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dc.creatorMallmann, Caroline Lorenci
dc.date.accessioned2021-09-27T18:10:37Z
dc.date.available2021-09-27T18:10:37Z
dc.date.issued2021-02-23
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/22276
dc.description.abstractAlien species have adaptive and competitive advantages compared to coexisting native species. These advantages can be expressed in their leaf functional traits and should be used in order to discriminate invasive plants in a complex forest environments. For this reason, it is necessary to understand the relationship of these characteristics with their spectral signatures. We propose a methodological framework to assess discrimination between native and invasive species based on their leaf functional traits associated with field spectroscopy. For this purpose, four tree species were analysed, two invasive (P. guajava and H. dulcis) and two native species (P.cattleianum and L. divaricata). First we evaluated the leaf functional traits and the spectral behavior of invasive and native plants. Photosynthetic pigments were responsible for the greatest interspecific variability especially in the green region around 550nm. Afterwards we applied a Linear Discriminant Analysis (LDA) to analyze the reflectance spectra and we achieved accuracy of 97% in discrimination of species. The most informative spectra are concentrated in the visible light close to the main pigment absorption features. Finally, we aim to understand the functional significance of the optical properties of invasive species by using a technique based on the combination of narrow bands and linear regression models. P. guajava had better functionally optical properties for: specific leaf area (R822/R801; R²=0,95); Car/Clh (R839/R785; R²=0,93) and relative water content (R817/R802; R²=0,83). H. dulcis had the best results for relative water content (R706/R531; R²=0,85), specific leaf area (R706/R531; R²=0,77) and Clha/Clhb (R818/R769; R²=0,47). The spectral responses of invasive species in this study can be used to develop canopy models to increase spatio-temporal resolution through the use of reflectance data extracted from images acquired from suborbital and orbital platforms. Overall, we propose that this methodology is appropriate for discriminating invasive plants. However, parameterization by species is necessary to allow it to be expanded to other species of interest.eng
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectSensoriamento remotopor
dc.subjectHiperespectralpor
dc.subjectInvasão biológicapor
dc.subjectAtributos funcionais das folhaspor
dc.subjectAnálise discriminante linearpor
dc.subjectTipos ópticospor
dc.subjectRemote sensingeng
dc.subjectInvasive specieseng
dc.subjectLeaf functional traitseng
dc.subjectLinear discriminant analysiseng
dc.subjectOptical typeseng
dc.titleEspectroscopia de campo para a discriminação de espécies exóticas invasoras e nativas em floresta subtropicalpor
dc.title.alternativeField spectroscopy for the discrimination of invasive alien species and native plants in subtropical foresteng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoEspécies Exóticas Invasoras (EEI) apresentam vantagens adaptativas e competitivas em relação às espécies nativas que coabitam os ecossistemas invadidos. Essas características podem ser expressas em seus atributos funcionais foliares e utilizadas como suporte para discriminar plantas invasoras em ambientes florestais complexos. Por esse motivo, é necessário compreender a relação dessas características com suas assinaturas espectrais. Nesse sentido, propomos a adoção de um arcabouço metodológico para avaliar a discriminação entre plantas nativas e invasoras, com base em seus atributos funcionais das folhas, associado ao uso da espectroscopia de campo. Analisamos quatro espécies arbóreas, duas invasoras (P. guajava e H. dulcis) e duas nativas (P.cattleianum e L. divaricata). Primeiramente, analisamos e diferenciamos os atributos funcionais foliares e o comportamento espectral das plantas invasoras e nativas. Os pigmentos fotossintéticos foram responsáveis pela maior variabilidade interespecífica, em especial na região do verde em torno de 550nm. Após, analisamos os espectros de reflectância e aplicamos um modelo de Análise Discriminante Linear (LDA), obtivemos 97% de acerto na discriminação das espécies. Os espectros mais informativos concentram-se na faixa do visível, próximos às principais feições de absorção de pigmentos. Por último, procuramos compreender as propriedades ópticas funcionalmente significativas para as EEI, a partir da técnica fundamentada na combinação de bandas estreitas e modelos de regressão linear. A invasora P. guajava apresentou suas propriedades ópticas funcionalmente mais significativas para: área foliar específica (R822/R801; R²=0,95); Car/Clh (R839/R785; R²=0,93) e conteúdo relativo de água (R817/R802; R²=0,83). A invasora, H. dulcis, obteve os melhores resultados para conteúdo relativo de água (R706/R531; R²=0,85), área foliar específica (R706/R531; R²=0,77) e Clha/Clhb (R818/R769; R²=0,47). As informações espectrais das espécies invasoras obtidas nesse estudo podem ser utilizadas para desenvolver modelos simulados de dossel, a fim de ampliar a resolução espaço-temporal, por meio da utilização de dados de reflectância extraídos de imagens adquiridas de plataformas orbitais e suborbitais. Finalmente, acreditamos que a metodologia é apropriada para discriminação de plantas invasoras. Entretanto, exige parametrização por espécie para que possa ser expandida a outras espécies de interesse.por
dc.contributor.advisor1Pereira Filho, Waterloo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0357112879415627por
dc.contributor.referee1Novo, Evlyn
dc.contributor.referee2Breunig, Fabio
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2812901246354210por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentGeografiapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Geografiapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS HUMANAS::GEOGRAFIApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Naturais e Exataspor


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