Relação entre índices de vegetação e precipitação pluvial no estado de Sergipe

Orientador: Prof. Dr. Nelson Yoshihiro NakajimaCoorientadora: Profa. Dra. Ana Paula Dalla CorteDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 31/03/2017Inclui referências: p.85-98Área de concentração: Manejo FlorestalResumo: Compreender a influência das condições climáticas sobre a mudança da cobertura vegetal é essencial para subsidiar a tomada de decisões em tempos de mudança climática. O objetivo deste trabalho foi analisar a relação entre índices de vegetação e precipitação no estado de Sergipe a partir séries temporais de 2001 a 2012 e analisar os parâmetros de sazonalidade entre os índices. A área de estudo abrange o estado de Sergipe, localizado na região Nordeste do Brasil. Foram utilizadas séries temporais de índices de vegetação NDVI e EVI do produto MOD13Q1 do sensor MODIS, com resolução espacial de 250 metros, e dados mensais de precipitação, com resolução espacial de 27 km, de janeiro de 2001 a dezembro de 2012. Utilizando o software R, os dados de índices de vegetação foram convertidos em dados mensais a partir do cálculo da média aritmética. A resolução espacial dos dados de precipitação foi alterada com base nos dados do índice de vegetação utilizando interpolação bilinear. Realizouse uma regressão linear simples para obter o coeficiente de correlação (r) entre os índices de vegetação NDVI/EVI e a precipitação, com nível de significância de 5%. A análise de sazonalidade aplicada às séries temporais de NDVI e EVI foi realizada utilizando o pacote greenbrown disponível no software R. O NDVI mostrou-se propenso a exibir maiores valores que o EVI. O EVI mostrou-se mais sensível às variações de cobertura vegetal. Os valores de r entre os índices de vegetação e a precipitação obtiveram um máximo de 0,57 e 0,61 para NDVI e EVI, respectivamente. O maior r para ambos os índices foi encontrado na região Semi-árida, caracterizada por fitofisionomias correspondentes à Caatinga, bem como áreas de pastagem e culturas agrícolas. Na região do Litoral Úmido, região mais antropizada do estado, foram evidenciados os menores valores de r, com índices próximos a zero, evidenciando que não há relação entre os índices e a precipitação nessa região. A baixa correlação entre a precipitação e os índices NDVI e EVI em algumas áreas pode ser resultado da conversão de áreas com presença de vegetação em áreas com outros usos no período compreendido na série temporal utilizada neste estudo. As maiores correlações foram observadas em áreas com vegetação decídua e as menores correlações, por sua vez, foram observadas em áreas urbanas e regiões de fragmentos de Mata Atlântica. A utilização da ferramenta de análise de sazonalidade a partir de índices de vegetação pode auxiliar na determinação dos diferentes usos da terra e da relação entre estes usos e a precipitação. Palavras-chave: Sazonalidade. Índice de vegetação. Séries temporais.Abstract: Understanding the influence of climatic conditions on changes in vegetation cover is essential to support decision-making in times of climate change. The objective of this study was to analyze the relationship between vegetation index and precipitation in the state of Sergipe using time series from 2001 to 2012 and to analyze the parameters of seasonality between the indexes. The study area covers the state of Sergipe, located in the Northeast region of Brazil. Time series of vegetation indexes NDVI and EVI of the product MOD13Q1 from MODIS sensor were used, with spatial resolution of 250 meters, and monthly data of precipitation, with spatial resolution of 27 km, from January 2001 to December 2012. Using software R, the vegetation indexes were converted into monthly data through the calculation of the arithmetic mean. The spatial resolution of the precipitation data was altered based on the vegetation index data using bilinear interpolation. A simple linear regression was performed to obtain the coefficient of determination (r) between the vegetation indexes NDVI/EVI and the precipitation, with a significance level of 5%. Seasonality analysis applied to time series of NDVI and EVI was performed using the greenbrown package available in software R. NDVI was prone to exhibit higher values than EVI. EVI was more sensitive to variations in plant cover. The r values for NDVI and EVI obtained a maximum of 0.57 and 0.61, respectively. The highest r for both indexes was evidenced in the Semi-arid region, characterized by phytophysiognomies corresponding to the Caatinga, as well as pasture areas and agricultural crops. In the Humid Coastal region, the area with the greatest human impact, the lowest values of r were observed, with indices close to zero, evidencing that there is no relation between the indexes and precipitation in this region. The low correlation between precipitation and NDVI and EVI indexes in some areas may be the result of the conversion of areas with presence of vegetation in areas with other uses in the period comprised in the time series used in this study. The highest correlations were observed in areas with deciduous vegetation and the lowest correlations, in turn, were observed in urban areas and fragments of Mata Atlântica regions. The use of the tool of analysis of seasonality from vegetation indexes can help in the determination of the different uses of the land and the relation between these uses and the precipitation. Key-words: Seasonality. Temporal series. Vegetation index