Vegetation changes and their consequences for the provisioning service of non-timber forest products (NTFPs) in a West African savanna

Savannas provide essential ecosystem services for human well-being in West Africa. Thus, ecosystem change not only directly affects biodiversity but also human livelihoods. Human land use considerably shaped these savann
Savannas provide essential ecosystem services for human well-being in West Africa. Thus, ecosystem change not only directly affects biodiversity but also human livelihoods. Human land use considerably shaped these savanna ecosystems for millennia, particularly agriculture, livestock grazing, logging and the collection of non-timber forest products (NTFPs). NTFPs are wild plant products and comprise all organic matter from herbaceous plants, shrubs, and trees (excluding timber). Current increasing land use pressure through fast demographic changes is widely esteemed as a severe threat for savanna biodiversity and the socio-economy of rural communities. In consideration of the pivotal role of NTFP species for biodiversity and livelihoods, it is important to evaluate the effect of increasing land use change on savanna vegetation and on its provisioning service for human well-being. Thus, the major aim of this thesis is to investigate the impacts of land use intensification on vegetation composition, diversity and function and its consequences for provisioning ecosystem services (NTFPs) and human well-being in a West African savanna.
The research for this study was conducted in the North Sudanian vegetation zone of south-eastern Burkina Faso, where population growth exceeds the nationwide trend. Generally, Burkina Faso belongs to the worldwide poorest countries, where nearly one quarter of the population suffers from malnutrition (FAO 2014). The integration of NTFPs and particularly wild food species into rural household economies is, thus, an important measure in the national combat against poverty and food insecurity (FAO 2014). Against this background, I focus on vegetation changes, the economic importance of NTFPs as well as the decrease and substitution of wild food species in this study. 
Vegetation resurveys of different vegetation types since the early 1990s showed that land use change led to more pronounced changes in the herbaceous than in the woody vegetation layer. Most woody vegetation types stayed stable in species composition and richness, even though some highly useful tree species (Vitellaria paradoxa, Parkia biglobosa) declined in some woody vegetation types. In contrast, in most herbaceous vegetation types species richness increased and species composition considerably changed. This change might be explained by a general ruderalisation process through a pronounced increase of wide-ranging herbaceous species. However, in spite of a general species increase in the herbaceous layer, a decrease of preferred herbaceous fodder species was found. Thus, the decline of useful species in both layers is alarming. Herbaceous vegetation types also showed more pronounced changes in plant functional trait characteristics in comparison to woody vegetation types. However, an increase of smaller plant species and species with a high diaspore terminal velocity (VTerm) was found in both vegetation layers. Since these two trait responses are generally related to grazing and browsing, the strong increase of livestock herds is likely to be responsible for the detected vegetation changes. 
In addition to the vegetation study, interviews showed that all useful food species were widely considered to decline. The two economically most important tree species, the shea tree (Vitellaria paradoxa) and the locust bean tree (Parkia biglobosa) that contribute with 70% to wild food income, were considered among the most declining species of all cited wild food species. On this matter, local perceptions of species decline and results from field observations are in accordance. However, a wide range of cited substitutes indicated a great knowledge on alternative plant species in the area. Most wild food species are, however, substituted by other highly valued wild food species. Although our results suggest that rural communities are able to cope with the decrease or absence of wild food species, growing decline of one species would concurrently increase the pressure on other native food species. Therefore, the need to counteract the decrease of highly useful wild food species should be of high priority in management measures. In general, I showed that NTFPs are an essential component in rural households, since it contributed with 45 % to total household income. Significant differences in NTFP dependency between the two investigated villages and across the three main ethnic groups were detected, reflecting different traditional uses and harvesting practices. In general, it was shown that poorer households depend more on NTFP income than wealthier households. Against the background of this study, management strategies for agroforestry systems and poverty alleviation should consider local differences, and ethnicity-dependent NTFP-use patterns. 
Overall, the combination of field studies on temporal and functional vegetation change with socio-economic and ethno-botanic interviews increases the knowledge on qualitative and quantitative vegetation changes and on the consequences for rural populations. This thesis gives a thorough insight into decreasing trends of economically valued plant species and thus gives evidence on the consequences of vegetation changes for ecosystem services of West African savanna ecosystems. Further, different NTFP-dependencies and use preferences according to socio-economic and cultural variables, such as ethnicity, present a valuable basis for specific decision-making and should be considered in management plans.
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In westafrikanischen Savannenökosystemen tragen natürliche Ressourcen essentiell zur Lebensgrundlage der ländlichen Bevölkerung bei. Veränderungen dieser Ökosysteme beeinflussen deshalb nicht nur die Biodiversität in die
In westafrikanischen Savannenökosystemen tragen natürliche Ressourcen essentiell zur Lebensgrundlage der ländlichen Bevölkerung bei. Veränderungen dieser Ökosysteme beeinflussen deshalb nicht nur die Biodiversität in diesem Lebensraum, sondern auch die menschliche Lebensqualität. Schon seit Jahrtausenden formt die menschliche Landnutzung durch Ackerbau, extensive Weidewirtschaft, Abholzung und das Sammeln von frei verfügbaren Nichtholzprodukten (non-timber forest procuts, NTFPs) die Savannen Westafrikas. Durch stetiges Bevölkerungswachstum steigt der Druck auf landwirtschaftliche sowie auf bislang ungenutzte Flächen. Dieser zunehmende Nutzungsdruck gefährdet einerseits die Biodiversität, hat andererseits Auswirkungen auf die Verfügbarkeit von NTFPs und beeinflusst somit maßgeblich die Lebensgrundlage der lokalen Bevölkerung. Eine Einschätzung und Bewertung der Auswirkungen von Landnutzungsveränderungen auf die natürliche Savannenvegetation und die Ökosystemdienstleitungen der Savanne für die menschliche Lebensqualität ist deshalb essentiell. Hauptziel dieser Forschungsarbeit ist daher, die Auswirkungen der Landnutzungszunahme auf die Savannenvegetation und ihre Ökosystemdienstleistungen zu untersuchen, sowie die Verfügbarkeit von NTFPs und darüber hinaus deren ökonomische Bedeutung zu ermitteln. 
Die vorliegende Studie wurde in der Nordsudanischen Vegetationszone im südöstlichen Teil Burkina Fasos durchgeführt, wo das sehr hohe Bevölkerungswachstum den nationalen Durchschnitt übersteigt. In dieser Arbeit untersuche ich Vegetationsveränderungen, die ökonomische Bedeutung von Wildpflanzen (NTFPs) sowie den Rückgang essbarer Wildpflanzen und deren Substituierung, und gebe einen Einblick in die Konsequenzen der Landnutzungsveränderungen auf die Vegetationsentwicklung und die ländliche Bevölkerung.  
Eine Vergleichsstudie von Vegetationsaufnahmen unterschiedlicher Vegetationstypen aus den frühen 1990er Jahren zeigte eine stärkere Veränderung in der Kraut- als in der Gehölzschicht. Die meisten Vegetationstypen der Gehölzschicht zeigten über die Jahrzehnte und mit zunehmender Landnutzung keine signifikante Veränderung der Artenzusammensetzung und des Artenreichtums. Nichtsdestotrotz gab es in manchen Vegetationstypen eine Abnahme der Frequenz und Abundanz von einigen sehr häufig genutzten Baumarten. Im Gegensatz zur Gehölzschicht hat sich bei den meisten Krautschichttypen die Artenzusammensetzung deutlich verändert: Der Artenreichtum ist signifikant gestiegen. Trotz der allgemeinen Artenzunahme in der Krautschicht nahmen einige wichtige krautige Futterpflanzen in Abundanz und Frequenz ab. Durch die Zunahme von kurzlebigen, weit verbreiteten Arten waren eine allgemeine Ruderalisierung und gleichzeitig eine Homogenisierung der krautigen Vegetationstypen zu verzeichnen. Trotz stabilen Artenreichtums in der Gehölzschicht und steigendem Artenreichtum in der Krautschicht ist der Rückgang wichtiger Nutzarten in beiden Schichten alarmierend. Eine Zunahme von Arten geringerer Größe und Pflanzen mit hoher Fallgeschwindigkeit ihrer Diasporen (VTerm) ist beiden Vegetationsschichten gemeinsam. Da diese Merkmalsveränderungen generell mit Beweidung verbunden werden, vermute ich, dass vor allem die Zunahme der Weidewirtschaft verantwortlich für die starken Veränderungen ist.  
Über die Vegetationsveränderung hinaus, zeigte ich in Haushaltsumfragen, dass alle wichtigen essbaren Wildpflanzen als zurückgehend eingestuft wurden. Die ökonomisch wichtigsten essbaren Wildpflanzen, die Bäume Vitellaria paradoxa und Parkia biglobosa, wurden als am stärksten zurückgehend eingestuft. In Bezug auf diesen Rückgang, konnte jedoch ein umfassendes Wissen der Bevölkerung bezüglich alternativer Wildpflanzen festgestellt werden. Allerdings wurden viele der bevorzugten essbaren Wildpflanzen mit anderen sehr wichtigen essbaren Wildpflanzen substituiert. Der Rückgang einer Art kann somit zum Wegfall eines anderen Substitutes führen. Im Allgemeinen habe ich gezeigt, dass nahezu die Hälfte des Gesamthaushaltseinkommens mit frei verfügbaren NTFP-Pflanzen erwirtschaftet wird. Dabei haben Haushaltscharakteristika wie Ethnizität, Herkunftsort, Größe des verfügbaren Ackerlandes oder Größe der Viehherde einen signifikanten Einfluss auf das NTFP-Haushaltseinkommen. Es konnte gezeigt werden, dass ärmere Haushalte deutlich abhängiger von NTFP-Einkommen sind als wohlhabendere Haushalte. 
Zusammenfassend gibt die vorliegende Studie, mit der Kombination aus vegetationskundlichen und ökologischen Feldstudien mit sozio-ökonomischen und ethnobotanischen Interviews, einen umfassenden Einblick in quantitative und qualitative Vegetationsveränderungen und deren Folgen für die ländliche Bevölkerung. Eine schwindende Verfügbarkeit von ökonomisch wichtigen Arten wird aufgezeigt sowie die Konsequenzen für die ländliche Bevölkerung in westafrikanischen Savannen. Darüber hinaus sind die bereitgestellten Daten dieser Studie, beispielsweise zu NTFP-Abhängigkeiten und Nutzungspräferenzen von unterschiedlichen sozio-ökonomischen und kulturellen Faktoren, eine solide Basis für Entscheidungen in Managementplänen.
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Metadaten
Author:Anna Leßmeister
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-454078
Place of publication:Frankfurt am Main
Referee:Rüdiger Wittig, Georg Zizka
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2018/01/11
Year of first Publication:2017
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2017/12/18
Release Date:2018/01/12
Pagenumber:174
HeBIS PPN:424794535
Institutes:Biowissenschaften
Dewey Decimal Classification:570 Biowissenschaften; Biologie
Sammlungen:Universitätspublikationen
Biologische Hochschulschriften (Goethe-Universität)
Licence (German):License Logo Veröffentlichungsvertrag für Publikationen

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