Análise da distribuição espacial da fenologia de vegetação, precipitação e evapotranspiração, com base em imagens de sensoriamento remoto orbital em Angola

Abstract

Neste estudo foi analisado o comportamento da distribuição espacial da fenologia de vegetação de Angola com base em dados de um período de 18 anos (janeiro de 2001 a dezembro de 2018) do sensor MODIS (EVI e evapotranspiração) e de precipitação CHIRPS. Realizou-se a classificação em dois níveis, o primeiro sendo definido como nível de fitofisionomia (N1) e o segundo, como nível de cobertura e uso da terra (N2). Sobre essas classificações analisou-se as métricas de vegetação EVI, estações chuvosas e as estações de Evapotranspiração normalizada (ETn), e as suas distribuições locais pormeio de parâmetros estatísticos zonais. As séries temporais foram processadas no software TIMESAT para extrair as seguintes métricas fenológicas: início, fim e comprimento(EVI, precipitação e ETn), taxas de aumento do EVI (rebrota) e diminuição do EVI (senescência), respectivamente, no início do período de crescimento da vegetação (derivada à esquerda) e no fim do período de crescimento da vegetação (derivada à direita). Os resultados permitiram evidenciar as adaptações da vegetação relacionadas à sazonalidade, sua relação com a precipitação, evapotranspiração e como estão distribuídas por localidades de tipos de cobertura vegetal ou biomas. Observou-se grande heterogeneidade na representação das métricas fenológicas, pois a vegetação de Angola apresenta elevada diversidade em termos de estrutura, além de apresentar forte influência das estações chuvosas e de ETn. Essas características refletem-se em acentuadas diferenças em termos de densidade, área das localidades das coberturas vegetal, sua distribuição espacial dentre outros parâmetros. As métricas fenológicas de vegetação permitiram caracterizar asvegetaçõesnaturais e antrópicas de Angola. As áreas representadas por vegetação natural (entre florestas, savanas e formações de estepes) apresentaram maiores áreasse comparadas comas restantes classes como solo exposto, água e deserto no nível N1. No nível N2, o comportamento é similar, sendo as classes dunas arenosas, corpos d ́água e agricultura também representaram as menores porções de área. As estaçõeschuvosas e de ETn, indicaram influência na duração da estação do crescimento da vegetação, por apresentarem uma alta variabilidade temporal e espacial. As distribuições das métricas encontradas nesse estudo estão relacionadas às características naturais eadaptativas ao ambiente das classes N2 e em cada classe em N1 presente na área de estudo. No caso das classes de vegetação natural em N2, as métricas também apresentaram elevada heterogeneidade em seus valores de EVI, e seguiram também comportamento semelhante nas estações chuvosas e de ETn.

In this study, the behavior of the spatial distribution of the vegetation phenology of Angola was analyzed based on data from an 18-year period (January 2001 to December 2018) of the MODIS sensor (EVI and evapotranspiration) and CHIRPS precipitation. Theclassification was carried out at two levels, the first being defined as the level of phytophysiognomy (N1) and the second as the level of coverage and land use (N2). On these classifications, we analyzed the metrics of EVI vegetation, rainy seasons and the normalized evapotranspiration (ETn) stations, and their local distributions through zonal statistical parameters. The time series were processed in the TIMESAT software to extract the following phenological metrics: start, end, and length (EVI, precipitation and ETn), rates of increase in EVI (regrowth) and decrease in EVI (senescence), respectively, at the beginning of vegetation growth period (left derivative) and at the end of the vegetation growth period (derived right). The results of this study made it possible to show the adaptations of vegetation relatedto seasonality, its relationship with precipitation, evapotranspiration and how they are distributed by locations of types of vegetation cover or biomes. There was great heterogeneity in the representation of phenological metrics, as the vegetation of Angola has a high diversity in terms of structure, in addition to having a strong influence of rainy seasons and ETn. These characteristics are reflected in marked differences in terms of density, area of vegetation cover locations, their spatial distributionand available water resources, among other parameters. The phenological metrics of vegetation allowed to characterize the phenology of the natural and anthropic plant formations of Angola. The areas represented by natural vegetation (between forests, savannas and steppe formations) showed larger portions of areas, contrary to the other classes such as exposed soil, water and desert at the N1 level. At the N2 level, the behavior is similar, with sandy sand dunes, water bodies and agriculture classes having the smallest portions of area. The rainy and ETn seasons indicated an influence on the duration of the vegetation growth season, as they have a high temporal and spatial variability. The distributions of the metrics found in this study are related to the natural and adaptive characteristics to the environment of classes N2 and in each class in N1 present in the study area. In the case of the classes of natural vegetation in N2, the metrics also showed high heterogeneity in their EVI values, and also followed similar behavior in the rainy and ETn seasons.