Apresentação feita para a aula de Interação Solo-Planta-Atmosfera no PPGCA - UFPA

1. Interação solo-planta-atmosfera
PPGCA0003
Luis Sadeck (PPGCA)

2. Radiação Eletromagnética vs. Vegetação
Fotossíntese
Absorção na região do Visivel (0,40 a 0,72 µm)
De todos os órgãos de uma planta, as folhas viabilizam a interação
Mas o que mais seria relevante saber quando se considera
a aplicação de técnicas de sensoriamento remoto no
estudo da vegetação?
Escala de trabalho:
De parte de uma planta;
De uma planta;
De um conjunto de plantas.
A escala exigirá conhecimento da vegetação e dos instrumentos para análise.

3. A folha em si pode ser considerada como um meio pelo qual a REM fluindo
pela estrutura foliar influencia no processo de interação.

4. A radiação solar que atinge a planta, interage com ela e resulta 3 frações:
Uma parte da radiação 50% é absolvida pelos pigmentos contidos na folha
e participa da fotossíntese e outros processos. Outra parte é refletida pelas
folhas e finalmente a terceira parte é transmitida através das camadas de
folhas que compõem a copa.

5. Das 3 componentes resultantes a mais importante do ponto de vista
fisiológico e biogeoquímico é a absorção. Porém, para o sensoriamento
remoto orbital e suborbital, medir essa radiação é muito difícil. Sendo
assim, a energia refletida é a mais utilizada nos estudos.

6. Visível: Pigmentos dominam a reflectância. Esses geralmente encontrados
no cloroplasto são: clorofila 65%, carotenos 6% e Xantofilas 29%
Infravermelho Próximo: Considerável espalhamento interno de radiação na
folha. Quanto mais lacunosa for a estrutura foliar maior será seu
espalhamento e maiores serão os valores de reflectância. Fatores externos
à folha, como disponibilidade de água, podem causar alterações na relação
água-ar no mesófilo podendo alterar a reflectância.

7. Teor de Água na Folha a reflectância
Infravermelho Médio: A absorção devido à água liquida afeta
das folhas nessa região, pois a saída de água acarreta outros fenômenos
químicos e físicos na folha.
Quimicamente: Diminuição de água acarretará degradação de proteínas e
de pigmentos fotossintetizantes, tornando a folha menos apta a absorver
no visível.
No infravermelho próximo vários fatores podem ser observados, biomassa,
arranjo das células, teor de umidade

8. Reflectância da vegetação no Infravermelho Médio e disponibilidade de
água.

9. Outros fatores que são observados são:
Influencia do tempo
Fungos
Em 6 horas foi percebido a
diminuição da reflectância
no visível e em 23 h para
aquelas que foram mantidas
à temperatura ambiente e
no escuro. Na região do
Infravermelho
diferenças
significativas foram vistas
após 3 h para as em
temperatura ambiente.
Exibem reflectância maior
que folhas sadias no visível,
isso pode ser explicado pela
perda de clorofila e menor
no IV que pode ser atribuído
à invasão dos fungos nos
espaços
intraceluláres,
compactando a estrutura
interna.
Nutrientes
Ligados diretamente ao solo.
Se falta nutrientes os que
estão alocados em folhas
velhas vão para as folhas
novas.
Mg e N são os principais
formadores de moléculas de
clorofila.

10. Dossel seria tudo aquilo que compõe a parte aérea de uma comunidade de
plantas e que, portanto, está envolvido diretamente com as interações da
energia solar (ASSUNÇÃO, 1989)
Dossel heterogêneo
Dossel homogêneo

11. Considerando que no dossel não existe apenas uma camada de folhas a
interação se torna mais complexa.
100%
50%
12,5%
Folha 1
25%
50%
Folha 2
25%
12,5%

12. Na região do visível a reflectância diminui com o aumento de camadas de
folhas.
Na região do Infravermelho próximo a reflectância aumenta com o
aumento do número de camadas.
No Infravermelho médio o processo se dá muito parecido com a região do
visível.
Obs: em um dossel real trabalha-se com o Índice de Área Foliar (IAF).
IAF =
Área de Folha (cm)
Área no terreno (cm)

13. Quanto maior o IAF de um dossel, espera-se que a sua reflectância seja
menor no visível e maior no infravermelho próximo. No entanto existe um
ponto de saturação onde o IAF não altera mais os valores de reflectância.
Arquitetura de dossel: caracterizado pela orientação angular das folhas,
que pode ser descrito por uma função de densidade de distribuição.
f (θ1, ψ1)
Onde θ1 e ψ1 são a inclinação e o azimute da folha respectivamente.
Distribuição Angular de Folhas (DAF)

14. Distribuição Angular de Folhas (DAF) – Classificação de dossel
Planófila: Ângulo de inclinação menores que 30°
Erectófila: Ângulo de inclinação maior que 60°
Plagiófila: Ângulo de inclinação entre 30° e 60°
Extremófila: Ângulo de inclinação menores que 30° só que para baixo
Uniforme: Ângulos de inclinação próximos de 45°
Esférica: Diferentes ângulos de inclinação

15. Distribuição Angular de Folhas (DAF) – define o Hot Spot
Observador B
Reflexão Especular
Hot Spot
Observador A
D
V
Folha 2
Bem Iluminada
V
D
Folha 1
Mal iluminada

16. Procuram estabelecer uma lógica entre os parâmetros biofísicos da
vegetação, geometria de copa e as suas propriedades espectrais.
Modelo Geométrico: O dossel é comparado a uma forma geométrica
conhecida (cilindro, cone, esfera e etc) e as propriedades ópticas
(reflectância, absortância e tranmitância) pré-estabelecidos.
Modelo de Meio-túrbido: O dossel é tratado como um meio horizontal
uniforme no qual a trajetória da radiação incidente depende somente da
sua espessura e não da sua extensão.
Modelo Híbridos: O arranjo e a orientação dos elementos da vegetação são
simulados em PC, então e determinado um feixe de radiação para saber se
atinge alguma área da planta e é analisado o seu espalhamento quase que
fóton a fóton.