Estudo compara dados de satélites e câmeras para monitorar a vegetação em savanas africanas

Por Emerson José

Pesquisa recém-publicada identifica quais tecnologias oferecem resultados mais confiáveis para acompanhar o desenvolvimento e a queda das folhas

Acompanhar quando as plantas começam a produzir folhas, atingem seu período de maior desenvolvimento e iniciam a queda da folhagem é fundamental para compreender o funcionamento dos ecossistemas e suas respostas às condições ambientais e às mudanças climáticas. Esse monitoramento enfrenta dificuldades nas savanas africanas, onde as observações feitas diretamente em campo ainda são limitadas, enquanto os dados obtidos por satélites podem apresentar imprecisões em ambientes com vegetação diversificada e períodos bem definidos de chuva e seca.

O entendimento é do estudo Moderate Resolution Satellites Monitor Vegetation Phenology Accurately in African Savannas: A Comparison with Ground Data from Phenocams (em tradução livre, Satélites de resolução moderada monitoram com precisão a fenologia da vegetação nas savanas africanas: uma comparação com dados terrestres de câmeras fenológicas), publicado na revista científica Remote Sensing, em outubro último. 

O artigo foi elaborado por pesquisadores de várias instituições do Brasil e do mundo, entre elas, o CBioClima (Centro de Pesquisa em Biodiversidade e Mudanças do Clima). Os pesquisadores associados ao Centro Desirée Marques Ramos, Leonor Patricia Cerdeira Morellato (diretora do Centro), Vera De Cauwer, Bruna Alberton e Kyle G. Dexter assinam o artigo. A pesquisa contou com financiamento, entre outros, da FAPESP (Projeto CEPID CBioClima #2021/10639-5, Projeto FAPESP-NERC e PhenoChange 2022/02323-0) e pode ser lido na íntegra em: https://doi.org/10.3390/rs18203545.

Para avaliar a confiabilidade dessas informações, pesquisadores compararam dados de três sistemas de observação por satélite: MODIS, VIIRS e Sentinel-2, com registros de câmeras automatizadas, conhecidas como fenocâmeras. O estudo foi realizado em dez parcelas de vegetação distribuídas por três regiões da África: a Reserva de Caça de Ongava, na Namíbia; o Parque Nacional do Bicuar, em Angola e o distrito de Kilwa, na Tanzânia. As áreas representam diferentes condições de disponibilidade de água e foram monitoradas durante os ciclos de crescimento de 2022 a 2024.

As fenocâmeras registraram imagens da vegetação ao longo do dia, permitindo acompanhar as mudanças na coloração das folhas e identificar as diferentes etapas do ciclo vegetativo. Esses registros foram utilizados como referência para verificar se os indicadores calculados a partir das imagens de satélite conseguiam reproduzir os mesmos padrões e identificar corretamente o início, o pico e o fim da estação de crescimento.

Os resultados mostraram que os três sistemas de satélite conseguiram acompanhar, de maneira geral, as variações da vegetação observadas pelas câmeras. Entretanto, houve diferenças importantes na precisão. Os dados dos satélites MODIS e VIIRS apresentaram melhor desempenho na identificação das datas de transição entre as fases do ciclo vegetativo. O MODIS, especialmente por meio do índice NDVI, foi considerado o conjunto de dados mais preciso no resultado geral da pesquisa.

Já o Sentinel-2, apesar de oferecer imagens com maior detalhamento espacial, apresentou limitações para identificar essas mudanças ao longo do tempo. A frequência menor de observações e a interferência das condições atmosféricas, especialmente em períodos de chuva e maior presença de nuvens, reduziram a disponibilidade de imagens adequadas. Em algumas situações, a ausência de registros comprometeu a identificação das etapas do ciclo das plantas.

Outro resultado importante foi que todos os conjuntos de dados de satélite estimaram períodos de crescimento da vegetação mais longos do que aqueles registrados pelas fenocâmeras. Isso ocorreu porque os satélites identificaram o início da estação de crescimento antes do observado pelas câmeras e o encerramento depois. Essa diferença pode levar a interpretações equivocadas sobre a duração da atividade da vegetação e sua relação com as condições ambientais.

A pesquisa evidencia um desafio importante para os estudos sobre mudanças climáticas e funcionamento dos ecossistemas: embora os satélites permitam acompanhar grandes extensões territoriais por longos períodos, seus resultados precisam ser avaliados considerando as características de cada ambiente, a frequência das observações e as condições atmosféricas. Nas savanas, onde árvores, arbustos e gramíneas apresentam ciclos diferentes e convivem em uma mesma área, essas particularidades podem influenciar a interpretação dos dados.

Os autores destacam que os resultados reforçam a possibilidade de utilizar MODIS e VIIRS para ampliar o monitoramento da fenologia em grandes áreas das savanas africanas. A combinação de observações feitas em campo com informações de satélite também pode permitir que registros detalhados, obtidos em pequenas parcelas, sejam utilizados para compreender padrões em escalas territoriais e temporais mais amplas.

O estudo representa um avanço para o acompanhamento da vegetação e para a compreensão de como os ecossistemas respondem às variações ambientais. Ao mesmo tempo, alerta que diferenças na precisão dos instrumentos podem afetar estimativas sobre produtividade, duração dos ciclos vegetativos e funcionamento dos ambientes naturais. 

Por fim, aprimorar esse monitoramento é importante para identificar tendências de longo prazo, compreender as interações entre vegetação e atmosfera e acompanhar a saúde dos ecossistemas diante das mudanças nas condições climáticas.