COBERTURA FLORESTAL

A redistribuição da água da chuva pelos processos de interceptação sofre influência da vegetação, conforme discutido nas seções anteriores. Assim, nas últimas três décadas surgiram iniciativas de mensuração da cobertura florestal, na tentativa de entender a relação entre esta e a interceptação.

Antes dessas iniciativas, os modelos de interceptação consideravam a influência da copa através de dois parâmetros: (i) o coeficiente de chuva interna (p) e (ii) a capacidade de armazenamento (S), presentes nos modelos de Rutter et al. (1971) e Gash (1979). Esses parâmetros são geralmente determinados graficamente, a partir de dados medidos de chuva interna e chuva externa. O coeficiente p é dado pela inclinação da reta que define a relação entre Tf e P para pequenos eventos; e a capacidade de armazenamento S é o intercepto no eixo x (Tf=0) da reta envoltória superior da dispersão dos dados de Tf e P de grandes eventos (LLEYTON et al., 1967).

Gash et al. (1995) reformularam o modelo para melhorar seu desempenho em situações em que a vegetação é esparsa, e acrescentou a fração de cobertura da copa (c) como parâmetro de descrição da vegetação. Nessa versão do modelo, a capacidade de armazenamento da copa varia linearmente com c:

c S c

S = . (2.6)

onde Sc é a capacidade de armazenamento da copa por unidade de área. Frequentemente assume se que:

p

c≈ 1− (2.7)

c p

p− _t ≈

−

1 (2.8)

onde pt é o coeficiente de escoamento de tronco, i.e., a proporção da chuva escoada pelo tronco, do modelo original de Gash (1979).

Essas suposições são questionadas por Dijk & Bruijnzeel (2001), que consideram que a primeira suposição (Eq. 2.7) está conceitualmente errada se o tronco for considerado parte da copa, e por Herwitz & Slye (1995), que afirmam que a segunda suposição (Eq. 2.8) nem sempre é adequada.

Dijk & Bruijnzeel (2001) não concordam que o armazenamento da copa varia linearmente com a fração de cobertura (Eq. 2.6), e sim com o índice de área foliar (IAF). Assim, propuseram uma nova formulação para o modelo de Gash et al. (1995), voltada para vegetação com densidade variada, com S sendo definido por:

IAF S

S = _L. (2.9)

onde: SL é a capacidade específica de armazenamento da folha, i.e., a altura de água que pode ser retida pelas folhas de uma determinada espécie, por unidade de área; IAF é o índice de área foliar, i.e., a área total das folhas (uma face) de uma vegetação por unidade de área (WATSON, 19477, citado por DIJK & BRUIJNZEEL, 2001).

A relação linear entre S e IAF proposta por Dijk & Bruijnzeel (2001) é válida em vegetação com IAF de baixo a médio (0,4−5,9), conforme Pitman (1989).

O modelo reformulado de Gash e suas modificações são amplamente utilizados para a estimativa da interceptação. Então a estimativa da fração de cobertura da copa c e do IAF passou a ser de grande interesse para a hidrologia florestal, não mais apenas para compreender o papel da vegetação nos processos da interceptação, mas também para a utilização dos modelos.

Para estimar a fração de cobertura da copa, Castro et al. (1983) fizeram levantamento da vegetação, incluindo posicionamento de cada indivíduo na parcela e respectiva área de projeção da copa. Finalmente, a partir do croqui resultante do levantamento, relacionaram a área coberta pelas copas com a área da parcela.

Para estudar a relação entre a distribuição espacial da chuva interna e a cobertura da vegetação, Loescher et al. (2002) estimaram a fração de cobertura da copa com uso de densiômetro esférico.

7 _{WATSON, D.J. Comparative physiological studies on the growth of field crops. Annals of}

Entretanto, não encontraram relação (R² = 0,11, p < 0,02) entre a chuva interna e a fração de cobertura da copa.

Em alternativa ao levantamento da vegetação e ao uso do densiômetro esférico, Cesar et al. (1990) e Llorens & Gallart (2000) utilizaram fotografias preto e branco, capturadas acima dos coletores de chuva interna, para medir a fração da cobertura da copa. Llorens & Gallart (2000) instalaram a câmera nivelada, a 0,5 m de altura e voltada para o zênite. A cada fotografia, ajustou a velocidade do obturador para as condições de luminosidade do momento. Os autores comentam que dessa maneira, evitam a perda de informação na região do zênite (parte central da foto) por excesso de exposição. Entretanto, faz com que o limiar de intensidade do pixel tenha que ser escolhido para cada foto, para classificá los em abertura e cobertura da copa.

Germer et al. (2006) estimaram a fração de cobertura também com fotografias, mas com um método diferente: em cada ponto de interesse, definiram duas transversais de 10 m de comprimento e capturaram fotografias a cada 1 m ao longo dessas transversais; posteriormente, identificaram se o pixel central de cada fotografia representava uma abertura ou cobertura da copa, resultando numa proporção de cobertura.

Além das fotografias comuns, fotografias obtidas com o uso de lentes hemisféricas são utilizadas para estimar a fração de cobertura do dossel. Tobón Marin et al. (2000) estimaram a fração de cobertura do dossel a partir de fotos hemisféricas capturadas da altura dos coletores de chuva interna, com a câmera voltada ao zênite, e pós processadas. Os autores concluíram que a quantidade de pixels brancos da fotografia pós processada é uma boa estimativa da abertura da copa. Konishi et al. (2006) usaram fotografias com lente hemisférica para calcular a abertura da copa, i.e., a porção complementar à fração de cobertura da copa. Como resultado, obtiveram uma fraca relação entre o percentual de chuva interna e a fração de abertura da copa (R²=0,245). Observaram que, embora os maiores índices de abertura da copa coincidam com grandes percentuais de chuva interna, como espera se, a pequenos valores desse índice correspondem uma grande variação de percentuais de chuva interna. Esses resultados sugerem que o índice de abertura da copa não controla sempre a distribuição da chuva interna.

Monte et al. (2007) compararam duas resoluções de fotografias digitais coloridas (640x480 e 1280x960 pixels) para estimar a fração de cobertura da copa, e concluíram que o uso de fotografias digitais com maior resolução permite maior diferenciação entre céu e dossel. As

fotografias foram tomadas com a máquina instalada em tripé a 0,5 m de altura, e a lente voltada para o céu.

Suganuma et al. (2008) compararam diferentes métodos para estimar a fração de cobertura da copa, entre eles o densiômetro esférico, fotografias comuns e fotografias hemisféricas. Os três métodos apresentaram resultados coerentes, mas as fotografias comuns apresentam grande sensibilidade a pequenas alterações no dossel. Esse método apresentou vantagens como: coleta de dados pouco onerosa, alta confiabilidade nos dados e baixo custo.

O c e o IAF podem ser relacionados entre si pela lei de atenuação de radiação de Beer Lambert, expressa em termo de fração de cobertura da copa (Pitman,1989):

IAF

c=1−e−κ. (2.6)

onde κ é o coeficiente de extinção da radiação, e varia entre 0,6 e 0,8 em florestas (ROSS, 19758, citado por DIJK & BRUIJNZEEL, 2001). Pitman (1989) encontrou, experimentalmente, relação exponencial entre o c e o IAF. Então e daí interpretou a lei de Beer Lambert em termos de c.

Llorens & Gallart (2000) utilizaram a lei de Beer Lambert para estimar o IAF a partir do c determinado por fotografias. Obtiveram valores entre 0,68 e 1,46 m2.m2, semelhantes aos resultados de métodos diretos de determinação de IAF em uma vegetação semelhante (0,75−1,43 m2.m2). A estimativa do IAF a partir do c pela lei de Beer Lambert, apesar de atraente devido a simplicidade de obtenção do c, envolve a estimativa do coeficiente κ, que deve ser calibrado para a vegetação e condições de radiação do estudo.

Apesar da relação exponencial entre c e IAF oriunda da lei de Beer Lambert, Monte et al. (2007) encontraram correlação linear entre o IAF (estimado com o analisador de dossel LAI 2000) e o índice de cobertura do dossel, equivalente ao c, estimado com fotografia digital convencional.

8 _{ROSS, J. Radiative transfer in plant communities. In: Monteith, J.L. (ed.) Vegetation and the}