Monitoring Forest Landscape Restoration Success Using Sentinel-2 NDVI and Field Measurements in Timor-Leste

Technische Samenvatting: Monitoring van het succes van herstel van het boslandschap in Timor-Leste

Probleemstelling
Herstel van het boslandschap (Forest Landscape Restoration, FLR) is een cruciale strategie voor het omkeren van landdegradatie in tropische droge gebieden, maar kwantitatieve evaluaties van de effectiviteit van herstel blijven schaars in Timor-Leste. Het land staat voor ernstige ecologische uitdagingen, waaronder steil terrein, een droog moessonklimaat en aanhoudende menselijke verstoringen zoals zwerflandbouw en ongecontroleerde begrazing. Deze factoren hebben geleid tot uitgebreide gebieden zonder plantbedekking, gekenmerkt door een slechte bodemvruchtbaarheid en een hoge erosiegevoeligheid. Hoewel door internationale donoren ondersteunde initiatieven, zoals het door AFoCO gefinancierde project "Re-greening the Bare Lands", grootschalige herbebossing hebben uitgevoerd, is er een gebrek aan rigoureuze, op resultaten gebaseerde beoordelingen die satellietmonitoring integreren met veldobservaties. Bestaande evaluaties richten zich vaak op implementatiemetrieken in plaats van meetbaar vegetatieherstel, waardoor het moeilijk is om te bepalen of herstelde gebieden progressie boeken naar functionele ecosystemen, vooral in barre omgevingen waar de sterfte van zaailingen hoog is.

Methodologie
Deze studie maakte gebruik van een geïntegreerd "voor-en-na" beoordelingskader om het vegetatieherstel in een 148 hectare groot FLR-terrein in Balak, Manatuto, Timor-Leste te evalueren. Het onderzoek combineerde multi-temporele remote sensing met grondgebonden ecologische metingen:

• Remote Sensing: Sentinel-2 Level-2A beelden van mei 2022 (pre-restauratie) en mei 2026 (post-restauratie) werden gebruikt. De Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) werd berekend met behulp van de Near Infrared (B8) en Red (B4) banden. Vegetatieverandering werd gekwantificeerd via NDVI-differentiatie ($\Delta$NDVI = NDVI$_{2026}$ - NDVI$_{2022}$). NDVI-waarden werden geclassificeerd in vijf vegetatiebedekkingscategorieën, en $\Delta$NDVI-waarden werden gecategoriseerd in vijf ecologische herstelklassen variërend van "Ernstig Vegetatieverlies" tot "Significante Vegetatieherstel".
• Veldmetingen: In 2025 werden 29 systematische monitoringsplots (20 m × 20 m) onderzocht. De verzamelde gegevens omvatten het totaal aantal aangeplante zaailingen, overlevende zaailingen, overlevingspercentages en de gemiddelde plantlengte.
• Statistische Analyse: Pearson-correlatie en lineaire regressieanalyses werden uitgevoerd met R om de relatie tussen de structurele vegetatieontwikkeling (gemiddelde plantlengte) en de prestaties van het herstel (overlevingspercentage van zaailingen) te onderzoeken.

Belangrijkste Resultaten
De studie vond substantiële bewijzen van vegetatieherstel over het herstelterrein:

• NDVI-trends: De gemiddelde NDVI steeg van 0,288 in 2022 naar 0,475 in 2026, wat een toename van 65% in vegetatiegroenheid vertegenwoordigt. Ruimtelijke analyse toonde een verschuiving aan van lage vegetatiebedekking (dominant in 2022) naar matige en hoge vegetatiebedekkingsklassen tegen 2026.
• Herstelclassificatie: Op basis van de $\Delta$NDVI-analyse ervoer 77,6% van het terrein matig tot significant vegetatieherstel. Slechts 2,3% van het gebied vertoonde een afname van de vegetatie, en minder dan 0,1% ervoer ernstig verlies.
• Veldprestaties: Van de 29 monitoringsplots werd 62,1% geclassificeerd als "Hoog Herstel" (overlevingspercentage >80%) en 31,0% als "Matig Herstel" (50–80%). Slechts 6,9% werd geclassificeerd als "Laag Herstel".
• Soortprestaties: Casuarina junghuhniana vertoonde het hoogste vestigingssucces, met overlevingspercentages die vaak boven de 90% lagen en gemiddelde hoogtes tussen 1,1 en 3,1 meter. In tegenstelling hiertoe ervoer Anacardium occidentale een volledige mislukking van de vestiging in de geteste plots.
• Statistische Correlatie: Er werd een significante positieve relatie waargenomen tussen de gemiddelde plantlengte en het overlevingspercentage van zaailingen ($r = 0,423$, $p = 0,022$). Echter, het lineaire regressiemodel verklaarde slechts 17,9% van de variatie in overlevingspercentages ($R^2 = 0,179$), wat aangeeft dat factoren buiten de plantlengte, zoals bodeddiepte en microtopografie, de uitkomsten aanzienlijk beïnvloeden.

Betekenis en Claims
Het artikel stelt dat de integratie van Sentinel-2-afgeleide NDVI-indicatoren met veldmetingen een praktisch, kosteneffectief en schaalbaar kader biedt voor het monitoren van FLR-resultaten in gebieden met beperkte data. De bevindingen bieden empirisch bewijs dat het door AFoCO ondersteunde herbebossingsprogramma de vegetatievestiging effectief heeft versneld en de ecosysteemcondities in een gedegradeerd tropisch droog landschap in een relatief korte tijdspanne (vier jaar) heeft verbeterd.

De studie claimt dat de waargenomen positieve NDVI-trajectorie een werkelijke ecologische verbetering weerspiegelt in plaats van kortstondige fluctuaties, wat aansluit bij internationale bewijzen van soortgelijke herstelprogramma's voor droge gebieden in China, Ethiopië en de Sahel. De auteurs concluderen dat hoewel NDVI een robuuste indicator is voor vegetatiegroenheid en bladerdekontwikkeling, het geïnterpreteerd moet worden als een maat voor vegetatieherstel in plaats van een uitgebreide beoordeling van biodiversiteit of ecosysteemfunctionaliteit. Het onderzoek ondersteunt de voortzetting van FLR-strategieën in Timor-Leste en benadrukt de waarde van het combineren van remote sensing met veldverificatie om herstelplanning en beleidsontwikkeling te ondersteunen.

Door de auteurs genoemde beperkingen
De auteurs erkennen enkele beperkingen:

• NDVI reflecteert primair de vegetatiegroenheid en kan verzadiging vertonen onder dichte omstandigheden; het meet niet direct biodiversiteit, soortensamenstelling of bodemcondities.
• Veldgegevens werden verzameld in 2025, één jaar vóór de definitieve satellietobservatie in 2026, wat een kleine temporele kloof creëert.
• De studie miste een onbehandelde controlegroep om de effecten van herstel volledig te isoleren van interjaarlijkse omgevingsvariabiliteit.
• Toekomstige beoordelingen zouden baat hebben bij langere monitoringperioden, controlegroepen en de inclusie van biodiversiteits- en bodemindicatoren.