Reliability of MODIS Evapotranspiration Products for Heterogeneous Dry Forest: A Study Case of Caatinga

Evapotranspiration (ET) is normally considered as the sum of all water that evaporates from the soil and transpires from plants. However, accurately estimating ET from complex landscapes can be difficult because of its high spatial heterogeneity and diversity of driver factors, which make extrapolation of data from a point to a larger area quite inaccurate. In this paper, we hypothesize that MODIS products can be of use to estimate ET in areas of Caatinga vegetation, the hydrology of which has not been adequately studied. The experiment was conducted in a preserved level area of Caatinga in which meteorological and water flux measures were taken throughout 2012 by eddy covariance. Evapotranspiration estimates from eddy covariance were compared with remotely sensed evapotranspiration estimates from MOD16A2 and SAFER products. Correlations were performed at monthly, 8-day, and daily scales; and produced r2 values of monthly scale = 0.92, 8-day scale = 0.88, and daily scale = 0.85 for the SAFER algorithm. Monthly MOD16A2 data produced a value of r2=0.82, and they may be useful because they are free, downloadable, and easy to use by researchers and governments

Corrigendum to “Reliability of MODIS Evapotranspiration Products for Heterogeneous Dry Forest: A Study Case of Caatinga”

Evapotranspiration (ET) is normally considered as the sum of all water that evaporates from the soil and transpires from plants. However, accurately estimating ET from complex landscapes can be difficult because of its high spatial heterogeneity and diversity of driver factors, which make extrapolation of data from a point to a larger area quite inaccurate. In this paper, we hypothesize that MODIS products can be of use to estimate ET in areas of Caatinga vegetation, the hydrology of which has not been adequately studied. The experiment was conducted in a preserved level area of Caatinga in which meteorological and water flux measures were taken throughout 2012 by eddy covariance. Evapotranspiration estimates from eddy covariance were compared with remotely sensed evapotranspiration estimates from MOD16A2 and SAFER products. Correlations were performed at monthly, 8-day, and daily scales; and produced r2 values of monthly scale = 0.92, 8-day scale = 0.88, and daily scale = 0.85 for the SAFER algorithm. Monthly MOD16A2 data produced a value of r2=0.82, and they may be useful because they are free, downloadable, and easy to use by researchers and governments

Precipitação esperada, em diferentes níveis de probabilidade, na região de Juazeiro, BA

Os eventos de chuvas são preponderantes para o desenvolvimento dos cultivos agrícolas totalmente dependentes de sua ocorrência. Tendo em vista que previsões climáticas nem sempre são precisas, técnicas que possam auxiliar nas previsões, como estimativas de precipitações, com base em níveis de probabilidade de sua ocorrência, podem ser uma boa alternativa. Objetivou-se, neste trabalho, determinar a precipitação pluviométrica esperada, em diferentes níveis de probabilidade, para a região de Juazeiro, BA bem como a época de menor risco de perdas na colheita de uvas finas por causa da ocorrência de chuvas. O estudo foi realizado com dados dos registros pluviométricos diários de uma série de 40 anos, obtidos junto à estação Agrometeorológica de Mandacaru no município de Juazeiro, BA. As estimativas mensais da precipitação pluviométrica provável para os níveis de 90; 80; 75; 60; 50; 45; 40; 35 e 30% de probabilidade foram obtidas pela função de distribuição gama. Aplicou-se o teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov, ao nível de 5% de significância para verificar o ajuste dos dados. A distribuição gama apresentou bom ajuste para estimar a precipitação provável em diferentes níveis de probabilidade na região de Juazeiro, BA. Os valores médios de precipitação pluvial mensal ocorreram próximo ao nível de 40% de probabilidade. A época mais adequada para o cultivo de sequeiro na região foi o bimestre fevereiro e março. As menores probabilidades de ocorrência de chuva de maio a outubro proporciona menor risco de perdas na colheita de uvas finas em cultivo irrigado, na região de Juazeiro, BA

Características agronômicas e sensibilidade ao rachamento de bagas de uvas sem sementes

As variedades de uvas sem sementes apresentam maior dificuldades de adaptação às condições tropicais do semiárido nordestino, exibindo produções reduzidas e irregulares, resultado de sua baixa fertilidade de gemas, desgrane elevado e suscetibilidade à rachadura de bagas. O objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos relacionados à susceptibilidade ao rachamento e podridão de bagas e características agronômicas de uvas sem sementes sob as condições do Submédio do Vale São Francisco. Para isso, o experimento foi conduzido no Campo Experimental de Bebedouro na Embrapa Semiárido, em Petrolina-PE. Foram avaliadas cinco variedades ao longo de dois ciclos de produção, correspondendo aos anos de 2013 e 2014. Utilizaram-se as variedades Adona, BRS Clara, BRS Maria Bonita, Arizul e Thompson Seedless, nas quais foram determinadas as seguintes variáveis: produção (Kg planta-1), número de cachos, massa do cacho (g); teor de sólidos solúveis (oBrix) e acidez titulável (g de ácido tartárico 100mL-1); bagas rachadas (%) e bagas podres (%). Os resultados mostraram que tanto o percentual de rachamento quanto o de podridão apontaram para as variedades BRS Clara e Adona como as mais tolerantes e a variedade Thompson Seedless como a mais suscetível. A maior produção por planta foi obtida no Ciclo 2 para a variedade BRS Clara (20,63 Kg planta-1), seguida da Adona (17,52 Kg planta-1. Assim, as variedades BRS clara e Adona destacaram-se com melhores características de qualidade e maior tolerância à rachadura e podridões de bagas, apresentando potencial para produção de duas safras ao ano no Submédio do Vale São Francisco

Consórcio palma-sorgo irrigado com diferentes lâminas de água no Semiárido brasileiro

The objective of this work was to evaluate the productive performance, biological efficiency, and the competitive ability of the forage cactus-sorghum intercropping under different irrigation depths with saline water in the Brazilian Semiarid Region. The experiment was carried out in Serra Talhada, in the state of Pernambuco, between 2014 and 2015, in a randomized complete block design, with four replicates, and a 5x3 factorial arrangement in split plots, with one year of forage cactus cycle and two years of sorghum cycles. The plots were composed by four irrigation water depths based on the fractions of 25, 50, 75, and 100% of the reference evapotranspiration, besides dry conditions; and the subplots consisted of three cropping systems (single crop of forage cactus, single crop of sorghum, and intercropping of forage cactus-sorghum). The increase of water irrigation depths increased the yields of sorghum in single crop and of the forage cactus-sorghum intercropping. The intercropping system promoted production stability with a higher system productivity index (SPI) for forage cactus-sorghum intercropping (6,279.02 kg ha-1 DM) than for forage cactus in single crop (4,626.98 kg ha-1 DM). The relative density coefficient (12.33) was indicative of the great compatibility of the intercropping system. The forage cactus-sorghum association shows biological advantage and competitiveness capacity, with a higher productive index than their monocultures.O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho produtivo, a eficiência biológica e a habilidade competitiva do consórcio palma-sorgo sob irrigação com diferentes lâminas de água salina, no Semiárido brasileiro. O experimento foi realizado em Serra Talhada, PE, entre 2014 e 2015, em delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições, em arranjo fatorial 5x3, com parcelas subdivididas, tendo sido um ano de ciclo de palma e dois ciclos de sorgo. As parcelas foram compostas por quatro lâminas de irrigação com base nas frações de 25, 50, 75 e 100% da evapotranspiração de referência, além das condições de sequeiro, e as subparcelas consistiram de três sistemas de plantio (palma solteira, sorgo solteiro e consórcio palma-sorgo). O aumento das lâminas de água incrementou a produtividade do sorgo e do consórcio palma-sorgo. O consórcio promoveu estabilidade na produção, com índice de produtividade do sistema (IPS) palma-sorgo (6.279,02 kg ha-1 MS) maior que o de palma em cultivo solteiro (4.626,98 kg ha-1 MS). O coeficiente de adensamento relativo (12,33) foi indicativo de ótima compatibilidade do consórcio. A associação palma-sorgo apresenta vantagem biológica e capacidade competitiva com maior índice produtivo que os dos seus monocultivos

Dinâmica de água no solo e evapotranspiração de clones de palma forrageira sob condições de sequeiro

The objective of this work was to evaluate soil water dynamics in areas cultivated with forage cactus clones and to determine how environmental conditions and crop growth affect evapotranspiration. The study was conducted in the municipality of Serra Talhada, in the state of Pernambuco, Brazil. Crop growth was monitored through changes in the cladode area index (CAI) and through the soil cover fraction, calculated at the end of the cycle. Real evapotranspiration (ET) of the three evaluated clones was obtained as the residual term in the soil water balance method. No difference was observed between soil water balance components, even though the evaluated clones were of different genus and had different CAI increments. Accumulated ET was of 1,173 mm during the 499 days of the experiment, resulting in daily average of 2.35 mm. The CAI increases the water consumption of the Orelha de Elefante Mexicana clone. In dry conditions, the water consumption of the Miúda clone responds more slowly to variation in soil water availability. The lower evolution of the CAI of the IPA Sertânia clone, during the rainy season, leads to a higher contribution of the evaporation component in ET. The atmospheric demand controls the ET of clones only when there is higher soil water availability; in this condition, the water consumption of the Miúda clone decreases more rapidly with the increase of atmospheric demand.O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica de água no solo em áreas cultivadas com clones de palma forrageira, e determinar como as condições ambientais e o crescimento da cultura afetam a evapotranspiração. O estudo foi conduzido no Município de Serra Talhada, no Estado de Pernambuco. O crescimento da cultura foi monitorado por meio da evolução do índice de área do cladódio (IAC) e da fração de cobertura do solo calculada ao final do ciclo. A evapotranspiração real (ET) dos três clones avaliados foi obtida como resíduo do método do balanço hídrico do solo. Não foi observada diferença entre os componentes do balanço hídrico do solo, embora os clones pertencessem a gêneros diferentes e apresentassem diferentes incrementos do IAC. A ET acumulada foi de 1.173 mm durante os 499 dias experimentais, com média diária de 2,35 mm. O IAC aumenta o consumo de água do clone Orelha de Elefante Mexicana. Em condições de seca, o consumo de água do clone Miúda responde mais lentamente à variação no armazenamento de água no solo. A menor evolução do IAC do clone IPA Sertânia, durante o período chuvoso, induz à maior contribuição do componente de evaporação na ET. A demanda atmosférica controla a ET dos clones apenas quando há maior disponibilidade de água no solo; nesta condição, o consumo de água do clone Miúda diminui mais rapidamente com o aumento da demanda atmosférica

Validação de um modelo espectral para determinação de fluxos de CO2 em áreas do Bioma Caatinga

The development of models with high coverage and low cost are fundamental for monitoring the carbon dynamics in ecosystems. The present work analyzed, by remote sensing, the CO2 fluxes in the Caatinga Biome, verifying the potential of multispectral images in determining the CO2 dynamics in areas of preserved caatinga and in ecological succession. The Forest Carbon Sequestration Index (CO2flux) was applied for spectral modeling in 20 scenes of the OLI sensor (Landsat 8). To validate the results, the CO2flux measured in micrometeorological towers was used. According to the moment of passage of the Landsat 8 satellite, different temporal scales of the CO2flux data from the tower were used considering intervals of half, one and two hours. Normality analysis was performed using the Shapiro-Wilk test, data were subjected to Spearman correlation and then the best model was selected based on the root mean square error (RSME). The CO2flux spectral index proved to be compatible for evaluating the parameters of estimating CO2 fluxes in caatinga areas when compared with CO2 fluxes from the pixel corresponding to the location of the tower, with Spearman correlation coefficients ranging from ? = -0.8 a ? = -0.7. The proposed model presented a high correlation with the observed data (R2=0.8; RSME=1.6), showing an efficient adjustment in the evaluation of CO2 fluxes and great potential in the use of multispectral images for monitoring the CO2flux capturing the effects of seasonal changes in the dynamics of carbon fluxes.O desenvolvimento de modelos com alta cobertura e baixo custo são fundamentais para o monitoramento dos fluxos de dióxido de carbono (CO2) nos ecossistemas. O estudo objetivou validar um método para determinação de fluxos de CO2 utilizando dados multiespectrais em áreas de caatinga preservada e em sucessão ecológica. Aplicou-se o Índice de Sequestro Florestal de Carbono (CO2flux) para a modelagem espectral em 20 cenas do sensor OLI (Landsat-8). No processo de validação do modelo, dados de fluxos de CO2 medidos em superfície com o uso de torres micrometeorológicas foram utilizados. De acordo com o momento de passagem do satélite Landsat-8, foram utilizadas diferentes escalas temporais dos dados de fluxo de CO2 da torre considerando intervalos de meia hora, 1 (uma) e 2 (duas) horas. O teste Shapiro-Wilk foi utilizado para verificar normalidade dos dados, e como maioria das variáveis não apresentaram distribuição normal, os dados foram submetidos ao teste de correlação de Spearman, e em seguida foi recomendado o melhor modelo analisando o seu coeficiente de determinação (R2) e a raiz quadrada do erro médio (RSME). O índice espectral CO2flux mostrou-se compatível para avaliação dos parâmetros de estimativas dos fluxos de CO2 na caatinga quando comparados com fluxos de CO2 do pixel correspondente a localização da torre, com correlações apresentando valores variando de ? = -0,86 a ? = -0,72. O modelo proposto apresentou alta correlação com os dados observados obtendo R2 = 0,81 e RSME = 1,6, constatando um ajuste eficiente para a avaliação dos fluxos de CO2 e grande potencial no uso de imagens multiespectrais para o monitoramento do fluxo de CO2 capturando os efeitos das mudanças sazonais da dinâmica dos fluxos de carbono

Expanding tropical forest monitoring into Dry Forests: The DRYFLOR protocol for permanent plots

This is the final version. Available on open access from Wiley via the DOI in this recordSocietal Impact Statement Understanding of tropical forests has been revolutionized by monitoring in permanent plots. Data from global plot networks have transformed our knowledge of forests’ diversity, function, contribution to global biogeochemical cycles, and sensitivity to climate change. Monitoring has thus far been concentrated in rain forests. Despite increasing appreciation of their threatened status, biodiversity, and importance to the global carbon cycle, monitoring in tropical dry forests is still in its infancy. We provide a protocol for permanent monitoring plots in tropical dry forests. Expanding monitoring into dry biomes is critical for overcoming the linked challenges of climate change, land use change, and the biodiversity crisis.Newton FundNatural Environment Research Council (NERC)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São PauloCYTE

Water consumption, productivity and quality of irrigated guava fruit in the Sub - São Francisco Region.

O presente trabalho objetivou determinar as necessidades hídricas de um pomar de goiabeira Paluma, com cinco anos de idade, plantada no espaçamento de 6 m x 6 m e irrigada por microaspersão, em área de produtor no Submédio São Francisco, com base na determinação da evapotranspiração da cultura (ETc) usando as metodologias do balanço de energia com base na razão de Bowen (BERB) e do balanço hídrico no solo (BHS). Para determinação da ETcBERB foi instalada uma torre micrometeorológica localizada no centro do pomar, com sensores de saldo de radiação, radiação solar global, radiação refletida, temperatura de termojunções seca e úmida e velocidade do vento, estes últimos em dois níveis acima da copa da planta; e no solo, sob a copa da planta, foi instalada placa de medida do fluxo de calor no solo. Enquanto para determinação da ETCBHS, instalouse um pluviômetro, um painel eletrônico para monitorara irrigação e tensiômetros e sondas de perfil de umidade para determinação da umidade do solo. A ETc foi relacionada com a evapotranspiração de referência (ETo) obtida pelo método da FAO-Penman-Monteith para determinar o coeficiente de cultura (Kc) da goiabeira. Ademais, foram realizadas observações da fenologia e da produtividade da cultura. A área experimental era composta por dois tratamentos de irrigação: 1) PR - área do produtor e 2) PE - área da pesquisa. No tratamento PR, a aplicação de água foi realizada em conformidade com as indicações contidas no projeto de irrigação; já no tratamento PE, a lâmina de irrigação foi obtida em função do coeficiente de cultura (Kc) determinado em uma etapa anterior (Etapa 1), da eficiência de aplicação de água (Ea) determinada em campo e da evapotranspiração de referência (ETo) determinada em uma estação agrometeorológica convencional. Os resultados apontaram o ciclo produtivo com duração de 179 dias, divididos em 7 fases fenológicas. A curva de crescimento dos frutos apresentou comportamento de dupla sigmóide, com concentração de colheita em tomo dos 1 35 dias após a floração. O índice de pegamento de frutos foi maior nas plantas do tratamento PR (38,3%) do que as plantas do PE (19,7%), resultando em maior produtividade naquele tratamento. O saldo de radiação (Rn) representou 65% da radiação solar incidente (Rg) e pode ser estimado por meio da seguinte equação: Rn = 0,6803.Rg - 8,4489, R2 = 0,9939. Constatou-se ainda, que o albedo médio do pomar de goiabeira durante o ciclo produtivo foi igual a 17,2%. Quanto aos componentes do balanço de energia, o fluxo de calor latente (LE) representou 90,7% de Rn, enquanto os fluxos de calor sensível e de calor do solo representaram 12,3 e 3,63%, respectivamente. O valor médio de ETcBERB para o ciclo da goiabeira foi 5,3 mm dia"1, condicionando a obtenção de um valor de KcBERB a 1,1, mostrando-se bastante superior ao valor determinado na Etapa 1, que foi 0,77. Essa variação foi atribuída ao aumento da área foliar e idade do pomar. Os valores médios da ETc obtida por meio do balanço hídrico no solo para os tratamentos do produtor (ETc BHSPR) e da pesquisa (ETcBHSPE) foram iguais a 6,3 mm dia" e 5,6 mm dia"', respectivamente. A quantidade de água aplicada nos dois tratamentos não apresentou grande diferença na quantidade e qualidade dos frutos; no entanto, o uso eficiente de água (EUA) foi maior no tratamento PE (2,91 kg mm"1) em comparação com o tratamento PR (2,66 kg mm-1).This work aimed to determine water needs of a guava orchard, Paluma variety, five-yearold ín 6 m x 6 m grid spacing and irrigated by micro sprinkler, in a producer area located at the sub-medium river São Francisco, on the basis of the determination of evapotranspiration of the culture (ETc) using the Bowen ratio energy balance (BERB) and the soil water balance (BHS) methods. In order to determine the ETcBERB it was installed a micrometeorological tower into the orchard, with sensors of net radiation, global solar radiation, reflected solar radiation, dry and wet temperature and wind speed, these last ones in two leveis above the plant canopy; on the ground, under the plant canopy, it was installed a flux plate to measure the soil heat flux. For the determination of the ETCBHS, were installed a rain gauge, a panei electronic to monitor the irrigation and tensiometersand profíle probe of soil moisture. The ETc was related to reference evapotranspiration (ETo), obtained according to the FAO-Penman-Monteith, to determine the crop coefficient (Kc) of the guava orchard. Furthermore, it was carried experiments on phenology and productivity of the culture. The experimental area was composed of two treatments of irrigation: 1) PR - area of producer and 2) PE - area of the research. In treatment PR, a water application test was carried in compliance with the indications contained in the irrigation project; no longer treatment PE, the blade of irrigation was gotten in function of the crop coefficient (Kc) determined in a previous stage (Stage 1), of the efticiency of application of water (Ea) determined in field and of the reference evapotranspiration (ETo) determined in a conventional agrometeorological station. The results indicated that the productive cycle lasted 179 days, divided in 7 phenological phases. The curve of fruit growth presented a double sigmoid behavior, with crop harvest concentrated around 135 days after the flowering. The index of fruit-loosening was bigger in the plants of treatment PR (38,3%) rather than in the plants of the PE (19,7%), resulting in bigger productivity with that one treatment. The net radiation (Rn) represented 65% of the solar global radiation (Rg) and can be assessed by means of the following equation: Rn = 0,6803.Rg 8,4489, R2 = 0,9939. The average albedo of the orchard during the productive cycle was equal to 17,2%. The latent heat flux (LE) represented 90.7% of Rn, while the sensible heat flux and soil heat flux had represented 12,3 e 3,63% of Rn, respectively. The average value of ETcBERB for the productive cycle of guava was 5,3 mm day-1, conditioning the attainment of a value of KcBERB 1,1, revealing sufficiently superior to that value determined in Stage 1 (equal to 0,77). This variation was attributed to the increase of the foliar area and age of the orchard. The average values of the ETc gotten by means of the soil water balance for treatments of the producer (ETcBHSPR) and the research (ETcBHSPE) had been equal the 6.3 mm day"1 e 5.6 mm day"1, respectively. The amount of water applied in the two treatments did not present great difference in the productivity and quality of fruits; however, the efficient water use (EUA) was bigger in treatment PE (2.91 kg mm"1) in comparison with the treatment PR (2.66 kg mm-1)

Phenology and water consumption of guava (Psidium guajava L.) irrigated.

CNP