Resumo Dados de sensoriamento remoto são fundamentais para o monitoramento e planejamento florestal em escala local, regional e global. Considerando a hipótese de que o NDVI e o EVI podem ser usados por pelo menos uma década para monitorar o crescimento do Pinus elliottii no sul do Brasil, o objetivo deste estudo foi identificar o tempo de saturação desses índices de vegetação, após o plantio, em uma floresta comercial de Pinus elliottii, e indicar o índice mais adequado por meio do ajuste de funções teóricas. Para isso, 32 cenas Landsat de reflectância de superfície de nível superior foram selecionadas entre 1984 e 2015. Um conjunto de funções matemáticas teóricas polinomiais, gaussianas e logísticas foi aplicado para ajustar os dados experimentais. Também foram utilizados o coeficiente de determinação (R²) e o RMSE com 95% de probabilidade. Finalmente, foi testada a eficiência do EVI alterando o parâmetro L de sua equação. O modelo logístico foi o que melhor explicou os dados resultantes de NDVI e EVI temporalmente. O NDVI foi mais eficaz que o EVI para este monitoramento, levando mais tempo para saturar, identificando o padrão de crescimento da floresta até os 18 anos de idade. O EVI pode ter saturado após 14 anos e, o fator L, pode ser ajustado para próximo de zero para alcançar um maior coeficiente de determinação.

Abstract Remote sensing data are a key proxy to forest monitoring and management at local, regional and global scales. Considering the hypothesis that NDVI and EVI can be used at least during one decade to monitor Pinus elliottii in Southern Brazil, the objective of this study was to identify saturation time after planting of these vegetation indices in a Pinus elliottii plantation and the most suitable index by adjusting theoretical functions to each one of them. Based on Landsat Surface Reflectance Higher-Level Data Products, 32 scenes were selected between 1984 to 2015. A set of theoretical polynomial, gaussian and logistic mathematical functions were applied to fit the experimental data on vegetation indices. The determination coefficient (R²) and RMSE at 95% probability were also used. Finally, EVI efficiency was tested by changing the L parameter. The logistic model was the one that best explained the data resulting from NDVI and EVI over time. NDVI was more effective than EVI for this forest monitoring, identifying the forest growth pattern until its 18 years of age. EVI may have been saturated after 14 years and the L factor may be set to near to zero to achieve a higher coefficient of determination.

RESUMO A eficiência de conversão da radiação solar é uma variável frequentemente utilizada em modelos de simulação do crescimento das culturas, pois a produção de biomassa, e consequentemente, o acúmulo de carbono, estão relacionados com a eficiência de conversão da energia radiante em química pela planta, através do processo da fotossíntese. Dessa maneira, o objetivo deste trabalho foi determinar a eficiência de conversão da radiação solar fotossinteticamente ativa interceptada (RFAi) no acúmulo de carbono na parte aérea de Ilex paraguariensis, em cultivo consorciado (Ilex paraguariensis A. St. Hil. e Pinus elliottii Engelm) e solteiro. A eficiência de conversão da RFAi em carbono acumulado foi calculado a partir da relação entre o acúmulo de carbono e a RFAi envolvida. A maior eficiência de conversão (eb) de radiação solar fotossinteticamente ativa interceptada no acúmulo de carbono na parte aérea em plantas de erva-mate é obtida no sistema de cultivo consorciado.

ABSTRACT The efficiency of solar radiation conversion is a variable often used in crop growth simulation models in which the production of biomass and, consequently, carbon accumulation are related to the conversion of radiant energy into chemical compounds by plants through the process of photosynthesis. The goal of this study was to determine the efficiency of conversion of intercepted photosynthetically active radiation (PARi) into carbon accumulation in shoots of Ilex paraguariensis in intercropping (Ilex paraguariensis A. St. Hil. and Pinus elliottii Engelm) and monoculture. The conversion efficiency of PAR in accumulated carbon was calculated based on the ratio between the accumulated carbon and the PARi involved in the process. Our results demonstrate that the higher conversion efficiency (eb) of photosynthetically active solar radiation intercepted in carbon in yerba mate sprouts was obtained in the intercropping scenario.

Resumo: Técnicas de sensoriamento remoto têm sido amplamente utilizadas em estudos florestais, por permitirem avaliar e monitorar importantes áreas florestais, como as do Parque Estadual do Turvo (PET). O PET é o maior remanescente de floresta subtropical decídua do sul do Brasil. Contudo, fatores externos como efeitos topográficos podem influenciar a resposta espectral dos alvos nos produtos de satélites. Este estudo teve como objetivo avaliar a magnitude das variações na reflectância de superfície e nos índices de vegetação em função das características topográficas locais. A metodologia desenvolvida incluiu a aquisição de dados do sensor RapidEye e o modelo digital de elevação ASTER GDEM 2. O efeito da variação da geometria de iluminação foi avaliado a partir de duas cenas RapidEye: junho e outubro de 2012. Dados de orientação de vertentes, altimetria e relevo sombreado foram gerados a partir do ASTER GDEM 2, permitindo avaliar o efeito topográfico sobre a reflectância e os índices de vegetação Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) e Enhanced Vegetation Index (EVI). Os resultados mostraram que as variaveis topográficas afetam a reflectâcia de todas as bandas RapidEye e os índices de vegetação, especialmente o EVI. Os efeitos topográficos foram mais pronunciados em junho (maior ângulo zenital solar - AZS) do que em outubro (menor AZS). O NDVI foi menos afetado pelas variações sazonais das condições de iluminação e da fenologia do que o EVI. Quanto a orientação, os maiores valores de reflectância e índices de vegetação foram encontrados na orientação norte e os menores na orientação sul.

Abstract: Remote sensing techniques have been widely used in forestry studies as they allow evaluation and monitoring of large forested areas. The Parque Estadual do Turvo (PET) (17 491 ha) is the largest remaining tract of well-preserved subtropical deciduous forest in Southern Brazil, it constitutes the northern-most portion of the Misiones forest of Argentina (10 000 km2). The area is of great environmental importance and is suitable for conducting remote sensing studies using high or even coarse-to-moderate spatial resolution data and related vegetation indices. Both, reflectance values and vegetation indices are affected by external factors that modify the spectral response of surface elements. Among the factors that can induce errors in image interpretation are topographic effects that add spectral variability to satellite products. In addition, previous studies in subtropical forests have shown that the geometry of data acquisition also affects significantly the estimates of vegetation parameters derived from images acquired at off-nadir viewing or by sensors with large field-of-view (FOV). This study aimed to evaluate the magnitude of variations in bidirectional reflectance values and in vegetation indices derived from those, as a function of local topography, using high spatial resolution data acquired by the RapidEye satellite constellation. The method included the use of a digital elevation model (DEM) from the Advanced Space-borne Thermal Emission and Reflection Radiometer - Global Digital Elevation Map version 2 (ASTER GDEM v2) and two RapidEye scenes. From the DEM, topographical parameters including slope aspect (eight classes), elevation (nine classes with 120-m spacing interval) and shaded relief (shaded, intermediate and sunlit surfaces) were derived. These data provide information on areas with or without direct exposure to solar radiation, depending on topographic features. RapidEye data were acquired on June 28, 2012 and October 17, 2012, corresponding to dates when the forest shows low or high leaf area index (LAI), respectively. Both scenes were acquired with a view angle close to nadir. Solar elevation angles for the June and October images were 37.93° and 71.25°, respectively. The RapidEye data were corrected for atmospheric effects using the Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Hypercubes (FLAASH®). The next step was to perform topographic modeling in order to extract slope, aspect and elevation data. From the topographic variables and the RapidEye metadata, shaded relief was calculated for both scenes. After segmenting the scenes based on the topographic variables, we evaluated the spectral reflectance and vegetation indices, as measured by RapidEye, as a function of topographic parameters. For this purpose, we randomly sampled 1000 pixels from each topographic class. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Enhanced Vegetation Index (EVI) were calculated from the RapidEye data. The samples were averaged and analyzed using graphics and descriptive statistics. Select transects were analyzed in more detail to evaluate the effects of local topographic parameters on the remote sensing products. In addition, we conducted forest surveys in 14 plots (20 x 50 m) to produce a floristic-structural characterization of the deciduous forest. The field inventories identified a total of 74 plant species (in 31 families) distributed in three strata and showed the presence of discontinuities within the forest. The results showed that, in addition to seasonal phenological variations, local illumination conditions caused by the relief in the PET contributed to explain the forest spectral response. The topographic variable that most importantly affected the PET spectral response, as measured by RapidEye, was slope aspect. Despite being affected by varying illumination conditions in the two dates, the reflectance and vegetation indices of the June image were most impacted by the shaded relief caused by the low solar elevation and large amount of shadows in the scene. The illumination effects were compounded by the seasonal leaf shedding in the deciduous forests, especially in the upper canopy layer. The winter time (June) scene showed more shaded relief and lower LAI values. In the October scene the shade fraction was substantially reduced and leaf shedding reduced the forest canopy anisotropy. A per band analysis showed that the red and near infrared bands were the ones with the highest dependence on aspect and shaded relief. Increases in elevation caused a positive change in near infrared reflectance and a lower reflectance in the visible bands. The NDVI showed lower dependence on topographical conditions than the EVI. The EVI showed higher sensitivity to illumination conditions, shade and seasonal LAI variations. We concluded that the analysis of remote sensing data (reflectance values or vegetation indices such as NDVI and EVI) should take into account local topographic effects. In general, the spectral anisotropy in the June scene was higher than in the October scene due the combined effect of deciduousness (leaf shedding), the lower solar elevation and larger amount of shadows.

O objetivo deste trabalho foi estimar a biomassa e o carbono orgânico em plantios de Araucaria angustifolia com diferentes idades. Os plantios de Araucaria angustifolia estudados não tiveram intervenções silviculturais relacionadas à desrama, porém, em todos os povoamentos ocorreram práticas de desbaste em diferentes épocas. Nos povoamentos com 32 e 31 anos de idade foram realizados três desbastes. Nos plantios com 30, 29, 25, 24 e 23 anos foram realizados dois desbastes. A determinação de biomassa no campo foi realizada de acordo com o método destrutivo de quantificação, utilizando-se para tanto a amostragem de sete árvores distribuídas aleatoriamente pelo povoamento em cada uma das idades. Os indivíduos foram abatidos, obtendo-se inicialmente as variáveis dendrométricas: DAP, altura total e altura comercial (diâmetro mínimo de 8 cm). O plantio com 23 anos apresentou o maior volume de lenho do fuste (613,02 m³ ha-1), superior aos plantios com 30, 31 e 32 anos (418,41; 520,21 e 518,48 m³ ha-1), respectivamente. Porém, em termos de biomassa do fuste os resultados foram próximos, sendo que o plantio com 23 anos totalizou 138,02 Mg ha-1 e os plantios com 30, 31 e 32 anos somaram 118,77; 128,97 e 155,01 Mg ha-1, respectivamente. Nos plantios de Araucaria angustifolia o estoque total de biomassa e carbono orgânico arbóreo nas diferentes idades consideradas variaram de 60,72 a 289,84 Mg ha-1 e 21,73 a 123,86 Mg ha-1, respectivamente. Ficou evidente que a densidade de plantas e a intensidade de desbaste influenciaram diretamente a biomassa e o carbono estocados.

The objective was to estimate the biomass and organic carbon in Araucaria angustifolia stands with different ages. The Araucaria angustifolia stands studied were not pruning but were thinning in difference ages. In stands of 32 and 31 years-old, were three thinnings. In stands of 30, 29, 25, 24 and 23 years-old, were two thinnings. Biomass avaliation was conducted according to the destructive method, using the sampling of seven trees were randomly distributed in each stand. The plants were harvested, after were obtained the dendrometric variables: DBH, total height and commercial height (minimum diameter of 8 cm). Stand with 23 years had the highest volume of stem wood (613.02 m3 ha-1), followed by 30, 31 and 32 years-old stands (418.41, 520.21 and 518.48 m³ ha-1), respectively. However, in terms of stem biomass the results were similar, 23 years-old stand had 138.02 Mg ha-1 and 30, 31 to 32 years-old totaled 118.77, 128.97 and 155.01 Mg ha-1, respectively. In Araucaria angustifolia stands the total stock biomass and organic carbon in different ages ranged from 60.72 to 289.84 Mg ha-1 and 21.73 to 123.86 Mg ha-1, respectively. Plant densitie and thinning intensity were directly influenced the biomass and carbon stored.

O presente trabalho foi realizado no município de Boa Ventura do São Roque, PR, com o objetivo de avaliar os teores de carbono nos compartimentos das árvores de 12 espécies arbóreas da Floresta Ombrófila Mista Montana; testar a eficácia do fator de conversão de 0,5 na estimativa do carbono nas espécies, e avaliar a influência do grupo ecológico das espécies quanto aos teores de carbono. Teores de carbono médio foram obtidos, a partir dos compartimentos das árvores e comparados entre si, entre as espécies e com o fator de conversão, visando a avaliar as diferenças interespecíficas e de eficácia do fator. Para analisar a influência dos grupos ecológicos sobre os teores de carbono, procedeu-se com a análise de agrupamentos. Não foi observada diferença significativa entre os teores de carbono encontrados para os diferentes compartimentos das árvores. Entretanto, considerando os teores das 12 espécies avaliadas, Luehea divaricata, Albizia polycephala e Cestrum sp. foram, estatisticamente, diferentes das demais, apresentando concentrações menores. Constatou-se que o fator de conversão de 0,5 superestima os teores de carbono nas árvores a uma média de 14,27%. Não houve correlação entre o grupo ecológico das espécies e seus teores de carbono, considerando que houve a formação de agrupamentos por semelhança nos teores, representados por espécies de diversas fases sucessionais.

This study was conducted in Boa Ventura do São Roque, Paraná State, Brazil, aiming to evaluate the carbon concentration in components of 12 arboreal species from the Araucaria Forest, as well as the performance of the 0.5 conversion factor and the influence of trees ecological groups in their carbon concentration. Carbon concentration averages were obtained from the tree components, and compared among them, among the species and the conversion factor, to assess the interspecific differences and the reliability of the conversion factor. To analyze the influence of ecological groups over the carbon concentration of the species, cluster analyzes were performed. It was not found significant difference among the carbon concentration in the components of the trees. However, comparing the 12 species, Luehea divaricata, Albizia polycephala and Cestrum sp. differed significantly, presenting lower carbon concentration. Comparison between carbon concentration average of the species and the 0.5 conversion factor indicated that the latter overestimates the carbon concentration in the trees at an average rate of 14.27%. No correlation was found between the ecological groups of the species and their carbon concentration, since groups were formed by species with distinct ecological traits.

A massa específica básica (MEb) é um dos principais parâmetros das propriedades da madeira. Considerando isso, este estudo teve por objetivo avaliar a variação longitudinal da MEb da madeira de Cordia americana (Linnaeus) Gottshling & J.E. Mill e de Alchornea triplinervia (Sprengel) Müller Argoviensis. As árvores foram selecionadas em um fragmento de Floresta Estacional Decidual Aluvial, em Iraí-RS, que, após o abate, foram medidas e cubadas pelo método de Smalian. Para a determinação da MEb, foram retirados discos nas posições da base, 25, 50, 75 e 100% da altura comercial e no diâmetro à altura do peito (DAP), 1,30 m do solo. Os resultados indicaram que a MEb da madeira de Alchornea triplinervia (S.) apresentou padrão homogêneo no sentido longitudinal do fuste; diferentemente da variação encontrada para Cordia americana (L.), em que os maiores valores dessa característica foram observados na base, com tendência decrescente até o topo das árvores.

The specific gravity (MEb) is one of the main parameters of wood properties. Considering that, this study aimed to evaluate the longitudinal variation of the basic density of the wood of Cordia americana (Linnaeus) Gottshling & J.E. Mill and Alchornea triplinervia (Sprengel) Müller Argoviensis. The trees were selected in a fragment of subtropical semideciduals forest (local name Floresta Estacional Decidual), in Iraí-RS, Brazil that, after logging, were measured and scaled by the method of Smalian. To examine the wood density, discs were collected with about two centimeters at positions base, 1.3 m (DBH), 25, 50, 75 and 100% of the height along de stem. Two wedges being withdrawn symmetrical and opposite, which was obtained green volume, wood saturated and dry weight in an oven at 103C (±2°C). Alchornea triplinervia (S.) showed homogeneous wood density in the longitudinal direction of the stem, and Cordia americana (L.) had decreased wood density towards base-top.

Este trabalho analisou a relação entre índices de vegetação e precipitação, no Parque Estadual do Turvo (PET), localizado no noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (RS). O Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) e o Enhanced Vegetation Index (EVI) foram determinados a partir de imagens do Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/Terra). Dados de precipitação do Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) permitiram o cálculo do índice de estiagem. Foram identificados nove meses com precipitações abaixo da média, 92 meses com precipitações normais e 50 meses com valores acima da média. Os ciclos anuais de NDVI e EVI não apresentaram relação conclusiva com a precipitação anormal, mostrando que a floresta apresenta resiliência para suportar pequenos períodos de seca. O NDVI apresentou maior estabilidade no verão e no inverno.

In this study, we evaluated the relation between vegetation indices and rainfall in the 'Parque Estadual do Turvo' (PET), located in the northwest of Rio Grande do Sul (RS) state. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Enhanced Vegetation Index (EVI) were determined from images of the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/Terra). Rainfall data from the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) allowed the calculation of the dry spell index. Data analysis showed that nine months presented rainfall below the average; 92 months had rainfall close to the average; and 50 months presented rainfall above the average. The annual cycles of NDVI and EVI did not present conclusive correlation with the abnormal rainfall data, showing that the forest is resilient to short dry periods. The NDVI showed more stability in the summer and winter.

Objetivou-se estimar a biomassa e carbono orgânico em plantios de Pinus taeda L. com diferentes idades (14, 16, 19, 21, 22, 23 e 32 anos), localizados no município de General Carneiro, PR. Para estimar a biomassa e o carbono orgânico nos diferentes componentes das árvores (acículas, galhos vivos, galhos mortos, casca e madeira do fuste) foi utilizado o método destrutivo de quantificação, utilizando-se para tanto a amostragem de sete árvores distribuídas aleatoriamente pelo plantio em cada uma das idades. O estoque de biomassa e carbono orgânico nas diferentes idades consideradas variou, principalmente, em função das diferenças existentes entre as idades, também relacionadas às condições de manejo, como desbastes, desramas e densidade de indivíduos por hectare.

This study aimed to estimate biomass and organic carbon in stands of Pinus taeda L. at different ages (14, 16, 19, 21, 22, 23 and 32 years) and located in the municipality of General Carneiro (PR). In order to estimate biomass and organic carbon in different tree components (needles, live branches, dead branches, bark and stem wood), the destructive quantification method was used in which seven trees from each age category were randomly sampled across the stand. Stocks of biomass and organic carbon were found to vary between the different age categories, mainly as a result of existing dissimilarities between ages in association with forest management practices such as thinning, pruning and tree density per hectare.

Para entender a importância das florestas e plantações florestais como sumidouros de carbono, é necessário desenvolver e aprimorar as metodologias de estimativa de biomassa e carbono. Assim, o objetivo deste trabalho foi estimar o estoque de carbono orgânico (CO) em plantações de Acacia mearnsii com 4 anos de idade. A área de trabalho localiza-se na cidade de Arroio dos Ratos, RS, nas coordenadas 30º07'12"de latitude sul e 51º57'45" de longitude oeste, com altitude média de 90 m. Após a realização de inventário florestal, foram abatidas 21 árvores, distribuídas em sete classes diamétricas, para cobrir a heterogeneidade do povoamento. Em seguida, determinaram-se a biomassa e o teor de CO dos componentes: folha, galho vivo, galho morto, madeira, casca e raiz. A estimativa do estoque de CO em povoamentos de Acacia mearnssi e nos seus compartimentos das árvores pode ser realizada por meio de equações matemáticas. O total de CO estocado na biomassa é de 29,79 Mg ha-1, distribuídos da seguinte forma: 64% na madeira, 11% na raiz, 9% na casca, 7% nos galhos vivos e 4% nos galhos mortos e nas folhas.

To understand the importance of the forests and forest plantations as carbon sink, it is necessary to develop and improve the methodologies to estimate biomass and carbon. The aim of this study was to estimate the organic carbon (OC) stock in 4-year-old plantations of Acacia mearnsii . The work area is located in Arroio dos Ratos-RS, in a farm of the Agroseta S.A. corporation, with coordinates 30º07'12" latitude south and 51º57'45" longitude west, and average altitude of 90 m. After the performance of the forest inventory, 21 trees were felled, distributed in 7-diameter classes to cover stand heterogeneity. The biomass and organic carbon were determined for: leaves, live branch, dead branch, wood, bark and roots. The estimate of the OC stock in Acacia mearnssi plantations and in its tree compartments can be carried out using mathematical equations. The total carbon stocked in biomass was 29.79 Mg ha-1, distributed as follows: 64% in wood, 11% in root, 9% in bark, 7% in live branches and 4% in dead branches and leaves.