@PhDThesis{SilvaJr:2022:ReSeQu,
author = "Silva Junior, Celso Henrique Leite",
title = "Remote sensing quantification of carbon losses in fragmented
tropical forests at multiple geographical scales",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2022",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2022-03-31",
keywords = "Landsat, LiDAR, GEDI, deforestation, forest degradation,
desmatamento, degrada{\c{c}}{\~a}o florestal.",
abstract = "The tropical forests biomass is a crucial carbon reservoir.
However, large-scale deforestation leads to a critical increase in
tropical forest fragmentation and compromises essential ecosystem
services. Due to the lack of a comprehensive assessment of the
edge effects impacts on fragmented tropical forests, the main
objective of this thesis was to establish a remote sensing-based
method to assess the synergy between deforestation, forest
fragmentation, and their negative impacts on the remaining
tropical forests. We found that forest fires incidence and
intensity vary with levels of habitat loss and forest
fragmentation in the Central Brazilian Amazon. About 95% of active
fires and the most intense ones occurred in the first kilometre
from the forest edges. In Amazonia, we found that carbon losses
associated with the edge effect (947 Tg C) corresponded to about
one-third of losses from deforestation (2,592 Tg C). Despite a
notable reduction of carbon losses from deforestation (7 Tg C
year\−1), the losses from the edge effect remained
unchanged, with an average of 63±8 Tg C year\−1. Thus,
carbon losses edge effect is an additional unquantified flux that
can counteract carbon emissions avoided by reducing deforestation.
Furthermore, we found that selective logging and fire degradation
can increase carbon losses at forest edges for the tropical scale.
Over time, carbon losses at forest edges vary along different
environmental gradients, with degradation being the most important
for losses in America and Africa and maximum temperature in Asia.
Between 1990 and 2020, carbon losses resulted in CO2 emission of
18 thousand teragrams, or the equivalent of 19% of emissions from
deforestation (93 thousand teragrams) in the same period. The
uptake of CO2 from the atmosphere by secondary tropical forests
was not sufficient to offset these emissions. We concluded that we
were able to make a comprehensive analysis of fragmented tropical
forests and assess their impacts at different scales through
remote sensing. Furthermore, we argue that collateral CO2
emissions from the edge effect should be quantified and reported
with emissions from deforestation for an inventory of greenhouse
gases more consistent with the reality of the carbon cycle in
tropical forests. RESUMO: A biomassa das florestas tropicais
{\'e} um crucial reservat{\'o}rio de carbono. No entanto, o
desmatamento em larga escala tem levado a um aumento
cr{\'{\i}}tico da fragmenta{\c{c}}{\~a}o das florestas
tropicais e compromete os servi{\c{c}}os ecossist{\^e}micos
essenciais. Devido {\`a} falta de uma avalia{\c{c}}{\~a}o
abrangente dos impactos do efeito de borda em florestas tropicais
fragmentadas, o objetivo geral desta tese foi estabelecer um
m{\'e}todo baseado em sensoriamento remoto para avaliar a
sinergia entre desmatamento, fragmenta{\c{c}}{\~a}o e seus
impactos negativos sobre os remanescentes de florestas tropicais.
Descobrimos que a incid{\^e}ncia e a intensidade dos
inc{\^e}ndios florestais variam com os n{\'{\i}}veis de perda
de habitat e fragmenta{\c{c}}{\~a}o florestal na Amaz{\^o}nia
Central Brasileira. Cerca de 95% dos inc{\^e}ndios ativos e os
mais intensos ocorreram no primeiro quil{\^o}metro das bordas da
floresta. Na Amaz{\^o}nia, descobrimos que as perdas de carbono
associadas ao efeito de borda (947 Tg C) corresponderam a cerca de
um ter{\c{c}}o das perdas por desmatamento (2.592 Tg C). Apesar
de uma not{\'a}vel redu{\c{c}}{\~a}o das perdas de carbono por
desmatamento (7 Tg C ano\−1), as perdas por efeito de borda
permaneceram inalteradas, com m{\'e}dia de 63±8 Tg C
ano\−1. Assim, as perdas de carbono por efeito de borda
s{\~a}o um fluxo adicional n{\~a}o quantificado que pode
neutralizar as emiss{\~o}es de carbono evitadas pela
redu{\c{c}}{\~a}o do desmatamento. Al{\'e}m disso, descobrimos
que a degrada{\c{c}}{\~a}o florestal por extra{\c{c}}{\~a}o
seletiva de madeira e fogo podem aumentar as perdas de carbono nas
bordas da floresta na escala tropical. As perdas de carbono nas
bordas florestais {\`a} medida que envelhecem, variaram ao longo
de diferentes gradientes ambientais, sendo a
degrada{\c{c}}{\~a}o a mais importante para perdas na
Am{\'e}rica e {\'A}frica e temperatura m{\'a}xima na {\'A}sia.
Entre 1990 e 2020, as perdas de carbono resultaram na emiss{\~a}o
de 18 mil teragramas de CO2 para a atmosfera ou o equivalente a
19% das emiss{\~o}es por desmatamento (93 mil teragramas) para o
mesmo per{\'{\i}}odo. A absor{\c{c}}{\~a}o de CO2 da atmosfera
pelas florestas secund{\'a}rias tropicais n{\~a}o foi suficiente
para compensar essas emiss{\~o}es. Conclu{\'{\i}}mos que fomos
capazes de realizar uma an{\'a}lise abrangente das florestas
tropicais fragmentadas e avaliar seus impactos em diferentes
escalas por meio do sensoriamento remoto. Al{\'e}m disso,
defendemos que as emiss{\~o}es de CO2 decorrentes do efeito borda
devem ser quantificadas e relatadas juntas as emiss{\~o}es por
desmatamento para um invent{\'a}rio de gases de efeito estufa
mais condizente com a realidade do ciclo do carbono das florestas
tropicais.",
affiliation = "{Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)}",
committee = "Shimabukuro, Yosio Edemir (presidente), and Arag{\~a}o, Luiz
Eduardo Oliveira e Cruz de (orientador), and Anderson, Liana
Oighenstein (orientadora), and Silva, Sonaira Souza da and
Alencar, Ane Auxiliadora Costa and Barlow, Jos",
englishtitle = "Quantifica{\c{c}}{\~a}o das perdas de carbono em florestas
tropicais fragmentadas por sensoriamento remoto em m{\'u}ltiplas
escalas geogr{\'a}ficas",
language = "en",
pages = "148",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "12 maio 2024"
}