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Assessment of digital elevation models to obtain morphometric characteristics in relief transition region
(Revista Ambiente & Água, 2019) Ficher, Kevin Nunes; Pereira, Donizete dos Reis; Oliveira, Josiane Silva; Almeida, André Quintão de; Uliana, Eduardo Morgan
The purpose of this study was to evaluate the performance of Digital Elevation Models (DEMs) in the morphometric characterization of a basin located in a transitional region between the São Francisco Plateau, São Francisco Depression and Espinhaço Range reliefs. For the study, four DEMs were generated by interpolation of the SRTM data and topographic maps, using the Topo To Raster interpolator with and without mapped hydrography support, available in ArcGIS® 9.3 software. Another DEM was obtained from the SRTM original data. From the generated DEMs, the morphometric characteristics of the basin were determined and compared to those obtained from topographic maps, denominated reference (REF), by means of percentage errors. The evaluation was also performed in a qualitative way, comparing the drainage and the basin delineations. In general, the DEMs obtained with the support of the mapped hydrography (SRTM-TRH and CT-TRH) provided the best results, with small errors, mainly for the main morphometric characteristics of the basin, drainage area and main river length, which ranged from 0.38 to 1.12% and 5.28 to 7.07%, respectively. On the other hand, the DEMs generated without the support of the mapped hydrography (SRTM-O, SRTM-TR and CT-TR) presented major errors mainly in determining the drainage area and length of the main river, which varied from 18.1 to 26.6% and 26.7 to 34.4%, respectively. These occurred due to a deviation of the main river in the São Franciscana Depression region, which allows us to conclude on the necessity and importance of evaluating DEMs before their use.
Delimitação de sítios ambientais homogêneos no Estado do Espírito Santo, com base no relevo, solo e clima
(Ciência Rural, 2010-11) Rody, Yhasmin Paiva; Almeida, André Quintão de; Ribeiro, Aristides; Sediyama, Gilberto Chohaku; Pezzopane, José Eduardo Macedo
Este trabalho teve como objetivo definir sítios ambientais homogêneos no Estado do Espírito Santo, a fim de indicar o uso potencial do solo de todo o seu território. Técnicas estatísticas multivariadas foram empregadas sobre informações do relevo, coordenadas geográficas, dados do solo e clima. A disponibilidade hídrica e a evapotranspiração real e potencial foram determinadas a partir do resultado do balanço hídrico climatológico. Inicialmente, foi executada a análise de componentes principais (ACP) sobre os dados climáticos e, em seguida, a de agrupamento nas informações do relevo, solo, nos escores climáticos provenientes da ACP e nas coordenadas geográficas. Os dois primeiros eixos da ACP explicam cerca de 85,3% da variância total acumulada. Após a rotação dos componentes principais, as melhores variáveis correlacionadas ao primeiro eixo foram a amplitude térmica, a temperatura média anual, seguida da evapotranspiração real. Foram definidos seis sítios ambientais para o Estado do Espírito Santo e alguns apresentaram similaridades ao clima. As variáveis topográficas foram os fatores de maior influência na diferenciação dos sítios. A metodologia se mostrou adequada na definição dos sítios.
Dinâmica hídrica em microbacias cultivadas com eucalipto e pastagem no leste de Minas Gerais
(Universidade Federal de Viçosa, 2012-02-24) Almeida, André Quintão de; Ribeiro, Aristides; http://lattes.cnpq.br/5929672339693607
O número de novos plantios comerciais de eucalipto vem aumentando consideravelmente em regiões tropicais. Só no Brasil, a área plantada é de aproximadamente 4,5 milhões de hectares, correspondendo a 0,5% do território nacional. Extensas áreas de pastagem e outras culturas estão sendo substituídas por plantios florestais desta espécie. Toda mudança de uso do solo provoca alterações no balanço de energia e de água, no entanto, ainda não se conhece, no Brasil, o impacto desta expansão (pastagem eucalipto) sobre o uso e disponibilidade de água nas bacias de drenagem onde são plantadas. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar os efeitos de plantios comerciais de eucalipto e de pastagem sobre os principais componentes do balanço hídrico em microbacias hidrográficas. O trabalho foi realizado entre os anos de 2009 e 2010 em quatro microbacias localizadas no leste de Minas Gerais, duas cultivados com plantios comerciais de eucalipto e duas com solos degradados sob pastagem. As florestas são compostas por híbridos de eucalipto grandis x urophylla aos sete anos de idade. As microbacias com pastagem são cultivadas com Brachiaria decumbens há mais de 30 anos. Os dados micrometeorológicos foram coletados por sensores instalados em torres no interior das microbacias. A vazão do curso d’água foi medida por um linígrafo do tipo Thalimedes instalado em um vertedouro triangular na saída de cada microbacia. As medidas fisiológicas das culturas foram realizadas com o auxílio do analisador de gases no infravermelho. O estudo da vazão foi realizado no período de um ano (2010), com base na vazão específica mínima diária (q 95% ), média diária (q média ) e na máxima instantânea (q máx ) ocorrida a cada cinco minutos. O escoamento superficial foi analisado a partir dos valores de lâmina total escoada no ano e do coeficiente de escoamento superficial (CE), dado pela relação entre o total escoado e precipitado no ano. A modelagem do balanço hídrico foi realizada na escala diária, considerando como a principal entrada de água a precipitação pluvial e as principais saídas a evapotranspiração, a lâmina de escoamento superficial e a drenagem profunda. A evapotranspiração da microbacia foi estimada pelo total transpirado pela cultura (eucalipto ou pastagem), pela evaporação do solo, pela interceptação da precipitação pluvial por parte do dossel vegetal (eucalipto ou pastagem) e pela evapotranspiração da área de vegetação nativa (Mata Atlântica). A transpiração foi estimada pela equação de Penman-Monteith modificada pela resistência estomática do dossel (r s ). A evaporação do solo no eucalipto foi calculada a partir da equação original de Penman-Monteith com a condutância do solo (r solo ) diminuindo rapidamente quando a disponibilidade de água no solo cai. A interceptação da precipitação pluvial no eucalipto foi estimada pela diferença entre o total evapotranspirado, dado pelo método da razão de Bowen (β), e a transpiração mais a evaporação do solo. Na pastagem, a interceptação da precipitação pluvial mais a evaporação do solo foram estimadas pela diferença entre o total evapotranspirado, dado pelo método da razão de Bowen, e a transpiração. A evapotranspiração da área de mata nativa foi estimada pela equação original de Penman-Monteith com coeficiente de cultura (k c ) igual a um. A lâmina de escoamento superficial foi individualizada diretamente da lâmina total escoada no curso d’água. A drenagem profunda foi estimada a partir do modelo do balanço hídrico nos períodos com excesso de água no solo. O desempenho do modelo de balanço hídrico foi avaliado pela água disponível no solo medidos em campo pelo método gravimétrico e da sonda de nêutrons. O valor médio anual interceptado da precipitação pluvial pela cultura de eucalipto foi de 10%, enquanto a soma do interceptado da precipitação pluvial mais o evaporado do solo sob a pastagem, foi de 11%. O total evapotranspirado nas microbacias com eucalipto foi superior em aproximadamente 15% em relação às microbacias com pastagem. As variações sazonais de água disponível no solo, estimadas pelo modelo do balanço hídrico foram semelhantes às medidas em campo. No geral, as vazões analisadas (q 95% , q média e q máx ) foram superiores nas microbacias com pastagem, indicando um maior potencial de produção de água (↑vazões mínimas) e menor conservação do solo (↑vazões máximas). Nestas microbacias, as vazões mínimas estão associadas principalmente com o baixo consumo de água pela vegetação e as vazões máximas, com os elevados valores de escoamento superficial, entre outros fatores. Em uma microbacia com eucalipto as vazões foram regularizas, com a menor variação encontrada entre as vazões mínimas e máximas relacionadas com as características do dossel vegetal e as características físicas do solo, como a elevada taxa de infiltração estável de água no solo. Pode-se concluir que, apesar das maiores taxas de infiltração de água no solo, nas microbacias cultivadas com eucalipto há uma menor produção potencial de água em relação às microbacias com pastagem, havendo, no entanto, uma maior conservação dos solos nestas áreas.
Enhanced Vegetation Index (EVI) na análise da dinâmica da vegetação da reserva biológica de Sooretama, ES
(Revista Árvore, 2008-08-22) Almeida, André Quintão de; Silva, Gilson Fernandes da; Pezzopane, José Eduardo Macedo; Ribeiro, Carlos Alexandre Damasceno
Técnicas de análises de séries temporais são utilizadas para caracterizar o comportamento de fenômenos naturais no domínio do tempo. Neste artigo, segundo a metodologia proposta por Box et al. (1994), 125 observações do Enhanced Vegetation Index (EVI) foram analisadas. Os valores modelados correspondem às variações temporais ocorridas no dossel florestal da reserva biológica de Sooretama, localizada ao Norte do Estado do Espírito Santo, no Município de Linhares. Os resultados indicaram que a metodologia foi adequada. Os resíduos do modelo ajustado são não correlacionados com distribuição normal, média zero e variância s^2. Com o menor valor do Critério de Informação de Akaike (AIC) -570,51, o modelo ajustado foi o Sazonal Auto-Regressivo Integrado de Médias Móveis (1,0,1)(1,0,1)12.
Evaluation of the spatial dependence of dendrometric characteristics for an Eucalyptus plantation
(Acta Scientiarum. Agronomy, 2013-06-04) Ribeiro, Aristides; Souza, Rodolfo Marcondes Silva; Almeida, André Quintão de; Souza, Eduardo Soares de; Leite, Fernando Palha
Geostatistics evaluates the spatial dependence between two or more variables in order to estimate unknown values in space. The objective of this study was to evaluate, using geostatistical techniques, the spatial variability of dendrometric characteristics for a commercial plantation of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla located in eastern Minas Gerais, Brazil (19o28’ S and 42o49’ W). The diameter at breast height (DBH) and commercial height (H) of 60 trees was measured in a forest inventory plot at two, five and seven years old. The volume of each tree in the plot was estimated from allometric equations and values of DBH and H. Spatial dependence of the three dendrometric variables at different ages was evaluated by fitting the experimental semivariogram. Validation of the semivariograms was performed using the jackknife test. The dendrometric variables analyzed presented normal distribution throughout the entire production cycle according to the Kolmogorov-Smirnov test. The spherical model adequately represented the spatial distribution of dendrometric characteristics for the planted forest. The dendrometric characteristics of the analyzed plantation had an average spatial dependence, making the use of geostatistical techniques for characterization of the plantation very important.
Impacts of deforestation on water balance components of a watershed on the Brazilian East Coast
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2014-05-14) Pereira, Donizete dos Reis; Almeida, André Quintão de; Martinez, Mauro Aparecido; Rosa, David Rafael Quintão
The Brazilian East coast was intensely affected by deforestation, which drastically cut back the original biome. The possible impacts of this process on water resources are still unknown. The purpose of this study was an evaluation of the impacts of deforestation on the main water balance components of the Galo creek watershed, in the State of Espírito Santo, on the East coast of Brazil. Considering the real conditions of the watershed, the SWAT model was calibrated with data from 1997 to 2000 and validated for the period between 2001 and 2003. The calibration and validation processes were evaluated by the Nash-Sutcliffe efficiency coefficient and by the statistical parameters (determination coefficient, slope coefficient and F test) of the regression model adjusted for estimated and measured flow data. After calibration and validation of the model, new simulations were carried out for three different land use scenarios: a scenario in compliance with the law (C1), assuming the preservation of PPAs (permanent preservation areas); an optimistic scenario (C2), which considers the watershed to be almost entirely covered by native vegetation; and a pessimistic scenario (C3), in which the watershed would be almost entirely covered by pasture. The scenarios C1, C2 and C3 represent a soil cover of native forest of 76, 97 and 0 %, respectively. The results were compared with the simulation, considering the real scenario (C0) with 54 % forest cover. The Nash-Sutcliffe coefficients were 0.65 and 0.70 for calibration and validation, respectively, indicating satisfactory results in the flow simulation. A mean reduction of 10 % of the native forest cover would cause a mean annual increase of approximately 11.5 mm in total runoff at the watershed outlet. Reforestation would ensure minimum flows in the dry period and regulate the maximum flow of the main watercourse of the watershed.
Índice de área foliar de Eucalyptus estimado por índices de vegetação utilizando imagens TM - Landsat 5
(Floresta e Ambiente, 2015-07) Ribeiro, Aristides; Rody, Yhasmin Paiva; Oliveira, Aline Santana de; Leite, Fernando Palha; Almeida, André Quintão de; Delgado, Rafael Coll
Este trabalho teve como objetivo ajustar modelos de regressão entre o índice de área foliar (IAF) de plantios de Eucalyptusgrandis x urophylla e índices de vegetação (IVs) de imagens TM - Landsat 5. O estudo foi realizado em plantios com diferentes idades localizados na porção mineira da bacia hidrográfica do rio Doce, entre os anos de 2008 e 2011. O IAF foi medido em campo, de forma não destrutiva, com o equipamento LAI-2000. Os IVs utilizados foram o Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), o Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) e o Simple Ratio (SR). O melhor modelo foi ajustado a partir do NDVI, com coeficiente de determinação de 0,73 e erro quadrático médio da raiz de 0,37 m² m–2(19%). Pode-se concluir que os valores de IAF podem ser estimados pelos modelos de regressão ajustados a partir dos IVs derivados do TM - Landsat.
Influencia del cambio climático en los escenarios del futuro sobre plantaciones de Eucalipto
(Revista Ciência Agronômica, 2012-07) Rody, Yhasmin Paiva; Ribeiro, Aristides; Cecílio, Roberto Avelino; Pezzopane, José Eduardo Macedo; Almeida, André Quintão de
El género Eucalyptus presenta gran potencial con fines comerciales y es la especie de árbol más plantada en Brasil. Las perspectivas del cambio climático en las proyecciones futuras del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) indican que se pueden producir pérdidas significativas en las actividades agrícolas y forestales. El objetivo de este estudio fue determinar las zonas aptas para plantaciones de Eucalyptus grandis, sobre la base de datos climatológicos y de relieve en los escenarios futuros. El trabajo fue desarrollado en la provincia del Espirito Santo (ES-Brasil). Fueron utilizadas las normales de clima obtenidas de estaciones pluviométricas. El balance de agua se calculó por el método de Tornthwaite y Mather. Se estimó la temperatura con base en los datos de latitud y altitud. Se utilizaron los datos SRTM para obtener la altitud y la declividad para las zonas de mecanización agrícola. Para la interpolación de los datos se utilizó el método del inverso del cuadrado de la distancia. Los datos de escenarios futuros se obtuvieron del modelo HADCM3 del IPCC en escenarios A (pesimista) y B (optimista) estimados para los años de 2020, 2050 y 2080. Se estima que las zonas aptas para plantaciones se redujeron en ambos escenarios, llegando a la reducción de 71,7% y 82,5% en el escenario A y B, respectivamente para el año de 2080. El déficit de agua actuó como un factor limitante en la plantación. Deben llevarse a cabo nuevos estudios relacionando la aptitud de la especie en el contexto del cambio climático.
Modelling the spatial dependence of the rainfall erosivity index in the Brazilian semiarid region
(Pesquisa Agropecuária Brasileira, 2017-06) Pereira, Donizete dos Reis; Almeida, André Quintão de; Souza, Rodolfo Marcondes Silva; Loureiro, Diego Campana; Cruz, Marcus Aurélio Soares; Vieira, Jodnes Sobreira
The objective of this work was to model the spatial dependence and to map the rainfall erosivity index (EI30) in the semiarid region of Brazil. Registers of monthly erosivity from 210 rainfall stations were used, with daily time series equal to or greater than 15 years. Based on the values of the EI30, a spatial dependence model was made by adjusting the semivariogram. From the semivariogram models, erosivity isoline maps were generated with a kriging interpolator. According to the historical data series, the maximum monthly average value of the EI30 was observed in March, and the annual value ranged from 1,439 to 5,864 MJ mm ha-1 per year, classified as low and moderate, respectively. The highest EI30 values were obtained in the northern and southern extremes of the semiarid region. Average spatial dependence was observed for rainfall erosivity, in most months, especially with the spherical semivariogram model. The range of erosivity varied from 62 to 1,508 km for the monthly EI30 and was of approximately 1,046 km for the annual one. The applied model, with the validation of the semivariograms using the jackknife test, allows the spatialization of the EI30 for the semiarid region of Brazil.