Modelagem dos padrões temporal e espacial da produtividade primária bruta na região do tapajós: uma análise multi-escala. / Modeling temporal and spatial patterns of gross primary productivity in the Tapajós region: a multi-scale analysis.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

Este estudo objetivou (1) modelar e caracterizar o processo de produtividade primária bruta (GPP) com o uso do modelo agregado do dossel (ACM) em uma região da Amazônia oriental, e (2) avaliar os efeitos da cobertura da terra, do clima e do aumento de CO2 atmosférico, considerando a variabilidade espacial e temporal das variáveis ambientais e climáticas. A área de estudo compreendeu cerca de 13.000 km2 entre as latitudes 02° 24 2" S e 04° 01 1" S, e longitudes 55° 30 2" W e 54° 29 5" W, localizada na região do Alto Tapajós, no Estado do Pará. Uma análise multi-escala integrando dados de campo, cartográficos e de sensoriamento remoto em um SIG foi adotada para geração das superfícies contínuas de GPP, com resolução espacial de 270 m, na região do Tapajós. A partir de uma amostragem estratificada, baseada no conceito de "Unidades da Paisagem" (UP), foram obtidas as informações sobre as variáveis ambientais tais como o índice de área foliar (LAI), o conteúdo de nitrogênio foliar (N foliar), e a textura do solo. Essas foram utilizadas não só como base para parametrização de um modelo ecofisiológico (SPA), que foi empregado na geração da parametrização do modelo ACM para região do Tapajós, como também para a geração de superfícies contínuas de entrada para o modelo regional. Dados micrometeorológicos das torres de fluxo do LBA, localizadas em duas áreas da Floresta Nacional do Tapajós, foram utilizados para parametrização e validação dos modelos ACM e SPA. Para espacialização do LAI foram gerados modelos de regressão múltipla os quais combinaram dados espectrais do sensor Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) de 30/07/2001 e informações sobre a declividade e a elevação do terreno, extraídas de um modelo numérico do terreno (MNT). As superfícies geradas foram posteriormente comparadas com uma superfície de LAI produzida com dados do sensor MODIS (produto MOD15A2). O produto MOD15A2 apresentou valores superestimados em relação as superfícies geradas pelos modelos de regressão. As superfícies de N foliar e de textura do solo foram obtidas pela média zonal das amostras de campo sobre o mapa de UP e de tipo de solos, respectivamente. Para a modelagem de GPP, inicialmente, utilizou-se o modelo SPA, que possibilitou estimativas horárias do processo em escala pontual, além da quantificação dos erros associados à modelagem. A parametrização do modelo regional ACM foi executada sobre as estimativas pontuais e explicou 96% da variação dos dados do modelo SPA. O modelo ACM foi então implementado no SPRING para a geração das superfícies contínuas de GPP. Os resultados mostraram que o modelo ACM possibilitou a análise da variação sazonal do processo de GPP, estimando valores diários contidos dentro da faixa de incertezas das medições de campo. A GPP diária média entre o período de junho de 2000 e junho de 2002 foi de 9,99 g C m-2 d-1 segundo o modelo ACM. A raiz do erro médio quadrático (RMSE) para a estimativa diária foi de 2,60 g C m-2 d-1. A diferença de potencial entre a folha e o solo é a maior fonte de incertezas para essas estimativas, onde o ajuste dessa variável gerou uma redução de 46% no erro médio das estimativas diárias. A floresta primária do Tapajós (km 83 da BR-163) apresentou uma assimilação bruta de 37 t C ha-1 para o ano de 2001, com uma média de 3,1 t C ha-1 por mês e um RMSE de 0,4 t C ha-1. As estimativas regionais geradas pelo modelo, implementado no SPRING, indicaram que as florestas primárias distribuídas na região do platô (100-150 m de altitude) são as Unidades da Paisagem com maior GPP no Tapajós, atingindo 10,61 g C m-2 d-1. Dentre as áreas antropizadas observou-se que florestas com efeito de corte seletivo apresentaram uma GPP de 9,63 g C m-2 d-1, seguida pelas áreas queimadas (9,36 g C m-2 d-1) e finalmente, as áreas de regeneração avançada (7,86 g C m-2 d-1), regeneração média (7,44 g C m-2 d-1), regeneração inicial (7,12 g C m-2 d-1) e as florestas primárias Dbe+Dbu entre 0-50 m (6,94 g C m-2 d-1). Os resultados indicaram também, que as unidades da paisagem com maior LAI apresentam uma resposta mais intensa em relação às mudanças climáticas que as áreas com um índice menor. Portanto, foi possível concluir que o modelo ACM permitiu estimativas regionais diárias e com resolução espacial de 270 m, sensíveis às características biofísicas dos diferentes tipos de uso e cobertura da terra e às variações climáticas. A geração das superfícies de GPP pelo modelo ACM pode ser útil para validação e parametrização de modelos de produtividade de larga escala na Amazônia e no monitoramento diário da produtividade primária bruta a partir da assimilação de dados climáticos obtidos em tempo real.

ASSUNTO(S)

sensoriamento remoto floresta nacional do tapajós sensoriamento remoto sistemas de informações geográficas carbono região amazônica (américa do sul) remote sensing tapajós national forest remote sensing geographic information systems carbon amazon region (south america)

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