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Title: Estrutura do dossel, dinâmica florestal e fenologia foliar com uso de aeronave remotamente pilotada na Amazônia Central
Authors: Araujo, Raquel Fernandes de
metadata.dc.contributor.advisor: Chambers, Jeffrey Q.
Keywords: Estrutura e dinâmica florestal
Fenologia foliar
Issue Date: Mar-2019
Publisher: INPA
metadata.dc.publisher.program: Ciências de Florestas Tropicais - CFT
Abstract: A number of difficulties in studying the canopy of tropical forests can be resolved with the use of high spatial and temporal resolution optical remote sensing data, which enables mapping of individual tree crowns. To investigate some challenging canopy processes, we used 2 cm resolution Remotely Piloted Aircraft System (RPAS) imagery and forest dynamics data from plots remeasured bi-annually over a period of more than two decades. These data were utilized to quantify light environment and canopy positions in relationship to tree size distributions and long-term average growth rates. Sixteen overflights performed with RGB (Red, Green, Blue) and NGB (Near Infrared, Green, Blue) digital cameras were used to detect leaf phenology and its spectral response over the period of January 2016 to January 2017. Results demonstrated that crown diameter measured from the image was a fairly strong predictor for stem diameter at breast height (DBH), with relationship of 61%. Of all 1244 inventoried trees with DBH > 10 cm, 40% were in the canopy and 60% in the understory. A 25 cm DBH tree was more than 50% likely to be in the canopy. The canopy trees larger than this diameter followed an exponential distribution, typical of tropical forests. The understory individuals followed an exponential distribution and all individuals fitted a Weibull distribution. The mean annual increment (MAI) of all individuals measured in the period from 1996 to 2015 was 1.67 ± 0.09 mm.year-1. The canopy trees grew twice as large as those of understory with an MAI of 2.38 ± 0.19 and 1.17 ± 0.07 mm.year-1, respectively. Phenology results demonstrated an increase in the budding of new leaves and vegetation indexes in the dry period, confirming the green-up on plateau and valley environments. The highest peaks of new leaves occurred during September on the plateau and during October and November on valley. Many trees on the plateau anticipated the leaf change in March-April, probably due to the El Niño 2015-2016 drought, and this anticipation was not visualized on the valley, suggesting that the proximity of the water table influences directly on trees’ response to drought events. The percentage of trees with crowns totally and partially exposed that did leaf flushing was 60% and 30%, respectively. Results improved the canopy studies and revealed crown distributions and leaf phenology of trees from different light environments at this old growth Central Amazon forest site.
metadata.dc.description.resumo: O uso de sensores remotos de alta resolução espacial e temporal surge como uma possível solução para dificuldades no estudo do dossel na Amazônia e permite o mapeamento de copas de árvores individuais. Imagens com 2 cm de resolução espacial de câmeras montadas a bordo de aeronave remotamente pilotada (RPA) e dados de ~2 décadas de parcelas permanentes foram utilizados para investigar a dinâmica do dossel. Esses foram utilizados para quantificar a proporção de árvores que ocupam diferentes ambientes de luz e as relações com a distribuição diamétrica e taxas de crescimento do fuste. Dezesseis sobrevoos realizados com câmeras RGB (Vermelho, Verde, Azul) e NGB (Infravermelho próximo, Verde, Azul) foram utilizados para detectar a variação da fenologia foliar e sua resposta espectral no período de janeiro de 2016 a janeiro de 2017. Os resultados demonstraram que o diâmetro das copas medido na imagem é um forte preditor do diâmetro a altura do peito (DAP), com 61% de relação. Do total de árvores com diâmetro à altura do peito (DAP) > 10 cm inventariadas, 40% estavam no dossel e 60% no subdossel. Uma árvore com DAP de 25 cm teve mais de 50% de probabilidade de estar no dossel. As árvores de dossel maiores que esse diâmetro tiveram uma distribuição exponencial negativa, típica de florestas tropicais. Os indivíduos de subdossel tiveram uma distribuição exponencial e todos os indivíduos seguiram uma distribuição de Weibull. O incremento médio anual (IMA) de todos os indivíduos mensurados no período de 1996 a 2015 foi de 1.67 ± 0.09 mm.ano-1. As árvores de dossel cresceram duas vezes mais que as de subdossel com IMA de 2.38 ± 0.19 e 1.17 ± 0.07 mm.ano-1, respectivamente. Os resultados da fenologia mostraram um aumento do brotamento de folhas novas e índices de vegetação no período seco, confirmando “green-up” nos ambientes de platô e baixio. Os picos maiores de folhas novas ocorreram no mês de setembro no platô e em outubro e novembro no baixio. Muitas árvores do platô anteciparam a troca de folhas nos meses de março e abril, provavelmente ocasionada pela seca do El Niño de 2015-2016 e essa antecipação não foi visualizada nas árvores do baixio, sugerindo que a proximidade do lençol freático influencia na resposta das árvores a eventos de seca. A porcentagem de árvores com copas totalmente e parcialmente expostas que fizeram “flushing foliar” foi de 60% e 30%, respectivamente. Os resultados mostrados no presente trabalho contribuíram para o desenvolvimento dos estudos de dossel na Amazônia, mostrando a distribuição de copas e fenologia foliar de árvores de diferentes ambientes de luz.
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