Sazonalidade da fotossíntese estimada a partir de dados de fluorescência de clorofila na Amazônia

Autor: Gabriel Bertani
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEInstituto Nacional de Pesquisas EspaciaisINPE.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
Popis: A Amazônia é a maior floresta tropical do mundo, e desempenha um papel fundamental no ciclo global de carbono. Assim, a compreensão da influência do clima sobre a atividade fotossintética nesta região é de extrema importância. O estabelecimento da relação entre a atividade fotossintética e o clima tem sido controverso quando se baseia em índices convencionais derivados de sensoriamento remoto, como o Enhanced Vegetation Index (EVI) e o Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Nesta pesquisa determinou-se a sazonalidade de uma série temporal (2007-2015) de dados de fluorescência de clorofila (ChlF) - obtida do sensor Global Ozone Monitoring Experiment (GOME-2), através do algoritmo Breaks in Additive Season and Trend (BFAST) (VERBESSELT et al., 2010). A ChlF foi utilizada como um indicador da fotossíntese, para avaliar a resposta sazonal da atividade fotossintética em relação à radiação solar e à precipitação na Amazônia. Nesse sentido, um Modelo Linear de Regressão Múltipla (MLRM) foi elaborado para estabelecer as relações entre a sazonalidade da fotossíntese e as variáveis climáticas de radiação incidente e precipitação. A modelagem da sazonalidade da fotossíntese indicada pela ChlF utilizou como preditores a) dados de precipitação derivados de sensoriamento remoto, obtidos da Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) (HUFFMAN et al., 2007), e b) dados de radiação de ondas curtas incidentes sobre a superfície derivados de reanálise, obtidos do Global Land Data Assimilation System (GLDAS) (RODELL et al., 2004). A sazonalidade da fotossíntese é controlada pelas variáveis climáticas na maior parte da Amazônia, especialmente pelo aumento da radiação (76% da área total) e da precipitação (23% da área total). O crescimento da fotossíntese tende a ocorrer com pelo menos um mês de atraso em relação ao aumento da radiação incidente (61% da área total). Além disso, a sazonalidade da fotossíntese atinge seu valor máximo predominantemente durante a estação úmida (58% da área total). Identificou-se um limiar de ≈ 2000 mm por ano como um limite para a dependência fenológica das plantas em relação à precipitação. Os resultados obtidos por essa pesquisa revelam que as florestas da Amazônia cuja sazonalidade da fotossíntese é controlada pelo aumento da precipitação podem ser mais ameaçadas pelas mudanças climáticas previstas
Amazonia is the world largest tropical forest, playing a key role in the global carbon cycle. Thus, understanding climate controls of photosynthetic activity in this region is critical. The establishment of the relationship between photosynthetic activity and climate has been controversial when based on conventional remote sensing-derived indices, such as the Enhanced Vegetation Index (EVI) e o Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Here, the seasonality of a temporal series (2007-2015) of solar-induced chlorophyll fluorescence (ChlF) data from the Global Ozone Monitoring Experiment (GOME-2) sensor was obtained by using the Breaks in Additive Season and Trend (BFAST) algorithm (VERBESSELT et al., 2010). ChlF was used as a direct proxy for photosynthesis, to assess the seasonal response of photosynthetic activity to solar radiation and precipitation in Amazonia. The relationship between photosynthesis seasonality and incident radiation and precipitation was obtained by using a Multiple Linear Regression Model (MLRM). Photosynthesis was modelled by using as predictors: a) remote sensing based precipitation data, derived from the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) (HUFFMAN et al., 2007), and b) surface incident shortwave radiation reanalysis data, derived from the Global Land Data Assimilation System (GLDAS) (RODELL et al., 2004). Photosynthesis seasonality in Amazonia is predominately controlled by insolation increase (76% of the total area) and precipitation increase (13% of the total area). Photosynthesis tends to rise only after radiation increases in 61% of the forests. Furthermore, photosynthesis peaks in the wet season in about 58% of the Amazon forest. We found that a threshold of ≈ 2000 mm per year can be defined as a limit for precipitation phenological dependence. Amazonian forests that have the photosynthetic seasonality controlled by precipitation increases may be more threatened by the projected climatic changes.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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