Monitorização da condição fitossanitária do castanheiro por fotografia aérea
obtida com aeronave não tripulada
Introdução
O castanheiro (Castanea sativaMill.) tem assumido crescente importância
económica em Portugal, desde meados da década de 1980, facto também notório na
área de produção da “Castanha da Padrela”, onde se desenrolou este trabalho.
Nesta zona, a castanha Judia é uma das principais fontes de receita das
populações locais. Todavia, a intensificação da produção favoreceu o
aparecimento de problemas fitossanitários, destacando-se a doença da tinta,
causada pelo oomiceta do solo Phytophthora cinnamomi Rands, e o cancro, pelo
fungo Cryphonectria parasitica(Murr.) Barr., como as principais causas do
declínio. Os sintomas causados por estes ou outros agentes bióticos podem ser
monitorizados por deteção remota, devido à alteração da assinatura espectral
das árvores afetadas.
No caso de C. parasitica,trata-se de um organismo de quarentena da lista A2. Os
meios de luta têm sido difíceis de implementar dado o seu custo e os resultados
imprevisíveis. Já a utilização de estirpes hipovirulentas (HV) é um método
promissor. O tratamento com HV, leva à conversão da forma original virulenta
(V) do ascomiceta, na forma HV, através da fusão do citoplasma das hifas das
estirpes em confronto (Grente e Sauret, 1969).
A fotografia aérea convencional ou as imagens de satélite podem ser utilizadas
na monitorização, mas a sua aquisição tem custos avultados, sobretudo quando as
áreas a avaliar são pouco extensas ou há necessidade de fazer reconhecimentos
intervalados por curtos períodos de tempo.
Neste estudo é apresentada uma alternativa para monitorizar a sanidade de
castanhais, através da realização de voos aerofotogramétricos com o Veículo
Aéreo Não Tripulado (UAV) eBeeda Sensefly(Sensefly, 2014). Obtiveram-se
fotografias aéreas policromadas e de infravermelho próximo (NIR), que foram
comparadas com imagens aéreas de 2006. A metodologia usada permite que seja
replicada noutras áreas e a monitorização da condição dos povoamentos a custos
substancialmente inferiores à avaliação somente por trabalho de campo ou
recorrendo a fotografia aérea convencional.
Material e Métodos
Fotografia aérea de pequeno formato
A área de estudo (23l ha) localiza-se na freguesia de Padrela e Tazém, no
concelho de Valpaços. Para obter Fotografia Aérea de Pequeno Formato (FAPF) foi
utilizado um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), também chamado UAV (do inglês
Unmanned Aerial Vehicle) ou Drone (zangão, em inglês). O modelo usado foi o
EBeeda Sensefly (Figura_1).
O voo realizou-se em 18 de Julho de 2014, à altura de 300 m, ao longo de seis
linhas de voo, orientadas no sentido Norte - Sul, sendo a resolução das imagens
de 16 cm. Após a cobertura procedeu-se à ortorretificação e georreferenciação
das imagens, com base em pontos de controlo do terreno (Figura_2).
Ocupação pelo castanheiro
Para a fotointerpretação, desenvolveram-se chaves fotográficas referentes a
árvores com diferentes condições fisiológicas. As observações e fotografias de
campo foram comparadas com as imagens aéreas, indicando-se na Figura_3 alguns
exemplos.
Num Sistema de Informação Geográfica (SIG), com as coordenadas de base no datum
World Geodetic System de 1984 (WGS 84), foi colocado o polígono retangular da
área de estudo e distribuídas 231 parcelas circulares com um raio de 17,84 m.
As parcelas foram dispostas numa quadrícula de 100x100 m, correspondendo cada
ponto a 1 ha.
Ao SIG adicionaram-se fotografias aéreas ortorretificadas de falsa cor, com a
largura do pixel de 1 m, datadas de 2006. Estas fotos foram obtidas para a
realização do Inventário Florestal Nacional, pela então Autoridade Florestal
Nacional. Em cada parcela, fez-se a análise visual relativa ao Índice de
Coberto(IC) pelo castanheiro. Para isso, foi considerada proporção entre a área
coberta pelas copas e a superfície da parcela de 1000 m2. O valor representado
varia entre 0 e 100. Nas fotos de 2014, fez-se o mesmo procedimento, relativo
ao coberto pelo castanheiro nesse ano.
De acordo com a evolução do coberto, foi estabelecido um índice para aQualidade
do Povoamento (QP) que pode variar de 0 a 20. Se IQ<10, significa que a
percentagem de coberto pelo castanheiro diminuiu no período em análise (2006 a
2014).
QP = (IC14-IC06+100)*0,1
Onde: QP = Qualidade do Povoamento (0 a 20)
IC14 = índice de coberto pelo castanheiro em 2014 (0 a 100)
IC06 = índice de coberto pelo castanheiro em 2006 (0 a 100)
Vitalidade dos soutos
Para conhecer a evolução da vitalidade, usaram-se métodos para estimar
parâmetros com base em atributos observados em pontos vizinhos. Segundo Soares
(2000), os fenómenos espaciais estruturados, como os povoamentos florestais,
têm uma distribuição que não é aleatória. Assim, podem aplicar-se métodos que
permitam predizer e quantificar a distribuição espacial, neste caso da
incidência de doenças.
Nos métodos geoestatísticos assume-se a existência de correlação espacial entre
variáveis aleatórias georreferenciadas, correlação que depende da distância
entre pontos e que tende a diminuir à medida que essa distância aumenta (Muge,
1990). Esses métodos podem utilizar observações pontuais relativas a uma única
variável regionalizada de interesse, , referida a um conjunto de pontos da área
de estudo (métodos univariados) ou utilizar também variáveis regionalizadas
auxiliares, cujos valores poderão contribuir para melhorar as estimativas da
variável de interesse principal, desde que esta esteja correlacionada. Na
interpolação é analisado o comportamento variáveis regionalizadas, , cuja
continuidade espacial pode ser modelada por um semivariograma representado em
baixo,
onde: xi e xi+hrepresentam vetores de posição de pares de pontos na área de
estudo.
Resultados e Discussão
Índice de coberto e declínio do castanheiro
Pela análise dos resultados, constata-se que a FAPF policromada e de falsa cor
podem ser usadas com fiabilidade e a baixo custo, na monitorização da sanidade
de C. sativa. Observamos algum arrastamento nas segundas que deverá ser
corrigido em futuras missões. A sua utilização comparada com observações de
campo possibilitou reconhecer o agravamento do declínio do castanheiro da
Padrela de 2006 até 2014.
De acordo com a análise dos dados (Quadro 1) verifica-se que Índice de Coberto
(IC) não sofreu diferenças significativas no período de 2006 a 2014 (26,5±3,5 e
26,0±2,8). A evolução de IC mostra que o valor da Qualidade dos Povoamentos
(QP), numa escala de 0 a 20 é baixo (10.0±1.9). O Erro de Amostragem (SE%) de
QPé reduzido, revelando que a variação de IC é baixa, tendo assim a mesma
tendência em toda a área de estudo.
Contrariamente ao que seria desejável, em 56 % da área de estudo,
correspondendo a 129 ha, o crescimento do copado foi inferior a 5% ou regrediu.
Em algumas parcelas a diminuição do Índice de Coberto (IC) atingiu 65%. O
declínio deveu-se à mortalidade ou à diminuição da dimensão das copas devido a
agentes bióticos ou abióticos, pois é pouco evidente o corte voluntário pelo
agricultor, para conversão por outras culturas.
No local avaliado, o interesse pela cultura é revelado nas novas plantações que
contribuíram para um aumento de 11% (26 ha) da área de castanheiro. Contudo, a
área de produção em termos globais sofreu uma regressão devido precisamente à
diminuição da área do coberto pelas copas (AC%) que passou de 35% em 2006 para
30% em 2014.
Em resultado da diminuição da área relativa das copas a condição global dos
soutos piorou em 129 ha, correspondendo a 56% da área de estudo. Houve contudo,
povoamentos que melhoraram (21%), devendo-se ao crescimento de árvores
saudáveis e ao aumento do IC pelas novas plantações.
Assim, muita da mortalidade observada é dispersa por todos os povoamentos,
sendo também compensada por novas plantações nos mesmos soutos.
Vitalidade dos soutos
Através da “krigagem” ordinária foi possível mapear as áreas de maior e de
menor declínio (Figura_4). Neste caso, verificamos que a zona de Vale de Coelho
teve um comportamento mais favorável, podendo isso estar associado à exposição
predominantemente a Norte. As manchas relativas aos soutos em pior condição têm
uma maior distribuição, o que está em concordância com a análise de dados,
desenvolvida de acordo com o IC.
Conclusões
No inventário ou monitorização do declínio da floresta há vantagens quando se
utiliza a deteção remota. As FAPF são muito versáteis na observação de sintomas
por poderem usar várias regiões do espectro eletromagnético, que, associado à
adequada resolução, possibilitam separar as copas com diferentes níveis de
ataque. Na monitorização da sanidade do castanheiro com FAPF, há trabalhos
desenvolvidos em Portugal (Abreu et al., 1993; Castro et al., 2010; Martins et
al.,2007), Suíça (Bissegger e Heiniger, 1991) e Itália (Ambrosini et al.,
1997). Os inventários deverão ter continuidade, para que a identificação das
causas do declínio. Isso permite que avaliação do efeito das intervenções, para
melhoria dos soutos, possa ser mais objetiva (Silva, 2001; Martins et al.,
2001; 2007).
Neste estudo demonstrou-se a viabilidade de utilizar a aeronave eBee SensFly na
monitorização da sanidade de áreas com C. sativa. Comparativamente com a
fotografia aérea convencional, tem custos operacionais muito baixos, sendo até
a qualidade e resolução das imagens superior à de voos nacionais. Para áreas
superiores a 1000 ha, pode ser preferível a utilização de metodologias de
amostragem com coberturas aéreas parcelares ou então o recurso a aeronaves
tripuladas.
O estudo demonstrou que a utilização de séries fotográficas permite a análise
objetiva do declínio dos soutos. O índice utilizado (percentagem de coberto de
copas) reflete, de forma adequada a evolução do estado das árvores, pois é
independente da condição da luz e da condição momentânea do castanheiro que
pode, por exemplo, recuperar de uma sintomatologia de clorose. Os valores de IC
comparados com o trabalho de campo permitiram também verificar que o declínio
tem múltiplas causas, sendo o cancro uma delas. Assim, a zonagem recorrendo à
deteção remota permite inferir sobre um quadro global de declínio, mas os
problemas fitossanitários específicos necessitam sempre de ser validados por
registos de campo.
A evolução do ICpermitiu concluir que apesar de existirem novas plantações
estas não compensam o declínio. Neste caso, os povoamentos em regressão devido
aos fatores bióticos e abióticos atingem 56% (129 ha). As perdas que nalguns
soutos chegam a 65%, refletem-se em perdas económicas.
Em última análise, verificamos que apesar do aumento da área com novos soutos
(11%), pela reconversão de solos com matos, pastagens ou outras culturas
agrícolas e das novas plantações em povoamentos, para repor a mortalidade do
castanheiro, a área de produção em termos globais até sofreu uma regressão,
pois a área de coberto pelas copas passou de 35% em 2006 para 30% em 2014.
Considerando que estes dados poderão ter replicação noutros locais, deverá
existir uma cuidada reflexão, pois apesar dos esforços e investimentos nesta
cultura, verifica-se que está a sofrer uma regressão continuada, cujas causas
merecem ser melhor compreendidas, para que as futuras intervenções sejam mais
assertivas e eficazes.
