Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6907
Tipo do documento: Dissertação
Título: MONITORAMENTO DA VARIABILIDADE ESPAÇO-TEMPORAL DA CONCENTRAÇÃO ATMOSFÉRICA DE DIÓXIDO DE CARBONO SOBRE ÁREAS AGRÍCOLAS NA ROTA DE EXPORTAÇÃO DE GRÃOS DO PORTO DE ITAQUI
Título(s) alternativo(s): Monitoring the spatiotemporal variability of atmospheric carbon dioxide concentration over agricultural areas along the grain export route from the Port of Itaqui
Autor: RODRIGUES, Alayne Araújo 
Primeiro orientador: SANTOS, Gustavo André de Araújo
Primeiro coorientador: SILVA JÚNIOR, Celso Henrique Leite
Primeiro membro da banca: SANTOS , Gustavo André de Araújo
Segundo membro da banca: SOUSA , Washington da Silva
Terceiro membro da banca: SILVA, Marcos Vinicius da
Resumo: O monitoramento da concentração de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera é fundamental para compreender os impactos do uso e cobertura da terra no balanço de carbono. Nesse contexto, o sensoriamento remoto se apresenta como uma ferramenta estratégica, permitindo a obtenção de dados essenciais para promover a sustentabilidade da produção agrícola, inclusive ao possibilitar uma melhor compreensão da emissão de CO₂ nos agroecossistemas. Portanto, o objetivo do trabalho foi analisar, caracterizar e quantificar a dinâmica espaço-temporal do estoque de carbono nas áreas agrícolas da rota de exportação de grãos do Porto do Itaqui via Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) na última década. Foram utilizadas séries temporais de 2016 a 2023 das informações de XCO₂ de áreas de pastagem e soja, obtidos pela plataforma administrada pela NASA, GES DISC e comparadas com elementos meteorológicos (precipitação, temperatura e umidade relativa do ar) extraídos do NASA POWER e índices de vegetação (NDVI, EVI e LAI) derivados do sensor MODIS-Terra. As análises estatísticas incluíram gráficos boxplot anuais e mensais, gráficos de tendência temporal do XCO2 com aplicação do teste não paramétrico Mann-Kendall e do teste de normalidade Shapiro-Wilk com nível de significância de 5%, todos realizados por meio de linguagem Python. No que se refere à elaboração de mapas temáticos para investigar a influência dos fatores ambientais sobre a dinâmica do carbono, foram criados pelos softwares Qgis® e ArcGis®. Além disso, aplicou-se a técnica de “hot-spot analysis” para identificar aglomerações espaciais de altas e baixas concentrações de CO₂ em áreas de soja e pastagem, assim como foi analisado as anomalias de XCO2 para ambas áreas. A variação temporal de XCO2 para as áreas de pastagem e soja não mostraram tendência significativa, apresentando comportamento estável com poucas oscilações ao longo dos anos. O teste Shapiro-Wilk indicou que os dados não seguemuma distribuição normal, embora se aproximem de uma curva normal. A análise espacial revelou padrões de hotspots de concentrações de CO₂ elevadas em áreas de pastagem degradada, enquanto regiões dominadas pela soja apresentaram maior ocorrência de “cold-spots”. Os anos com maiores hotspots em áreas de pastagem e soja foram 2020 e 2022, já os anos com maiores cold-spots em áreas de pastagem foram 2019, 2021 e 2023, enquanto que para as áreas de soja foram 2019 e 2021. Em áreas de soja, verificou-se correlação negativa entre XCO₂ e os índices de vegetação NDVI e EVI. A influência das variáveis meteorológicas foi significativa, ou seja, a precipitação e a umidade relativa do ar mostraram associação positiva com a redução do XCO₂, especialmente durante períodos de estiagem, enquanto a temperatura apresentou correlação inversa. Essas descobertas indicam que os agroecossistemas da região respondem de maneira diferenciada às condições climáticas e ao manejo do solo, com implicações diretas para a sustentabilidade agrícola e para a mitigação das emissões de gases de efeito estufa. Além disso, é viável a conexão socioeconômica a fim de relacionar os padrões de XCO₂ à expansão agrícola, à demanda global por commodities e às políticas públicas voltadas à neutralidade de carbono. Essas perspectivas reforçam a relevância do uso de sensoriamento remoto aliado a dados climáticos no acompanhamento das emissões e do sequestro de carbono.
Abstract: The monitoring of atmospheric carbon dioxide (CO₂) concentration is essential for understanding the impacts of land use and land cover on the carbon balance. In this context, remote sensing emerges as a strategic tool, enabling the acquisition of key data to promote the sustainability of agricultural production, including a better understanding of CO₂ emissions in agroecosystems. Therefore, the objective of this study was to analyze, characterize, and quantify the spatiotemporal dynamics of carbon stock in agricultural areas along the grain export corridor of the Port of Itaqui, using data from the Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO2) over the past decade. Time series from 2016 to 2023 of XCO₂ information for pasture and soybean areas were obtained from the platform managed by NASA’s GES DISC and compared with meteorological elements (precipitation, temperature, and relative humidity) extracted from NASA POWER, as well as vegetation indices (NDVI, EVI, and LAI) derived from the MODISTerra sensor. Statistical analyses included annual and monthly boxplots, temporal trend graphs of XCO₂ using the non-parametric Mann-Kendall test, and the Shapiro-Wilk normality test with a 5% significance level, all performed using Python programming language. Thematic maps were created using QGIS® and ArcGIS® software to investigate the influence of environmental factors on carbon dynamics. In addition, the “hot spot analysis” technique was applied to identify spatial clusters of high and low CO₂ concentrations in soybean and pasture areas, along with the analysis of XCO₂ anomalies for both land-use types. The temporal variation for pasture and soybean areas did not show a significant trend, presenting stable behavior with few oscillations over the years. The Shapiro-Wilk test indicated that the data do not follow a normal distribution, although they approximate a normal curve. Spatial analysis revealed patterns of CO₂ concentration hot-spots in degraded pasture areas, whereas regions dominated by soybean cultivation showed a higher occurrence of cold-spots. The years with the greatest hot spot intensity in pasture and soybean areas were 2020 and 2022, while the years with the most prominent cold-spots in pasture areas were 2019, 2021, and 2023, and for soybean areas, 2019 and 2021. In soybean areas, a negative correlation was observed between XCO₂ and the vegetation indices NDVI and EVI. The influence of meteorological variables was significant: precipitation and relative humidity showed a positive association with XCO₂ reduction, especially during drought periods, while temperature exhibited an inverse correlation. These findings indicate that the region’s agroecosystems respond differently to climatic conditions and soil management, with direct implications for agricultural sustainability and greenhouse gas mitigation. Furthermore, socioeconomic connections are feasible to link XCO₂ patterns to agricultural expansion, global commodity demand, and public policies aimed at carbon neutrality. These perspectives reinforce the importance of using remote sensing combined with climate data to monitor emissions and carbon sequestration.
Palavras-chave: agroecossistemas;
mudanças climáticas;
sensoriamento remoto
agroecosystems;
climate change;
remote sensing
Área(s) do CNPq: Agrometeorologia
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: COORDENAÇÃO DO CURSO DE AGRONOMIA/CCAA
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS
Citação: RODRIGUES, Alayne Araújo.Monitoramento da variabilidade espaço-temporal da concentração atmosférica de dióxido de carbono sobre áreas agrícolas na rota de exportação de grãos do porto de Itaqui. 2025. 93 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Ciências Ambientais) - Universidade Federal do Maranhão, Chapadinha, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6907
Data de defesa: 26-Set-2025
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS AMBIENTAIS

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
ALAYNE ARAÚJO RODRIGUES.pdfDissertação de Mestrado4,73 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.