RESUMO A adoção de sistemas de plantios mistos (espécies exóticas e nativas) é viável e representa uma importante alternativa no contexto da restauração florestal e paisagística. Este estudo avaliou se o cultivo de Eucalyptus está associado a mudanças na cobertura florestal nativa e conectividade de fragmentos na região de 1987 a 2017. A região de estudo (Mata Atlântica do Sudeste) vem passando por um processo de transição florestal. Com base em imagens de satélite, mapas de uso e cobertura da terra e uma comparação pareada, verificamos que a dinâmica em uma cobertura da terra não estava necessariamente associada à outra. A partir de 2007 verificamos um aumento da cobertura de Eucalyptus, possivelmente relacionado às regras do Novo Código Florestal, que permite o uso de plantios de espécies exóticas para recomposição da vegetação, não ultrapassando 50% da área total, e aumento da cobertura vegetal nativa, destacando o importante papel de várias ações de restauração que ocorrem na região e algumas regulamentações nacionais. Além disso, remanescentes florestais foram maiores e menos complexos com a presença de Eucalyptus, indicando que essa cobertura do solo é potencialmente benéfica para a conectividade dessa paisagem.

ABSTRACT The adoption of mixed plantation systems (exotic and native species) is viable and represents an important alternative in the context of forest and landscape restoration. This study evaluated whether Eucalyptus cultivation is associated with changes in native forest cover and fragment connectivity in the region from 1987 to 2017. The study region (Southeast Atlantic Forest) has been undergoing a forest transition process. Based on land use/land cover maps obtained from satellite images and a pair-wise comparison, it was detected that the dynamics in one land cover were not necessarily associated with the other one. It was verified an increase in Eucalyptus cover since 2007, possibly related to the New Forest Code that allows the use of exotic species in reforestation, provided it does not exceed 50% of the total area. An increase in the native vegetation cover was also observed, highlighting the importance of restoration actions and national regulations. In addition, forest patches were larger and less complex with Eucalyptus presence, indicating that this land cover is potentially beneficial for the landscape connectivity.

Resumo Objetivo: Nesta pesquisa, foi investigada a variabilidade espectral do coeficiente de absorção específico do fitoplâncton, a*φ, medido em um reservatório meso-a-hipertrófico tropical, com o objetivo de encontrar feições espectrais associadas à clorofila-a (chla) e pigmentos acessórios de diferentes espécies de fitoplâncton. Métodos Para realizar este trabalho, dois levantamentos de campo foram realizados em diferentes estações a fim de registrar a alta variação bio-ótica. O coeficiente de absorção do fitoplâncton, aφ, e a concentração de chla foram medidos em laboratório para estimar a*φ. Resultados O resultado indicou uma alta variação de comunidades de fitoplâncton tanto sazonalmente quanto espacialmente. As feições de absorção da chla estavam bem acentuadas em 440 nm e 675 nm. Conclusões Todas as curvas de a*φ exibiram um pico de absorção ao redor de 630 nm, associado ao pigmento ficocianina presente em cianobactérias. Alguns espectros apresentaram picos em torno de 460 nm, que está relacionado à presença de clorofila-b e clorofila-c (chlb e chlc, respectivamente), encontrados em algumas espécies de fitoplâncton. Por sua vez, as feições de absorção por carotenóides, por volta de 490 nm, também foram identificadas, entretanto, estavam bem definidas apenas em curvas adquiridas no outono. Essas feições espectrais são encontradas em grupos de fitoplânctons já identificados na área de estudo, como Chlorophyceae, Bacillariophyceae, Cyanophyceae, Conjugatophyceae, Chrysophyceae, entre outros. Espera-se que os resultados obtidos nesse estudo possam ser úteis em estudos sobre sensoriamento remoto de águas interiores e eutrofização de reservatórios.

Abstract Aim: In this research, we investigated the spectral variability of the specific phytoplankton absorption coefficient, a*φ, measured in a tropical meso-to-hypertrophic reservoir, aiming to find spectral features associated with the chlorophyll-a (chla) and other accessory pigments present in different phytoplankton species. Methods To accomplish this research, two fieldworks were carried out in different seasons in order to report a high bio-optical variation. Phytoplankton absorption coefficient, aφ, and chla concentration were measured in laboratory to estimate a*φ. Results The outcomes have indicated that there is a remarkable phytoplankton community dynamic as spatially as seasonally. Chla absorption features were well-defined at 440 nm and 675 nm. Conclusions All the a*φ spectra exhibited the absorption peak around 630 nm associated with phycocyanin pigment present in cyanobacteria. Some spectra have shown a peak at about 460 nm, which is related to chlorophyll b and chlorophyll c (chlb and chlc, respectively) found in different phytoplankton species. In turn, absorption features of carotenoids around 490 nm also were identified, however, well defined just in curves measured in austral autumn. Such spectral features are found in phytoplankton groups already identified in the study area such as Chlorophyceae, Bacillariophyceae, Cyanophyceae, Conjugatophyceae, Chrysophyceae, among others. We expect that the results are useful in researches about remote sensing of phytoplankton and eutrophication in reservoirs.

O desenvolvimento tecnológico tem impulsionado a utilização de sensores para a realização de coletas automatizadas e periódicas de dados, como aqueles empregados no Sistema Integrado de Monitoramento Ambiental (SIMA), cujo conjunto de dados é utilizado neste trabalho. Apesar da automatização do processo de aquisição de dados, estes podem apresentar falhas decorrentes de problemas na coleta, na transmissão ou no armazenamento dos dados. A existência de grande quantidade de dados temporais multivariados e a possibilidade de falhas são indicativos da necessidade de utilização de recursos computacionais para apoiar o processo de análise. Neste trabalho são utilizadas técnicas de análise visual para a extração de características do conjunto de dados, as quais, posteriormente, podem impactar a qualidade da análise dos fenômenos associados. Os resultados obtidos demonstram os benefícios da utilização de representações visuais e interativas para a exploração do conjunto de dados, as quais facilitam a percepção de informações acerca de: disponibilidade dos dados; funcionamento dos sensores; e evidências de padrões de falhas.

The technological advances has boosted automated and periodic data collections using sensors, such as those performed in Integrated Environmental Monitoring System (SIMA), which dataset is used in this work. Despite of the automation degree, there are some flaws in the dataset caused by problems in the collection, transmission or data storage. Due to the existence of large multivariate temporal data and the possibility of failure, interactive visual representations of the data can improve the study and characterization of the dataset. In this work, Visual Analytics techniques were applied to obtain some characteristics from the environmental dataset, which subsequently can impact the quality of analysis of the associated phenomena. The results showed the benefits of using visual and interactive representations for dataset analysis, which facilitates the information extraction about dataset characteristics, such as data availability, sensors operation characteristics, and evidences of a failure pattern

A eutrofização em sistemas aquáticos possui como uma de suas consequências as florações de algas, entre elas as algas com a capacidade de produzir toxinas. Dentre elas, algumas espécies de cianobactérias, também conhecidas como algas azul-esverdeadas, se destacam devido ao seu poder de adaptação na coluna da água. Dessa forma, a distribuição horizontal de suas florações é essencial, não apenas para o meio ambiente, mas também para a saúde pública. A utilização do sensoriamento remoto para o mapeamento dessas florações tem sido explorada por meio da modelagem bio-óptica da ficocianina, um pigmento único das cianobactérias de águas interiores. Entretanto, o baixo número de sensores com a banda espectral da absorção da ficociana dificulta o desenvolvimento de modelos semi-analíticos. O trabalho avaliou a utilização de um modelo empírico para a identificação qualitativa de florações de cianobactérias utilizando os sensores TM e ETM+ a bordo dos satélites Landsat 5 e 7. Cinco imagens foram adquiridas para a aplicação do modelo. Além das imagens foram utilizados dados coletados no reservatório de Guarapiranga, na região metropolitana de São Paulo, da contagem de cianobactéria (cel/mL), que foi utilizada como indicador de biomassa de cianobactéria. A análise dos valores do modelo sem a utilização dos fatores de calibração proposta para um lago temperado teve uma média correlação (R²=0.81, p=0.036) já com a utilização dos mesmos fatores de calibração houve uma alta correlação com os valores da contagem de cianobactérias (R²=0.96, p=0.003). O modelo empírico analisado mostrou-se capaz de ser utilizado como uma importante ferramenta para os tomadores de decisão, uma vez que fornece uma informação da distribuição horizontal das florações, que não pode ser obtida por meio das técnicas tradicionais de monitoramento.

Algae bloom is one of the major consequences of the eutrophication of aquatic systems, including algae capable of producing toxic substances. Among these are several species of cyanobacteria, also known as blue-green algae, that have the capacity to adapt themselves to changes in the water column. Thus, the horizontal distribution of cyanobacteria harmful algae blooms (CHABs) is essential, not only to the environment, but also for public health. The use of remote sensing techniques for mapping CHABs has been explored by means of bio-optical modeling of phycocyanin (PC), a unique inland waters cyanobacteria pigment. However, due to the small number of sensors with a spectral band of the PC absorption feature, it is difficult to develop semi-analytical models. This study evaluated the use of an empirical model to identify CHABs using TM and ETM+ sensors aboard Landsat 5 and 7 satellites. Five images were acquired for applying the model. Besides the images, data was also collected in the Guarapiranga Reservoir, in São Paulo Metropolitan Region, regarding the cyanobacteria cell count (cells/mL), which was used as an indicator of CHABs biomass. When model values were analyzed excluding calibration factors for temperate lakes, they showed a medium correlation (R²=0.81, p=0.036), while when the factors were included the model showed a high correlation (R²=0.96, p=0.003) to the cyanobacteria cell count. The empirical model analyzed proved useful as an important tool for policy makers, since it provided information regarding the horizontal distribution of CHABs which could not be acquired from traditional monitoring techniques.

OBJETIVO: A temperatura da água possui uma importante função ecológica e no controle de processos biogeoquímicos em um corpo d'água. O monitoramento convencional da qualidade da água geralmente é dispendioso e que consome muito tempo. Este é um problema particularmente interessante quando se esta estudando grandes áreas. Entretanto, ferramentas como o sensoriamento remoto pode ser considerado adequado no estudo destas áreas. O objetivo deste estudo foi analisar séries temporais de temperatura da água e dos fluxos de calor para melhorar o entendimento de suas variações temporais em reservatório hidrelétricos. MÉTODO: Neste trabalho, dados do sensor MODIS/Terra de temperatura da superfície da água (TSA) nível 2, 1 km de resolução nominal (MOD11L2, versão 5) foram utilizados. Todas as imagens, livres de nuvem, do MODIS/Terra de 2003 a 2008 foram utilizadas, resultando em 786 imagens tomadas durante o dia e 473 durante a noite. As séries temporais de temperatura da superfície da água foram obtidas por meio de médias mensais e janelas de 3×3 pixels em três áreas distintas do reservatório: 1) próximo a barragem, 2) região central do reservatório e 3) na confluência dos rios. Dados meteorológicos foram utilizados para a estimativa do balanço de calor no reservatório para os anos de 2003 a 2008. Uma análise de correlação entre as séries temporais de temperatura da água estimadas durante o dia e noite com os fluxos de calor. Os fluxos mais bem correlacionados foram verificados quanto sua ciclicidade com a variação de temperatura, por meio do uso do algoritmo de wavelet cruzada, coerência e fase. RESULTADOS: A média mensal de TSA diurna mostrou uma maior variabilidade se comparada com a série temporal de TSA noturna. Além disto, apresentam um ciclo sazonal bem marcado, passando por um mínimo durante os meses de Junho e Julho e um máximo nos meses de Dezembro e Janeiro. Para analisar este padrão, uma análise de Fourier e de Wavelet foi realizada. As séries temporais de TSA diurnas mostraram variabilidades cíclicas em 4,5, 6, 12 e 36 meses e para as noturnas em 2, 3, 6 e 12. A análise de correlação mostrou que os fluxos de calor correlacionados com a TSA diurna explicam 89% (RMS = 0.89 °C, p < 0.0013) e noturna 94% (RMS = 0.53 °C, p < 0.0002). CONCLUSÃO: A série temporal de TSA diurna e a radiação de onda curta apresentam picos de variabilidade centradas em 6 meses (com certo atraso de variabilidade por parte da radiação de onda curta) e 12 meses (com variabilidade avançada por parte da radiação de onda curta). Para a série temporal de TSA noturna, existe concordância com a radiação de onda longa nos períodos de 1, 3, 6 e 12 meses.

AIM: Water temperature plays an important role in ecological functioning and in controlling the biogeochemical processes of the aquatic system. Conventional water quality monitoring is expensive and time consuming. It is particularly challenging for large water bodies. Conversely, remote sensing can be considered a powerful tool to assess important properties of aquatic systems because it provides synoptic and frequent data acquisition over large areas. The objective of this study was to analyze time series of surface water temperature and heat flux to advance the understanding of temporal variations in a hydroelectric reservoir. METHOD: MODIS water-surface temperature (WST) level 2, 1 km nominal resolution data (MOD11L2, version 5) were used. All available clear-sky MODIS/Terra images from 2003 to 2008 were used, resulting in a total of 786 daytime and 473 nighttime images. Time series of surface water temperature was obtained computing the monthly mean in a 3×3 window of three reservoir selected sites: 1) near the dam, 2) at the centre of the reservoir and 3) in the confluence of the rivers. In-situ meteorological data from 2003 to 2008 were used to calculate surface energy budget time series. Cross-wavelet, coherence and phase analysis were carried out to compute the correlation between daytime and nighttime surface water temperatures and the computed heat fluxes. RESULTS: The monthly mean of the day-time WST shows lager variability than the night-time WST. All time series (daytime and nighttime) have a cyclical pattern, passing for a minimum (June - July) and a maximum (December and January). Fourier and the Wavelet Analysis were applied to analyze this cyclical pattern. The daytime time series, presents peaks in 4.5, 6 12 and 36 months and the nighttime WST shows the highest spectral density at 12, 6, 3 and 2 months. The multiple regression analysis shows that for daytime WST, the heat flux terms explain 89% of the annual variation (RMS = 0.89 °C, p < 0.0013). For nighttime, the heat flux terms explain 94% (RMS = 0.53 °C, p < 0.0002). CONCLUSION: The daytime WST and shortwave radiation presents a good agreement for periods of 6 (with shortwave retarded) and 12 months (with shortwave advanced); For nighttime WST and longwave the good agreement is present for 1, 3, 6 and 12 months, all with longwave advanced in relation to WST.