Remote sensing of environment and disaster laboratory

Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, Japan

Monitoring the Oasification of Taklamakan Desert through Examining Land
Cover Change Caused by Afforestation Activities and Climate Change

植林活動と気候変動による土地被覆変化の分析
タクラマカン砂漠のオアシス化のリモートセンシング

photo李 诗雨/Shiyu LI
竹内 渉/Wataru TAKEUCHI
東京大学生産技術研究所/Institute of Industrial Science, The University of Tokyo
Abstract: Oasification, referring to the restoration of water, soil, and plant life to a degraded environment, has been proposed as the antithesis of desertification, denoting thatdesertification is not an irreversible and hopeless process. Taklamakan Desert Located in the Xinjiang Uyghur Autonomous Region of China, as the largest desert in East
Asia and one of the world's largest sandy deserts, has been playing a significant role in influencing the global climate. This study analyzes the recent afforestation efforts andclimate change in the Taklamakan Desert by examining the land cover change and water availability through satellite data, hoping to contribute to the sustainable oasificationof this region.
要旨: オアシス化とは、劣化した環境に水、土壌、植物生命を回復することを指し、砂漠化の逆説として提案されており、砂漠化は不可逆で絶望的なプロセスではないことを示しています。中国の新疆ウイグル自治区に位置するタクラマカン砂漠は、東アジア最大の砂漠であり、世界最大の砂砂漠の一つであり、全球の気候に大きな影響を及ぼしています。本研究では、衛星データを通じて土地被覆の変化と水供給量を調査することで、タクラマカン砂漠における最近の植林活動と気候変動を分析し、この地域の持続可能なオアシス化に貢献することを期待しています。

1. Introduction 導入

3. Results & Discussion 結果と考察
The Taklamakan Desert, spanning a total area of
337,600 square kilometers, is the world's 2ndlargest shifting sand desert with dust blowing from
Northwest China to as far as the U.S.. Oasificationof the Taklamakan Desert is one of the mostsignificantandlarge-scale
environmental
engineering programs in China since 1978. Affectedby global warming, there is also more available
water flowing into the desert through melting
glaciers every year. Thus, this research investigates
whether the oasification of Taklamakan Desert canbe achieved continuing off the current trend
through examining the water resources and theland cover change.

news.hsw.cnFigure 1. Overview of the changes
happened in Taklamakan Desert

Land cover change,
water availability analysis

Oasification study
Figure 2. Methodology flowchartb. Taklamakan Desert land cover 2020 (cropped)

c. Trend of water equivalent thickness in the desert region

d. Monitoring of glacier surrounding the Taklamakan Desert

総面積337,600平方キロメートルに及ぶタクラマカン砂漠は、世界第2位の大規模な砂漠地帯で、中国北西部から遠くはアメリカまで砂塵が飛びます。タクラマカン砂漠のオアシス化は、1978年以来中国政府によって行われた最も重要かつ大規模な環境工学プログラムの一つでした。地球温暖化の影響により、溶ける氷河から砂漠に流れ込む利用可能な水も増えています。本研究は、水資源と土地利用の時系列変化を分析することにより、タクラマカン砂漠のオアシス化が達成できるかどうかを調査しています。

2. Methodology 研究方法

Satellite imagery(MODIS, GPM, GRACE)

a. Taklamakan Desert land cover 2001 (cropped)

The data of Moderate Resolution Imaging
Spectroradiometer (MCD12Q1) from 2001 to2021 is utilized to classify the land cover types
and monitor land cover change in theTaklamakan Desert. The Global Precipitation
Measurement (GPM) satellite data is used forthe precipitation time series computation. The
GRACE TELLUS gravity observation is used forland water-equivalent-thickness analysis toprovide overall water availability in the area.
The rate of change in vegetation and glacial
area is then calculated for the discussion ofoasification.
2001年から2021年までの中解像度画像分光放射計（MCD12Q1）のデータを使用して、タクラマカン砂漠の土地被覆の変化を分析します。全球降水測定（GPM）衛星データは、降水の時間系列計算に使用します。
GRACE重力観測は、地域全体の水供給量を提供するための地上水等価厚の分析に使用します。その後、植生と氷河地域の変化率を算出します。

Figure 3. Detection of land cover change and water availability in the Taklamakan Desert

Through the land cover change map, a significant increase in the area of open
shrublands and croplands is identified. The temporal series visualization
provides insights into patterns governing such land cover transformation: thebarren land first became sparsely vegetated areas, then grew into grasslands,
and after a few years became croplands. But due to the low resolution of theMODIS Land Cover dataset, it is difficult to separate the “croplands” division
into agriculturally used land and aforestated land. Despite the increase inglaciers in this greater region, the total water availability of the Taklamakan
Desert has decreased in the last 2 decades (Figure 3-c), possibly due to theovergrowth of agricultural crops or the need to sustain the aforestatedvegetation. The current data indicates that the management of desertification
will hardly be achieved continuing the ongoing trend.
土地被覆変化マップを通じて、開放的な低木地と農地の面積が大幅に増加していることが確認されました。時間系列画像の視覚化により、次のような土地被覆変化特性が説明できます。まず、荒地が祖な植生地域となり、その後に草地となり、数年後には農地となります。しかし、MODIS Land Coverデータセットの空間解像度が低いため、「農地」を農業利用地と植林地に分けることは困難であり、今後の課題です。この地域では氷河が増加傾向にありますが(図３－ｃ）、タクラマカン砂漠の総水供給量は過去20年で減少していることがわかりました。これはおそらく農作物生長や植林地の維持に必要だったためと考えられます。現在のデータは、現在の傾向が続くと砂漠化の管理はほとんど達成されないことを示しています。

For further details, contact: Shiyu Li, Bw-605, 6-1, Komaba 4-chome, Meguro, Tokyo 153-8505 JAPAN (URL: http://wtlab.iis.u-tokyo.ac.jp/) E-mail:2023/6/9
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