Modelagem espaço-temporal da colonização de macrófitas submersas no reservatório de Taquaruçu

Abstract

Este trabalho propõe um modelo espaço-temporal para o desenvolvimento de macrófitas submersas no reservatório de Taquaruçu, rio Paranapenama, no município de Santo Inácio, estado do Paraná. A abordagem de construção do modelo é teórico-empírica, baseada em dados. O estudo da vegetação submersa é relevante pois a sua proliferação excessiva acarreta desequilíbrio ecológico e prejuízos econômicos para usinas hidrelétricas. Foram realizados dez levantamentos de campo no reservatório de Taquaruçu, rio Paranapenama. Utilizou-se a técnica hidroacústica para mapear a vegetação e a profundidade e foram adquiridas medidas limnológicas. A análise exploratória mostrou grande redução da infestação de 2009 para 2010, justificada pela intensa precipitação ocorrida no período. Constatou-se regiões de crescimento e decaimento da vegetação, heterogeneamente distribuídas no espaço e no tempo. O modelo gerado divide-se em: modelo pontual, determinístico, que descreve o crescimento vertical da vegetação, independente da vizinhança e modelo probabilístico, para estimar a propagação da vegetação em área. O modelo pontual foi baseado no modelo logístico, caracterizado pela curva sigmoidal. As variáveis utilizadas foram profundidade e coeficiente de atenuação. Os coeficientes do modelo foram calibrados com algoritmos genéticos, com a utilização de 18 pontos, coletados entre abril e agosto de 2010. Os dados de entrada deste modelo foram gerados com interpolação por krigeagem ordinária e resolução de 3 m. Na etapa de validação utilizou-se de 12 pontos, em que avaliou-se a estatística descritiva dos resíduos, índices de qualidade de ajustamento, análise gráfica da...

The focus of this work is to design a spatiotemporal model of submerged macrophyte development. The model developing approach is empirical, based on field data. The study of submerged vegetation is important due to its excessive proliferation, which causes ecological unbalance and economical losses to hydroelectric power plants. Ten field surveys were made in Taquaruçu reservoir, Paranapanema river. Hydroacoustic techniques were used to map the vegetation and depth, and limnological measurements were made. Exploratory analysis showed a great infestation reduction from 2009 to 2010, probably caused by the precipitation volume which occurred in that time. Macrophyte growth and decay regions were distributed in space and time in a heterogeneous way. The model produced is divided in: local model, deterministic, which describes the vertical vegetation growth, without neighborhood influence; and the probabilistic model, which estimates the macrophyte propagation in area. The local model was based on the logistic model whose curve is sigmoidal. The variables used were depth and attenuation coefficient. Model coefficients were calibrated with genetic algorithms, with 18 points collected between April and August 2010. Input data were generated with ordinary kriging interpolation and a resolution of 3 m. In the validation phase 12 points were used and descriptive statistics of residual... (Complete abstract click electronic access below)