Número 08
Informativo INPE - 05 de Janeiro de 2017


Diversas pesquisas têm buscado quantificar a biomassa e o carbono do bioma Amazônia a partir de diferentes metodologias e dados. Os mapas desenvolvidos no âmbito desses estudos podem ser utilizados para a formulação de políticas públicas, produção de inventários de emissões e estimativas de balanço de carbono.

Em uma comparação de mapas de biomassa produzidos para a região, é possível verificar diferenças significativas entre eles (veja imagem abaixo). Além da incerteza nos valores apresentados pelos mapas, os mesmos mostram grande diferença de distribuição espacial do estoque de carbono, devido ao uso de diferentes metodologias, resultando em distintas estimativas nas emissões de gás carbônico pelo país. Os números oficiais do Brasil consideram, no entanto, o mapa produzido pelos inventários nacionais de emissões de gases do efeito estufa.

 

 

Fonte: Ometo et al., 2014. Amazon forest biomass density maps: tackling the uncertainty in carbon emission estimates. Climatic Change, 124, 545–560

 

Nesse contexto, propor melhorias para as estimativas de biomassa e para os modelos que estimam as emissões provenientes de mudança do uso da terra é o objetivo principal de uma das componentes do projeto Monitoramento Ambiental por Satélite no Bioma Amazônia (MSA), financiado com recursos do Fundo Amazônia. O projeto (subprojeto 7 do Fundo Amazônia) busca alcançar esse aprimoramento por meio do uso de informações extraídas de levantamentos laser aerotransportados (ALS, na sigla em inglês) e informações de inventário florestal. "Esperamos conseguir reduzir as incertezas na quantificação da biomassa nas regiões monitoradas, com significativa contribuição à melhor quantificação das emissões", afirma Jean Ometto, chefe do Centro de Ciência do Sistema Terrestre (CCST) do INPE e coordenador do subprojeto 7. O estudo irá, também, gerar um novo mapa de biomassa para a região amazônica.

Os primeiros resultados do trabalho, iniciado em outubro de 2014, foram apresentados em workshop realizado nos dias 9 a 11 de novembro de 2016. A primeira campanha de voo coletou dados de 625 transectos com largura de 300 m e comprimento de 12,5 km (375 ha) (sem sobreposição), totalizando 234.375 ha. O projeto prevê a coleta de dados em aproximadamente 1.000 transectos com LiDAR e em 50 com sensores hiperespectrais, em duas estações climatológicas do ano. A ação, que utiliza a tecnologia LiDAR (Light Detection And Ranging, na sigla em inglês), constitui-se em uma das maiores campanhas do gênero no país.

 



Imagens geradas a partir de nuvem de pontos LiDAR

 

Nessa etapa dos trabalhos, a distribuição desses transectos foi realizada de maneira aleatória, dentro de áreas de floresta do bioma Amazônia, considerando áreas de floresta mapeadas pelo PRODES e áreas de floresta secundária identificadas pelo projeto TerraClass. O imageamento buscou cobrir áreas representativas das diferentes fitofisionomias, além de vegetação secundária e áreas inundáveis.

 



Distribuição dos 625 transectos

 

 

Parcerias - A necessidade de se correlacionar as nuvens de pontos LiDAR obtidas a partir do ALS com dados de inventário florestal e dados de campo, levou a equipe a buscar parcerias com diferentes instituições e grupos de pesquisa que já tivessem realizado medições in situ. Dos 625 transectos da primeira campanha, 91 contemplaram áreas de trabalho de campo, com os seguintes parceiros: Embrapa Acre; Paisagens Sustentáveis; TREES/OBT-INPE; Universidade Federal do Acre; Instituto Mamirauá; University of Leicester; University of Lancaster (parcelas de calibração com no mínimo 20 metros de largura, georreferenciadas com GPS Geodésico). Há ainda parcerias em parcelas de validação, que permitem a comparação com as estimativas de biomassa do projeto.

 



Parcerias com dados de campo

 

Etapas de desenvolvimento do mapa - O desenvolvimento do mapa de biomassa do projeto está estruturado em sete etapas:

1) Determinação das equações alométricas: o desenvolvimento de equações que relacionem variáveis como diâmetro à altura do peito (DAP), altura (h), densidade da madeira (d) ou outras variáveis dendrométricas com a biomassa da árvore. Ao longo do projeto, serão selecionadas e testadas as equações disponíveis na literatura científica.

2) Inventário florestal: as equações desenvolvidas podem então ser aplicadas para estimar a biomassa e o carbono de parcelas de inventário florestal. Existem diferentes trabalhos de pesquisa de instituições como o Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), a Universidade Federal do Amazonas (UFAM) e a Embrapa Acre que adquirem medições em campo. Além disso, o dado mais completo do país até o momento foi a iniciativa do Radam Brasil, da década de 70, com mais de duas mil parcelas distribuídas no bioma Amazônia. Há também grandes redes como a do Rainfor e a iniciativa do Serviço Florestal Brasileiro (SFB) com o Inventário Florestal Nacional.

3) Extração de métricas das nuvens de pontos LiDAR: a partir das nuvens de pontos LiDAR serão extraídas informações como o modelo digital do terreno (MDT), o modelo digital da superfície (MDS) e métricas relacionadas à estrutura da floresta, como altura das árvores e diâmetro de copa. Para isso, são utilizados softwares como o FUSION (desenvolvido pelo Serviço Florestal – Departamento de Agricultura dos Estados Unidos), o LAStools (desenvolvido pela empresa Rapidlasso) e aplicações específicas desenvolvidas pelo grupo EBA.

4) Correlação entre dados LiDAR e dados de campo: nessa etapa, as métricas extraídas das nuvens de pontos LiDAR são correlacionadas com as informações dendrométricas obtidas nas parcelas de inventário florestal em campo. Serão desenvolvidos modelos pela equipe do projeto e testados modelos desenvolvidos por outros grupos de pesquisa.

5) Inclusão de outras fontes de dados orbitais: serão avaliadas ao longo do projeto as diferentes opções de imagens adquiridas em nível orbital, como aquelas dos sensores/satélites: WFI e MUX/CBERS-4, OLI/LANDSAT-8, MODIS/TERRA, entre outros.

6) Espacialização dos dados: a partir da correlação estabelecida entre os dados LiDAR e parâmetros extraídos das imagens orbitais, será possível estimar informações de biomassa para toda a área do bioma Amazônia.

7) Contabilização dos outros componentes não arbóreos: para a inclusão de outros componentes como madeira morta caída e em pé, serapilheira, palmeiras, cipós, sub-bosque e biomassa subterrânea na estimativa de biomassa total do mapa, vem sendo realizada a revisão bibliográfica de literatura científica. A partir da espacialização dos diferentes estudos sobre a região amazônica, pretende-se gerar informações regionalizadas a respeito da contribuição desses diferentes compartimentos de biomassa/carbono.

 

Próximos passos - Para o pesquisador Michael Keller, da Embrapa, o maior desafio agora é produzir o melhor resultado dentro do curto prazo de pouco mais de um ano para a finalização do projeto (janeiro de 2018). "Há diversas metodologias para a produção de modelos regionais, mas não há um consenso na comunidade acadêmica sobre qual deles seria o mais adequado e o mais transparente para analisar as incertezas, que é um dos objetivos do projeto".

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