Biomass and vegetation index by remote sensing in different caatinga forest areas / Relação entre biomassa e índices de vegetação por sensoriamento remoto em diferentes áreas de florestas de caatinga

Continued unsustainable exploitation of natural resources promotes environmental degradation and threatens the preservation of dry forests around the world. This situation exposes the fragility and the necessity to study landscape transformations. In addition, it is necessary to consider the biomass quantity and to establish strategies to monitor natural and anthropic disturbances. Thus, this research analyzed the relationship between vegetation index and the estimated biomass using allometric equations in different Brazilian caatinga forest areas from satellite images. This procedure is performed by estimating the biomass from 9 dry tropical forest fragments using allometric equations. Area delimitations were obtained from the Embrapa collection of dendrometric data collected in the period between 2011 and 2012. Spectral variables were obtained from the orthorectified images of the RapidEye satellite. The aboveground biomass ranged from 6.88 to 123.82 Mg.ha-1. SAVI values were L = 1 and L = 0.5, while NDVI and EVI ranged from 0.1835 to 0.4294, 0.2197 to 0.5019, 0.3622 to 0.7584, and 0.0987 to 0.3169, respectively. Relationships among the estimated biomass and the vegetation indexes were moderate, with correlation coefficients (Rs) varying between 0.64 and 0.58. The best adjusted equation was the SAVI equation, for which the coefficient of determination was R² = 0.50, R2aj = 0.49, RMSE = 17.18 Mg.ha-1 and mean absolute error of prediction (MAE) = 14.07 Mg.ha-1, confirming the importance of the Savi index in estimating the caatinga aboveground biomass.

A exploração contínua e insustentável dos recursos naturais promove a degradação ambiental e ameaça a conservação das florestas secas no mundo. Essa situação expõe a fragilidade e a necessidade de estudar as transformações da paisagem. É necessário considerar o quantitativo de biomassa e o estabelecimento de estratégias para monitorar distúrbios naturais e antrópicos. Assim, este trabalho teve como objetivo analisar a relação entre o índice de vegetação e a biomassa estimada por meio de equações alométricas em diferentes áreas da caatinga brasileira a partir de imagens de satélite. Este procedimento é realizado estimando-se a biomassa de nove fragmentos de floresta tropical seca com o uso em equações alométricas. As delimitações das áreas foram obtidas da coleção da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, a partir dos dados dendrométricos coletados no período entre 2011 e 2012. As variáveis espectrais foram obtidas a partir das imagens ortorretificadas do satélite RapidEye. A biomassa acima do solo variou de 6,88 a 123,82 Mg.ha-1. Os valores de SAVI para os coeficientes L = 1 e L = 0,5, NDVI e EVI variaram de 0,1835 a 0,4294, 0,2197 a 0,5019, 0,3622 a 0,7584 e 0,0987 a 0,3169, respectivamente. As relações entre a biomassa estimada e os índices de vegetação foram moderadas, com coeficiente de correlação (rs) variando entre 0,64 e 0,58. A equação mais bem ajustada foi a Equação do SAVI, com coeficiente de determinação foi R² = 0,50, R2aj = 0.49, RMSE = 17.18 Mg.ha-1 e erro médio absoluto de predição (MAE) = 14.07 Mg.ha-1, confirmando a importância do índice SAVI na estimativa da biomassa aérea da Caatinga.

Pollination syndromes in a Caatinga plant community in northeastern Brazil: seasonal availability of floral resources in different plant growth habits / Síndromes de polinização e sazonalidade dos recursos florais em uma comunidade vegetal na Caatinga Paraibana, Nordeste do Brasil

To describe plant phenological patterns and correlate functioning for the quantity and quality of resources available for the pollinator, it is crucial to understand the temporal dynamics of biological communities. In this way, the pollination syndromes of 46 species with different growth habits (trees, shrubs, herbs, and vines) were examined in an area of Caatinga vegetation, northeastern Brazil (7° 28′ 45″ S and 36° 54′ 18″ W), during two years. Flowering was monitored monthly in all the species, over two years (from January 2003 to December 2004). Pollination syndromes were characterised based on floral traits such as size, colour, morphology, symmetry, floral resources, as well as on direct visual observation of floral visitors on focal plants and published information. We observed differences among the plant growth habits with respect to floral traits, types of resources offered, and floral syndromes. The flowering periods of the species varied among floral syndrome groups. The majority of the melittophilous species flowered during the rainy season in the two study years, while the species of the other pollination syndroms flowered at the end of the dry season. An asynchrony of flowering was noted among the chiropterophilous species, while the phalenophilous group concentrated during the rainy season. The overall availability of floral resources was different during the rainy and the dry seasons, and also it varied among plants with different growth habits. The availability of oil-flowers coincided with the period of low nectar availability. We observed a relationship between the temporal distribution of the pollination syndromes and the availability of floral resources among each growth habits in this tropical ecosystem. Resource allocation in seasonal environments, such as the Caatinga, can function as a strategy for maintaining pollinators, facilitating therefore the reproductive success of plant species. The availability of floral resources during all the year, specially in seasonal environments such as the Caatinga, may function as a strategy to maintain pollinator populations ensuring the reproductive success of the plants.

Descrever o padrão fenológico das plantas e correlacionar com a quantidade e qualidade dos recursos disponíveis para os polinizadores é fundamental para entender a dinâmica temporal das comunidades biológicas. Neste sentido, foram estudadas as síndromes de polinização de 46 espécies com diferentes hábitos (árvores, arbustos, ervas, trepadeiras) em uma área de caatinga, no Cariri Paraibano no Nordeste do Brasil (7° 28′ 45″ S e 36° 54′ 18″ W) durante dois anos. Para as diferentes espécies foi acompanhado o período de floração, sendo destacada a fase de início e o pico. As síndromes de polinização foram caracterizadas com base nos atributos florais, como tamanho, cor, morfologia, simetria, tipo de recurso, bem como a partir de observações visuais diretas dos visitantes florais em plantas focais e informações de literatura. Foram encontradas diferenças entre os hábitos, relacionadas aos distintos atributos florais, tipo de recurso e síndrome floral. O período de floração das espécies mostrou-se distinto entre os diferentes tipos de síndromes. A maioria das espécies melitófilas floresceu na estação úmida, enquanto as demais no final da estação seca, nos dois anos de estudo. Foi observada assincronia na floração das espécies quiropterófilas e concentração entre as esfingófilas na estação úmida. A disponibilidade de recursos florais apresentou diferenças entre as estações seca e chuvosa, diferindo também entre os hábitos. A oferta de flores de óleo coincidiu com o período de menor disponibilidade de néctar. Foi observada relação entre a distribuição temporal das diferentes síndromes de polinização, juntamente com a disponibilidade dos recursos florais, nos diferentes hábitos para este ecossistema tropical. A alocação de recursos em ambientes sazonais, como a Caatinga estudada, pode funcionar como uma estratégia para manutenção de polinizadores, facilitando, portanto o sucesso reprodutivo das espécies vegetais.

The effects of seasonal climate changes in the caatinga on tannin levels in Myracrodruon urundeuva (Engl.) Fr. All. and Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan / Os efeitos da sazonalidade climática na caatinga sobre os teores de taninos em Myracrodruon urundeuva (Engl.) Fr. All. e Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan

The influence of seasonal climatic changes on tannin concentrations was examined in two caatinga (semi-arid) plant species (Myracrodruon urundeuva (Engl.) Fr. All. and Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan). The Folin-Ciocalteau method was used to quantify total phenols, and the casein precipitation method was used for tannins. In general, there is a close relationship between tannin levels and rainfall, although species seem to adopt different strategies of tannin compound production in response to periods of drought and rainfall in the caatinga.

Examinou-se a influência da sazonalidade climática sobre as concentrações de taninos em duas espécies da Caatinga: Myracrodruon urundeuva (Engl.) Fr. All. e Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan. Empregou-se o método Folin-Ciocalteau para quantificar os fenóis totais e o método de precipitação da caseína para taninos. De maneira geral, existe uma forte relação entre os teores de taninos e a pluviosidade, apesar das espécies parecerem adotar diferentes estratégias de produção de compostos tânicos em resposta aos períodos de seca e chuva na caatinga.

The arboreal component of a dry forest in Northeastern Brazil

The dry forests of northeastern Brazil are found near the coastal zone and on low, isolated mountains inland amid semi-arid vegetation. The floristic composition of these dry montane forests, as well as their relationship to humid forests (Atlantic forest sensu stricto) and to the deciduous thorn woodlands (Caatinga sensu stricto) of the Brazilian northeast are not yet well known. This paper sought to determine if the arboreal plants in a dry forest growing on a low mountain in the semi-arid inland region (Serra Negra, 8° 35’ - 8° 38’ S and 38° 02’ - 38° 04’ W) between the municipalities of Floresta and Inajá, state of Pernambuco have the same floristic composition and structure as that seen in other regional forests. In fifty 10 x 20 m plots all live and standing dead trees with trunk measuring > 5 cm diameter at breast height were measured. Floristic similarities between the forest studied and other regional forests were assessed using multivariate analysis. The results demonstrate that the dry forest studied can be classified into two groups that represent two major vegetational transitions: (1) a humid forest/dry forest transition; and (2) a deciduous thorn-woodland/ dry forest transition.

As florestas secas do Nordeste do Brasil são encontradas próximo à zona costeira, nos planaltos e em montanhas baixas e isoladas no interior do semi-árido nordestino. A composição dessas florestas secas e sua relação com as florestas úmidas (Floresta Atlântica sensu stricto) e a vegetação arbustivo-arbórea caducifólia espinhosa (Caatinga sensu stricto) do Nordeste do Brasil ainda não estão resolvidas. Este trabalho procura determinar se a flora arbórea da floresta seca que cresce em uma montanha baixa da região semi-árida localizada entre os municípios de Floresta e Inajá, Pernambuco (Serra Negra, 8° 35’ - 8° 38’ S e 38° 02’ - 38° 04’ W) apresenta a mesma composição florística e estrutura observada em outras florestas da região. Foram amostrados todos os indivíduos vivos ou mortos, ainda de pé, com diâmetro do tronco à altura do peito > 5 cm, presentes em 50 parcelas (10 x 20 m). A similaridade florística entre Serra Negra e outras florestas da região foram avaliadas usando análises multivariadas. Os resultados demonstram que as florestas secas englobam dois conjuntos florísticos que representam duas transições: (1) transição florestas úmidas/ florestas secas; e (2) transição vegetação arbustivo-arbórea caducifólia espinhosa/floresta seca, onde está localizada Serra Negra.