Otimização multi-sítio de modelo de assimilação de carbono e aplicações em ecossistemas de cerrado e pastagem / Multi-site otimization of carbon assimilation model and applications in cerrado and grassland ecosystems

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

29/07/2011

RESUMO

Diante de cenários de mudanças climáticas globais, estudos usando modelos de superfície terrestre são necessários para avaliar o impacto do aumento do CO2 e o balanço de carbono em ecossistemas terrestres. Entretanto, uma boa calibração desses modelos é importante para que esses modelos representem da melhor maneira possível os processos do ecossistema. Geralmente, os modelos são calibrados para um sítio e, então, os mesmos parâmetros calibrados são aplicados para outros sítios com o mesmo tipo funcional de planta. Tendo em vista o exposto, este trabalho possui dois objetivos principais: Inicialmente, realizar uma calibração multi-sítio, utilizando dois sítios simultaneamente, e avaliar seu desempenho; E, então, fazer a aplicação dos resultados da calibração multi-sítio para gerar estimativas de produção primária líquida (NPP, em inglês) em ecossistemas de cerrado e pastagem na América do Sul. Para investigar a calibração multi-sítio, foi realizada a calibração da troca líquida do ecossistema (NEE, em inglês) para dois sítios de pastagem na Amazônia, analisando 20 diferentes funções objetivo, sendo cinco medidas de ajuste sujeitas a quatro métodos de otimização duas otimizações individuais (uma para cada sítio) e duas otimizações multi-sítio (uma com o mesmo peso para cada sítio e a outra com peso proporcional ao tamanho da série de dados). As cinco medidas de ajuste utilizadas foram: coeficiente de correlação (r), raiz do erro quadrado médio (RMSE), erro médio absoluto (MAE), erro de viés médio (MBE) e erro de viés máximo (Emax). Os resultados da calibração do modelo indicam que com algumas restrições da escolha da função objetivo, a calibração multi-sítio é possível e produz resultados consistentes entre os sítios. A escolha da função objetivo deve ser baseada na intenção de uso do modelo. Para modelos de simulações de curto prazo é recomendado o uso do método de otimização com o mesmo peso para cada sítio, usando o MAE como medida de ajuste. Por outro lado, para modelos de simulações de longo prazo, o método indicado é o mesmo peso para cada sítio, utilizando o Emax como função objetivo. Visto que neste trabalho a prioridade são simulações de longo prazo, aplicou-se o método do peso para cada sítio utilizando o Emax como função objetivo para gerar estimativas de NPP em ecossistemas de cerrado e pastagem para a América do Sul. Os parâmetros calibrados foram aplicados no Algoritmo RATE (baseado no modelo SITE), que é um algoritmo de monitoramento regional da taxa de fixação de carbono usando dados de sensoriamento remoto derivados dos produtos do MODIS (cobertura do solo, índice de área foliar e fração absorvida da radiação fotossinteticamente ativa). Os resultados indicam uma pronunciada variabilidade sazonal nas estimativas mensais de NPP para o cerrado e para a pastagem no ano de 2010, mostrando também uma conexão da variabilidade de NPP com a variabilidade climática da região períodos de alta e baixa precipitação e temperatura controlando diferenças sazonais na fixação de carbono. A variabilidade interanual de NPP foi maior para a pastagem do que para o cerrado, talvez indicando maior suscetibilidade da pastagem à variabilidade climática. Os resultados apresentaram uma clara diferença entre as estimativas de NPP do RATE e do MODIS, indicando que mais estudos são necessários para validar estratégias alternativas de estimar NPP.

ASSUNTO(S)

micrometeorologia cerrado pastagem micrometeorologia carbono grassland carbon micrometeorology cerrado

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