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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estrutura do dossel e sazonalidade do índice de área foliar em ambientes de terra firme na Amazônia Central, com uso do LiDAR portátil terrestre
Autor: Rosa, Diogo Martins 
Primeiro orientador: Nelson, Bruce Walker
Primeiro coorientador: Almeida, Juliana Schietti de
Resumo: O objetivo deste estudo foi investigar as diferenças estruturais do dossel e sua variação sazonal em quatro ambientes de terra firme na Amazônia Central. Foram obtidos atributos estruturais do dossel florestal, utilizando um LiDAR tipo rangefinder, que fornece a distância até o último retorno de cada pulso, na frequência de 1.000 pulsos por segundo. O sensor foi orientado para cima e mantido 1m acima do chão. Foram percorridos mensalmente, em velocidade constante, seis transectos de 150m em cada um de quatro ambientes florestais (total de 900m de transecto por tipologia). Do mais alto para o mais baixo na topossequência, estes foram: platô argiloso e bem drenado; vertente superior argiloso e bem drenado; vertente inferior com areia branca (campinarana); e faixa ripária sazonalmente encharcada sobre areia branca (baixio). O perfil de estrutura de cada transecto foi representado por uma nuvem bidimensional contendo a posição (x, z) de ~345.000 últimos retornos. Os principais atributos extraídos foram: (1) a altura máxima em cada intervalo de 1m horizontal; (2) a média e o desvio padrão (rugosidade) destas 150 alturas máximas por transecto; (3) a abertura do dossel; (4) perfis verticais da densidade de área foliar (LAD); (5) a fração do índice de área foliar (LAI) que é contida nos 5m e nos 10m de dossel superior e nos 6m e 11m de altura no sub-bosque; e (6) o LAI médio de cada transecto e de cada intervalo de 1m horizontal, este último para avaliar histogramas de frequência. Do ambiente ripário em direção ao platô, a altura e a rugosidade do dossel aumentam. O perfil vertical da densidade de área foliar mostrou-se bimodal em todos os ambientes, com uma concentração de folhas no subbosque e outra no dossel superior. A concentração das folhas em uma faixa específica de altura no dossel superior se atenua gradualmente do baixio para o platô, o que é consistente com o aumento de rugosidade. O sub-bosque é mais denso no baixio e menos denso na campinarana alta. Os primeiros 5m de dossel superior (abaixo do retorno mais alto em cada incremento horizontal de 1m) contêm 54-60% da área foliar da floresta. Os primeiros 10m de dossel superior contêm 79-86% da área foliar. A abertura do dossel e o LAI (médias por transecto de 150m) não variam entre os quatro ambientes. Ao longo do ano, ocorreram três mudanças significativas no LAI quando os ambientes foram analisados em conjunto. Primeiro, houve aumento de 2,9% de 15/Mar a 15/Ago/2015 (mês mais chuvoso até o primeiro mês seco); depois houve queda de 2,0% de 15/Ago a 15/Out/2015 (os meses mais secos do El Niño de 2015); e finalmente houve aumento de 3,7% durante a retomada das chuvas no período 15/Out/2015 a 15/Jan/2016. Entre março de 2015 e março de 2016 houve um aumento pequeno, mas significativo do LAI (3% ±2%). Não houve mudança sazonal do LAI no sub-bosque (1 a 6m e 1 a 11m do chão). O conjunto dos 24 transectos dos quatro ambientes, a amplitude temporal do LAI entre a menor e a maior das 13 médias mensais foi apenas 4,8%, indicando que o LAI, sozinho, teria pouca influência sobre a sazonalidade da capacidade fotossintética do dossel, mesmo neste ano de El Niño severo. O histograma de frequências de classes de LAI, obtido para os 900 intervalos de 1m ao longo dos seis transectos de cada ambiente, teve cauda superior truncada em todos os ambientes e todos os meses, indicando saturação na detectabilidade de valores altos de LAI. Portanto, a variação sazonal de LAI foi provavelmente subestimada. Esta saturação também pode impedir a detecção de diferenças LAI entre os ambientes.
Abstract: The objective of this study was to investigate the structural differences of the canopy and its seasonal variation in four environments of terra firme in the Central Amazon. Structural attributes of the forest canopy were obtained, using a rangefinder LiDAR, which provides the distance to the last return for each of 1,000 pulses per second. The sensor was aimed upwards and held 1m above the forest floor to obtain 150m long forest canopy profiles at a constant walking speed. Each of four different forest types that comprise a toposequence (catena) was profiled, with six replicates (total 900m of transect per type) at monthly intervals for a full year. From the highest to the lowest, the catena compartments were: plateau on well drained clay-loam; upper slope on well drained clay-loam; gentle lower slope on white sand (tall campinarana forest); and seasonally waterlogged riparian zone on white sand (baixio forest). For each 150m transect, the canopy structure profile was represented by a 2D point cloud containing the positions (x, z) of ~ 345,000 LiDAR last-returns. The main features extracted were: (1) top-of-canopy height in each 1m horizontal interval; (2) the mean and standard deviation (roughness) of these 150 maximum heights per transect; (3) canopy openness; (4) vertical profiles of leaf area density (LAD); (5) the fraction of the total leaf area index (LAI) contained in the highest 5m and in the highest 10m of the canopy and in the highest 6m and in highest 11m of the understory; and (6) the average LAI per transect and the LAI of each 1m horizontal interval, the latter used to construct frequency histograms. From the baser of the catena toward the plateau, top-of-canopy height and top-of-canopy roughness both increase. Vertical profiles of the leaf area density are bimodal in all four forest types, with higher concentrations of leaves in the lower understory and in the upper canopy. The upper canopy leaf density mode gradually decreases from the riparian forest toward the plateau, as expected from the increasingly irregular topof-canopy surface. The lower understory´s leaf density is greatest in the waterlogged riparian forest and lowest in the tall white-sand forest. The first 5m of upper canopy (below the highest return at each horizontal transect interval of 1m) contains 54-60% of the leaf area of the forest. The first 10m of upper canopy contain 79-86% of the leaf area. Canopy openness and the LAI (using six transect averages per forest type) do not vary between the four forest types. Over the full year, three significant changes in LAI were detected when all four forest types were lumped (repeated-measures analysis of the 24 transects per month). First, there was an LAI increase of 2.9% from 15/Mar to 15/Aug/2015 (wettest month to first dry month); then a drop of 2.0% from 15/Aug to 15/Oct (two driest months of the 2015 El Niño); and finally there was an LAI increase of 3.7% as precipitation gradually increased from 15/Oct/2015 to 15/Jan/2016. Over the full year (15/Mar/2015- 15/Mar/2016) there was a small but significant increase in the LAI (3% ± 2%). There was no seasonal change of the LAI in the understory (1 to 5/11m above the ground). When lumping all forest types, seasonal amplitude of LAI (between the smallest and largest of the 13 monthly averages) was only 4.8%, indicating that LAI alone should have little influence on the seasonality of the forest canopy photosynthetic capacity, even in a severe El Niño year. However, the frequency histograms of the LAI classes, obtained for 900 intervals of 1m from the six transects of each of the four forest types, had a truncated upper tail in every month, indicating saturation in the detectability of high values of LAI. Therefore, the seasonal variation of LAI was probably underestimated. Saturation may also impede detecting LAI differences between the forest types
Palavras-chave: Floresta Tropical
Fenologia foliar
Topossequência
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Sigla da instituição: INPA
Departamento: Coordenação de Pós Graduação (COPG)
Programa: Ciências de Florestas Tropicais (CFT)
Citação: Rosa, Diogo Martins. Estrutura do dossel e sazonalidade do índice de área foliar em ambientes de terra firme na Amazônia Central, com uso do LiDAR portátil terrestre. 2016. 52 f.. Dissertação( Ciências de Florestas Tropicais (CFT)) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus,2016 .
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://bdtd.inpa.gov.br/handle/tede/2210
Data de defesa: 13-Jun-2016
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