Comparing the performance of three methods to assess DOM dynamics within two distinct glacierized watersheds of the tropical Andes.

Dissolved organic matter (DOM) is recognized as a good indicator of water quality as its concentration is influenced by land use, rainwater, windborne material and anthropogenic activities. Recent technological advances make it possible to characterize fluorescent dissolved organic matter (FDOM), the fraction of DOM that fluoresces. Among these advances, portable fluorometers and benchtop fluorescence excitation and emission spectroscopy coupled with a parallel factor analysis (EEM-PARAFAC) have shown to be reliable. Despite their rising popularity, there is still a need to evaluate the extent to which these techniques can assess DOM dynamics at the watershed scale. We compare the performance of in-situ measurements of FDOM with laboratory measurements of fluorescence spectroscopy within the context of two distinct glacierized watersheds in Peru. Glacierized watersheds represent unique testing environments with contrasting DOM conditions, flowing from pristine, vegetation-free headwaters through locations with obvious anthropogenic influences. We used an in-situ fluorometer and a portable multimeter to take 38 measurements of FDOM, pH and turbidity throughout the two catchments. Additionally, samples were analyzed in the laboratory using the EEM-PARAFAC method. Results were compared to dissolved organic carbon (DOC) measurements using standard high-temperature catalytic oxidation. Our results show that the three techniques together were able to capture the DOM dynamics for both studied watersheds. Taken individually, all three methods allowed detection of the watershed DOM main points of sources but in a more limited way. Due to the narrow bandwidth of the portable fluorometer used in the study, FDOM measurements were almost non-detectable to protein-like substances. Indeed, the more demanding EEM-PARAFAC was able to both differentiate between potential sources of DOM and provide an estimate of relative concentrations of different organic components. Finally, similar to FDOM but to a lesser extent, the DOC measurements showed some limits where protein-like substances make up most of the DOM composition.

Spatial and temporal evolution of family-farming land use in the Tapajós region of the Brazilian Amazon / Evolução espacial e temporal do uso da terra para agricultura familiar na região do Tapajós, Amazônia Brasileira

Pressures on the Brazilian Amazon forest have been accentuated by agricultural activities practiced by families encouraged to settle in this region in the 1970s by the colonization program of the government. The aims of this study were to analyze the temporal and spatial evolution of land cover and land use (LCLU) in the lower Tapajَs region, in the state of Parل. We contrast 11 watersheds that are generally representative of the colonization dynamics in the region. For this purpose, Landsat satellite images from three different years, 1986, 2001, and 2009, were analyzed with Geographic Information Systems. Individual images were subject to an unsupervised classification using the Maximum Likelihood Classification algorithm available on GRASS. The classes retained for the representation of LCLU in this study were: (1) slightly altered old-growth forest, (2) succession forest, (3) crop land and pasture, and (4) bare soil. The analysis and observation of general trends in eleven watersheds shows that LCLU is changing very rapidly. The average deforestation of old-growth forest in all the watersheds was estimated at more than 30% for the period of 1986 to 2009. The local-scale analysis of watersheds reveals the complexity of LCLU, notably in relation to large changes in the temporal and spatial evolution of watersheds. Proximity to the sprawling city of Itaituba is related to the highest rate of deforestation in two watersheds. The opening of roads such as the Transamazonian highway is associated to the second highest rate of deforestation in three watersheds.(AU)

As pressões sobre a Floresta Amazônica Brasileira têm sido acentuadas por atividades agrícolas de muitas famílias que foram estimuladas a se estabelecer nessa região durante o Programa de Colonização do Governo Federal, na década de 1970. Os objetivos deste presente estudo foram de analisar a evolução espacial e temporal em termos de mudanças de cobertura da terra e uso da terra (CTUT) na região do baixo Tapajós, no Estado do Pará. Contrastam-se 11 bacias que são geralmente representativas do processo de colonização regional por agricultores familiares, e para tanto imagens de satélite Landsat de três diferentes anos (1986, 2001, e 2009) foram analisadas utilizando-se um Sistema de Informação Geográfica. Imagens individuais não-supervisionadas foram classificadas usando-se GRASS, e o algoritmo de classificação de Probabilidade Máxima, para todos os comprimentos de onda do espectro visível e infravermelho (1 a 5 e 7). As classes retidas para a representação do CTUT nesse estudo foram: (1) floresta primária levemente alterada; (2) floresta de sucessão; (3) terra agricultável e pastagem; e (4) solo nu. A análise e observação de tendências gerais em 11 bacias mostram que o CTUT tem mudado rapidamente. O desmatamento médio de floresta primária em todas as bacias foi estimado em mais de 30% no período de 1986 a 2009. A análise em escala local de bacias revela a complexidade do CTUT, notavelmente em relação a grandes mudanças na evolução espacial e temporal das bacias. A proximidade com a cidade de Itaituba, que se encontra em plena expansão, está relacionada com a maior taxa de desmatamento em duas bacias hidrográficas, ao passo que a abertura de estradas, como a Rodovia Transamazônica, está associada à segunda maior taxa de desmatamento em três bacias hidrográficas.(AU)

Spatial and temporal evolution of family-farming land use in the Tapajós region of the Brazilian Amazon / Evolução espacial e temporal do uso da terra para agricultura familiar na região do Tapajós, Amazônia Brasileira

Pressures on the Brazilian Amazon forest have been accentuated by agricultural activities practiced by families encouraged to settle in this region in the 1970s by the colonization program of the government. The aims of this study were to analyze the temporal and spatial evolution of land cover and land use (LCLU) in the lower Tapajَs region, in the state of Parل. We contrast 11 watersheds that are generally representative of the colonization dynamics in the region. For this purpose, Landsat satellite images from three different years, 1986, 2001, and 2009, were analyzed with Geographic Information Systems. Individual images were subject to an unsupervised classification using the Maximum Likelihood Classification algorithm available on GRASS. The classes retained for the representation of LCLU in this study were: (1) slightly altered old-growth forest, (2) succession forest, (3) crop land and pasture, and (4) bare soil. The analysis and observation of general trends in eleven watersheds shows that LCLU is changing very rapidly. The average deforestation of old-growth forest in all the watersheds was estimated at more than 30% for the period of 1986 to 2009. The local-scale analysis of watersheds reveals the complexity of LCLU, notably in relation to large changes in the temporal and spatial evolution of watersheds. Proximity to the sprawling city of Itaituba is related to the highest rate of deforestation in two watersheds. The opening of roads such as the Transamazonian highway is associated to the second highest rate of deforestation in three watersheds.

As pressões sobre a Floresta Amazônica Brasileira têm sido acentuadas por atividades agrícolas de muitas famílias que foram estimuladas a se estabelecer nessa região durante o Programa de Colonização do Governo Federal, na década de 1970. Os objetivos deste presente estudo foram de analisar a evolução espacial e temporal em termos de mudanças de cobertura da terra e uso da terra (CTUT) na região do baixo Tapajós, no Estado do Pará. Contrastam-se 11 bacias que são geralmente representativas do processo de colonização regional por agricultores familiares, e para tanto imagens de satélite Landsat de três diferentes anos (1986, 2001, e 2009) foram analisadas utilizando-se um Sistema de Informação Geográfica. Imagens individuais não-supervisionadas foram classificadas usando-se GRASS, e o algoritmo de classificação de Probabilidade Máxima, para todos os comprimentos de onda do espectro visível e infravermelho (1 a 5 e 7). As classes retidas para a representação do CTUT nesse estudo foram: (1) floresta primária levemente alterada; (2) floresta de sucessão; (3) terra agricultável e pastagem; e (4) solo nu. A análise e observação de tendências gerais em 11 bacias mostram que o CTUT tem mudado rapidamente. O desmatamento médio de floresta primária em todas as bacias foi estimado em mais de 30% no período de 1986 a 2009. A análise em escala local de bacias revela a complexidade do CTUT, notavelmente em relação a grandes mudanças na evolução espacial e temporal das bacias. A proximidade com a cidade de Itaituba, que se encontra em plena expansão, está relacionada com a maior taxa de desmatamento em duas bacias hidrográficas, ao passo que a abertura de estradas, como a Rodovia Transamazônica, está associada à segunda maior taxa de desmatamento em três bacias hidrográficas.