability through the core contents of human rights. In addition, systemic implications of a project need to be regarded.

Land Inheritance Rules: Theory and Cross-Cultural Analysis

This paper develops a general theory of land inheritance rules. We distinguish between two classes of rules: those that allow a testator discretion in disposing of his land (like a best-qualified rule), and those that constrain his choice (like primogeniture). The primary benefit of the latter is to prevent rent seeking by heirs, but the cost is that testators cannot make use of information about the relative abilities of his heirs to manage the land. We also account for the impact of scale economies in land use. We conclude by offering some empirical tests of the model using a cross-cultural sample of societies.

Private Property, Public Use, and Just Compensation: The Economics of Eminent Domain

The eminent domain clause of the U.S. Constitution concerns the limits of the government's right to take private property for public use. The economic literature on this issue has examined (1) the proper scope of this power as embodied by the 'public use' requirement, (2) the appropriate definition, and implications, of 'just compensation,' and (3) the impact of eminent domain on land use incentives of owners whose land is subject to a taking risk. This essay reviews this literature and draws implications for our understanding of eminent domain law.

Científicos y políticas públicas : la incidencia de una red en el tratamiento de una Ley de Ordenamiento Territorial

Nuestro trabajo tiene como objetivo aplicar conceptos de la teoría de los sistemas complejos y herramientas del análisis de redes sociales para describir y analizar el surgimiento y la evolución de una red social conformada por científicos, docentes, graduados y funcionarios públicos de diferentes organismos científicos y académicos, que crearon y participaron de un equipo multidisciplinario que elaboró un informe sobre un proyecto de ley de Ordenamiento Territorial y Usos del Suelo de la provincia de Mendoza en el año 2006. Para la compresión de la evolución del proceso de elaboración del proyecto de ley de ordenamiento territorial y de usos del suelo, organizaremos la estructura del trabajo de la siguiente manera: - Primero aplicaremos aspectos teóricos y metodológicos, basados en la sistematización realizada por Rolando García en su libro “Sistemas Complejos. Conceptos, método y fundamentación epistemológica de la investigación interdisciplinaria", para realizar el recorte del sistema objeto de estudio. - En segundo lugar utilizaremos la Teoría de Análisis de Redes Sociales para describir la composición y estructura del sistema (nodos y vínculos) en cada momento. La estructura del sistema en cada momento significativo será graficada por medio el Software Ucinet 6 y NetDraw. - Por último, haremos referencia a las dificultades que tuvo el proceso desde el punto de vista de las condicionalidades que generaban los modelos mentales que portaban los participantes.

Lógicas y tendencias de la expansión residencial en áreas periurbanas. El Partido de La Plata, Buenos Aires, Argentina, entre 1990 y 2010

Con el propósito de contribuir al conocimiento de las lógicas y tendencias de la expansión residencial en áreas periurbanas y su impronta en la organización futura de las ciudades medias, tendiente al logro de una relación armónica entre la actividad residencial y las otras actividades socioeconómicas que se presentan en dichas áreas, en la presente Tesis doctoral se aborda el estudio del proceso de expansión residencial que se han venido desarrollando en el espacio periurbano del Partido de La Plata desde principios de los años '90 hasta nuestros días. Para tal fin, se profundiza en el estudio de espacios periurbanos, caracterizados por su dinamismo, heterogeneidad y complejidad. En relación a los espacios residenciales que se desarrollan en estas áreas periféricas del Partido, fueron reconocidas tres tendencias diferenciadas: a) el proceso de urbanización cerrada, con tendencias al aislamiento de viviendas y complejos habitacionales, b) la "producción de periferia" relacionada con los sectores de población que no consiguen acceder al mercado formal de la tierra y la vivienda, asociada por lo general a modalidades de asentamiento espontáneo; y c) la ocupación gradual de baldíos urbanos con escasa o nula provisión de servicios y redes de infraestructura. En la presente Tesis se profundizará en las dos primeras de estas modalidades expansivas, indagándose en las lógicas de los distintos actores -sociales, políticos y económicos- que intervienen en el proceso urbano expansivo que hemos denominado "formal cerrado" e "informal abierto", respectivamente. La hipótesis que guía nuestro trabajo plantea que la expansión urbana en el Partido de La Plata trae aparejada una competencia por el territorio entre diferentes usos del suelo y actividades, con el consecuente incremento en los precios de la tierra, abandono de los sectores de bajos ingresos como habitantes originales y disminución del uso de tierra rural. Para dar respuesta a los objetivos e hipótesis planteados en nuestra Tesis, los criterios metodológicos adoptados parten de considerar al territorio como un sistema complejo. En este marco, el abordaje desde una visión sistémica y de la complejidad de nuestro objeto de estudio necesita de un abordaje dialéctico y de la convergencia metodológica para obtener distintos puntos de vista sobre el mismo. En el desarrollo de esta Tesis se han utilizado como herramientas de investigación: el método del estudio de caso, la construcción tipológica, la realización de entrevistas semiestructuradas y en profundidad, la utilización de modelos y la construcción de escenarios urbanos. Finalmente, producto de estos años de investigación en la temática, se arribó a las siguientes conclusiones, que han sido estructuradas en cinco apartados principales en función de su carácter predominantemente teórico, empírico, metodológico y/o propositivo, a saber: 1. el periurbano: ¿espacio de competencia o complementariedad?; 2. la construcción de tipologías como camino explicativo en materia de espacios periurbanos; 3. las lógicas residenciales periféricas: la "privatópolis" y la "precariópolis"; 4. las tendencias residenciales periféricas y los desafíos de la planificación urbana, y 5. nuevos interrogantes y perspectivas surgidos de esta Tesis.

Lógicas y tendencias de la expansión residencial en áreas periurbanas. El Partido de La Plata, Buenos Aires, Argentina, entre 1990 y 2010

Con el propósito de contribuir al conocimiento de las lógicas y tendencias de la expansión residencial en áreas periurbanas y su impronta en la organización futura de las ciudades medias, tendiente al logro de una relación armónica entre la actividad residencial y las otras actividades socioeconómicas que se presentan en dichas áreas, en la presente Tesis doctoral se aborda el estudio del proceso de expansión residencial que se han venido desarrollando en el espacio periurbano del Partido de La Plata desde principios de los años '90 hasta nuestros días. Para tal fin, se profundiza en el estudio de espacios periurbanos, caracterizados por su dinamismo, heterogeneidad y complejidad. En relación a los espacios residenciales que se desarrollan en estas áreas periféricas del Partido, fueron reconocidas tres tendencias diferenciadas: a) el proceso de urbanización cerrada, con tendencias al aislamiento de viviendas y complejos habitacionales, b) la "producción de periferia" relacionada con los sectores de población que no consiguen acceder al mercado formal de la tierra y la vivienda, asociada por lo general a modalidades de asentamiento espontáneo; y c) la ocupación gradual de baldíos urbanos con escasa o nula provisión de servicios y redes de infraestructura. En la presente Tesis se profundizará en las dos primeras de estas modalidades expansivas, indagándose en las lógicas de los distintos actores -sociales, políticos y económicos- que intervienen en el proceso urbano expansivo que hemos denominado "formal cerrado" e "informal abierto", respectivamente. La hipótesis que guía nuestro trabajo plantea que la expansión urbana en el Partido de La Plata trae aparejada una competencia por el territorio entre diferentes usos del suelo y actividades, con el consecuente incremento en los precios de la tierra, abandono de los sectores de bajos ingresos como habitantes originales y disminución del uso de tierra rural. Para dar respuesta a los objetivos e hipótesis planteados en nuestra Tesis, los criterios metodológicos adoptados parten de considerar al territorio como un sistema complejo. En este marco, el abordaje desde una visión sistémica y de la complejidad de nuestro objeto de estudio necesita de un abordaje dialéctico y de la convergencia metodológica para obtener distintos puntos de vista sobre el mismo. En el desarrollo de esta Tesis se han utilizado como herramientas de investigación: el método del estudio de caso, la construcción tipológica, la realización de entrevistas semiestructuradas y en profundidad, la utilización de modelos y la construcción de escenarios urbanos. Finalmente, producto de estos años de investigación en la temática, se arribó a las siguientes conclusiones, que han sido estructuradas en cinco apartados principales en función de su carácter predominantemente teórico, empírico, metodológico y/o propositivo, a saber: 1. el periurbano: ¿espacio de competencia o complementariedad?; 2. la construcción de tipologías como camino explicativo en materia de espacios periurbanos; 3. las lógicas residenciales periféricas: la "privatópolis" y la "precariópolis"; 4. las tendencias residenciales periféricas y los desafíos de la planificación urbana, y 5. nuevos interrogantes y perspectivas surgidos de esta Tesis.

Mapping decadal land cover changes in the woodlands of north eastern Namibia using the Landsat satellite archive (1975-2014)

Woodland savannahs provide essential ecosystem functions and services to communities. On the African continent, they are widely utilized and converted to intensive land uses. This study investigates the land cover changes of 108,038 km**2 in NE Namibia using multi-temporal, multi-sensor Landsat imagery, at decadal intervals from 1975 to 2014, with a post-classification change detection method and supervised Regression Tree classifiers. We discuss likely impacts of land tenure and reforms over the past four decades on changes in land use and land cover. These changes included losses, gains and exchanges between predominant land cover classes. Exchanges comprised logical conversions between woodland and agricultural classes, implying woodland clearing for arable farming, cropland abandonment and vegetation succession. The most dominant change was a reduction in the area of the woodland class due to the expansion of the agricultural class, specifically, small-scale cereal and pastoral production. Woodland area decreased from 90% of the study area in 1975 to 83% in 2014, while cleared land increased from 9% to 14%. We found that the main land cover changes are conversion from woodland to agricultural and urban land uses, driven by urban expansion and woodland clearing for subsistence-based agriculture and pastoralism.

Lógicas y tendencias de la expansión residencial en áreas periurbanas. El Partido de La Plata, Buenos Aires, Argentina, entre 1990 y 2010

Con el propósito de contribuir al conocimiento de las lógicas y tendencias de la expansión residencial en áreas periurbanas y su impronta en la organización futura de las ciudades medias, tendiente al logro de una relación armónica entre la actividad residencial y las otras actividades socioeconómicas que se presentan en dichas áreas, en la presente Tesis doctoral se aborda el estudio del proceso de expansión residencial que se han venido desarrollando en el espacio periurbano del Partido de La Plata desde principios de los años '90 hasta nuestros días. Para tal fin, se profundiza en el estudio de espacios periurbanos, caracterizados por su dinamismo, heterogeneidad y complejidad. En relación a los espacios residenciales que se desarrollan en estas áreas periféricas del Partido, fueron reconocidas tres tendencias diferenciadas: a) el proceso de urbanización cerrada, con tendencias al aislamiento de viviendas y complejos habitacionales, b) la "producción de periferia" relacionada con los sectores de población que no consiguen acceder al mercado formal de la tierra y la vivienda, asociada por lo general a modalidades de asentamiento espontáneo; y c) la ocupación gradual de baldíos urbanos con escasa o nula provisión de servicios y redes de infraestructura. En la presente Tesis se profundizará en las dos primeras de estas modalidades expansivas, indagándose en las lógicas de los distintos actores -sociales, políticos y económicos- que intervienen en el proceso urbano expansivo que hemos denominado "formal cerrado" e "informal abierto", respectivamente. La hipótesis que guía nuestro trabajo plantea que la expansión urbana en el Partido de La Plata trae aparejada una competencia por el territorio entre diferentes usos del suelo y actividades, con el consecuente incremento en los precios de la tierra, abandono de los sectores de bajos ingresos como habitantes originales y disminución del uso de tierra rural. Para dar respuesta a los objetivos e hipótesis planteados en nuestra Tesis, los criterios metodológicos adoptados parten de considerar al territorio como un sistema complejo. En este marco, el abordaje desde una visión sistémica y de la complejidad de nuestro objeto de estudio necesita de un abordaje dialéctico y de la convergencia metodológica para obtener distintos puntos de vista sobre el mismo. En el desarrollo de esta Tesis se han utilizado como herramientas de investigación: el método del estudio de caso, la construcción tipológica, la realización de entrevistas semiestructuradas y en profundidad, la utilización de modelos y la construcción de escenarios urbanos. Finalmente, producto de estos años de investigación en la temática, se arribó a las siguientes conclusiones, que han sido estructuradas en cinco apartados principales en función de su carácter predominantemente teórico, empírico, metodológico y/o propositivo, a saber: 1. el periurbano: ¿espacio de competencia o complementariedad?; 2. la construcción de tipologías como camino explicativo en materia de espacios periurbanos; 3. las lógicas residenciales periféricas: la "privatópolis" y la "precariópolis"; 4. las tendencias residenciales periféricas y los desafíos de la planificación urbana, y 5. nuevos interrogantes y perspectivas surgidos de esta Tesis.

Land cover layer, digitized from the PEF Survey of Western Palestine (1880)

Geographic information systems allow the extraction and quantitative analysis of information from historical maps. The aims of this research were to examine the completeness of information represented on the 1881 Palestine Exploration Fund (PEF) map, to quantitatively reconstruct the landscape of nineteenth century Palestine and to explore whether spatial patterns in land cover/land use can be partially explained statistically by physical and human factors. Using historical aerial photos, we concluded that most of the major past landscape features were indeed shown on the PEF map, with an average overall correspondence of 53%. Forests and Mediterranean maquis were more abundant at distances greater than 2 km from towns and villages. Specific land cover/land-use types were associated with certain soil types, topographic regions and rainfall thresholds. In conclusion, the 1881 PEF map can serve as a reliable reference for understanding the land cover/land-use patterns of nineteenth century Palestine.

World distribution of land cover changes, model in NetCDF format

The role of Pre- and Protohistoric anthropogenic land cover changes needs to be quantified i) to establish a baseline for comparison with current human impact on the environment and ii) to separate it from naturally occurring changes in our environment. Results are presented from the simple, adaptation-driven, spatially explicit Global Land Use and technological Evolution Simulator (GLUES) for pre-Bronze age demographic, technological and economic change. Using scaling parameters from the History Database of the Global Environment as well as GLUES-simulated population density and subsistence style, the land requirement for growing crops is estimated. The intrusion of cropland into potentially forested areas is translated into carbon loss due to deforestation with the dynamic global vegetation model VECODE. The land demand in important Prehistoric growth areas - converted from mostly forested areas - led to large-scale regional (country size) deforestation of up to 11% of the potential forest. In total, 29 Gt carbon were lost from global forests between 10 000 BC and 2000 BC and were replaced by crops; this value is consistent with other estimates of Prehistoric deforestation. The generation of realistic (agri-)cultural development trajectories at a regional resolution is a major strength of GLUES. Most of the pre-Bronze age deforestation is simulated in a broad farming belt from Central Europe via India to China. Regional carbon loss is, e.g., 5 Gt in Europe and the Mediterranean, 6 Gt on the Indian subcontinent, 18 Gt in East and Southeast Asia, or 2.3 Gt in subsaharan Africa.

Simulated agricultural subsistence, timing of transition, and percentage of immigrant farmers

Farming and herding were introduced to Europe from the Near East and Anatolia; there are, however, considerable arguments about the mechanisms of this transition. Were it the people who moved and either outplaced, or admixed with, the indigenous hunter-gatherer groups? Or was it material and information that moved---the Neolithic Package---consisting of domesticated plants and animals and the knowledge of their use? The latter process is commonly referred to as cultural diffusion and the former as demic diffusion. Despite continuous and partly combined efforts by archaeologists, anthropologists, linguists, palaeontologists and geneticists, a final resolution of the debate has not yet been reached. In the present contribution we interpret results from the Global Land Use and technological Evolution Simulator (GLUES). GLUES is a mathematical model for regional sociocultural development, embedded in the geoenvironmental context, during the Holocene. We demonstrate that the model is able to realistically hindcast the expansion speed and the inhomogeneous space-time evolution of the transition to agropastoralism in western Eurasia. In contrast to models that do not resolve endogenous sociocultural dynamics, our model describes and explains how and why the Neolithic advanced in stages. We uncouple the mechanisms of migration and information exchange and also of migration and the spread of agropastoralism. We find that: (1) An indigenous form of agropastoralism could well have arisen in certain Mediterranean landscapes, but not in Northern and Central Europe, where it depended on imported technology and material. (2) Both demic diffusion by migration and cultural diffusion by trade may explain the western European transition equally well. (3) Migrating farmers apparently contribute less than local adopters to the establishment of agropastoralism. Our study thus underlines the importance of adoption of introduced technologies and economies by resident foragers.