Bottlenecks in the migration routes of Amazonian manatees and the threat of hydroelectric dams / Gargalos na rota migratória do peixe-boi amazônico e a ameaça das barragens hidrelétricas

In a particular region within western Amazonia, Amazonian manatees (Trichechus inunguis) live in a floodplain environment that becomes inhospitable for them during the annual low-water season. To flee from it, they undergo a dangerous migration to a refuge while water levels are dropping fast. Our aim was to better understand the role of depth variation in this migratory process. We analyzed the sole tracking data on wild manatees (n=10 males), 30 years of Landsat images, a 14-year hydrograph and a 3-D bathymetric model. Migratory routes contained shallower segments, here called 'migratory bottlenecks', which dried out at the end of most lowering-water seasons, blocking the passage to the refuge. Manatees began migrating just in time to traverse the bottlenecks furthest away, suggesting they fine-tuned their departure so as to maximize time within the foraging home range without compromising safety. They apparently achieved this by estimating depth at the bottlenecks. Moreover, a bottleneck was created in >15 years, illustrating the environment's dynamism and the challenge this imposes upon manatees. Our results are probably generalizable to most of the species' range. We contend manatees possess an updatable cognitive map of their environment and are behaviorally plastic. Current dam-building plans, if implemented, would create more bottlenecks and make flooding less predictable, increasing manatee mortality from unsuccessful migrations. It would also partition the species into small populations, each prone to short-term extinction. The natural outcome would be the second species-level collapse. Economic growth should not come at the expense of the extinction of the iconic manatee.

Em uma região particular da Amazônia ocidental, peixes-boi amazônicos (Trichechus inunguis) vivem em um ambiente que se torna inóspito para eles durante a água-baixa anual. Para fugir dele, realizam uma migração perigosa para o refúgio enquanto o nível da água desce rapidamente. Nosso objetivo foi compreender melhor o papel da variação da profundidade neste processo migratório. Analisamos os únicos dados de rastreamento de peixes-boi selvagens (n=10 machos), 30 anos de imagens Landsat, 14 anos de hidrógrafa e um modelo batimétrico 3-D. As rotas migratórias possuíam trechos mais rasos, denominados gargalos migratórios, que secaram no final da maioria das vazantes, bloqueando o acesso ao refúgio. Os peixes-boi começaram a migração em tempo justo para atravessar os gargalos mais distantes, sugerindo que a sintonizaram para maximizar o período se alimentando sem comprometer a segurança. Para tal, parecem ter estimado a profundidade nos gargalos. Adicionalmente, um gargalo foi criado em 15 anos, ilustrando o dinamismo do ambiente e o desafio que isto impõe aos peixes-boi. Esses resultados provavelmente valem para boa parte da área de distribuição da espécie. Argumentamos que peixes-boi possuem um mapa cognitivo atualizável do ambiente e são comportamentalmente plásticos. Os planos de construção de barragens hidrelétricas, se concretizados, criariam mais gargalos e regimes de inundação menos previsíveis, dificultando a migração e consequentemente aumentando a mortalidade de peixes-boi. Também particionariam a espécie em populações pequenas, vulneráveis à extinção no curto-prazo. O desfecho seria o segundo colapso da espécie. O crescimento econômico não deve vir às custas da extinção do icônico peixe-boi.

Bottlenecks in the migration routes of Amazonian manatees and the threat of hydroelectric dams

Em uma região particular da Amazônia ocidental, peixes-boi amazônicos (Trichechus inunguis) vivem em um ambiente que se torna inóspito para eles durante a água-baixa anual. Para fugir dele, realizam uma migração perigosa para o refúgio enquanto o nível da água desce rapidamente. Nosso objetivo foi compreender melhor o papel da variação da profundidade neste processo migratório. Analisamos os únicos dados de rastreamento de peixes-boi selvagens (n=10 machos), 30 anos de imagens Landsat, 14 anos de hidrógrafa e um modelo batimétrico 3-D. As rotas migratórias possuíam trechos mais rasos, denominados gargalos migratórios, que secaram no final da maioria das vazantes, bloqueando o acesso ao refúgio. Os peixes-boi começaram a migração em tempo justo para atravessar os gargalos mais distantes, sugerindo que a sintonizaram para maximizar o período se alimentando sem comprometer a segurança. Para tal, parecem ter estimado a profundidade nos gargalos. Adicionalmente, um gargalo foi criado em <15 anos, ilustrando o dinamismo do ambiente e o desafio que isto impõe aos peixes-boi. Esses resultados provavelmente valem para boa parte da área de distribuição da espécie. Argumentamos que peixes-boi possuem um mapa cognitivo atualizável do ambiente e são comportamentalmente plásticos. Os planos de construção de barragens hidrelétricas, se concretizados, criariam mais gargalos e regimes de inundação menos previsíveis, dificultando a migração e consequentemente aumentando a mortalidade de peixes-boi. Também particionariam a espécie em populações pequenas, vulneráveis à extinção no curto-prazo. O desfecho seria o segundo colapso da espécie. O crescimento econômico não deve vir às custas da extinção do icônico peixe-boi. (AU)

Reconstructing historical forest cover change in the Lower Amazon floodplains using the LandTrendr algorithm / Reconstrução histórica de mudanças na cobertura florestal em várzeas do Baixo Amazonas utilizando o algoritmo LandTrendr

The Amazon várzeas are an important component of the Amazon biome, but anthropic and climatic impacts have been leading to forest loss and interruption of essential ecosystem functions and services. The objectives of this study were to evaluate the capability of the Landsat-based Detection of Trends in Disturbance and Recovery (LandTrendr) algorithm to characterize changes in várzea forest cover in the Lower Amazon, and to analyze the potential of spectral and temporal attributes to classify forest loss as either natural or anthropogenic. We used a time series of 37 Landsat TM and ETM+ images acquired between 1984 and 2009. We used the LandTrendr algorithm to detect forest cover change and the attributes of "start year", "magnitude", and "duration" of the changes, as well as "NDVI at the end of series". Detection was restricted to areas identified as having forest cover at the start and/or end of the time series. We used the Support Vector Machine (SVM) algorithm to classify the extracted attributes, differentiating between anthropogenic and natural forest loss. Detection reliability was consistently high for change events along the Amazon River channel, but variable for changes within the floodplain. Spectral-temporal trajectories faithfully represented the nature of changes in floodplain forest cover, corroborating field observations. We estimated anthropogenic forest losses to be larger (1.071 ha) than natural losses (884 ha), with a global classification accuracy of 94%. We conclude that the LandTrendr algorithm is a reliable tool for studies of forest dynamics throughout the floodplain.

As várzeas amazônicas são um importante componente do bioma Amazônico, mas impactos antrópicos e climáticos têm levado à perda florestal e à interrupção de processos e serviços ecossistêmicos. O presente estudo teve como objetivos avaliar a aplicabilidade do algoritmo Landsat-based Detection of Trends in Disturbance and Recovery (LandTrendr) na detecção de mudanças na cobertura florestal de várzea no Baixo Amazonas, e analisar o potencial de atributos espectrais e temporais na classificação das perdas florestais em antrópicas ou naturais. Utilizamos uma série temporal de 37 imagens Landsat TM e ETM+, adquiridas entre 1984 e 2009. Aplicamos o algoritmo LandTrendr para detectar mudanças na cobertura florestal e extrair os atributos de "duração", "magnitude" e "ano de início" das mudanças, além de "NDVI ao final da série". A detecção se restringiu a áreas identificadas como cobertura florestal no início e/ou final da série. Os atributos derivados da série temporal foram classificados pelo algoritmo Support Vector Machine (SVM), diferenciando as perdas florestais antrópicas e naturais. A confiabilidade da detecção dos eventos de mudança foi consistentemente alta ao longo do rio Amazonas, e mais variável no interior da várzea. As trajetórias espectrais-temporais representaram fielmente os eventos de mudança na cobertura florestal, com base em averiguações em campo. A perda da cobertura florestal por causas antrópicas foi maior (1.071 ha) do que por causas naturais (884 ha), com exatidão global de classificação de 94%. Concluímos que o algoritmo LandTrendr é uma ferramenta confiável para aplicação em estudos de dinâmica da cobertura florestal de várzea.

Uso do sensoriamento remoto para estudar a influência de alteracões ambientais na distribuicão da malária na Amazônia brasileira / Use of remote sensing to study the influence of environmental changes on malaria distribution in the Brazilian Amazon

A construcão da hidroelétrica de Tucuruí, no sudeste do Estado do Pará, Brasil, em 1981, impôs grandes mudancas ambientais, desmatamentos e migracão para a região. O objetivo deste trabalho é verificar a influência destas mudancas na ocorrência da malária no Município de Jacundá, Pará, Brasil, utilizando-se técnicas de sensoriamento remoto e sistemas de informacões geográficas. Os parâmetros utilizados para a construcão dos mapas foram: distância das estradas, classe agrossilvopastoril, distância de colecões hídricas (rios, igarapés e do reservatório) e da área urbana do município. Neste estudo, verificou-se o caráter epidêmico da malária a partir da construcão da barragem de Tucuruí. Sugere-se que o padrão sazonal da incidência está relacionado com o período de maior estabilidade das margens do reservatório e ocorrência de áreas alagadas, além de maior exposicão de trabalhadores na época de colheita na região. Foi observado que a distribuicão dos casos está relacionada com as formas de uso e ocupacão da terra, principalmente em áreas de maior influência das estradas, locais onde se concentra grande parte da populacão.

Localização de áreas de monitoramento telemétrico em ambientes aquáticos da Amazônia / Location of telemetric monitoring sites in Amazon floodplain lakes

O presente trabalho demonstra a aplicabilidade de imagens de sensoriamento remoto e de métodos de processamento de imagens digitais para definição de locais adequados à instalação de sistemas telemétricos de monitoramento de variáveis ambientais em sistemas aquáticos, localizados em regiões de difícil acesso. A técnica consiste essencialmente da aplicação de operações Booleanas entre mapas da pluma do Rio Amazonas e de zonas inundadas do Lago de Curuai em diferentes etapas do ciclo hidrológico. A localização exata para o sistema de monitoramento telemétrico será vital para o desenvolvimento de modelos de troca de gases traço entre a planície de inundação Amazônica e a atmosfera.

The present work illustrates the application of remote sensing and image processing methods to define appropriate sites for installing buoy moored telemetric systems at the surface of Amazon floodplain lakes for long-term limnologic-micrometeorologic monitoring. The technique consists essentially of Boolean operations over Amazon plume maps and historic inundation of the Curuai Lake at distinct stages of the hydrologic cycle. The precise location for the long-term monitoring is vital to the development of models concerning air-water trace gas exchange in the Amazon floodplains.

Técnicas avançadas de sensoriamento remoto aplicadas ao estudo de mudanças climáticas e ao funcionamento dos ecossistemas amazônicos / Advanced remote sensing techniques for global changes and Amazon ecosystem functioning studies

Este artigo se propõe a apresentar exemplos de questões científicas que puderam ser respondidas no contexto do Projeto LBA (Large Sale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia) graças à contribuição de informações derivadas de sensoriamento remoto. Os métodos de sensoriamento remoto permitem integrar informações sobre os vários processos físicos e biológicos em diferentes escalas de tempo e espaço. Nesse artigo, são enfatizados aqueles avanços de conhecimento que jamais seriam alcançados sem a concorrência da informação derivada de sensoriamento.

Mapeamento do uso e cobertura da terra a partir da segmentação e classificação de imagens-fração solo, sombra e vegetação derivadas do modelo linear de mistura aplicado a dados do sensor TM/Landsat5, na região do reservatório de Tucuruí - PA / Mapping land use cover using segmentation and classification of fraction images, soil, shade and vegetation, derived from a linear mixing model applied to Landsat-5 TM data, Tucuruí reservoir region - Pará

Técnicas de sensoriamento remoto são fundamentais para o monitoramento das mudanças de uso da terra, principalmente em áreas extensas como a Amazônia. O mapeamento de uso da terra, geralmente é realizado por métodos de classificação manual ou digital pixel a pixel, os quais consomem muito tempo. Este estudo aborda a aplicação do modelo linear de mistura em uma imagem Landsat-TM segmentada para o mapeamento das classes de uso da terra na região do reservatório de Tucuruí-PA para os anos de 1996 e 2001.