Evaluation of biophysical indices from TM Landsat 5 images in   heterogeneous landscape in Southwestern Amazon

Rodrigo Tartari; Nadja Gomes Machado; Marcelo Rodrigues dos Anjos; José Maurício da Cunha; Carlo Ralf De Musis; José de Souza Nogueira; Marcelo Sacardi Biudes

Rodrigo Tartari Universidade Federal do Amazonas (UFAM)
Nadja Gomes Machado Instituto Federal de Mato Grosso (IFMT)
Marcelo Rodrigues dos Anjos Universidade Federal do Amazonas (UFAM)
José Maurício da Cunha Universidade Federal do Amazonas (UFAM)
Carlo Ralf De Musis Universidade de Cuiabá (UNIC)
José de Souza Nogueira Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
Marcelo Sacardi Biudes Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

Keywords: Amazonia, deforestation, radiation balance, spatial analysis.

Abstract

The southwest area of the Brazilian Amazon is composed of a landscape mosaic with transition grasslands and tropical rain forest. The basin of the Puruzinho River, located in the "Arc of Deforestation" in the Purus-Madeira interfluve, has undergone changes in land use and land cover. The objective of this study was to evaluate the spatial variation of biophysical indices of a heterogeneous landscape in the Basin of Puruzinho River. The normalized difference vegetation index (NDVI), leaf area index (LAI), surface temperature, surface albedo and surface net radiation (Rn) were estimated by SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) from TM Landsat 5 images, and analyzed on areas of dense forest, grasslands, deforested area and urban area of Humaitá-AM. All biophysical indices were significantly different considering the land use and land cover. The biophysical indices showed an opposite pattern between the urban area and the dense forest, with lower NDVI, IAF and net radiation and higher surface temperature and surface albedo in the urban area. Therefore, the variables estimated by SEBAL were adequate to assess the effect of land use changes on the estimated variables and to distinguish disturbed areas from natural areas.

Author Biographies

Rodrigo Tartari, Universidade Federal do Amazonas (UFAM)

Engenheiro Ambiental pela Faculdade União das Américas (2005), mestre em Engenharia Química pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná (2008), Doutorando em Física Ambiental pela Universidade Federal de Mato Grosso. Professor da Universidade Estadual de Maringá. Desenvolve pesquisas na área de Engenharia Ambiental, Processos Hidrológicos e Recursos Hídricos, Saneamento Básico e Ambiental, Reaproveitamento de Resíduos e Inovação Tecnológica.

Nadja Gomes Machado, Instituto Federal de Mato Grosso (IFMT)

Possui graduação em Ciências Biológicas (2004), mestrado em Ecologia e Conservação da Biodiversidade (2007) e doutorado em Física Ambiental (2013) pela Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT). Atualmente, é professora no Instituto Federal de Mato Grosso (IFMT), e está credenciada como professora/orientadora no Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental da UFMT, conceito CAPES 5. Tem experiência na área de Ciências Ambientais, com ênfase em Análises Espaciais, atuando principalmente nos seguintes temas: análises espaciais de biodiversidade; modelagem de distribuição de espécies; dinâmica espaço-temporal de variáveis climatológicas e meteorológicas em múltiplas escalas; sensoriamento remoto aplicado aos balanços de radiação e energia, evapotranspiração e produtividade primária bruta; sazonalidade e dinâmica espacial de nutrientes e respiração do solo.

Marcelo Rodrigues dos Anjos, Universidade Federal do Amazonas (UFAM)

Possui graduação em Ciências Biológicas (2002) e mestrado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente (PGDRA) pela FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA (2009). Atualmente é doutorando no Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental (PPGFA) pela UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO, é docente da UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS no Instituto de Educação, Agricultura e Ambiente - IEAA, Campus Vale do Rio Madeira em Humaitá/AM onde também é Gestor do Parque Científico e Tecnológico para Inclusão Social - PCTIS. É curador da coleção ictiológica e coordenador do Laboratório de Ictiologia e Ordenamento Pesqueiro do Vale do Rio Madeira - LIOP. Coordena o Núcleo Regional do Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBio) em Humaitá-AM, é fotógrafo científico ambiental e da vida silvestre. Têm experiência em projetos de pesquisa nas áreas de ecologia com ênfase em ecologia de comunidades, atuando principalmente nos seguintes temas: conservação, ecologia, zoologia, unidades de conservação e áreas protegidas, gestão territorial e ambiental, ordenamento e manejo de recursos naturais.

José Maurício da Cunha, Universidade Federal do Amazonas (UFAM)

Bacharel em Física em 2009 e mestre em Física em 2011 pela Universidade Federal do Amazonas. Doutorado em andamento em Física Ambiental pelo Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental/ UFMT. Professor Assistente II do quadro permanente da Universidade Federal do Amazonas, no Instituto de Educação, Agricultura e Ambiente - IEAA/ UFAM. Tem experiência na área de Física, Estatística, Geoestatística com ênfase em áreas aplicadas à Física do Solo, Física da Atmosfera e Sensoriamento Remoto.

Carlo Ralf De Musis, Universidade de Cuiabá (UNIC)

Doutor em Educação pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, mestre em Agricultura Tropical e engenheiro civil pela Universidade Federal de Mato Grosso. Atuo como orientador de doutorado no Programa de Estudos Pós-Graduados em Física Ambiental da Universidade Federal de Mato Grosso e como orientador de mestrado do Programa de Estudos Pós-Graduados em Ciências Ambientais na Universidade de Cuiabá. Tenho-me dedicado a estudos e pesquisas multidisciplinares tendo como referentes estatística multivariada, teoria das representações sociais, avaliação de instituições de ensino superior, conforto ambiental, interação atmosfera-biosfera, modelagem por sistemas dinâmicos e física ambiental.

José de Souza Nogueira, Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

Graduado em Física pela Universidade Federal de Mato Grosso (1980), Mestrado em Física Aplicada pela Universidade de São Paulo (1991) e Doutorado em Ciências pela Universidade de São Paulo (1995). Professor Titular da Universidade Federal de Mato Grosso, Bolsista Produtividade CNPq - nível 1A e Coordena o Mestrado e Doutorado em Física Ambiental. Pesquisa na área de Ciências Ambientais com ênfase em evapotranspiração, correlação de vórtices turbulentos, modelagem de trocas de energia entre superfície vegetada e atmosfera e dados micrometeorológicos.

Marcelo Sacardi Biudes, Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

Graduado em Licenciatura Plena em Física, Mestre em Física e Meio Ambiente e Doutor em Agricultura Tropical pela Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) e Pós-doutor em Ciências Ambientais na Utah State University e na California State University, San Marcos. É Professor do Instituto de Física da UFMT e credenciado ao Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental da UFMT, conceito 5 da CAPES, onde orienta em níveis de Mestrado e Doutorado e é responsável pelas disciplinas de Balanço de Energia por Sensoriamento Remoto e Instrumentação de Torres Micrometeorológicas. Tem publicado diversos artigos em periódicos especializados (nacional e internacional) e capítulos de livro. Tem experiência na área de Ciências Ambientais com ênfase em Climatologia, Micrometeorologia, Sensoriamento Remoto e Análises Espaciais. É revisor ad-hoc de várias revistas científicas e tem cooperação internacional com a California State University, San Marcos e Utah State University.

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