distância geográfica, solo, padrão espectral (alto rio Negro) fitofisionomia (SW da Amazônia)
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Componente de modelagem de padrões geográficos de biodiversidade
Avaliar indicadores de dissimilaridade florística
• distância geográfica, • solo, • padrão espectral (alto rio Negro) • fitofisionomia (SW da Amazônia)
Bruce Nelson (INPA)
Alunos: M. Bianchini; Marcia Abraão (INPA-Ecologia)
Colaboração (imagens PRODES e MNT): Dalton Valeriano (INPE), Tatiana Kuplich (INPE), Marcio Valeriano (INPE)
Colaboração (técnicas de ordenamento): FlaviaCosta, William Magnusson (INPA)
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Porque usar indicadores?
• Em quais escalas os dados primários sobre a distribuição de espécies de plantas são confiáveis para detectar padrões de complementaridade floristica?– Toda a América do Sul -- sim– Todo o Brasil -- +/-– Amazônia brasileira -- não
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Williams et al., 1996
As grandes manchas azul escuras (supostamente baixo endemismo) correspondem com grandes lacunas de coleta
Nelson et al. 1990
Baixo esforço de coleta Baixo endemismo aparente
(baseado em 729 espécies revisadas na Fl. Neotropica)
Endemismo restrito
alto
baixo
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Indicadores (surrogates) de dissimilaridade florística
• Dados de coleções: artefatos de esforço de coleta
• Usar inventários de parcelas padronizadas!• Exemplos recentes na Amazônia:
– Pitman et al. (2001) Ecology– Condit et al. (2002) Science– Tuomisto et al. (2003) Science– Vormisto et al. (2004) J. Ecology– ProVárzea
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Surrogates de dissimilaridade para palmeiras: Distância geográfica
soloA escolha do tipo de índice de similaridade tem influência sobre o a importância do surrogate de dissiimilaridade
Resultado com índice qualitativo
Resultado com índice quantitativo
Vormisto et al., 2004. J. Ecol.
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Índice qualitativo:
77% da diversidade beta é explicada pela distância geogr. + a parte a distância ambiental correlacionada com a dist. geogr.
• Índices qualitativos dão peso igual a todas as espécies
• Índices quantitativos dão peso maior às poucas espécies comuns
A simples distância geográfica pode ser um boa métrica substituta para diversidade beta!
Vormisto et al., 2004. J. Ecol.
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Tuomisto et al 2003, Science: Surrogates para diversidade beta em Pteridófitas da Amaz. ocidental: 122 sítios de terra firme; 1400 km de extensão
Parcial da distância geográfica
Parcial do efeito de distância ambiental
Toda a variância da similaridade floristica dos pares de sítios
Parcial da interação entre distância geográfica e distância ambientalnão
explicada ~ 30%
35%
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Padrão espectral como surrogate para diversidade beta no alto rio Negro
100 km
• 15 inventários de árvores
• florestas sobre areia branca
• Índice quantitativo
• Ordenamento MDS
Marcia Abraão, 2005 (dissertação/INPA)
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Ordenamento de 15 inventários padronizados
mds eixo 1 (84% da variância explicada)
mds
eix
o 2
(11%
)
Marcia Abraão, 2005 (dissertação/INPA)
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O padrão espectral é um bom surrogate para a diversidade beta entre florestas sobre solo arenoso
-2 -1 0 1 2-2
-1
0
1
2
Esc
ore
do o
rden
amen
to
Brilho médio da parcela inventariada (TM 3, 4, e 5)
R2 = 0,96Usando índice de similaridade quantitativo:
padrão espectral explicou 96% da variabilidade do escore de ordenamento
escore explicou 87% da dissimilaridade florística
0,96 * 0,87 = 84%!
Marcia Abraão, 2005 (dissertação/INPA)
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Fitofisionomias do RADAM
• São bons surrogates para dissimilaridade?
• O mapa do RADAM é confiável?
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Fisionomia florestal é um surrogate para dissimilaridade, ao nível de gênero
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Florestas densas c/ composições similares
Florestas abertas c/ composições similares
• Parcelas geograficamente distantes, mas floristicamente similares: mesma fitofisionomia
• Parcelas geograficamente próximas mas floristicamente distantes pertencem a fitofisionomias distintas
Oliveira & Nelson, 2001
A fitofisionomia é um indicador de similaridade das comunidades em
parcelas padronizadas
Precip.
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Fitofisionomia
• É um bom indicador de dissimilaridade?
• O mapa do RADAM é confiável?
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Florestas adjacentes, com e sem bambu no SW da Amazônia
•Grande dissimilaridade quantitativa
•Pequena dissimilaridade qualitativa
ACA Oliveira 2000 (dissertação/INPA)
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As florestas com bambu foram mapeadas pelo RADAM com acuidade?
Erros do RADAM
Omissão = 56%
Comissão = 18%
Acre
Amazonas
Peru
Bianchini 2005; dissertação/INPA
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Tarefas incompletas e novas
• Avaliar MODIS como indicador de dissimilaridade florística
• Avaliar geomorfologia como indicador de dissimilaridade
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MODIS como indicador de dissimilaridade florística
• Procurar associações entre imagem MODIS x fitofisionomias x comprimento da estação seca
• Problemas com dados de chuva!
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Novos mosaicos MODIS
• Usar QA para filtrar pixels com nuvens e montar novo mosaico temporal de reflectância ao NADIR
• Mosaicos atuais são de 16 dias: ainda sujos
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2001 2002 2003
Madre de DiosMadre de Dios
Rio Branco, Rio Branco, AcreAcre
Rio Ucayali Rio Ucayali
AndesAndes NA
SA
EO
S D
ata
G
ate
way
Filtrar falhas e artefatos pelos critérios QA e estabilidade temporal
Mancha verde clara
Sombras de núvens não filtradas
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Tarefas incompletas e novas
• Avaliar MODIS como indicador de dissimilaridade florística
• Avaliar geomorfologia como indicador de dissimilaridade
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Avaliar/utilizar novos planos de informação geomorfológica
• Métricas geomorfológicas sendo preparadas por Marcio Valeriano (INPE);
• Exemplo: Floresta dominada por bambu ocorre em paisagem sui generis: entalhamento de baixa amplitude e alta frequência;
• Esta geomorfologia e a fitofisionomia estão associadas com: argilas expansivas > alta taxas de erosão mecânica > expõe sedimento-mãe > solo pouco intemperizado, alta concentração de cátions
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IAI Bamboo Workshop June 14-17 2004
town
pastures
Mature bamboo in forest canopy
Mature bamboo in forest canopy
Topographically defined limits
Recent synchronous bamboo mortality
Fusion of spectral image from Landsat and hill-shade image from SRTM allows inference about subtrate preferences
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Bambu presente na área colinosa, a esquerda (cor amarela);
bambu excluido no platô, a direita (cor verde)
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Paisagem colinosa: vertisolos, erosão mecânica; Platô: solo podzólico, bambu excluído
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Floresta com bambu está associada com zona de soerguimento, paisgam colinosa, altas taxas de erosão, argilas expansivas
Bianchini 2005; dissertação/INPA