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Title: Estimativa do estoque de carbono em ecossistema de manguezal por sensoriamento remoto.
Other Titles: Estimation of carbon stock in mangrove ecosystem by remote sensing.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Manoel Mariano Neto da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SILVA, Janaína Barbosa da.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SANTOS, Carlos Antônio Costa dos.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA, Viviane Farias da.
???metadata.dc.contributor.referee3???: DUARTE, Simone Mirtes Araújo.
???metadata.dc.contributor.referee4???: FARIAS, Soahd Arruda Rached.
Keywords: Engenharia de recursos naturais;Ecossistema de manguezal - estoque de carbono;Sensoriamento remoto;Landsat;Carbono azul;Biomassa;Sentinel 2B;Natural resources engineering;Mangrove ecosystem - carbon stock;Remote sensing;Blue carbon;Biomass
Issue Date: 1-Aug-2022
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, Manoel Mariano Neto da. Estimativa do estoque de carbono em ecossistema de manguezal por sensoriamento remoto. 2022. 108 fl. Tese (Doutorado em Engenharia e Gestão de Recursos Naturais) – Programa de Pós-Graduação em Recursos Naturais, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/39142
???metadata.dc.description.resumo???: As florestas de mangue compõem a paisagem costeira de regiões tropicais, subtropicais e temperadas. Esse ecossistema oferta uma ampla diversidade de serviços, dentre os quais, citase o sequestro e armazenamento de carbono que, face às mudanças do clima e ao aquecimento do Planeta, possuem relevância global. Diante disso, objetivou-se estimar os estoques de carbono, na biomassa e no solo, em ecossistema de manguezal, a partir da análise estrutural da vegetação, variabilidade de espécies e características abióticas dos sedimentos, no estuário do Rio Gramame, situado no Litoral Sul do estado da Paraíba, Brasil. Para tanto, realizou-se uma revisão de literatura que abordou 113 artigos científicos, dos quais 21 estudavam áreas mangues brasileiros. Posteriormente, os estoques de carbono na biomassa foram medidos a partir de um inventário florestal. O carbono no solo foi mensurado através de 11 amostras compostas, coletadas no primeiro metro de profundidade, e análise das propriedades, como densidade, matéria orgânica, nutrientes, granulometria, pH e salinidade. Quanto às estimativas por sensoriamento remoto, empregou-se os dados coletados na medição em campo e na sequência, fez-se uso da plataforma de processamento em nuvem do Google Earth Engine (GEE) para calcular o NDVI, o SAVI e o EVI. Para definir as curvas de ajuste, empregou-se regressões lineares e não-lineares. A escolha do modelo ocorreu considerando os maiores coeficientes de determinação (R²). O estoque global estimado pela literatura varia entre 4,19 Pg C e 6,6 Pg C, de modo que o valor médio calculado corresponde a 5,34 Pg C, quantitativo presente em regiões específicas, como a Indonésia, o Brasil e Austrália. Os valores registrados nos manguezais brasileiros variam entre 358,79 Mg C/ha e 1.851 Mg C/ha, de modo que o estoque médio corresponde a 709,36 Mg C/ha. Análogo ao que ocorre em escala global, percebe-se que o solo concentra maiores quantidade de carbono quando em comparação à biomassa. Os estoques de carbono na biomassa e no solo, determinados a partir da medição em campo, corresponderam a 44,89 ± 7,41 Mg C/ha e 813,08 ± 20,87 Mg C/ha no manguezal do rio Gramame, de modo que o estoque total médio no ecossistema foi de 857,98 ± 20,57 Mg C/ha, equivalente a 1.562,27 Gg de CO2. Constatou-se que o solo e biomassa comportam 94,77% e 5,23%, respectivamente. Ao analisar a distribuição do estoque de carbono, considerando a variabilidade das espécies, percebeu-se que a Rhizophora mangle se apresentou como a espécie dominante, fato que contribuiu para a formação de maiores estoques (323 Mg C/ha – 65,41%), seguida da Laguncularia racemosa (119,33 Mg C/ha – 24,16%) e Avicennia schaueriana (51,51 Mg C/ha – 10,43%). Os estoques totais estimados por sensoriamento remoto, para o carbono da vegetação, corresponderam a 26,66Gg C e 27,76 Gg C, para o Landsat 8 e o Sentinel 2B. Esses valores estão acima do valor de campo em 16,45% e 19,78%, respectivamente. As diferenças foram relacionadas à heterogeneidade estrutural da vegetação, à resolução espacial dos produtos e às manipulações realizadas para adaptação dos dados, especialmente para o Sentinel 2B, dada a incompatibilidade entre o tamanho das parcelas e a dimensão do pixel. Esse estudo mostrou que os produtos ópticos, oriundos do Landsat 8 e Sentinel 2B, permitem estimar com sucesso a biomassa e o estoque de carbono acima do solo em ecossistema de manguezal.
Abstract: Mangrove forests make up the coastal landscape of tropical, subtropical and temperate regions. This ecosystem offers a wide range of services, including carbon sequestration and storage, which, in the face of climate change and global warming, have global relevance. Therefore, the objective was to estimate carbon stocks, in biomass and soil, in a mangrove ecosystem, from the structural analysis of vegetation, species variability, abiotic characteristics of sediments, in the Gramame River estuary, located on the South Coast. from the state of Paraíba, Brazil. To this end, a literature review was carried out covering 113 scientific articles, of which 21 studied Brazilian mangrove areas. Subsequently, carbon stocks in the biomass were measured using a forest-phytosociology inventory. Soil carbon was measured through composite samples, collected in the first meter of depth, and the soil properties analyzed, such as density, organic matter, nutrients, granulometry, pH and salinity. As for the estimates by remote sensing, the data collected in the field measurement was used and, in the sequence, the Google Earth Engine (GEE) cloud processing platform was used to calculate the NDVI, SAVI and EVI. To define the fit curves, linear and non-linear regressions were used. The choice of model occurred considering the highest coefficients of determination (R²). The global stock estimated by the literature varies between 4.19 Pg C and 6.6 Pg C, so that the average value calculated corresponds to 5.34 Pg C, which is present in specific regions, such as Indonesia, Brazil and Australia. The values recorded in Brazilian mangroves vary between 358.79 Mg C/ha and 1,851 Mg C/ha, so that the average stock corresponds to 709.36 Mg C/ha. Analogous to what happens on a global scale, it can be seen that the soil concentrates greater amounts of carbon when compared to biomass. The carbon stocks in biomass and soil, determined from field measurements, corresponded to 44.89 ± 7.41 Mg C/ha and 813.08 ± 20.87 Mg C/ha in the Gramame river mangrove, from so that the total stock in the ecosystem was 857.98 ± 20.57 Mg C/ha, equivalent to 1,562.27 Gg of CO2. It was found that soil and biomass account for 94.77% and 5.23%, respectively. When analyzing the distribution of carbon stock, considering the variability of the species, it was noticed that Rhizophora mangle was the dominant species, a fact that contributed to the formation of larger stocks (323 Mg C/ha – 65.41%), followed by Laguncularia racemosa (119.33 Mg C/ha – 24.16%) and Avicennia schaueriana (51.51 Mg C/ha – 10.43%). The total stocks estimated by remote sensing, for vegetation carbon, corresponded to 26.66Gg C and 27.76 Gg C, for Landsat 8 and Sentinel 2B. These values are above the field value by 16.45% and 19.78%, respectively. The differences were related to the structural heterogeneity of the vegetation, the spatial resolution of the products and the manipulations performed to adapt the data, especially for Sentinel 2B, given the incompatibility between plot size and pixel dimension. This study showed that optical products from Landsat 8 and Sentinel 2B allow the successful estimation of aboveground biomass and carbon stock in a mangrove ecosystem.
Keywords: Engenharia de recursos naturais
Ecossistema de manguezal - estoque de carbono
Sensoriamento remoto
Landsat
Carbono azul
Biomassa
Sentinel 2B
Natural resources engineering
Mangrove ecosystem - carbon stock
Remote sensing
Blue carbon
Biomass
???metadata.dc.subject.cnpq???: Recursos Naturais
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/39142
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