Fenologia remota e os padrões de trocas foliares ao longo de um gradiente de sazonalidade - Alberton, Bruna de Costa [UNESP] (2018)
O estudo da fenologia vegetal busca monitorar, compreender e prever os ciclos de vida recorrentes das plantas, principalmente influenciados pelo clima. O monitoramento das fenofases vegetativas de brotamento e senescência foliar são essências para a compreensão de processos ecossistêmicos importantes como, a produtividade primária, as trocas de energia entre atmosfera e superfície terrestre, o fluxo de carbono, e a ciclagem de nutrientes. Logo, entender a resposta das plantas ao clima e ser capaz de prever alterações em sua fenologia, é essencial para o entendimento das dinâmicas de comunidades vegetais e da funcionalidade dos ecossistemas em frente a cenários de mudanças climáticas. Nos últimos anos, a busca por novas tecnologias dentro de estudos científicos vem crescendo com o intuito de tornar mais viável e amplo o monitoramento fenológico. Neste trabalho, buscamos incorporar novas tecnologias de observações fenológicas com o uso de câmeras digitais (fenocâmeras) instaladas em campo para o monitoramento de dados fenológicos de brotamento e senescência foliar em ambientes tropicais. Os objetivos gerais deste trabalho de tese, dividida em quatro seções, foram de : (i) compilar informações sobre conceitos e propriedades da técnica de fotografias repetidas (repeated photograph technic), criando um protocolo para o uso de câmeras digitais nos trópicos e levantar suas principais contribuições no âmbito na biologia da conservação; (ii) monitorar e descrever os padrões da fenologia vegetativa em diferentes comunidades vegetais sazonais, através dos dados obtidos de imagens digitais e investigar os principais gatilhos ambientais atuando nas diferentes vegetações; (iii) associar dados de fenologia foliar juntamente com dados de produtividade primária bruta dentro de ecossistemas sob diferentes pressões de sazonalidade para um melhor entendimento das respostas entre vegetação-atmosfera mediadas pela fenologia foliar; e (iv) apresentar resultados das principais iniciativas em análises de imagens digitais para o monitoramento da fenologia foliar desenvolvidas dentro da rede de fenocâmeras do projeto e-phenology, no âmbito da colaboração e-science. As vegetações estudadas neste trabalho estão distribuídas ao longo de um gradiente de sazonalidade de distribuição de chuvas e incluem: uma vegetação de caatinga; três diferentes fisionomias de cerrado que correspondem a um cerrado campo sujo, um cerrado sensu stricto, e um cerrado denso; e uma vegetação de Mata Atlântica. Séries temporais relacionadas às fenofases vegetativas foram extraídas do conjunto de imagens digitais coletadas em cada uma das áreas e analisadas dentro do contexto de cada um dos objetivos deste trabalho. Demonstramos que o estabelecimento de uma rede de fenocâmeras é uma poderosa ferramenta para a biologia da conservação, através da capacidade de obtermos dados de alta frequência temporal associados a uma ampla gama de dados ambientais monitorados. Através da aplicação de fenocâmeras pode-se obter novas informações sobre prática de manejo e restauração de ambientes, além de sua potencial contribuição nas esferas de educação ambiental e ciência cidadã. Observamos que a disponibilidade de água e luz no ambiente são os fatores mais importantes para o desenvolvimento foliar ao longo de diferentes comunidades sazonais. Relações hídricas em plantas foram mais importantes para vegetações mais áridas, como a caatinga, enquanto que a disponibilidade de luz, quantificada através da sazonalidade do comprimento do dia, teve maior influência no gatilho do desenvolvimento foliar nas comunidades de cerrado. No âmbito dos ecossistemas, demonstrou-se uma nova abordagem ao se relacionar a fenologia foliar derivada de câmeras com a produtividade de ecossistemas tropicais. A dinâmica fenológica analisada através da variabilidade de sinais fenológicos encontrados dentro das diferentes vegetações, foram importantes para explicar os padrões temporais de produtividade dos ecossistemas. A compilação de trabalhos realizados através da colaboração e-science, apresentados na seção 4, foram de grande importância para o desenvolvimento dos métodos e análises, bem como para o alcance dos resultados obtidos dentro desta tese. Este trabalho oferece uma nova ferramenta para o monitoramento fenológico em vegetações tropicais, e sugere novos desafios a serem desenvolvidos bem como incentiva uma maior abrangência no uso de fenocâmeras a fim de cobrir um maior número de áreas e diferentes tipos de vegetação, além de associar estes estudos com abordagens desenvolvidas em diferentes escalas como as observações diretas, a aplicação de imagens de drones, bem como com as imagens de satélite. A comparação de diferentes escalas espaciais e temporais irá nos ajudar a entender melhor a própria escala de informações provenientes das fenocâmeras em termos de abrangência e detalhamento dos ecossistemas.