Discriminação de Ipomoea cavalcantei, Ipomoea marabaensis e indivíduos híbridos por meio de traços foliares morfofisiológicos e hiperespectrais nas cangas da Serra de Carajás (PA-Brasil)
Authors:   , Soares Nayara Donatti 
Published: August 2024

As cangas da Serra dos Carajás (PA-Brasil) são savanas metalófitas compostas de uma vegetação predominantemente herbácea-arbustivas que crescem sob afloramentos de rochas ferruginosas. Essa vegetação abriga uma flora com alto número de espécies endêmicas e com adaptações a condições extremas. Devido a sua associação ao afloramento de minério de ferro, atividades do setor minerador geram uma grande vulnerabilidade a esses ecossistemas. Considerando a importância da conservação da biodiversidade das cangas, especialmente das espécies raras, ameaçadas e em perigo de extinção, e as limitações dos métodos convencionais de identificação taxonômica em campo, este estudo investiga a utilização de dados de reflectância hiperespectral foliar in situ para discriminação de Ipomoea cavalcantei, Ipomoea marabaensis e híbridos ocorrentes nas cangas de Carajás, Pará, Brasil. O uso de plataformas com sensores hiperespectrais possibilita o monitoramento populacional de espécies vegetais em larga escala, diminuindo o tempo de aquisição de dados, os custos de trabalhos em campo e os riscos operacionais associados ao acesso a áreas de mineração. Dessa forma, este estudo pretende fornecer dados que contribuam com o monitoramento das populações de I. cavalcantei, I. marabaensis e híbridos por meio do uso de tecnologias de sensoriamento remoto. São objetivos específicos: 1. Avaliar a separabilidade espectral das espécies e dos híbridos estudados; 2. Identificar as melhores bandas espectrais para diferenciação das espécies e híbridos; e 3. Definir características morfofisiológicas que explicam a variabilidade espectral encontrada. Os dados de reflectância foliar dos alvos foram registrados na faixa do espectro eletromagnético óptico entre 350 e 2500 nm através do espectrorradiômetro hiperespectral portátil FieldSpec® 4.0NP acoplado ao acessório Leaf Clip. Após a obtenção dos dados espectrais, das mesmas folhas foram mensuradas características morfológicas e fisiológicas. O classificador Random Forest (RF) foi utilizado para avaliar a capacidade de separabilidade das classes estudadas. A seleção dos comprimentos de onda mais importantes para a separabilidade das classes foi calculada a partir do índice de Gini. Além disso, uma Análise de Redundância (RDA) das características morfológicas e fisiológicas foliares foi calculada para explicar a variabilidade espectral encontrada. Os resultados evidenciaram uma alta acurácia na separabilidade espectral de I. cavalcantei (0.84) e I. marabaensis (0.85). No entanto, a acurácia de classificação de híbridos foi inferior (0.47). As bandas espectrais 350 nm, 660 nm, 870 nm, 980 nm e 1240 nm foram mais importantes para a diferenciação espectral das classes analisadas. A variação na reflectância foliar encontrada foi explicada por parâmetros morfofisiológicos (largura, teor de água, nitrogênio, cálcio, ferro e fósforo). Os resultados alcançados neste estudo evidenciam a separabilidade de I. cavalcantei e I. marabaensis através de dados hiperespectrais de reflectância foliar. Por outro lado, os indivíduos híbridos não apresentaram uma boa discriminação, uma vez que esses indivíduos expressam fenótipos com características intermediárias de I. cavalcantei e I. marabaensis, a dificuldade na precisão de identificação poderia ser esperada. A abordagem aqui usada demonstra um grande potencial para o monitoramento das populações de I. cavalcantei e I. marabaensis nas Cangas de Carajás através de plataformas com sensores hiperespectrais. Palavras-chave: Espectros de reflectância. Cangas. Ipomoeas.