Anatomizing spatiotemporal LULC changes and anthropogenic drivers of forest loss in Eastern Assam of India

技術要約：インド東部アッサム州における時空間的なLULC変化と森林減少の人間活動による要因の解明

問題提起
急速な土地利用土地被覆（LULC）の変化と森林減少は、特に人間活動による圧力が激しい地域において、極めて重要な環境課題となっている。インド東部アッサム州のディブルガル地区は、「インドの茶の街」として知られ、近年州の第二の州都に指定されたが、顕著なLULCの変遷を示している。同地区では急速な都市化とインフラ開発が進んでいることが知られているものの、森林被覆の減少を定量化し、これらの変容の背後にある具体的な人間活動による要因を特定する実証的な研究は不足している。既存の文献は、都市熱島現象や一般的な植生の衰退については扱っていることが多いが、人口動態、農業拡大（特に茶）、および都市成長を森林劣化に結びつける要因を包括的かつ定量的に評価したものはない。本研究は、2000年から2023年までの時空間的なLULC動態を分析し、森林減少を定量化することで、これらの研究上の空白を埋めることを目的とする。

方法論
本研究は、地理空間分析と社会経済的なフィールド調査を組み合わせた混合研究法を採用している。

• データソース： 多時期の衛星画像を利用した。具体的には、USGS EarthExplorerアーカイブから取得した、Landsat TM（2000年、解像度30m）およびSentinel-2（2023年、解像度10m）である。補助データには、地上サンプルポイント（GSP）のための高解像度Google Earth Pro画像、政府統計、およびフィールド観察が含まれる。
• 分類スキーム： 文献レビューと地域知識に基づき、11の異なるLULCクラスを定義した：
  1. 農地（単期作物、二期作物、二期作エリア）
  2. 農業プランテーション（茶園）
  3. 建物・居住地（都市）
  4. 森林（常緑・半常緑密林、常緑・半常緑疎林、低木林）
  5. 農業プランテーション／居住地
  6. 水域
  7. 河川砂
• 分析手法：
  • 前処理： 歪みを補正するために、放射輝度校正、幾何学的レジストレーション、および雲・影のマスキングを適用した。
  • 分類： 高解像度画像とフィールドデータから得られたトレーニングサンプルを用いて、教師あり分類を実施した。
  • 変化検出： 後分類比較法を用い、クラス間の遷移行列を生成し、標準的な公式を用いて純変化量（NC）および年間変化率（AR）を算出した。
  • 精度評価： 60の地上サンプルポイントに基づき、プロデューサー精度、ユーザー精度、全体精度、およびカッパ統計量を用いて信頼性を評価した。
  • 要因分析： 空間オーバーレイ分析（森林減少と都市・農業拡大の相関関係）および、主要情報提供者へのインタビュー、フォーカス・グループ・ディスカッション、公開統計からの定性的データを通じて、人間活動による要因を特定した。

主な結果
研究期間（2000年–2023年）において、ディブルガル地区の景観に顕著な変容が見られた：

• 分類精度： 分類された地図は、全体精度96%、カッパ係数0.9554という高い信頼性を示した。ラビ作物（二期作物）の農業（77.78%）を除き、ほとんどのクラスで100%のユーザー精度を達成した。
• LULC動態：
  • 森林減少： 総森林被覆（密林、疎林、低木林の合計）は、2000年の11.86%（401.09 sq. km）から、2023年には11.05%（373.90 sq. km）へと減少した。具体的には、常緑・半常緑密林は30.12 sq. km、常緑・半常緑疎林は17.25 sq. km減少した。
  • 都市拡大： 建物・居住地面積は0.96%（32.42 sq. km）から1.26%（42.47 sq. km）に増加し、10.05 sq. kmの純増となった。成長はディブルガル市、デュラジャン、およびナムルプに集中している。
  • 農業および茶の拡大： 総農地面積は46.87%から47.35%へと増加した。主要な土地利用である茶園面積は、15.84%（535.81 sq. km）から16.48%（557.24 sq. km）へと上昇し、21.43 sq. kmの純増となった。
  • その他の変化： 水域は、河岸侵食と捕捉の影響により、わずかに増加した（18.12%から18.31%）。また、河川砂の面積は15.7 sq. km減少し、その一部は低木林へと転換された。
• 年間変化率： 当該地区は、約0.81%（純減）の年間森林減少率を経験しており、茶園の拡大は年間0.93 sq. kmの割合で進行している。

特定された人間活動による要因
本研究は、森林減少の原因となる要因の階層を以下のように特定した：

1. 主要な要因：
   • 茶園の拡大： 森林地および既存の農地を茶園へと転換することが森林減少の主要な要因であり、29,771の登録された小規模茶栽培者がこの傾向に寄与している。
   • 都市化および工業化： ディブルガル、デュラジャン（石油生産）、およびナムルプ（石油化学）における居住地の急速な拡大により、インフラと住宅のための土地造成が必要となった。
   • 農業の浸食： 食料需要を満たすための一般的な農地の拡大。
2. 潜在的な要因：
   • 人口爆発： 地区の人口は大幅に増加しており（1901年の約15.5万人から2011年の約132.6万人へ）、これが住居、食料、および雇用の需要を押し上げている。
   • 限定的な生計手段： 代替的な所得源が限られているため、森林資源（木材、燃料材、薬用植物）への依存度が高い。
   • 再定住： ブラマプトラ川沿いの洪水および侵食の影響を受けた住民が、森林周辺部へと移住していること。
   • ガバナンスと意識： ガバナンスの弱さ、環境意識の欠如、および土地利用政策の実施不足。

意義と主張
本論文は、その主要な貢献として、既存の文献がしばしば要因分析を欠いているという点を踏まえ、ディブルガル地区における森林減少の要因に関する初の経験的かつ定量的な評価を提供していることを主張している。地理空間的な定量化と社会経済的なフィールドデータを統合することで、本研究は、当該地区の開発軌道（都市化、茶栽培、工業化）と森林被覆の劣化との間の明確な相関関係を確立している。

著者らは、ディブルガルにおける景観の急速な変容には、統合的な都市計画、土地利用および森林政策の厳格な実施、そして強化された森林再生の取り組みへの転換が必要であると結論付けている。彼らは、強力なガバナンスと草の根レベルの環境意識がなければ、現在の森林減少の傾向は激化し続け、地域の生態学的回復力と生物多様性を脅かすことになると強調している。本研究は、当該地域における効果的な土地管理と持続可能な経済計画のためのベースラインとして機能するものである。