The utility of spectral indices from Landsat ETM+ for measuring the structure and composition of tropical dry forests

There is a growing emphasis on developing methods for quantifying the structure and composition of tropical forests that can be applied over large landscapes, especially for tropical dry forests that are severely fragmented and have a high conservation priority. This study investigates the relationships between various measures of forest structure (annual woody increment, canopy closure, stand density, stand basal area) and composition (tree species diversity, tree community composition) measured in semi-deciduous tropical dry forests on islands in Lago Guri, Venezuela and three spectral indices derived from Landsat ETM+: Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Infrared Index (IRI), and Mid-Infrared Index (MIRI). Even though there were significant autocorrelations among spectral indices, there were significant differences in the relationships between spectral indices and forest attributes. IRI was not significantly correlated with any of the structural variables while MIRI was correlated with canopy closure and NDVI values were correlated with canopy closure as well as annual woody increment. NDVI and MIRI were both related to relative tree diversity and all three indices were associated with aspects of tree species composition. Based on the results of this study, it appears that spectral indices, and in particular NDVI, may be useful indicators of forest attributes in tropical dry forest habitats. Further research needs to be undertaken to identify if the results of this study can be applied to other tropical dry forests at a global spatial scale. RESUMEN Existe un interes cada vez mayor en desarrollar metodos para cuantificar la estructura y composicion de los bosques tropicales que se puedan aplicar a nivel de paisajes grandes, especialmente para los bosques secos tropicales que estan severamente fragmentados y tienen una alta prioridad para su conservacion. Este estudio investiga las relaciones entre las diferentes medidas de la estructura forestal (crecimiento anual, densidad de la copa, densidad de arboles, y area basal) y la composicion (diversidad de especies de arboles y composicion de la comunidad de arboles) en bosques secos tropicales semi-deciduos en las islas en el Lago Guri, Venezuela, con tres indices espectrales provenientes de Landsat ETM+: Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Infrared Index (IRI), and Mid-Infrared Index (MIRI). Aunque se obtuvieron autocorrelaciones significativas entre los indices espectrales, tambien se obtuvo diferencias significativas en las capacidades de proyeccion de cada indice para las cualidades del bosque que se midieron. IRI no fue correlacionado con las variables estructurales, pero MIRI fue correlacionado con, y los valores de NDVI eran correlacionados con la densidad de la copa y tambien el crecimiento anual de los arboles. NDVI y MIRI fueron relacionados con la diversidad relativa de especias y los tres indices fueron asociados a aspectos de la composicion forestal. De acuerdo con los resultados de este estudio, sugerimos que los indices espectrales y en particular el NDVI, pueden ser indicadores utiles de las caracteristicas generales de los bosques secos tropicales. Se necesitara llevar a cabo mayores investigaciones para determinar con precision si los resultados de este estudio pueden ser aplicados a los bosques secos tropicales en una escala espacial global.