Análise da resposta espectral da vegetação da Área de Proteção Ambiental (APA) do Ibirapuitã em imagens do sensor EOS/MODIS associadas ao solo e aos elementos do clima

Abstract

O conhecimento da fenologia é baseado nas observações de períodos de desenvolvimento da planta. Mudanças intra e interanuais na temperatura e precipitação podem influenciar diretamente as diferentes fases da fenologia, assim como as condições de umidade dos diferentes tipos de solo ao qual a vegetação está associada. O sensoriamento remoto é uma ferramenta que torna possível a aquisição de informações para análise espacial e temporal da vegetação. Este trabalho apresenta um estudo sobre as variações da resposta espectral da vegetação campestre natural na Área de Proteção Ambiental (APA) do Ibirapuitã, localizada no bioma Pampa, avaliando suas relações com os elementos do clima. Para isso, a metodologia compreendeu a coleta de dados climáticos de temperatura média do ar e precipitação pluvial; dados orbitais a partir de imagens de média resolução espacial do sensor MODIS para o período de 2000 a 2009, com posterior estimativa da correlação estatística entre estes dados. Além disso, utilizou-se o produto SRTM para auxiliar definição da grade amostral, em função da altimetria e solo. Os resultados mostraram os períodos de crescimento/desenvolvimento da vegetação campestre natural associados às estações do ano, com um período de crescimento nas estações quentes, diminuição da reflectância na região espectral do visível e aumento da reflectância no infravermelho próximo. Observou-se também, um período de senescência na estação fria do ano, onde o comportamento espectral da vegetação apresenta um aumento da reflectância na região espectral do visível e diminuição da reflectância no infravermelho próximo. As diferenças na reflectância da vegetação para cada tipo de solo foi observada para solos mais profundos, capazes de armazenar mais água. De maneira geral, verificou-se que a resposta espectral da vegetação campestre apresentou relação com as variações de temperatura média do ar e precipitação na região, respondendo às variáveis meteorológicas com um atraso aproximado de dezesseis (16) dias. Verificou-se assim que dados MODIS do infravermelho próximo, são adequados para monitorar o início da estação de máximo crescimento da vegetação campestre natural da APA do Ibirapuitã que se inicia na primavera. Este período está relacionado com a temperatura média do ar.

The knowledge of phenology is based on observations of periods of plant development. Inter-annual changes in temperature and rainfall may directly influence the different stages of phenology, as well as the moisture conditions of different soil types to which the vegetation is associated. Remote sensing is a tool which allows the acquisition of information for spatial and temporal analysis of vegetation. This work has aimed to study the variations of the natural grassland spectral response in the Ibirapuitã environmental protected area, which belongs to the Pampa biome, evaluating their relationship with the elements of climate. The methodology has consisted of collection of meteorological data, such as air temperature and rainfall, and orbital data from medium spatial resolution MODIS images, which covered the period from 2000 to 2009. It has also performed a statistical correlation among those data. In addition, a SRTM-defining product has employed as sampling grid, depending on elevation and soil. The results have showed periods of growth and development of natural grassland vegetation associated with the seasons, with a growth period during the warm seasons, and with a decrease of the reflectance in the visible spectrum and with an increase in the near infrared one. It was also observed a period of senescence during the cold season, where the spectral characteristics of the vegetation present a increase of the reflectance in the visible spectrum and with an decrease in the near infrared one. The differences in reflectance of vegetation in each soil type have showed most prominent in the deeper ones, which have a large water storage capacity. Overall, it has been observed a tight coupling between the spectral response of grassland vegetation and changes in air temperature and rainfall in the study area, so that the former has responded to the meteorological variables with a delay of approximately sixteen (16) days. Near-infrared MODIS data have been showed suitable to monitor the beginning of the season of maximum growth of natural grassland vegetation in the APA of the Ibirapuitã of which begins in spring. This period is mainly related to air temperature.