Análise espacial e temporal de um fragmento urbano de Floresta Ombrófila Mista por meio de índices de vegetação

Abstract

Resumo : As análises espaciais e temporais de florestas naturais possibilitam definir políticas públicas e guiar ações para a conservação e o manejo sustentável dos fragmentos florestais em áreas urbanas, além de aprimorar a compreensão da relação ecológica entre esses remanescentes e os ambientes que os cercam. Dessa forma, objetivou-se neste trabalho avaliar a distribuição espacial e temporal de um remanescente urbano de Floresta Ombrófila Mista (FOM) por meio de índices de vegetação obtidos por sensoriamento remoto. A área de estudo corresponde a um fragmento de FOM de 15,75 ha localizado em Curitiba, estado do Paraná. Nessa área, foi realizado o inventário contínuo nos anos de 2006, 2009, 2012, 2015, 2018 e 2021 e calculada a estrutura horizontal e os índices de diversidade de Shannon, Simpson e Pielou. Foi realizada a aquisição de imagens no site Earth Explorer do Serviço Geológico dos Estados Unidos, selecionando cenas do Landsat 7 em 2006 a 2015 e Landsat 8 em 2018 e 2021. Por meio dessas imagens, foram calculados os índices de vegetação de Razão Simples (SR), de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI), de Vegetação Ajustado ao Solo (SAVI), de Vegetação Resistente a Atmosfera e de Área Foliar (IAF), os quais foram avaliados por meio de estatísticas descritivas e mapas temáticos. Na estrutura horizontal, as espécies Araucaria angustifolia, Casearia sylvestris, Luehea divaricata, Ocotea puberula, Symplocos tetrandra e Schinus terebinthifolia foram as principais com base nos valores de cobertura. Os índices de diversidade apresentaram alterações em seus valores ao longo do inventário contínuo, com valores médios 2,754 para Shannon, 0,888 para Simpson e 0,831 para Pielou. Os índices de vegetação, calculados para o remanescente urbano de Floresta Ombrofila Mista, apresentaram alterações em suas estatísticas descritivas ao longo do inventário contínuo. De modo geral, houve redução dos valores mínimos de todos os índices de vegetação nos anos de 2006 a 2012, com aumento em 2015 e redução nos anos posteriores. Por outro lado, os valores médios se mostraram mais constantes para os índices SR, NDVI, ARVI e IAF entre 2006 e 2015, sendo seguidos por redução das médias em 2018 e tendencia à estabilidade em 2021. Adicionalmente, os valores máximos apresentaram comportamento semelhante aos valores médios para esses índices analisados. Os índices de vegetação obtidos por sensoriamento remoto permitiram identificar alterações na distribuição espacial e temporal de um remanescente urbano de Floresta Ombrófila Mista. Os padrões numéricos dos índices apresentam tendência possivelmente relacionados com a estrutura e a diversidade do fragmento florestal, ao passo que os padrões espaciais permitem inferir acerca da dinâmica da floresta.

Abstract : Spatial and temporal analysis of natural forests enable the definition of public policies and guide actions for the conservation and sustaind management of forest fragments in urban areas, as well as enhance the understanding of the ecological relationship between these remnants and their surrounding environments. Thus, the objective of this study was to evaluate the spatial and temporal distribution of an urban remnant of mixed atlantic rainforest using vegetation indexes obtained through remote sensing. The study area corresponds to a 15.75 ha fragment located in Curitiba, Paraná state. Continuous forest inventory was conducted in the years 2006, 2009, 2012, 2015, 2018, and 2021 horizontal structure and diversity indicators such as Shannon, Simpson, and Pielou were calculated. Images were aquired in the Earth Explorer website of the United States Geological Survey, selecting Landsat 7 scenes from 2006 to 2015 and Landsat 8 scenes in 2018 and 2021. Based on these images, vegetation indices including Simple Ratio (SR), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Soil-Adjusted Vegetation Index (SAVI), Atmospherically Resistant Vegetation Index (ARVI), and Leaf Area Index (IAF) were calculated and evaluated using descriptive statistics and thematic maps. In terms of horizontal structure, Araucaria angustifolia, Casearia sylvestris, Luehea divaricata, Ocotea puberula, Symplocos tetrandra, and Schinus terebinthifolia were the main species based on their coverage values. The diversity indicators exhibited changes in their values throughout the continuous inventory, with average values of 2.754 for Shannon, 0.888 for Simpson, and 0.831 for Pielou. The vegetation indices calculated for the urban remnant of Mixed Atlantic Forest showed changes in their descriptive statistics over the continuous inventory. In general, there were a reduction in the minimum values of all vegetation indices from 2006 to 2012, with an increase in 2015 and subsequent reduction in the following years. On the other hand, the mean values remained relatively constant for the SR, NDVI, ARVI, and IAF indexes between 2006 and 2015, followed by a decrease in 2018 and a tendency towards stability in 2021. Additionally, the maximum values exhibited a similar pattern to the mean values for these analyzed indices. The remote sensing-derived vegetation indices allowed for the identification of changes in the spatial and temporal distribution of an urban remnant of Mixed Ombrophilous Forest. The numerical patterns of the indices may be related to the structure and diversity of the forest fragment, while the spatial patterns provide insights into forest dynamics.