Temporal analysis of carbon sequestration in determining environmental changes in a fragment of the Capixaba Atlantic Forest
DOI:
https://doi.org/10.21814/physisterrae.5925Keywords:
CO2flux, Carbon Fluxes, Multispectral Remote SensingAbstract
Research aimed at analyzing the dynamics of atmospheric carbon in Atlantic Forest remnants is essential both locally and globally. The objective of this paper is to correlate the levels of carbon sequestration over a 23-year period with the natural regeneration state of the Atlantic Forest fragment of Duas Bocas Biological Reserve, in the metropolitan region of Grande Vitória, Espírito Santo, Brazil. We adopted the modeling of the Forest Carbon Sequestration Index (CO2flux), an estimator of the efficiency of the carbon sequestration capacity of vegetation, proposed through the integration of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) with the Photochemical Reflectance Index (PRI). Two Landsat image cuts were used, one from the TM sensor (Landsat-5), dated October 3, 2000, and the other from the OLI sensor (Landsat-8), dated September 24, 2023, in the elaboration of the spectral indices. The results demonstrate that the local vegetation underwent significant changes in CO2 fluxes during the period investigated, as the carbon sequestration values in 2023 showed a 32% increase compared to 2000. Finally, such aspects verified for the capixaba Atlantic Forest indicated the need for the maintenance and regeneration of forests, to reduce the emission of greenhouse gases such as CO2.
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References
André, C. (2012). Abordagem historiográfica sobre a Reserva Biológica de Duas Bocas/Cariacica - ES (1912-1991). Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Espírito Santo. Vitória, ES. Disponível em: https://ape.es.gov.br/Media/ape/PDF/Disserta%C3%A7%C3%B5es%20e%20Teses/Hist%C3%B3ria-UFES/UFES_PPGHIS_CLAYTON_ANDR%C3%89.pdf
Baptista, G. M. de M. (2003). Validação da modelagem de sequestro de carbono para ambientes tropicais de cerrado, por meio de dados Aviris e Hyperion. Anais Do XI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR. Belo Horizonte, Brasil. INPE, 1037–1044.
Baptista, G. de M. de M. (2004). Mapeamento do sequestro de carbono e de domos urbanos de CO2 em ambientes tropicais, por meio de sensoriamento remoto hiperespectral. Geografia, 29(2), 189–202.
Barros, P. P. da S., Rosalen, D. L., Filho, F. H. I., Martins, G. D., & Leo, N. D. (2021). Monitoramento Fitossanitário Utilizando Sensoriamento Remoto: Avanços e Desafios. Revista Brasileira de Cartografia, 73(2), 489–515. https://doi.org/10.14393/revbrascartogr
Bernstein, L. S., Jin, X., Gregor, B., & Adler-Golden, S. M. (2012). Quick atmospheric correction code: algorithm description and recent upgrades. Optical Engineering, 51(11), 111719. https://doi.org/10.1117/1.oe.51.11.111719
Brandão, A. J., & Barreto, P. (2016). Emissões de GEE do setor mudança de uso da Terra (1990-2014). (p. 54). Belém; Imazon. Disponível em: https://imazon.org.br/publicacoes/emissoes-de-gee-do-setor-de-mudanca-de-uso-da-terra-1990-2014/
Brazil, Ministry of the Environment. (2010). Office of the National Program for Biodiversity Conservation - DCBio. Fourth National Report to the Convention on Biological Diversity: Brazil. Brasília: Ministry of the Environment. 286 p.
CPRM- Companhia de Pesquisa e Recursos Minerais (2012). Geologia e recursos minerais da folha Nova Venécia SE.24-Y-B-IV, estado do Espírito Santo, escala 1:100.000. Belo Horizonte. 289 p.
Cunha, A. de M., Feitoza, H. N., Feitoza, L. R., Oliveira, F. S. de, Lani, J. L., Cardoso, J. K. F., & Trindade, F. S. (2016). Atualização da legenda do mapa de reconhecimento de solos do Espírito Santo e implementação de interface no Geobases para uso dos dados em SIG. Geografares, 2(22), 32–65. https://doi.org/10.47456/geo.v2i22.30205
Espírito Santo, E. do. Lei n° 2095 de 12 de janeiro de 1965. Cria a Reserva Florestal de Duas Bocas no município de Cariacica. Diário oficial do Estado do Espírito Santo de 16/01/1965.
Espírito Santo, E. do. Lei n° 4503 de 02 de janeiro de 1991. Transforma a Reserva Florestal de Duas Bocas em Reserva Biológica Estadual de Duas Bocas. Diário oficial do Estado do Espírito santo de 03/01/1991.
Espírito Santo., E. do. Lei n° 8488 de 19 de abril de 2007. Denomina Reserva Biológica Paulo Fraga Rodrigues a Reserva Biológica de Duas Bocas. Diário oficial do Estado do Espírito Santo de 20/04/2007.
Folharini, S. O., & Oliveira, R. C. de. (2017). Cálculo do índice espectral CO2flux em área de Mata Atlântica e sua relação com processos gravitacionais no município de Cubatão. XVII Simpósio Brasileiro de Geografia Física Aplicada. Os Desafios Da Geografia Física Na Fronteira Do Conhecimento. Instituto de Geociências - Unicamp., 4642–4653.
Frolking, S., Palace, M. W., Clark, D. B., Chambers, J. Q., Shugart, H. H. & Hurtt, G. C. (2009). Forest disturbance and recovery: A general review in the context of spaceborne remote sensing of impacts on aboveground biomass and canopy structure: Remote Sensing of Forest Disturbance. Journal of Geophysical Research, 114(G2). https://doi.org/10.1029/2008jg000911
Gamon, J. A., Serrano, L., & Surfus, J. S. (1997). The photochemical reflectance index: an optical indicator of photosynthetic radiation use efficiency across species, functional types, and nutrient levels. Oecologia, 112(4), 492–501. https://doi.org/10.1007/s004420050337
Hansen, A. J., Neilson, R. P., Dale, V. H., Flather, C. H., Iverson, L. R., Currie, D. J., Shafer, S., Cook, R. & Bartlein, P. J. (2001). Global change in forests: Responses of species, communities, and biomes. Bioscience, 51(9), 765. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2001)051[0765:GCIFRO]2.0.CO;2
Hansen, M. C., Potapov, P. V., Moore, R., Hancher, M., Turubanova, S. A., Tyukavina, A., Thau, D., Stehman, S. V., Goetz, S. J., Loveland, T. R., Kommareddy, A., Egorov, A., Chini, L., Justice, C. O. & Townshend, J. R. G. (2013). High-resolution global maps of 21st-century forest cover change. Science, 342(6160), 850–853. https://doi.org/10.1126/science.1244693
Hughes, L. (2000). Biological consequences of global warming: is the signal already apparent? Trends in Ecology & Evolution, 15(2), 56–61. https://doi.org/10.1016/s0169-5347(99)01764-4
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2012). Manual técnico da vegetação brasileira: sistema fitogeográfico: inventário das formações florestais e campestres : técnicas e manejo de coleções botânicas : procedimentos para mapeamentos. IBGE. Rio de Janeiro, RJ: IBGE. Disponível em: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv63011.pdf
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2022). Malha municipal digital e áreas territoriais, 2022: informações técnicas e legais para a utilização dos dados publicados. IBGE. Rio de Janeiro. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/geociencias/organizacao-do-territorio/malhas-territoriais/15774-malhas.html?=&t=downloads
IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change (2023). Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Risk Assessment Database v1.0, NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC), IPCC DDC. https://doi.org/10.7927/pzv8-ta24
Kaufman, Y. J., Wald, A. E., Remer, L. A., Gao, B.-C., Li, R.-R., & Flynn, L. (1997). The MODIS 2.1-/spl mu/m channel-correlation with visible reflectance for use in remote sensing of aerosol. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 35(5), 1286-1298. https://doi.org/10.1109/36.628795
Keskitalo, E. C. H., Westerhoff, L., & Juhola, S. (2012). Agenda-setting on the environment: the development of climate change adaptation as an issue in European states: Agenda-Setting on the Environment. Environmental Policy and Governance, 22(6), 381–394. https://doi.org/10.1002/eet.1579
Kokaly, R. F., Clark, R. N., Swayze, G. A., Livo, K. E., Hoefen, T. M., Pearson, N. C., … Klein, A. J. (2017). USGS Spectral Library Version 7: U.S. Geological Survey Data Series 1035. USGS, 61 p. https://doi.org/10.3133/ds1035
Lage, C. A., Ribeiro, J. P. F., & de Mello Baptista, G. M. (2015). Análise do Sequestro de Carbono com Dados Hiperespectrais Hyperion Reamostrados para WorldView 2. Anais XVII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR. João Pessoa-PB, Brasil: INPE. Disponível em: http://www.dsr.inpe.br/sbsr2015/files/p1244.pdf
López, J. F. B. (2016). Interceptação de águas pluviais em um fragmento de Mata Atlântica da Reserva Biológica de Duas Bocas, Cariacica (ES) Brasil. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Espírito Santo. Disponível em: https://dspace4.ufes.br/items/31beb6b1-8ea9-404d-802d-714414fd6606/full
Martins, L. N., & Baptista, G. M. de M. (2013). Multitemporal analysis of forest carbon sink at carão settlement project, acre. Revista Brasileira de Geografia Física, 6(6). https://doi.org/10.5935/1984-2295.20130045
Merçon, L., Pereira, O., & Thomaz, L. (2012). Últimos Refúgios: Reserva Biológica de Duas Bocas. Vitória - ES.: Associação Últimos Refúgios.
Myers, N., Mittermeier, R. A., Mittermeier, C. G., Fonseca, G. A. da, & Kent, J. (2000). Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature, 403(6772), 853–858. https://doi.org/10.1038/35002501
National Research Council. (2010). Adapting to the Impacts of Climate Change. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/12783
Ninan, K. N., & Inoue, M. (2013). Valuing forest ecosystem services: What we know and what we don’t. Ecological Economics: The Journal of the International Society for Ecological Economics, 93, 137–149. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2013.05.005
Oliveira, W.D. (2023). Classificação climática do Espírito Santo: da zona climática ao topoclima. Tese de Doutorado. Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Humanas e Naturais. Disponível em: https://geografia.ufes.br/pt-br/pos-graduacao/PPGG/detalhes-da-tese?id=20078
Parmesan, C., & Yohe, G. (2003). A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems. Nature, 421(6918), 37–42. https://doi.org/10.1038/nature01286
Peres, C. A. (2005). Why we need megareserves in Amazonia. Conservation Biology: The Journal of the Society for Conservation Biology, 19(3), 728–733. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2005.00691.x
Polonio, V., Filgueiras, R., De Carvalho, T. M., Nicolete, D. A. P., Sartori, A. A. D. C., & Zimback, C. R. (2015). Avaliação temporal do sequestro de carbono por meio de imagens orbitais na região de Botucatu-SP. Anais XVII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, João Pessoa-PB, 4025–4032. Disponível em: http://www.dsr.inpe.br/sbsr2015/files/p0797.pdf
Ponzoni, F., Shimabukuro, Y., & Kuplich, T. (2015). Sensoriamento remoto da vegetação. Oficina de Textos.
Protected Planet. (2024). Home. Disponível em: https://www.protectedplanet.net/en
Rahman, A. F., Gamon, J. A., Fuentes, D. A., Roberts, D. A., & Prentiss D. (2001). Modeling spatially distributed ecosystem flux of boreal forest using hyperspectral indices from AVIRIS imagery. Journal of Geophysical Research, 106(D24), 33.
Ribeiro, R. C., Oliveira, F. G. de, & Anjos, C. S. (2019). Análise da resposta espectral da vegetação nativa do bioma cerrado nas diferentes estações do ano. Anais Do XIX Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Inpe.br, 1(1), 2588–2591. Disponível em: http://marte2.sid.inpe.br/col/sid.inpe.br/marte2/2019/10.04.18.21/doc/thisInformationItemHomePage.html
Rouse W., Haas Jr., R. H., Well J. A., & Deering D. W. (1974). Monitoring Vegetation Systems in the Great Plains with Erts. NASA. Goddard Space Flight Center 3d ERTS-1 Symp., Vol. 1, Sect. A.
Santos, C. V. B. dos, Mello Baptista, G. M. de, Moura, M. S. B. de, Barros Silva, A. de, Franca-Rocha, W. de J. S. da, Sousa Carvalho, H. F. de, & Galvíncio, J. D. (2023). Validação de um modelo espectral para determinação de fluxos de CO2 em áreas do Bioma Caatinga. https://doi.org/10.24221/jeap.8.3.2023.4724.226-239
Silva, S. C. P. D. A., & Baptista, G. M. D. E. M. (2015). Análises espectrais da vegetação com dados hyperion e sua relação com a concentração e o fluxo de CO2 em diferentes ambientes na Amazônia brasileira. Boletim de Ciências Geodésicas, 21(2), 354–370. https://doi.org/10.1590/s1982-21702015000200020
Silva, M. A., & dos Anjos, C. S. (2021, setembro). Análise do sequestro de carbono na região do Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros utilizando técnicas de sensoriamento remoto. Revista Brasileira de Geomática, 9(3), 251–270. https://doi.org/10.3895/rbgeo.v9n3.13542
Silva, M. A. S. da, & Faria., A. L. L. de (2023). Índice CO2flux para avaliar perdas de serviços ecossistêmicos em mangues impactados por tempestade de granizo no Sudeste do Brasil. Geousp, 27(3.e-200530), 1-19. https://doi.org/10.11606/issn.2179-0892.geousp.2023.200530.pt
Soares Filho, A., Farinha, M. J. U. S., Bernardo, L. V. M., & Ruviaro, C. F. (2019). Estimativa da eficiência do sequestro de carbono em vegetação natural de uma unidade de conservação, usando dados de imagens CBERS-4 em Jardim–MS. Anais 7 Simpósio de Geotecnologias No Pantanal. Jardim, MS. Embrapa Informática/INPE, 1, 210–219.
Travis, J. M. J. (2003). Climate change and habitat destruction: a deadly anthropogenic cocktail. Proceedings. Biological Sciences, 270(1514), 467–473. https://doi.org/10.1098/rspb.2002.2246
Trentin, C. B. (2011). Análise da resposta espectral da vegetação da Área de proteção Ambiental (APA) do Ibirapuitã em imagens do sensor EOS/MODIS associadas ao solo e aos elementos do clima. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Centro Estadual de Pesquisas em Sensoriamento Remoto e Meteorologia, Porto Alegre, BR-RS.
USGS - UNITED STATES GEOLOGICAL SURVEY (2022). Using the USGS Landsat Level-1 Data Product. Online. Disponível em 15 de outubro de 2022 em: https://www.usgs.gov/landsat-missions/using-usgs-landsat-level-1-data-product
Wang, J., Li, L., Lam, S. K., Zhang, X., Liu, X., & Pan, G. (2018). Changes in nutrient uptake and utilization by rice under simulated climate change conditions: A 2-year experiment in a paddy field. Agricultural and Forest Meteorology, 202–208. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2017.12.254
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