Mapping Macrophyte Species in the Amazon Floodplain Wetlands Using Fully Polarimetric ALOS/PALSAR Data

The purpose of this paper was to evaluate attributes derived from fully polarimetric PALSAR data to discriminate and map macrophyte species in the Amazon floodplain wetlands. Fieldwork was carried out almost simultaneously to the radar acquisition, and macrophyte biomass and morphological variables were measured in the field. Attributes were calculated from the covariance matrix [C] derived from the single-look complex data. Image attributes and macrophyte variables were compared and analyzed to investigate the sensitivity of the attributes for discriminating among species. Based on these analyses, a rule-based classification was applied to map macrophyte species. Other classification approaches were tested and compared to the rule-based method: a classification based on the Freeman-Durden and Cloude-Pottier decomposition models, a hybrid classification (Wishart classifier with the input classes based on the H/a plane), and a statistical-based classification (supervised classification using Wishart distance measures). The findings show that attributes derived from fully polarimetric L-band data have good potential for discriminating herbaceous plant species based on morphology and that estimation of plant biomass and productivity could be improved by using these polarimetric attributes.

Investigations on the full polarimetric PALSAR data to discriminate macrophytes species in the Amazon floodplain wetland

The purpose of this work is to evaluate the capacity of full polarimetric L band data to discriminate macrophyte species in Amazon wetland. Fieldwork was carried out almost simultaneously to the acquisition of the full polarimetric PALSAR data. Coherent and incoherent attributes were extracted from the image, and macrophyte morphological variables were measured on the ground. The image attributes and the macrophyte variables were compared in order to evaluate their application for discriminating macrophytes species. The findings suggest that polarimetric information could be adopted to discriminate plant species based on morphology, and that estimation of plant biomass and productivity could be improved by using the polarimetric information. © 2010 IEEE.

A multisensor, multitemporal approach for monitoring herbaceous vegetation growth in the Amazon floodplain

The Amazon River floodplain is an important source of atmospheric CO2 and CH4. Aquatic herbaceous vegetation (macrophytes) have been shown to contribute significantly to floodplain net primary productivity (NPP) and methane emission in the region. Their fast growth rates under both flooded and dry conditions make herbaceous vegetation the most variable element in the Amazon floodplain NPP budget, and the most susceptible to environmental changes. The present study combines multitemporal Radarsat-1 and MODIS images to monitor spatial and temporal changes in herbaceous vegetation cover in the Amazon floodplain. Radarsat-1 images were acquired from Dec/2003 to Oct/2005, and MODIS daily surface reflectance products were acquired for the two cloud-free dates closest to each Radarsat-1 acquisition. An object-based, hierarchical algorithm was developed using the temporal SAR information to discriminate Permanent Open Water (OW), Floodplain (FP) and Upland (UL) classes at Level 1, and then subdivide the FP class into Woody Vegetation (WV) and Possible Macrophytes (PM) at Level 2. At Level 3, optical and SAR information were combined to discriminate actual herbaceous cover at each date. The resulting maps had accuracies ranging from 80% to 90% for Level 1 and 2 classifications, and from 60% to 70% for Level 3 classifications, with kappa values ranging between 0.7 and 0.9 for Levels 1 and 2 and between 0.5 and 0.6 for Level 3. All study sites had noticeable variations in the extent of herbaceous cover throughout the hydrological year, with maximum areas up to four times larger than minimum areas. The proposed classification method was able to capture the spatial pattern of macrophyte growth and development in the studied area, and the multitemporal information was essential for both separating vegetation cover types and assessing monthly variation in herbaceous cover extent.

Combining ALOS/PALSAR derived vegetation structure and inundation patterns to characterize major vegetation types in the Mamiraua Sustainable Development Reserve, Central Amazon floodplain, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Atributos polarimétricos de imagem radar na inferência de parâmetros morfológicos de macrófitas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Informação polarimétrica PALSAR/ALOS aplicada à discriminação de espécies e estimação de parâmetros morfológicos de macrófitas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uso múltiplo dos recursos naturais da várzea por camponeses no Baixo Amazonas

A estratégia do uso múltiplo dos recursos naturais da várzea no Baixo Amazonas tem sofrido constante ameaça principalmente nos últimos 70 anos, devido a pressões resultantes das mudanças no mercado regional, como os cultivos comerciais, da intensificação da pesca comercial e da expansão da criação extensiva de gado e búfalo. Frente a esta problemática, a tese objetivou analisar as respostas de adaptação dos camponeses ao ambiente de várzea de acordo ao acesso ao fator de produção terra, às influências do ambiente e da paisagem, e a sua inserção ao mercado, na várzea do Baixo Amazonas, Santarém, no período de 1941 a 2002. Conhecer as respostas de adaptação das comunidades camponesas nos momentos de tensão é de extrema importância para o ecossistema da várzea, detectar alterações na estratégia do uso múltiplo dos recursos naturais. Os dados foram coletados em duas comunidades camponesas na várzea pertencentes a sub-região do Urucurituba, mesoregião do Baixo Amazonas, microregião de Santarém na região oeste do estado do Pará. As comunidades de Piracãoera de Cima e Piracãoera de Baixo foram selecionadas por possuirem uma alta restinga; estarem relativamente próximas ao centro urbano de Santarém, e produzirem culturas anuais em sistema intensivo, evidenciado em pesquisa anterior. Foram constituídos dois grupos de famílias camponesas de acordo com o acesso a terra, as Não- Arrendatárias e os Arrendatárias. A amostra composta de 57 famílias, correspondeu a 36% do total da população das duas comunidades. De acordo com este processo, a amostra foi constituída por 31 famílias Não-Arrendatários, e 26 Arrendatárias. Para aprofundar a análise procedeu-se a estratificar das famílias por sistemas de produção. Foram denominados sistemas de produção A, B e C, as quais apresentavam as seguintes características: O Sistema de Produção A prioriza a criação animal, médios e grandes animais, dentre o uso múltiplo dos recursos; o Sistema de Produção B: prioriza a agricultura, dentre o uso múltiplo. Neste sistema considera as famílias que criam, ou não, o gado bovino, e o Sistema de Produção C que prioriza a pesca, e a agricultura em menor proporção.Embasado no método participativo, as entrevistas as famílias foram realizadas com o auxílio de um questionário previamente estruturado e testado pelo IPAM/Santarém, com adaptações propostas por Costa (1995) para reconstituir historicamente a agricultura, a pesca, a criação de grandes animais, e o pomar caseiro. Após analisar as informações obtidas procedeu-se a Análise da Intensificação Agrícola, da eficiência Agrícola e a da eficiência dos sistemas de produção A, B e C nos dois grupos de camponeses concluímos que: A restrição ao fator de produção terra não condicionou a que os camponeses usassem mais intensivamente a terra. As famílias que arrendam terra não possuem sistemas agrícolas mais intensivos. A intensificação agrícola não influenciou negativamente na produtividade agrícola ao longo do tempo, não influenciou na eficiência dos sistemas de produção, nem tão pouco no uso múltiplo dos recursos. A intensificação da agricultura não influenciou o uso múltiplo dos recursos, porém, houve um redirecionamento da força de trabalho, entre a pesca e agricultura, principais atividades produtivas, para manter a unidade produtiva em funcionamento. Uma atividade libera mão-de-obra como uma forma de investimento a outra atividade. Os recursos financeiros obtidos na pesca ajudam na aquisição dos elementos de capital necessários para a atividade agrícola, e a adquirir os produtos industrializados no mercado para a família. Por outro lado, a renda proveniente da agricultura financia a pesca no verão e no inverno com a aquisição de gelo, alimentos para as viagens na pesca. Até iniciar a produção agrícola, a pesca mantém a família com a aquisição de produtos para serem consumidos, e a adquirir os elementos de capital. Em síntese, concluímos que os campesinos da várzea do Baixo Amazonas seguem a lógica do lucro, ao mesmo tempo se resguardando de fracassos por meio do uso múltiplo dos recursos através da diversificação de atividades e produtos.

Early hunter-gatheres in the Terra Firme Rainforest: stemmed projectile points from the Curuá goldmines

Achados acidentais de instrumentos líticos em região de terra firme junto ao rio Curuá, no médio curso da Bacia do Xingu, sugere uma ocupação disseminada por caçador-coletores pré-cerâmicos na região, contrariamente a expectativas de que a floresta tropical teria recursos alimentares insuficientes para a ocupação humana longe da várzea. Os artefatos líticos incluem pontas de projétil de lascamento cuidadoso, possivelmente relacionados a alguns artefatos do Pleistoceno final encontrados na Caverna da Pedra Pintada, em Monte Alegre. Os resíduos alimentares encontrados com os artefatos de Monte Alegre eram de uma economia de coleta de ambientes rupestres e ribeirinhos. As pontas do Xingu foram recolhidas por garimpeiros nas reias e cascalhos no leito do rio Curuá. Os garimpeiros encontraram os artefatos enquanto escavavam e peneiravam sedimentos auríferos. Tais depósitos algumas vezes também contêm remanescentes de plantas e artefatos de madeira pré-históricos, fontes de informação potencial sobre antigos habitats, subsistência e tecnologia. O grupo de pesquisa do Projeto Baixo Amazonas viajou a diversos dos sítios submersos com os garimpeiros para preparar escavações para o futuro. Em um sítio, Curupité, onde os garimpeiros encontraram uma grande ponta com pedúnculo e um arpão de madeira inteiro em 1986, a equipe utilizou equipamento de mergulho para prospectar o leito do rio e os barrancos, e mapearam a topografa com um teodolito a laser.

Composição, abundância e pesca da ictiofauna como indicadores do estado de conservação de dois lagos de várzea no baixo Rio Amazonas (Brasil)

As várzeas amazônicas têm uma rica biodiversidade e suas características ecológicas afetam os recursos naturais aquáticos, de grande importância ecológica e econômica para os ribeirinhos. Com base nessas informações, este estudo objetivou caracterizar a composição e abundância da ictiofauna de dois lagos de várzea no baixo rio Amazonas e compreender as formas de utilização dos peixes pelos pescadores nas comunidades de Piracãoera e Campos, na região de Urucurituba, Barreira e Correio na região de Tapará. As amostragens foram realizadas nos lagos Aramanaí e Curiquara, nos períodos de enchente, cheia, vazante e seca, no período de julho de 2006 a abril de 2007. Para as coletas foram utilizadas baterias de redes malhadeiras. Para a coleta de dados de captura dos pescadores foram utilizados formulários que continham informações sobre as características das pescarias. Foram capturados 10.146 peixes distribuídos em 156 espécies, 27 famílias e 8 ordens. As famílias mais abundantes em número de indivíduos Scianidae e Loricariidae. No lago Aramanaí, o acari Loricaria sp, foi a espécie que apresentou maior CPUAn com 0,02 indivíduos por m².hora. Em termos de CPUAp, destaque para a espécie Potamotrygon motoro, com 0,13 g.m².hora e acaris Pterygoplichthys pardalis com 0,11 g. m².hora. No lago Curiquara, a maior captura em número de indivíduos foi representada pela espécie Pachypops fourcroi com 0,001 indivíduos por m² de rede. Nos lagos Curiquara e Aramanaí foram identificadas 9 guildas tróficas, sendo que para ambos os lagos os peixes píscivoros e detritívoros apresentaram as maiores capturas em peso. O comprimento médio dos indivíduos capturados nos lagos foi de 20,27 ± 7,53 cm. A maior média de comprimento dos indivíduos foi na cheia e a menor na vazante. Na pesca praticada pelos pescadores é utilizada uma variedade de aparelhos destacando as redes de emalhe. O uso de determinado aparelho de pesca depende do ambiente explorado, espécie alvo, além da estação do ano, podendo ocorrer combinações de mais de um aparelho durante as capturas. O rendimento médio das pescarias nas duas regiões foi de 10 kg.pescador.dia-1. Em Urucurituba a CPUE média foi de 16 kg.pescador.dia-1, já em Tapará 4,5 kg.pescador.dia-1. Os pescadores de Urucurituba apresentam maior volume de captura e de comercialização do pescado. Estas comunidades cumprem parcialmente as regras dos acordos de pesca.

A traditional floodplain fishery of the lower Amazon River, Brazil

This paper describes fishing activities of households in four communities located in a floodplain lake system of the lower Amazon river. An average of 42 households were interviewed about their fishing activity on a monthly basis. The fishery is a typical multi-gear, multi-specific artisanal fishery. Approximately ten types of fishing gear are utilized, of which the three main types of gillnets account for 51% of the total catch. The catch per trip averaged 15 kg, for an annual total of 2,295 kg per household. Some 40 species or groups of species are caught, although four species account for 50% of the total. There is a strong seasonal pattern to the fishery, with catch per trip and catch per unit effort (CPUE) highest in the low water season (September-November). While there are marked differences between subsistence and commercially oriented fishing strategies, these differences are more in degree than in type, since fishers use the same types of gear and most fishers regularly sell part of their catch.

Palm community transitions along a topographic gradient from floodplain to terra firme in the eastern Amazon

Palmeiras apresentam padrões claros de segregação de nicho ao longo de gradientes topográficos, com algumas espécies associadas a florestas de terra firme e outras a áreas alagáveis. O objetivo desse estudo foi descrever quantitativamente as variações em pequena escala dentro de uma comunidade de palmeiras, investigando as mudanças na abundância de espécies ao longo de gradientes ambientais associados com um igarapé perene na Amazônia Oriental. O estudo de comunidades de palmeiras foi baseado em 60 parcelas florestais em que todos os adultos de palmeiras foram contados. Encontramos um total de 566 palmeiras em uma comunidade contendo 11 espécies. Além disso, encontramos uma separação significativa na comunidade de palmeiras entre florestas sazonalmente inundadas e florestas de terra firme e um gradiente das densidades das três espécies mais abundantes, ao longo dos primeiros 100 m de distância da área alagada. A abundância das seis espécies mais comuns variou em relação ao gradiente de umidade das áreas alagáveis para a terra firme, com a distribuição das palmeiras da mais tolerante a alagamentos a menos tolerante a alagamentos da seguinte forma: Euterpe oleracea, Attalea phalerata, Socratea exorrhiza (espécies associadas a áreas alagadas), Astrocaryum gynacanthum, Astrocaryum aculeatum, Attalea maripa (espécies com afinidade por terra firme).

Land cover classification of Lago Grande de Curuai floodplain (Amazon, Brazil) using multi-sensor and image fusion techniques

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

HYDROGRAPHIC VARIATIONS IN SIZE STRUCTURE OF PLANKTON BIOMASS IN A CHANGJIANG FLOODPLAIN LAKE

The size structure of the planktonic community in a Changjiang floodplain lake (Lake Chenhu, Hubei, P. R. China) was described for the inundation period of May through September 1983. The modality of the Sheldon-type size distributions changed hydrographically with the spectral profiles being bimodal during low, rising, mid-high and falling water phases, and trimodal soon after filling and shortly before falling. The modal peaks corresponded respectively to the dominant organisms of chlorophytes and nauplii, while the troughs centered on the bacteria and macrocrustacean size classes in the lake. The slope of the normalized biomass spectrum (an index of plankton size distribution) was less than -1.0 for the filling and falling phases or close to -1.0 for the high water period, indicating that the planktonic biomass tended to decrease or evenly distributes across logarithmically ordered size classes, respectively. This observed variation in the size distribution of the plankton community mainly resulted from changes in water levels and contents of particulate inorganic matter (PIM) in the lake.

CONTRIBUTION OF BACTERIOPLANKTON, PHYTOPLANKTON, ZOOPLANKTON AND DETRITUS TO ORGANIC SESTON CARBON LOAD IN A CHANGJIANG FLOODPLAIN LAKE (CHINA)

The relative compositions of bacterioplankton, phytoplankton, zooplankton and detritus of seston were studied during the course of inundation in a floodplain lake of central Changjiang (China). Peaks in bacterial biomass developed shortly after flooding, coinciding with the initial leaching of organic nutrients from vegetation submerged under floodwater, and again at high water, shortly before the climax of phytoplankton biomass. Rods predominated the bacterial carbon biomass. Phytoplankton developed a postflood bloom at initial falling, corresponding to the drainage of the lake water into the river. While minimal biomass occurred during the advent of flooding, most likely due to disturbance and dilution. Algal biomass was usually dominated by Chlorophyta. Highest biomass of zooplankton was recorded at the end of the flooding in connection with the decline in turbidity, and once again at early drainage, closely associated with high phytoplankton biomass. Copepods (mainly nauplii) always constituted the majority of zooplankton carbon biomass. Peaks in detrital carbon concentrations were recorded at rising and falling water phases, corresponding respectively to the riverine discharge and decomposition of macrophyte mats. At rising water phase, CPOC was abundant. While during other water phases, this predominance was shifted to FPOC alone. Taken together, average contribution of bacterioplankton, phytoplankton, zooplankton and detritus to total seston carbon was 3.29, 21.21, 6.83 and 68.67 %, respectively.

Two new species of Loricariidae (Teleostei: Siluriformes) from main channels of the upper and middle Amazon Basin, with discussion of deep water specialization in loricariids

Hemiancistrus pankimpuju, new species, and Panaque bathyphilus, new species, are described from the main channel of the upper (Maranon) and middle (Solimoes)Amazon River, respectively. Both species are diagnosed by having a nearly white body, long filamentous extensions of both simple caudal-fin rays, small eyes, absence of an iris operculum and unique combinations of morphometrics. The coloration and morphology of these species, unique within Loricariidae, are hypothesized to be apomorphies associated with life in the dark, turbid depths of the Amazon mainstem. Extreme elongation of the caudal filaments in these and a variety of other main channel catfishes is hypothesized to have a mechanosensory function associated with predator detection.