Dinâmica de incêndios florestais e alterações biofísicas na Amazônia e Cerrado brasileiros a partir de séries temporais de sensoriamento remoto

Abstract

Os biomas brasileiros se adaptaram a diferentes padrões de presença ou ausência do fogo. Dados derivados de sensoriamento remoto têm sido uma das principais bases para a detecção de incêndios florestais e os danos na estrutura da vegetação, especialmente com o desenvolvimento de sensores com alta resolução temporal e espectral, e o estabelecimento de longas séries contínuas. Nesse sentido, esta tese buscou aprofundamento em três pontos: (1) Qual a potencialidade de produtos de sensoriamento remoto para a descrição da dinâmica do fogo no Brasil? (2) Como detectar cicatrizes de queimadas a partir de séries temporais em ambientes amazônicos?; e por fim (3) Quais os danos na vegetação resultantes da alteração do regime histórico do fogo e como podem ser quantificados por sensoriamento remoto? Para ampliar o conhecimento sobre essas questões foram utilizados diversos produtos derivados dos sensores Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), Thematic Mapper (TM), Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) e Operational Land Imager (OLI), além de diversos dados espaciais, em três escalas: uma para todo o território nacional, uma área específica do Cerrado e duas áreas específicas da Amazônia. A metodologia básica consistiu na análise de séries temporais MODIS para detecção e quantificação dos efeitos do fogo. Os resultados permitiram concluir que: (1) Os produtos globais MODIS de detecção de cicatrizes de queimadas apresentaram altas taxas de erros de omissão no Brasil, superiores a 78% em média no território nacional, sendo seu uso recomendado apenas para análises regionais ou globais. Os produtos de queimadas apresentaram as menores acurácias nos biomas dos Pampas, Amazônia e Mata Atlântica e as maiores acurácias nos biomas do Cerrado e da Caatinga. Apesar desta limitação, o produto MCD64 permitiu descrever o regime do fogo no país, as principais regiões de ocorrência e a influência da umidade e classe de vegetação neste padrão. Foram estabelecidas como limite para a ação do fogo, as zonas sem estiagem, como o Oeste da Amazônia e litoral leste do Brasil, assim como as áreas do semiárido nordestino. (2) Dentre os métodos analisados de diferença sazonal e normalização temporal, a normalização pela média da banda espectral do Infravermelho Próximo foi responsável pela maior acurácia na detecção de cicatrizes de queimadas na Amazônia, retificando a utilização de alguns índices especializados originalmente para vegetações temperadas, como o Normalized Burn Ratio (NBR). Outros métodos analisados, como a diferença sazonal e normalização por z-score, apresentaram melhor acurácia que imagens originais, mas inferior em comparação com a normalização pela média. (3) A alteração da recorrência do fogo teve influência direta no padrão biofísico e fenológico da vegetação nas áreas de estudo na Amazônia e no Cerrado. As variáveis de produtividade primária bruta e albedo apresentaram baixa representatividade espacial. As mudanças com maior inclinação da tendência, do Enhanced Vegetation Index (EVI) e temperatura superficial, foram tanto relacionadas com a recorrência do fogo, quanto com a classe de uso da vegetação, como nas terras indígenas. A inclinação da tendência, no EVI e temperatura superficial, foi maior na área do Cerrado, reforçando a necessidade urgente de conservação deste bioma. A pesquisa atestou a importância de dados de sensoriamento remoto para avaliação da dinâmica do fogo e dos seus efeitos na vegetação. A utilização de séries temporais do sensor MODIS permitiu tanto identificar as áreas queimadas com maior acurácia que outros produtos disponíveis, quanto quantificar as fragilidades da vegetação relacionadas ao padrão de fogo atual.