Relações de métricas fenológicas EVI/MODIS do TIMESAT com sombreamento e padrões atípicos de temperatura em floresta estacional decidual - Thiago Sousa Teles (2015)
O objetivo deste trabalho foi verificar possíveis relações de métricas fenológicas extraídas pelo algoritmo TIMESAT com o sombreamento resultante das variações sazonais no Ângulo Zenital Solar (AZS) e dos efeitos topográficos locais e com padrões atípicos de temperatura observados na Floresta Estacional Decidual do Parque Estadual do Turvo (PET), localizado na região sul do Brasil. De forma mais específica, procurou-se: (1) caracterizar fisionômico-estruturalmente a vegetação da área de estudo; (2) extrair métricas fenológicas aplicando o TIMESAT ao produto Enhanced Vegetation Index (EVI) do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/Terra) e analisar sua variabilidade sazonal; (3) correlacionar as métricas fenológicas com as frações sombra de um Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME) e com os valores da imagem relevo sombreado (cos i) obtida de modelagem topográfica; (4) identificar padrões atípicos de temperatura entre 2002 e 2012 por meio de análise de ondeletas de dados de estação meteorológica; e (5) analisar a influência local de padrões anômalos de temperatura sobre a variação interanual das métricas fenológicas. Os resultados mostraram que a variação anual de EVI no PET apresentou valores máximos e mínimos associados à diminuição do Índice de Área Foliar (IAF) e ao aumento do AZS (sombreamento dos dosséis e efeitos topográficos) do verão para o inverno. A variação do IAF é resultado da deciduidade das espécies caducifólias do estrato superior em resposta ao fotoperíodo e a temperatura, onde a perda de folhas estaria associada à seca fisiológica durante o inverno. As métricas fenológicas, extraídas pelo TIMESAT, atreladas a periodicidade dos eventos (Início, Final, Duração e Data Central do Ciclo Sazonal), não tiveram correlações significativas com a fração sombra do MLME ou com a imagem relevo sombreado (cos i). Por outro lado, as métricas mais diretamente relacionadas com os valores absolutos de EVI (Nível de Base, Valor Máximo, Amplitude Sazonal, Derivadas da Borda Esquerda e Direita, Integral Maior e Menor) apresentaram correlações com o sombreamento. O espectro de ondeletas identificou dois períodos de maior potência no sinal relacionados às variações sazonais dos anos 2006/07 e 2009/10 e um de menor potência em 2003/04. As maiores potências compreenderam as diferenças de amplitude entre as elevadas temperaturas de verão dos ciclos 2006/07 e 2009/10 e as baixas temperaturas de inverno em 2007 e 2009. As baixas temperaturas do verão em 2003/04 foram detectadas pelas ondeletas como um período de menor potência da série temporal. As temperaturas mais elevadas dos ciclos de 2006/07 e 2009/10 estão possivelmente associadas aos eventos de El Niño-Oscilação Sul (ENOS). Ao serem verificadas correlações entre temperatura e a variação interanual das métricas fenológicas dos ciclos sazonais entre 2002 e 2012, verificou-se que: os valores absolutos de EVI Mínimo para o mês julho (inverno) foram estatisticamente correlacionados (r = +0,77) com a média das temperaturas dos meses de junho e julho, sendo 2007 e 2009 os anos que apresentaram os mais baixos valores da série; as métricas Final do Ciclo Sazonal, Duração do Ciclo Sazonal, Integral Maior e Integral Menor apresentaram correlações positivas e estatisticamente significantes com a variação interanual das temperaturas mínimas e médias para diferentes períodos. Estas métricas, para os ciclos 2006/07 e 2009/10, apresentaram médias superiores às verificadas nos demais anos. Já o ciclo 2003/04 apresentou a menor média para a métrica de Final do Ciclo Sazonal. As médias destes anos de comportamento atípico, para as métricas indicadas, foram significativamente diferentes (p<0,05) dos demais anos, de acordo com o teste estatístico t-pareado. Imagens z-padronizadas geradas para estas métricas indicaram desvios positivos com relação à média para os ciclos 2006/07 e 2009/10, indicando que as temperaturas mais elevadas prolongaram o período de produtividade primária destes ciclos em relação à 2003/04.