Cientistas aliam sensoriamento remoto a testes em campo para estudar efeito do fogo na savana amazônica

Os algoritmos usados para detecção e monitoramento, por imagens de satélites, de áreas queimadas na savana amazônica precisam levar em consideração a época do ano em que o fogo ocorre para avaliar com mais precisão os efeitos do fogo na biodiversidade. É o que aponta um estudo feito por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), da Universidade Federal de Rondônia (Unir) e analistas ambientais do Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio).

Efeito do fogo ocorrido em maio e agosto de 2019 nas áreas experimentais do Cafe (foto: Daniel Borini Alves/Unesp) – Postada em: Agência FAPESP

Para chegar a esta conclusão, os pesquisadores combinaram técnicas de sensoriamento remoto com análises feitas em campo antes e depois da chamada “queima experimental”, em diferentes épocas do ano. Áreas selecionadas do Parque Nacional dos Campos Amazônicos – localizado entre Amazonas, Mato Grosso e Rondônia – passaram por queimas realizadas de forma controlada em parceria com a gestão do parque e a brigada local para que os cientistas pudessem compreender em detalhes os efeitos do fogo, sobretudo na flora savânica da unidade de conservação.

Os resultados foram publicados no Journal of Applied Remote Sensing e fazem parte da pesquisa de pós-doutorado de Daniel Borini Alves. A investigação foi apoiada pela FAPESP e supervisionada pela professora Alessandra Tomaselli Fidelis.

“Nas savanas amazônicas, a exemplo de outras savanas tropicais, o sinal da cicatriz de área queimada observada via satélite se correlaciona com a quantidade de material combustível consumido pelo fogo. Se o fogo ocorre no início do período seco, que nessa área corresponde aos meses entre abril e junho, a vegetação ainda está mais úmida e o consumo de material combustível será menor em comparação a um incêndio que ocorra entre julho e setembro. Isso vai gerar níveis diferentes de complexidade para a detecção e o monitoramento dos efeitos do fogo pelos sensores equipados em satélite”, argumenta Borini.

A pesquisa, da qual este artigo faz parte, é algo maior e ainda está em andamento. A etapa que recebeu financiamento FAPESP foi conduzida de janeiro de 2020 a abril de 2022. Novos artigos científicos serão publicados em breve com mais resultados. O projeto como um todo, desenvolvido desde 2018, recebeu o nome de Campos Amazônicos Fire Experiment (Cafe) e está sendo desenvolvido em parceria com o professor Antônio Laffayete Pires da Silveira, da Unir, e o analista ambiental Bruno Contursi Cambraia, do ICMBio, responsável pelo manejo do fogo e pelas brigadas de incêndio na instituição.

“Todas as queimadas foram supervisionadas diretamente pela brigada de incêndios do Parque Nacional dos Campos Amazônicos, para garantia de uma queima segura, e foram devidamente autorizadas pela licença SISBIO nº 67210-5”, esclarece Borini.

A área da queima experimental, localizada no Estado do Amazonas, fica na região do parque em que está o maior enclave com fisionomia de savana aberta da Amazônia Meridional. O local abriga espécies que transitam entre os dois biomas – amazônico e savânico –, por isso, possui inúmeras espécies endêmicas, isto é, que só existem nessa região e precisam ser estudadas.

As savanas amazônicas são formadas por uma vegetação de porte baixo, com árvores tortuosas e, em sua maior parte, por gramíneas. São semelhantes às savanas presentes no Cerrado brasileiro, mas com menor diversidade de espécies.

Segundo o último relatório divulgado pelo MapBiomas, as áreas cobertas por formações naturais campestres e savânicas na Amazônia ocupam 17,2 milhões de hectares, o que corresponde a aproximadamente 70% da área total do Estado de São Paulo, e estão concentradas principalmente em Mato Grosso, Pará e Roraima.

“Na classificação do MapBiomas, o enclave do Parque Nacional dos Campos Amazônicos recebe o nome de ‘formação natural campestre’, já que o conceito de savana é amplo e inclui áreas com predomínio de campo limpo, campo sujo, campo cerrado, cerrado stricto sensu e até cerradões, que são florestas. Dado o escasso conhecimento que se tem da flora dessas áreas e dos efeitos que o fogo exerce sobre ela, estudos como este somam muito aos esforços de conservação da biodiversidade das savanas amazônicas”, explica Borini.

De acordo com Fidelis, as técnicas de sensoriamento remoto têm auxiliado e muito na avaliação da extensão de áreas queimadas e na quantificação de incêndios, por exemplo. Aliar essas técnicas aos dados obtidos em campo, com queimas experimentais controladas, pode auxiliar futuros tomadores de decisão na elaboração de planos de manejo integrado do fogo.

“Ultimamente, o uso do sensoriamento remoto tem sido uma ferramenta muito poderosa para detecção de padrões e processos em escala que não conseguimos avaliar desde o solo. Este artigo é importante justamente porque traz a combinação do uso do sensoriamento remoto com análises do fogo e da vegetação feitas em experimentos controlados, e em uma região e um tipo de vegetação muito pouco estudados: os campos amazônicos – um enclave de savana no meio da floresta tropical amazônica”, ressalta a supervisora do estudo.

Queima experimental

Ao todo, estão sendo monitoradas 30 parcelas experimentais (de 1 hectare cada), sendo que 12 delas foram queimadas em maio de 2019 (início do período da seca) e outras 12 parcelas em agosto de 2019 (no meio do período da seca). Além disso, outras seis parcelas se mantiveram como “controle” e não passaram pelos experimentos com o fogo.

Conforme Borini, os dados sobre o comportamento do fogo obtidos em campo comprovaram que as queimas realizadas no mês de agosto (meio de seca) foram 3,5 vezes mais intensas que as realizadas no mês de maio (no início da seca). Já em relação às observações de imagens de satélite – no caso deste estudo foram combinados dados do Sentinel 2 (European Spatial Agency – ESA) e do Landsat (National Aeronautics and Space Administration – Nasa) –, a sensibilidade dos sensores retratou com boa precisão essas diferenças de material combustível consumido observadas em campo.

“Ao avaliarmos a variação da sensibilidade dos satélites durante os 60 dias após o fogo, concluímos que uma modelagem dos efeitos do fogo é dependente da existência de um registro nos primeiros 35 dias após a data do fogo. Após isso, o sinal espectral das imagens é muito afetado pelo início do processo de regeneração, podendo gerar uma subestimação dos efeitos que ele gerou na vegetação. E dispor dessa imagem próxima da data do fogo nem sempre é possível, pois muitas vezes há sucessivos dias em que se posicionam nuvens no dia da passagem do satélite, o que impede a obtenção do dado da superfície”, destaca o pesquisador.

Os resultados convergem com um dos principais objetivos do projeto: comprovar até que ponto os dados dos satélites são capazes de captar o que os pesquisadores observam em campo. Segundo Borini, é preciso ajustar os algoritmos, pois nos ecossistemas de savana existe, geralmente, uma rápida resposta regenerativa do estrato herbáceo já nas primeiras semanas após o fogo. E isso acaba gerando um nível maior de complexidade para o aproveitamento correto dos dados dos satélites.

“As imagens dos sensores ópticos têm um grande potencial de aplicação para detectar e avaliar áreas afetadas pelo fogo. Porém, é necessário avançar na calibragem dos modelos de análise para conectar os dados que observamos em campo com os dados espectrais das imagens, conferindo maior significado ecológico aos resultados”, adiciona Borini.

Além da incorporação de dados completos sobre o comportamento do fogo (como temperatura e intensidade da chama, velocidade do vento, umidade do ar, entre outros), os pesquisadores também coletaram nessas áreas, antes da queima experimental, informações sobre a vegetação (estrato arbóreo, arbustivo e herbáceo). Esses inventários foram realizados antes e depois dos experimentos, para avaliar os efeitos causados na vegetação pelos diferentes tratamentos de fogo aplicados. Essa parte dos estudos, com a flora do parque, está sendo liderada pela equipe de pesquisadores da Unir.

“Nosso interesse tem se concentrado em documentar as respostas do fogo de diferentes épocas do ano na flora, compreendendo os mecanismos de resiliência de que ela dispõe. A exemplo do que já é documentado em outros estudos experimentais no Cerrado, temos notado que o estrato arbóreo é mais afetado pelas queimas de meio de seca no comparativo com as de início de seca. Por outra parte, o estrato herbáceo tem demonstrado que, independente da época do ano do fogo, é capaz de recuperar mais de 80% da sua biomassa passados dois anos da queima”, explica Silveira.

Nova espécie endêmica

Um dos resultados já obtidos com a pesquisa foi a descoberta de uma nova espécie de subarbusto, que recebeu o nome de Mabea dalyana, documentada recentemente na revista Acta Botanica Brasilica. A publicação tem como principal autor Narcísio Bigio, da Unir. A planta é endêmica do Parque Nacional dos Campos Amazônicos e foi catalogada utilizando um conjunto de coletas realizadas pela equipe do Herbário Rondoniense nas áreas experimentais do projeto.

“A espécie nos chamou bastante a atenção ao aparecer com muitos indivíduos férteis em agosto de 2019, em áreas experimentais que haviam sido tratadas com fogo três meses antes. Ela dispõe de uma estrutura lenhosa subterrânea, denominada xilopódio, que acumula nutrientes tanto para resistir a períodos de estiagem como para rebrotar após a passagem do fogo”, explica Silveira, coautor da publicação.

Embora a flora das savanas amazônicas possua uma série de mecanismos parecidos com os do Cerrado, que permitem a regeneração após as queimadas, os casos de incêndios na área, causados pelos seres humanos, preocupam os pesquisadores na medida em que estão se intensificando na região.

“Ao contrário das florestas amazônicas, sensíveis à ocorrência de fogo, as savanas amazônicas contam, em termos gerais, com uma flora que dispõe de uma série de mecanismos que lhe conferem resiliência a essa perturbação. Mas isso sem dúvida não significa que não devamos nos atentar para a ocorrência ou não de incêndios causados pelo homem nesses ambientes, já que os mecanismos evolutivos de resiliência ao fogo desse tipo de flora foram desenvolvidos sob um regime natural de fogo, onde a ocorrência ou não de incêndios dependia fundamentalmente de raios”, explica Silveira.

Justamente por esse motivo, de acordo com o pesquisador da Unir, é preciso continuar documentando de que maneira a vegetação responde às mudanças dos regimes de fogo que vêm sendo implementadas nessas áreas, que são representadas, por exemplo, pelo aumento da frequência de grandes incêndios de origem antrópica.

“Todos os cenários de mudanças climáticas projetados para as regiões savânicas, desde o mais otimista ao mais pessimista, convergem para um quadro de extensão dos períodos anuais de seca já nas próximas décadas. Isso vai afetar de maneira significativa o regime de fogo da área, aumentando a janela de ocorrência de grandes incêndios. É preciso seguir somando esforços para documentar a dinâmica da paisagem associada à influência do fogo para dispormos de informações precisas para a gestão territorial dessas áreas”, afirma Borini.

O artigo Impact of image acquisition lag-time on monitoring short-term postfire spectral dynamics in tropical savannas: the Campos Amazônicos Fire Experiment pode ser lido em: Impact of image acquisition lag-time on monitoring short-term postfire spectral dynamics in tropical savannas: the Campos Amazônicos Fire Experiment (spiedigitallibrary.org) 

E o trabalho Mabea dalyana (Euphorbiaceae-Hippomaneae): a new subshrub with xylopodia endemic to the savannas of the Brazilian Amazon está acessível em: SciELO – Brasil – <i>Mabea dalyana</i> (Euphorbiaceae-Hippomaneae): a new subshrub with xylopodia endemic to the savannas of the Brazilian Amazon <i>Mabea dalyana</i> (Euphorbiaceae-Hippomaneae): a new subshrub with xylopodia endemic to the savannas of the Brazilian Amazon   

Cristiane Paião | Agência FAPESP – Cientistas aliam sensoriamento remoto a testes em campo para estudar efeito do fogo na savana amazônica | AGÊNCIA FAPESP

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