CO2flux e temperatura da superfície edáfica em áreas de caatinga
DOI:
https://doi.org/10.26848/rbgf.v14.4.p1898-1908Palavras-chave:
Caatinga, CO2flux, Landsat 8, Sensoriamento remotoResumo
As modificações que ocorrem na cobertura vegetal da Caatinga alteram a incidência de radiação solar na interface superfície-atmosfera. Para monitorar os fluxos de CO2, através de geotecnologias, surge como alternativa o sensoriamento remoto. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar o sequestro de carbono e a temperatura da superfície em áreas de caatinga diante de variações sazonais através dos dados dos sensores OLI e TIRS do satélite Landsat 8. O estudo foi realizado com uma cena referente à estação seca e outra referente à estação chuvosa, em duas áreas, sendo uma com vegetação preservada de Caatinga e outra com intervenção agrícola, ambas no município de São José de Piranhas, Paraíba. O pré-processamento das imagens se deu a partir da transformação de números digitais para radiância espectral e em seguida para reflectância, já o processamento ocorreu a partir da aplicação dos índices de vegetação e de temperatura, resultando em CO2flux e temperatura da superfície. A Caatinga sofreu grande influência da precipitação pluviométrica, afetando diretamente a fenologia desta vegetação. A variação na temperatura e o CO2flux sofreram influência da sazonalidade, na estação seca houve um menor sequestro e temperaturas mais elevadas, enquanto que na estação chuvosa houve um maior sequestro e temperaturas mais baixas. O teste de comparações múltiplas mostrou que todas as variáveis estudadas apresentaram diferença estatística. A temperatura e o CO2flux são influenciados pela sazonalidade. O sensoriamento remoto mutiespectral é uma ferramenta que pode auxiliar no estudo da dinâmica da temperatura e do sequestro de carbono no bioma Caatinga.
CO2flux and edaphic surface temperature in the caatinga areas
A B S T R A C T
The changes that occur in the Caatinga vegetation cover alter the incidence of solar radiation at the surface-atmosphere interface. To monitor CO2 flows, through geotechnologies, they appear as an alternative or remote sensing. Thus, the objective of this work was to determine the carbon sequestration and the surface temperature in caatinga areas in the face of seasonal variations using data from the Landsat 8 satellite OLI and TIRS sensors. The study was carried out with a scene referring to the dry season and another referring to the rainy season, in two areas, one with preserved Caatinga vegetation and the other with agricultural intervention, both in the municipality of São José de Piranhas, Paraíba. The pre-processing of the images took place from the transformation of digital numbers for spectral radiance and then for reflectance, since the processing occurred from the application of the vegetation and temperature indices, resulting in CO2flux and surface temperature. The Caatinga was greatly influenced by rainfall, directly affecting the phenology of this vegetation. The variation in temperature and CO2flux were influenced by seasonality, in the dry season there was less sequestration and higher temperatures, while in the rainy season there was greater sequestration and lower temperatures. The multiple comparison test showed that all the variables studied showed statistical differences. Temperature and CO2flux are influenced by seasonality. Multispectral remote sensing is a tool that can assist in the study of temperature dynamics and carbon sequestration in the Caatinga biome.
Keywords: Caatinga, CO2flux, Landsat 8, remote sensing.
Downloads
Referências
Baptista, G.M.M., 2003. Validação da modelagem de sequestro de carbono para ambientes tropicais de cerrado, por meio de dados AVIRIS e HYPERION. Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 11, 1037-1044.
Carneiro, R.G., Moura, M.A.L., Silva, V.P.R., Silva Júnior, R.S., Andrade, A.M.D., Santos, A.B., 2013. Estudo da temperatura do solo em dois biomas florestais nos períodos, chuvoso e seco. Revista Brasileira de Geografia Física, 6, 1009-1022.
Coelho, A.L.N., Correa, W.D.S.C., 2013. Temperatura de Superfície Celsius do Sensor TIRS/Landsat-8: metodologia e aplicações. Revista Geográfica Acadêmica, 7(1):31-45.
Don, A., Schumacher, J., Freibauer, A., 2011. Impact of tropical land-use change on soil organic carbon stocks - a meta-analysis. Global Change Biology, 17(4):1658-1670.
Francisco, C.N., Ruiz, P.R.S., Almeida, C.M., Gruber, N.C., Anjos, C.S., 2020. Análise do impacto da correção atmosférica no cálculo do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada a partir de Imagem Landsat 8/OLI. Revista Brasileira de Geografia Física, 13(1):076-086.
Gallaun, H., Zanchi, G., Nabuurs, G.J., Hengeveld, G., Schardt, M., Verkerk, P.J., 2010. EU-wide maps of growing stock and above-ground biomass in forests based on remote sensing and field measurements. Forest Ecology and Management, 260(3):252-261.
Gamon, J.A., 1993. The Dynamic 531-Nanometer A Reflectance Si qlnal: A Survey of Twenty Angiosperm Species. Gilmore Hall 202-3050 Maile Way Honolulu, Hawaii 96822 Office of the Director August 26, 1993, 172 p.
Gomes, D.S., Barbosa, A.S., Santos, T.M., Santos, S.K., Silva, J.H.C.S., Aquino, Í.S., 2021. Cinética de liberação de CO2 e decomposição da fitomassa em sistemas de uso e manejo do solo. Research, Society and Development, 10(1): e9810111413.
Gomes, D.S., Ribeiro, J.E.S., Lucena, R.F.P., 2016. Uso e disponibilidade local da aroeira Myracrodruon urundeuva (Allemão) Engl. (Magnoliopsida: Anacardiaceae) em uma comunidade rural da Depressão Sertaneja, São José de Piranhas, Estado da Paraíba, Brasil. Revista Brasileira de Gestão Ambiental e Sustentabilidade, 3(6):265-276.
IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística)., 2004. IBGE lança o Mapa de Biomas do Brasil e o Mapa de Vegetação do Brasil, em comemoração ao Dia Mundial da Biodiversidade. Disponível em: < https://agenciadenoticias.ibge.gov.br/ >. Acesso em 25 ago. 2020.
Knight, E., Kvaran, G., 2014. Landsat-8 operational land imager design, characterization and performance. Remote Sensing, 6(11):10286-10305.
Köppen, W., Geiger, R., 1930. Handbuch der klimatologie. Berlin: Gebrüder Borntraeger.
Maia, G.N., 2004. Caatinga: árvores e arbustos e suas utilidades. São Paulo: Leitura & Arte Editora.
Mendes, K.R. Campos, S., Silva, L.L., Mutti, P.R., Ferreira, R.R., et al., 2020. Seasonal variation in net ecosystem CO2 exchange of a Brazilian seasonally dry tropical forest. Scientific Reports, 10(1):1-16.
Mendes, K.R., Campos S., Mutti, P.R., Ferreira, R.R., Ramos, T.M., et al., 2021. Assessment of SITE for CO2 and Energy Fluxes Simulations in a Seasonally Dry Tropical Forest (Caatinga Ecosystem). Forests, 12 (1):86.
Mendes, O.R., Danelichen, V.H.M., Pereira, O.A., 2019. Avaliação da temperatura da superfície no Pantanal Mato-grossense por sensoriamento remoto. Revista Brasileira de Geografia Física, 12(5):1784-1793.
Moitinho, M.R., Padovan, M.P., Panosso, A.R., La Scala Jr, N., 2013. Efeito do preparo do solo e resíduo da colheita de cana-de-açúcar sobre a emissão de CO2. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 37(6):1720-1728.
Morais, Y.C.B.M.; Araújo, M.S.B.; Moura, M.S.B.; Galvíncio, J.D.; Miranda, R.Q., 2017. Análise do Sequestro de Carbono em áreas de Caatinga do Semiárido Pernambucano. Revista Brasileira de Meteorologia, 32(4):585 - 599.
Nova, R.A.V., Gonçalves, R.M., Lima, F.V.M.S., 2021. Análise Temporal de Ilhas de Calor Através da Temperatura de Superfície e do Índice de Vegetação em Recife-PE, Brasil. Revista Brasileira de Cartografia, 73 (2):598-614.
Pastrana-Martínez, L.; Morales-Torres, S.; Gomes, H.; Silva, A., 2013. Nanotubos e grafeno: os primos mais jovens na família do carbono! Química, 128, 21-27.
Pereira, L.C., Nunes, A.B., Rocha, I. L., Oliveira, J.L., Brandão, M.L.S.M., Leite, L.F.C., Iwata, B,F., 2020. Fluxo de CO2 e os índices de vegetação do Parque Nacional das Nascentes do Rio Parnaíba, Piauí, Brasil. Revista Brasileira de Geografia Física, 13(7):3585-3601.
R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. 2020. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/.
Rahman, A.F., Gamon, J.A., Fuentes, D.A., Roberts, D., Prentiss, D., Qiu, H., 2000. Modeling CO2flux of boreal forests using narrow-band indices from AVIRIS imagery. In: AVIRIS Workshop.
Rouse, J.W., Haas, R.H., Schell, J.A., Deering, D. W., 1973. Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS In Third Earth Resources Technology Satellite-1. December. Goddard Space Flight Center: NASA, 309-317.
Sampaio, E.V.S.B., Costa, T.L., 2011. Estoques e fluxos de carbono no semi-árido nordestino: estimativas preliminares. Revista Brasileira de Geografia Física, 6, 1275-1291.
Santos, M.M., Machado, I. E., Carvalho, E.V., Viola, M. R., Giongo, M., 2017. Estimativa de parâmetros florestais em área de cerrado a partir de imagens do sensor Landsat 8. Floresta, 47(1):75-8.
Santos, M.V.F.D., Lira, M.D.A., Dubeux Junior, J.C.B., Guim, A., Mello, A.C.L.D., Cunha, M.V.D., 2010. Potencial de plantas forrageiras da Caatinga na alimentação de ruminantes. Revista Brasileira de Zootecnia, 39, 204-215.
Santos, S.A., Correia, M.F., Aragão, M.R.S., Silva, P.K.O., 2012. Aspectos da Variabilidade Sazonal da Radiação, Fluxos de Energia e CO2 em Área de Caatinga. Revista Brasileira de Geografia Física, 5(4):761-773.
Silva Junior, C.H., Anderson, L., Aragão, L.E., Rodrigues, B., 2018. Dinâmica das queimadas no Cerrado do Estado do Maranhão, Nordeste do Brasil. Revista do Departamento de Geografia, 35, 1-14.
Tabarelli, M., Leal, I.R., Scarano, F.R., Silva, J., 2018. Caatinga: legado, trajetória e desafios rumo à sustentabilidade. Ciência e Cultura, 70(4), 25-29.
Takatori, M.M.O., Gamarra, R.B., Faggioni, G.P., Dalmas, F.B., Paranhos Filho, A.C., 2017. Uso de geotecnologias na análise da estrutura e dinâmica da paisagem na região do Nabileque. Revista Geociências-UNG-Ser, 16(1):87-101.
USGS. United States Geological Survey, 2018. Landsat Missions. Disponível em: < http://landsat.usgs.gov/ >. Acesso: 23 jul. 2020.
Veiga, M., Reinert, D.J,; Reichert, J.M. 2010. Tillage systems and nutrient sources affecting soil cover, temperature and moisture in clayey Oxisol under corn. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 34, 2011-2020.
Velasque, M.C.S., Biudes, M.S., Machado, N.G., Danelichen, V.H.M., Vourlitis, G.L., Nogueira, J.S. 2018. Modelling Gross Primary Production of Tropical Forest by Remote Sensing. Revista Brasileira de Climatologia, 22, 38-54.
Wanzeler, R.T.S., Costa, J.D.P.R., Santos, C.A., 2016. Variabilidade horária do perfil de temperatura do solo em um pomar de mangueiras (Mangifera indica l.), na localidade de Cuiarana, Salinópolis–PA. Estação Científica (UNIFAP), 6(1):117-124.
Zhang, P.; Cai, Y.; Yang, W.; Yi, Y.; Yang, Z.; Fu, Q., 2020. Contributions of climatic and anthropogenic drivers to vegetation .
Novick, K.A., Stoy, P.C., Katul, G.G., Ellsworth, D.S., Siqueira, M.S.B., Juang, J., Oren, R., 2004. Carbon dioxide and water vapor exchange in a warm temperate grassland. Oecologia 138, 259-274.
Oliveira, M.B.L., Santos, A.J.B., Manzi, A.O., Alvalá, R.C.S., Correia, M.F., Moura, M.S.B., 2006. Trocas de energia e fluxo de carbono entre a vegetação de caatinga e atmosfera no nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Meteorologia 21, 166-174.
Paiva, C.M., 2005. Estimativa do balanço de energia e da temperatura da superfície via satélite NOAA-AVHRR. Tese (Doutorado). Rio de Janeiro, UFRJ.
Pereira, A.R., Angelocci, L.R., Sentelhas, P.C., 2002. Agrometeorologia – fundamentos e aplicações práticas. Agropecuária, Guaíba.
Querino, C.A.S., Moura, M.A.L., Querino, J.K.A.S.Q., Von Randow, C., Marques Filho, A.O., 2011. Estudo da radiação solar global e índice de transmissividade (kt) externo e interno, em uma floresta de mangue em alagoas – Brasil. Revista Brasileira de Meteorologia 26, 204-294.
Radin, B., Bergamaschi, H., Junior, C.R., Barni, N.A., Matzenauer, R., Didoné, I.A., 2003. Eficiência de uso da radiação fotossinteticamente ativa pela cultura do tomateiro em diferentes ambientes. Pesquisa Agropecuária Brasileira 38, 1017-1023.
Rotenberg, E., Yakir, D., 2010. Contribution of semi-arid forests to the climate system. Science 327, 451-454.
Santos, S.A., Correia, M.F., Aragão, M.R.S., Silva, P.K.O., 2012. Aspectos da variabilidade sazonal da radiação, fluxos de energia e CO2 em área de Caatinga. Revista Brasileira de Geografia Física 4, 761-773.
Silva, B.B., Lopes, G.M., Azevedo, P.V., 2005. Determinação do albedo de áreas irrigadas com bas em imagens LANDSAT 5-TM. Revista Brasileira de Agrometeorologia 13, 11-21.
Silva, T.G.F., Moura, M.S.B., Zolnier, S., Soares, J.M., Souza, L.S.B., Brandão, E.O., 2011. Variação do balanço de radiação e de energia da cana-de-açúcar irrigada no Semiárido brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental (Online) 15, 139-147.
Silva, T.G.F., Zolnier, S., Moura, M.S.B., Souza, L.S.B., 2013. Sazonalidade do Controle de Evapotranspiração pela Cana-de-Açúcar Irrigada e Características Aerodinâmicas da Cultura no Semiárido brasileiro. Revista Brasileira de Geografia Física 6, 621-634.
Souza, P.J.O.P., Rocha, E.J.P., Ribeiro, A., Souza, E.B., 2010. Radiation balance in a soybean ecosystem in the Amazon. Revista Ciência Agronômica 41, 582-592.
Souza, A.P., Escobedo, J.F., 2013. Estimativas da radiação global incidente em superfícies inclinadas com base na razão de insolação. Revista Brasileira de Ciências Agrárias 8, 483-491.
Teixeira, A.H.C., Bastiaanssen, W.G.M., Ahmad, N.D., Moura, M.S.B.de., Bos, M.G., 2008. Analysis of energy fluxes and vegetation-atmosphere parameters in irrigated and natural ecosystems of semi-arid Brazil. Journal of Hydrology 362, 110-127.
Varejão-Silva, M.A., 2006. Meteorologia e Climatologia. Versão digital, 2. ed. Recife.
Wang, H., Jia, G., Fu, C., Feng, J., Zhao, T., Ma, Z., 2010. Deriving maximal light use efficiency from coordinated flux measurements and satellite data for regional gross primary production modeling. Remote Sensing of Environment 114, 2248-2258.
Wang, H., Prentice, I.C., Davis, T.W., 2014. Biophsyical constraints on gross primary production by the terrestrial biosphere. Bogeosciences 11, 5987-6001.
Yuan, W., Liu, S., Yu, G., Bonnefond, J.M., Chen, J., Davis, K., Desai, A.R.; Goldstein, A.H., Gianelle, D., Rossi, F., Suyker, A.E., Verma, S.B., 2010. Global estimates of evapotranspiration and gross primary production based on MODIS and global meteorology data. Remote Sensing of Environment 114, 1416–1431.
Zhang, X., Gu, S., Zhao, X., Cui, X., Zhao, L., Xu, S., Du, M., Jiang, S., Gao, Y., Ma, C., Tang, Y., 2010. Radiation partitioning and its relation to environmental factors above a meadow ecosystem on the Qinghai Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research 115.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 Daniel da Silva Gomes, Sabrina Kelly dos Santos, João Henrique Constantino Sales Silva, Teófilo de Medeiros Santos, Ermerson de Vasconcelos Silva, Alex da Silva Barbosa
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam na Revista Brasileira de Geografia Física concordam com os seguintes termos:
Autores mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional (CC BY 4.0) que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (exemplo: depositar em repositório institucional ou publicar como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
Autores têm permissão para disponibilizar seu trabalho online antes ou durante o processo editorial, em redes sociais acadêmicas, repositórios digitais ou servidores de preprints. Após a publicação na Revista Brasileira de Geografia Física, os autores se comprometem a atualizar as versões preprint ou pós-print do autor, nas plataformas onde foram originalmente disponibilizadas, informando o link para a versão final publicada e outras informações relevantes, com o reconhecimento da autoria e da publicação inicial nesta revista.
Qualquer usuário tem direito de:
Compartilhar — copiar e redistribuir o material em qualquer suporte ou formato para qualquer fim, mesmo que comercial.
Adaptar — remixar, transformar e criar a partir do material para qualquer fim, mesmo que comercial.
O licenciante não pode revogar estes direitos desde que você respeite os termos da licença.
De acordo com os termos seguintes:
Atribuição — Você deve dar o crédito apropriado, prover um link para a licença e indicar se mudanças foram feitas. Você deve fazê-lo em qualquer circunstância razoável, mas de nenhuma maneira que sugira que o licenciante apoia você ou o seu uso.
Sem restrições adicionais — Você não pode aplicar termos jurídicos ou medidas de caráter tecnológico que restrinjam legalmente outros de fazerem algo que a licença permita.
