Analysis of the landscape complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland / Análise da complexidade e heterogeneidade da paisagem do Pantanal

Abstract This is the first report on analysis of habitat complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland. The Pantanal encompasses a peculiar mosaic of environments, being important to evaluate and monitor this area concerning conservation of biodiversity. Our objective was to indirectly measure the habitat complexity and heterogeneity of the mosaic forming the sub-regions of the Pantanal, by means of remote sensing. We obtained free images of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from the sensor MODIS and calculated the mean value (complexity) and standard deviation (heterogeneity) for each sub-region in the years 2000, 2008 and 2015. The sub-regions of Poconé, Canoeira, Paraguai and Aquidauana presented the highest values of complexity (mean NDVI), between 0.69 and 0.64 in the evaluated years. The highest horizontal heterogeneity (NDVI standard deviation) was observed in the sub-region of Tuiuiú, with values of 0.19 in the years 2000 and 2015, and 0.21 in the year 2008. We concluded that the use of NDVI to estimate landscape parameters is an efficient tool for assessment and monitoring of the complexity and heterogeneity of the Pantanal habitats, applicable in other regions.

Resumo Este é o primeiro trabalho sobre análise da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal. O Pantanal é constituído por um mosaico de ambientes com características peculiares, sendo importante a avaliação e o monitoramento dessa área voltado para a conservação da biodiversidade. O objetivo do estudo é mensurar de forma indireta a complexidade e a heterogeneidade do mosaico de habitats os quais formam as sub-regiões do Pantanal, por meio do sensoriamento remoto. Foram obtidas, gratuitamente, imagens de índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) do sensor MODIS e calculado o valor de média (complexidade) e desvio padrão (heterogeneidade) para cada sub-região do Pantanal, para os anos de 2000, 2008 e 2015. Os pantanais de Poconé, Canoeira, Paraguai e Aquidauana são as regiões que apresentaram os maiores valores de complexidade (NDVI médio), variando entre 0.69 a 0.64 para os anos avaliados. Maior heterogeneidade (NDVI desvio padrão) foi observada na sub-região pantaneira do Tuiuiú, sendo o valor para os anos de 2000 e 2015 igual a 0.19 e para o ano de 2008 o valor de 0.21, o que implica que a região tem a maior heterogeneidade horizontal quando comparada com as demais sub-regiões. Constata-se que o uso de NDVI na estimativa de parâmetros da paisagem é uma ferramenta eficiente para o reconhecimento e monitoramento da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal, replicável em outras regiões.

Analysis of the landscape complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland

Abstract This is the first report on analysis of habitat complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland. The Pantanal encompasses a peculiar mosaic of environments, being important to evaluate and monitor this area concerning conservation of biodiversity. Our objective was to indirectly measure the habitat complexity and heterogeneity of the mosaic forming the sub-regions of the Pantanal, by means of remote sensing. We obtained free images of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from the sensor MODIS and calculated the mean value (complexity) and standard deviation (heterogeneity) for each sub-region in the years 2000, 2008 and 2015. The sub-regions of Poconé, Canoeira, Paraguai and Aquidauana presented the highest values of complexity (mean NDVI), between 0.69 and 0.64 in the evaluated years. The highest horizontal heterogeneity (NDVI standard deviation) was observed in the sub-region of Tuiuiú, with values of 0.19 in the years 2000 and 2015, and 0.21 in the year 2008. We concluded that the use of NDVI to estimate landscape parameters is an efficient tool for assessment and monitoring of the complexity and heterogeneity of the Pantanal habitats, applicable in other regions.

Resumo Este é o primeiro trabalho sobre análise da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal. O Pantanal é constituído por um mosaico de ambientes com características peculiares, sendo importante a avaliação e o monitoramento dessa área voltado para a conservação da biodiversidade. O objetivo do estudo é mensurar de forma indireta a complexidade e a heterogeneidade do mosaico de habitats os quais formam as sub-regiões do Pantanal, por meio do sensoriamento remoto. Foram obtidas, gratuitamente, imagens de índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) do sensor MODIS e calculado o valor de média (complexidade) e desvio padrão (heterogeneidade) para cada sub-região do Pantanal, para os anos de 2000, 2008 e 2015. Os pantanais de Poconé, Canoeira, Paraguai e Aquidauana são as regiões que apresentaram os maiores valores de complexidade (NDVI médio), variando entre 0.69 a 0.64 para os anos avaliados. Maior heterogeneidade (NDVI desvio padrão) foi observada na sub-região pantaneira do Tuiuiú, sendo o valor para os anos de 2000 e 2015 igual a 0.19 e para o ano de 2008 o valor de 0.21, o que implica que a região tem a maior heterogeneidade horizontal quando comparada com as demais sub-regiões. Constata-se que o uso de NDVI na estimativa de parâmetros da paisagem é uma ferramenta eficiente para o reconhecimento e monitoramento da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal, replicável em outras regiões.

Influência das condições do habitat sobre a estrutura de herbáceas aquáticas na região do Lago Catalão, Manaus, AM / Influence of the habitat conditions on the structure of aquatic herbaceous in the Catalão Lake region, Manaus, AM

In the Amazon, aquatic herbaceous are found in all types of water, but its abundance can be influenced by the limnological conditions of each environment. This study aimed to evaluate the influence of habitat conditions on the structure of aquatic herbaceous in the Catalão Lake region, Manaus, AM. We evaluated seven transects in white water environments (AB), nine in decanted water (AD), and seven in mixed water (AM). In each transect, aquatic herbaceous were identified, relative coverage and frequency of occurrence were measured, and turbidity, conductivity, pH and depth variables were evaluated. Variation in depth indicated that the environments of AD and AM were deeper than AB, yet lower conductivity and more acidic waters were recorded in AM. We recorded 32 taxa of aquatic herbaceous, being the most frequent Paspalum repens, Salvinia auriculata, Pistia stratiotes and Lemna valdiviana. Among the species recorded, 50% were common to all three environments. On the other hand, some species occurred exclusively in AB, in AD or AM environments. In AB, floating forms were more frequent, and this environment had the highest coverage; in AD and AM environments, emerged forms showed higher frequency and coverage. AM had greater richness of aquatic herbaceous compared to other environments. Variations recorded indicate that limnological conditions of white and black water rivers can determine the structure of aquatic herbaceous community, even at small spatial scales.

Na Amazônia, as herbáceas aquáticas são encontradas em todas as tipologias de água, mas sua abundância pode ser influenciada pelas condições limnológicas de cada ambiente. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência das condições do habitat sobre a estrutura de herbáceas aquáticas na região do Lago Catalão, Manaus, AM. Foram avaliadas sete transecções em ambientes de água branca (AB), nove em água decantada (AD) e sete em água mista (AM). Em cada transecção foram identificadas as herbáceas aquáticas, estimada a área de cobertura relativa, calculada a frequência de ocorrência e avaliadas as variáveis turbidez, condutividade elétrica, pH e profundidade. A variação na profundidade indicou que os ambientes de AD e AM eram mais profundos do que AB, já águas mais ácidas e com menor condutividade foram registradas na AM. Foram registrados 32 táxons de herbáceas aquáticas sendo as espécies mais frequentes Paspalum repens, Salvinia auriculata, Pistia stratiotes e Lemna valdiviana. Entre as espécies levantadas, 50% foram comuns aos três ambientes. Por outro lado, algumas espécies ocorreram exclusivamente em ambientes de AB, em AD e em AM. Na AB foram mais frequentes as formas flutuantes, que também apresentaram a maior cobertura neste ambiente; na AD e na AM as emersas apresentaram maior frequência e cobertura. A AM apresentou maior riqueza de herbáceas aquáticas em relação aos demais ambientes. As variações registradas indicam que as condições limnológicas dos rios de água branca e preta podem determinar a estrutura da comunidade de herbáceas aquáticas, mesmo em pequenas escalas espaciais.