Índice de área foliar y su relación con el microclima en bosque y pastizal de la Amazonía occidental

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.16296

Palabras clave:

Índices vegetativos. Uso del suelo. Micrometeorología. Balance Hídrico.

Resumen

La Amazonía ha estado sujeta a procesos de cambio en su uso y ocupación, traduciéndose en cambios en el microclima y en las características fisiológicas de las plantas. El estudio tuvo como objetivo evaluar el índice de área foliar (IAF) obtenido por teledetección y analizar su relación con el microclima en diferentes zonas, utilizando variables meteorológicas terrestres. El estudio se desarrolló en una area de bosque y pastizal. Las variables del producto de teledetección fueron adquiridas através del sensor MODIS y las variables micrometeorológicas provienen de las torres del Programa Biosfera-Atmósfera a Gran Escala en la Amazonía. Los resultados de las análisis IAF mostraron un comportamiento que coincide con la estacionalidad de la región, con valores más altos en los meses del período húmedo y valores más bajos en el período poco lluvioso. La respuesta anual del IAF, en area bosque, presentó un retraso en relación a las variaciones climáticas extremas en la cuenca amazónica, como los eventos de extrema sequía ocurridos en 2005 y 2010, donde los valores más bajos se dieron en años posteriores. En la pastizal, el IAF presenta una rápida respuesta a estos eventos, con valores más bajos en los años de sequía extrema y valores más altos en 2009 (inundación extrema). Esto ocurre por la mayor disponibilidad de agua, ya que el pastizal presenta un mejor desarrollo en estas condiciones. Al analizar la correlación del LAI con el microclima, el pastizal no presentó correlación con la evapotranspiración, mientras que el bosque presentó correlación solo con la fracción de radiación fotosintéticamente activa.

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Biografía del autor/a

Gutieres Camatta Barbino , Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos/ Polo UNIR, Universidade Federal de Rondônia (UNIR)

Graduado em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Rondônia. Atualmente atua como bolsista no grupo de pesquisa do Programa de Grande Escala da Biosfera Atmosfera da Amazônia - LBA/RO, na área de Geociências e Ciências Ambientais, com ênfase em micrometeorologia, onde desenvolve pesquisas utilizando produtos de sensoriamento remoto para avaliar a influência do Índice de Área Foliar no microclima, atuando principalmente nos seguintes temas: micrometeorologia uso do solo, distribuição espacial e sensoriamento remoto. No presente momento, cursa o Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos - ProfÁgua, na Universidade Federal de Rondônia.

Nara Luísa Reis de Andrade , Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos/ Polo UNIR, Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária, Universidade Federal de Rondônia (UNIR)

Graduada em Engenharia Sanitária pela Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT (2007), mestre em Física Ambiental pela UFMT (2009), Doutora em Física Ambiental pela UFMT (2013). Atualmente é professora do Departamento de Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Rondônia, coordenadora fundadora do Mestrado Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos (ProfÁgua - IES UNIR) desde sua fundação, em 2018, até 2022. Professora do Mestrado em Agroecossistemas Amazônicos, líder do grupo de pesquisa em Engenharia Ambiental (2013 a 2020) e integrante do Grupo de Pesquisa Ciências Ambientais (UFMT) e Grupo de Pesquisa Internacional em Resiliência Climática. É conselheira do Conselho Municipal de Desenvolvimento Ambiental de Ji-Paraná (COMDEAM). Tem experiência nas áreas de Engenharia Sanitária e Ciências Ambientais, com ênfase em recursos hídricos/hidrologia, micrometeorologia, qualidade das águas, diagnóstico ambiental, interação biosfera-atmosfera, mudanças no uso do solo, impactos das mudanças climáticas e sustentabilidade e modelagem de ecossistemas.

Alberto Dresch Webler, Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária, Universidade Federal de Rondônia (UNIR)

Graduado em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Rondônia, mestre e doutor em Engenharia Civil, pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (COPPE/UFRJ) e, com período sanduíche, na Universidade do Porto (Portugal). Atualmente é professor Adjunto do Departamento de Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Rondônia (UNIR). É vice-líder do Grupo de pesquisa de Engenharia Ambiental da UNIR. Coordenador dos laboratórios de Saneamento e de Físico-química do Departamento de Engenharia Ambiental. Coordenador Regional do Programa LBA em Rondônia. Tem experiência na área de Engenharia Ambiental, com ênfase em Engenharia Ambiental, atuando principalmente em tratamento de efluentes, processos biológicos avançados para tratamento de efluentes, oxidação avançadas, efluentes industriais e recalcitrantes, e balanço de energia em área de pastagens e floresta.

Luciana Sanches, Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal do Mato Grosso (UFMT)

Luciana Sanches tem Graduação em Engenharia Sanitária pela Universidade Federal de Mato Grosso, Especialização em Elaboração e Gerenciamento de Projetos para a Gestão Municipal de Recursos Hídricos pela Agência Nacional das Águas, Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho, Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Minas Gerais, Doutorado em Engenharia Ambiental - Universidad de Cantabria, España - revalidado pela UFSC-, Pós-doutorado em Física Ambiental, Pós-doutorado em Ciências Ambientais pela University of Reading, Reino Unido. É professora associada da Universidade Federal de Mato Grosso.

Renata Aguiar, Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária, Universidade Federal de Rondônia (UNIR)

Atuo como professora no curso de Engenharia Ambiental e Sanitária da Universidade Federal de Rondônia - Campus de Ji-Paraná e desenvolvo pesquisas no âmbito do Programa LBA (Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia), na área de Ciências Ambientais e Geociências, mais especificamente sobre: troca líquida de dióxido de carbono no ecossistema, balanço de energia, padrões de chuva e mudanças no uso da terra na Amazônia. Busco em tudo que me envolvo aliar as dimensões afetivas, de lazer e sustentabilidade.

Bárbara Antonucci, Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera da Amazônia, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA)

Fiz graduação em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Rondônia (2016) e mestrado em Ciências da Engenharia Ambiental pela Universidade de São Paulo (2020). Atualmente trabalha como bolsista do projeto "Sistema Integrado de Monitoramento do Carbono e Vapor d´água na Amazônia, pertencente ao Programa LBA".

Citas

ALMEIDA, A. Q. et al. Índice de área foliar de Eucalyptus estimado por índices de vegetação utilizando imagens TM - Landsat 5. Floresta e Ambiente, v. 22, n. 3, p. 368-376, 2015. DOI: dx.doi.org/10.1590/2179-8087.103414

ARTAXO, P. et al. Perspectivas de pesquisas na relação entre clima e o funcionamento da floresta Amazônica. Ciência e Cultura, v. 66, p.41-46, 2014.

BAGLEY, J. E. et al. Drought and Deforestation: Has Land Cover Change Influenced Recent Precipitation Extremes in the Amazon? Journal of Climate, v. 27, p. 345-361, 2014. DOI: 10.1175/JCLI-D-12-00369.1

BAO, Y. et al. The Influence of Plant Community Characteristics in Urban Parks on the Microclimate. Forests, v. 9, 13p., 2022. DOI: doi.org/10.3390/f13091342

BARBINO, G. C. et al. Sensoriamento Remoto aplicado ao Índice de Área Foliar e fração da radiação fotossinteticamente ativa em áreas de floresta e pastagem na Amazônia Ocidental. Revista Brasileira de Meio Ambiente, v. 9, n. 2, p. 76-90, 2021.

BARBOSA, P. H. D. et al. Variabilidade de elementos meteorológicos e de conforto térmico em diferentes ambientes na Amazônia brasileira. Revista Brasileira de Climatologia, v. 17, p. 98-118, 2015. DOI: dx.doi.org/10.5380/abclima.v17i0.43048

BIUDES, M. S. et al. Patterns of energy Exchange for tropical ecosystems across a climate gradient in Mato Grosso, Brazil. Agricultural and Forest Meteorology, v. 202, p.112-124, 2015. DOI: dx.doi.org/10.1016/j.agrformet.2014.12.008

BIUDES, M. S. et al. Gross primary productivity of Brazilian Savanna (Cerrado) estimated by different remote sensing-based models. Agricultural and Forest Meteorology, v. 307, 2021. DOI: doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108456

BRAWN, J. D. Implications of agricultural development for tropical biodiversity. Journal of Tropical Conservation Science, v. 10, n. 1, 2017. DOI: doi.org/10.1177/1940082917720

BRÊDA, J. P. L. F. et al. Climate change impacts on South American water balance from a continental-scale hydrological model driven by CMIP5 projections. Climatic Change, v. 159, p. 503-522, 2020. DOI: doi.org/10.1007/s10584-020-02667-9

CASAGRANDE, E. et al. Water balance partitioning for ecosystem service assessment. A case study in the Amazon. Ecological Indicators, v. 121, 107155, 2021. DOI: doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.107155

CAVALCANTE, R. B. L. et al. Terrestrial water storage and Pacific SST affect the monthly water balance of Itacaiúnas River Basin (Eastern Amazonia). International Journal of Climatology, v. 40, p. 3021-3035, 2020. DOI: 10.1002/joc.6380

COE, M. T. et al. The forests of the Amazon and Cerrado moderate regional climate and are the key to the future. Tropical Conservation Science, v. 10, p. 1-6, 2017. DOI: 10.1177/1940082917720671

COLLOSCHONN, W.; TASSI, R. Introduzindo Hidrologia. 6 .ed. Porto Alegre: IPH, 2008.

COSTA, M. H. et al. Atmospheric versus vegetation controls of Amazonian tropical rain forest evapotranspiration: Are the wet and seasonally dry rain forests any different? Journal of Geophysical Research. v. 115, 9p, 2010. DOI: doi.org/10.1029/2009JG001179

CULF, A. D. et al. The influence of the atmospheric boundary layer on carbon dioxide concentrations over a tropical forest. Agricultural and Forest Meteorology, v. 85, p. 149-158, 1997. DOI: doi.org/10.1016/S0168-1923(96)02412-4

DANELICHEN, V. H. M. et al. Uso do sensoriamento remoto na estimativa do índice de área foliar em floresta tropical. Ciência e Natura. v. 38 n.3, p. 1352 – 1360, 2016. DOI: 10.5902/2179460X19917

DANELICHEN, V. H. M. et al. Estimativas de índice de área foliar de uma pastagem por sensoriamento remoto no Pantanal Mato-grossense. Ciência e Natura, v. 36, n. 3, p.373-384, 2014. DOI: doi.org/10.5902/2179460X13168

DAVIDSON, E. A. et al. The Amazon basin in transition. Nature, v. 481, p. 321-328, 2012. DOI: doi.org/10.1038/nature10717

DE FRENE, P. et al. Microclimate moderates plant responses to macroclimate warming. PNAS, v. 110, n. 46, p. 18561–18565, 2013. DOI: pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1311190110

FAN, S. et al. Impacts of Composition and Canopy Characteristics of Plant Communities on Microclimate and Airborne Particles in Beijing, China. Sustainability, v. 09, 13p., 2021. DOI: doi.org/10.3390/su13094791

FEARNSIDE, P. M. Desmatamento na Amazônia brasileira: história, índices e consequências. Megadiversidade, v. 1, 2005.

FEARNSIDE, P. M. The biome faces a variety of increasing threats. Financial Times, London, p. 3, 2011.

FERREIRA, L. S.; CATTÂNIO, J. H.; JARDIM, M. A. G. Efeito da topografia e da precipitação na florística e na produção de liteira em Caxiuanã, Pará. Revista Árvore, v. 39, n. 6, p. 995-1005, 2015. DOI: dx.doi.org/10.1590/0100-67622015000600002

FRANCA, R. R. Climatologia das chuvas em Rondônia – período 1981-2011. Geografias: Artigos Científicos, v. 11, n. 01, p.44-58, 2015.

HARDWICK, S. R. et al. The relationship between leaf area index and microclimate in tropical forest and oil palm plantation: Forest disturbance drives changes in microclimate. Agricultural and Forest Meteorology, v. 201, p. 187-195, 2015. DOI: doi.org/10.5194/hess-21-1455-2017

INSTITUTO CHICO MENDES DE CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE – ICMBio. 2016. Unidades de Conservação – Amazônia. Disponível em: <http://www.icmbio.gov.br/portal/ unidadesdeconservacao/biomas-brasileiros/amazonia/unidades-de-conservacao-amazonia/1999-rebio-do-jaru>. Acesso em: 29 de setembro de 2017.

KANNIAH, K. D. et al. Remote Sensing to Study Mangrove Fragmentation and Its Impacts on Leaf Area Index and Gross Primary Productivity in the South of Peninsular Malaysia. Remote Sensing, v. 13, 30p., 2021. DOI: doi.org/10.3390/rs13081427

LENG, S. et al. Response of dryland vegetation under extreme wet events with satellite measures of greenness and fluorescence. Science of the Total Environment, v. 842, 15p., 2022. DOI: dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156860

LI, J. et al. Response of canopy structure, light interception and grain yield to plant density in maize. The Journal of Agricultural Science, v. 156, n. 6, pg. 785 – 794, 2018. DOI: doi.org/10.1017/S0021859618000692

LIU, G.; LIU, H.; YIN, Y.; Global patterns of NDVI-indicated vegetation extremes and their Sensitivity to climate extremes. Environmental Research Letters, v. 8, 11p, 2013. DOI: 10.1088/1748-9326/8/2/025009

MALHI, Y. et al. Climate change, deforestation, and the fate of the Amazon. Science. v. 319, pg. 169–172, 2008. DOI: 10.1126/science.1146961

MICROSOFT. Excel 2013. California, 2013. Disponível em: . Acesso em: 26 jun. 2016.

MYNENI, R. Y. K.; PARK, T. MOD15A2H MODIS/Terra Leaf Area Index/FPAR 8-Day L4 Global 500m SIN Grid V006. NASA EOSDIS Land Processes DAAC. 2015.

MINITAB. Minitab 17. 2016. Disponível em:<http://www.minita b.com/ptbr/products/ minitab/freetrial/?WT.srch=1&WT.mc_id=SE&gclid=CPiX48udg9ACFUUIkQodaGAFlQ>. Acesso em: 30 out. 2016.

MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE – MMA. Amazônia. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/biomas/amaz%C3%B4nia>. Acesso em: 07 out. 2016.

MOKHTARI, A.; NOORY, H.; VAZIFEDOUST, M. Improving crop yield estimation by assimilating LAI and inputting satellite based surface incoming solar radiation into SWAP model. Agricultural and Forest Meteorology, v. 250-251, p. 159-170, 2018. DOI: doi.org/10.1016/j.agrformet.2017.12.250

NASSUR, O. A. C. et al. Monitoramento e projeção futura da vegetação no Parque Nacional Do Itatiaia através de Sensoriamento Remoto. CERNE, v. 21, n. 3, p. 511-517. 2015. DOI: 10.1590/01047760201521031823

NOBRE, C. A. et al. Land-use and climate change risks in the Amazon and the need of a novel sustainable development paradigm. Proceedings of the National Academy of Sciences. v. 113, n. 10, pg. 759–68, 2016. DOI: doi.org/10.1073/pnas.1605516113

OLIVEIRA, M. A. Caracterização da Precipitação em Área de Floresta e Pastagem no Sudoeste da Amazônia. Ji-Paraná: UNIR, 2014. Monografia (Bacharel em Estatística), Departamento de Matemática e Estatística, Universidade Federal de Rondônia, 2014.

OLIVEIRA, P. J. et al. Efeitos de um evento de friagem nas condições meteorológicas na Amazônia: um estudo de caso. Acta Amazônica, v. 34, p. 613-619, 2004. DOI: doi.org/10.1590/S0044-59672004000400013

PACA, V. H. DA M. et al. The spatial variability of actual evapotranspiration across the Amazon River Basin based on remote sensing products validated with flux towers. Ecological Processes, v. 8, n. 1, p. 6, 15 fev. 2019. DOI: doi.org/10.1186/s13717-019-0158-8

PFEIFER, M. et al. Validating and linking the GIMMS leaf area index (LAI3 g) with environmental controls in tropical Africa. Remote Sensing, v. 6, p. 1973-1990, 2014. Doi: 10.3390/rs6031973

PINAGÉ, E. R. et al. Forest structure and solar-induced fluorescence across intact and degraded forests in the Amazon. Remote Sensing of Environment, v. 274, 15p., 2022. DOI: doi.org/10.1016/j.rse.2022.112998

RANDOW, C. et al. Comparative measurements and seasonal variations in energy and carbon exchange over forest and pasture in South West Amazonia. Theoretical and Applied Climatology, v. 78, n. 1, p. 5–26, 1 jun. 2004. DOI: 10.1007/s00704-004-0041-z

RANDOW, R. C. S. et al. Evapotranspiration of deforested areas in central and southwestern Amazonia. Theoretical and Applied Climatology, v. 109, p. 205-220, 2012. DOI: 10.1007/s00704-011-0570-1

RUMMEL, U. et al. Eddy covariance measurements of nitric oxide flux within an Amazonian rain forest. Journal of Geophysical Research, v. 107, p. 17-1–17-9, 2002. DOI: doi.org/10.1029/2001JD000520

SANCHES, L. et al. Índice de área foliar em floresta de transição Amazônia Cerrado em diferentes métodos de estimativa. Ciência e Natura, v. 30, p. 57-69, 2008. DOI: doi.org/10.5902/2179460X9750

SANCHES, L. et al. Time lags between rainfall and groundwater levels in a forest and cattle pasture of an Amazon Watershed. Journal of Environmental Hydrology, v. 17, p. 1-10, 2009.

SANTOS, T. O. et al. Os impactos do desmatamento e queimadas de origem antrópica sobre o clima da Amazônia brasileira: um estudo de revisão. Revista Geogr. Acadêmica, v. 11, n. 02, p. 157-181, 2017.

SCHOLZ, F. G. et al. Hydraulic redistribution of soil water by neotropical savanna trees. Tree Physiology, v. 22, p. 603-612, 2002.

SENNA, M. C. A.; Fração da Radiação Fotossinteticamente Ativa Absorvida pela Floresta Tropical Amazônica: Uma comparação entre estimativas baseadas em Modelagem, Sensoriamento Remoto e Medições de Campo; 2004. 54p, Dissertação de Mestrado; Programa de Pós-Graduação em Meteorologia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa–MG. 2004.

TARTARI, R. et al. Análise de índices biofísicos a partir de imagens TM Landsat 5 em paisagem heterogênea no Sudoeste da Amazônia. Ambiente & Água, v. 10, n. 4, P. 943-953, 2015. DOI: 10.4136/ambi-agua.1663

VILANI, M. T. Estimativa da fAPAR utilizando Três Métodos para uma Floresta de Transição Amazônia - Cerrado. Cuiabá, 2007. Dissertação (mestrado) – Física e Meio Ambiente. Universidade Federal de Mato Grosso. 2007.

VOURLITIS, G. L. et al. Variations in evapotranspiration and climate for an Amazonian semi-deciduous forest over seasonal, annual, and El Niño cycles. International Journal of Biometeorology, v. 59, p. 217-230. 2015. DOI: 10.1007/s00484-014-0837-1

XAVIER, A. C.; VETTORAZZI, C. A. Índice de Área Foliar de Coberturas em uma Microbacia Hidrográfica Subtropical. Scientia Agricola, v. 60, n. 3, p. 425-431, 2003. DOI: doi.org/10.1590/S0103-90162003000300002

XU, Z. et al. How Potential Evapotranspiration Regulates the Response of Canopy Transpiration to Soil Moisture and Leaf Area Index of the Boreal Larch Forest in China. Forest, v. 13, 2022. DOI: doi.org/10.3390/f13040571

WAN, Y. et al. The Variation in Water Consumption by Transpiration of Qinghai Spruce among Canopy Layers in the Qilian Mountains, Northwestern China. Forests, v. 11, 2020. DOI: doi.org/10.3390/f11080845

WANG, L. et al. Estimate canopy transpiration in larch plantations via the interactions among reference evapotranspiration, leaf area index, and soil moisture. Forest Ecology and Management, v. 481, 2021. DOI: doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118749

WATSON, D. J. Comparative physiological studies on growth of fields crops. I Variation in net assimilation rate and leaf area between species and varieties, and within and between years. Annals of Botany, London, v. 11, p. 41-76, 1947.

WEBLER, A. D. Caracterização e análise da variação temporal de componentes micrometeorológicos em uma área de pastagem no sudoeste da Amazônia. Ji-Paraná: UNIR, 2011. Monografia (Bacharel em Engenharia Ambiental), Departamento de Engenharia Ambiental, Universidade Federal de Rondônia, 2011.

WEBLER, A. D. et al. Mudanças no uso da terra e o particionamento de energia no sudoeste da Amazônia. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.17, n.8, 2013. DOI: doi.org/10.1590/S1415-43662013000800011

WENGERT, M. et al. Assessing Spatial Variability of Barley Whole Crop Biomass Yield and Leaf Area Index in Silvoarable Agroforestry Systems Using UAV-Borne Remote Sensing. Remote Sensing, v. 13, 2021. DOI: doi.org/10.3390/rs13142751

YAMAGUCHI, T. et al. Feasibility of Combining Deep Learning and RGB Images Obtained by Unmanned Aerial Vehicle for Leaf Area Index Estimation in Rice. Remote Sensing, v. 13, 2020. DOI: doi.org/10.3390/rs13010084

YU, D. et al. Improving sugarcane growth simulations by integrating multi-source observations into a crop model. European Journal of Agronomy, v. 132, 2022. DOI: doi.org/10.1016/j.eja.2021.126410

ZANCHI, F. B. et al. Estimativa do Índice de Área Foliar (IAF) e biomassa em pastagem no estado de Rondônia, Brasil. Acta Amazonica, v. 39, n. 2, p. 335-348, 2009. DOI: doi.org/10.1590/S0044-59672009000200012

ZHANG, G. et al. Optimizing Grain Yield and Water Use Efficiency Based on the Relationship between Leaf Area Index and Evapotranspiration. Agriculture, v. 11, 14p., 2021. DOI: doi.org/10.3390/agriculture11040313

ZHANG, X. et al. Combining Spectral and Texture Features of UAS-Based Multispectral Images for Maize Leaf Area Index Estimation. Remote Sensing, v. 14, 17p., 2022. DOI: doi.org/10.3390/rs14020331

Publicado

20/02/2023

Cómo citar

Barbino , G. C., Andrade , N. L. R. de, Webler, A. D., Sanches, L., Aguiar, R., & Antonucci, B. (2023). Índice de área foliar y su relación con el microclima en bosque y pastizal de la Amazonía occidental. Revista Brasileña De Climatología, 32(19), 311–335. https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.16296

Número

Sección

Artigos