Evaluating post-fire vegetation regrowth in Brazil’s Chapada Diamantina National Park using remote sensing

Abstract

Understanding fire dynamics in vegetation is essential for assessing the impacts caused by wildfire action, especially because biomass burning in ecosystems has been indicated as one of the main factors that impact climate and biodiversity. A current alternative to detecting fire via satellite data is cloud processing platforms such as Google Earth Engine (GEE). Given this context, this work aims to assess the degree of vegetation regrowth after a wildfire in an area included in the Chapada Diamantina National Park (Bahia - Brazil) based on applying the Normalized Burn Ratio (NBR) in Landsat Surface Reflectance Tier 1 data sets. The images were accessed and processed on the GEE platform. The NBR index was more sensitive to the pre- and post-fire displacements of the pixels affected by the fires between the Landsat NIR and SWIR image bands. We found that the NBR mean values decreased immediately after the fire occurrence in the entire study area. Then, following the wildfire, the NBR mean values returned to conditions similar to those that preceded the fire. We can conclude that the plant biomass had already recovered considerably nine months after the fire when checking the NBR values. Therefore, this study points out the need to better understand the wildfire dynamics in the Chapada Diamantina National Park region and the impact associated with these events, with respect to fire ecology.

A compreensão da dinâmica do fogo na vegetação é essencial para avaliar os impactes causados pela ação dos incêndios florestais, especialmente porque a queima de biomassa nos ecossistemas tem sido indicada como um dos principais fatores que impactam o clima e a biodiversidade. Uma alternativa atual para detetar incêndios através de dados de satélite são as plataformas de processamento em nuvens, como o Google Earth Engine (GEE). Dado este contexto, o presente trabalho visa avaliar o grau de recuperação da vegetação após um evento de incêndio numa área incluída no Parque Nacional da Chapada Diamantina (Bahia - Brasil) com base na aplicação da Razão de Queimada Normalizada (NBR) em conjuntos de dados Landsat Surface Reflectance Tier 1. As imagens foram acessadas e processadas na plataforma GEE. O índice NBR revelou-se mais sensível aos deslocamentos pré e pós-fogo dos pixels afetados pelos incêndios entre as bandas de imagem Landsat NIR e SWIR. Verificou-se que os valores médios do NBR diminuíram imediatamente após a ocorrência do incêndio em toda a área de estudo. Após o incêndio, os valores médios do NBR foram apontando no sentido do retorno a condições similares àquelas que o precederam, indicando os valores de NBR que a biomassa vegetal, nove meses após o incêndio, já apresentava uma considerável recuperação. Neste sentido, este estudo demonstra a necessidade de se conhecer melhor a dinâmica dos incêndios na região do Parque Nacional da Chapada Diamantina e os impactes associados a estes eventos, no que respeita à ecologia do fogo.