Long term NDVI patterns of Pinusspp., Salixspp. and Populusspp. plantations in the Lower Delta of the Paraná River (Argentina)

Abstract

Plantation forests are one of the main productive activities in the Lower Delta of the Paraná River. The plantation area corresponds to a wetland in which hydrological processes are a fundamental part of the landscape dynamics. However, forestation is also known for generating different environmental impacts, which must be understood in order to effectively manage it. In a context of studies at the regional scale, it is useful to identify the relationships between functional attributes of plantation forests and those derived from satellite images. The aim of this paper is to evaluate the use of remote sensing for the recognition of phenological patterns of Pinus spp., Salix spp. andPopulus spp. forestation of the Paraná River Delta. We use medium spatial resolution satellite images for the period of 2008 to 2018. Normalized differential vegetation index (NDVI) patterns were analyzed through the use of geographic information systems and Google Earth Engine algorithms. NDVI records, by genus and by date, were used to generate seasonal, annual and monthly time series. The plantations showed a markedly seasonal response, with lower values in winter and higher values in spring/summer. Pinuss pp. showed mean annual NDVI values higher than Populus spp. and Salix spp., according to its perennial (Pinus spp.) and semi-deciduous (Salicaceae) characteristics. New information and methodologies regarding the spectral responses of forestation in the region was obtained from large volumes of data available in the Cloud, which made it possible to understand in detail the phenological patterns of different types of forestation.

Las plantaciones forestales son una de las principales actividades productivas del Delta Inferior del Río Paraná. El área de plantación corresponde a un humedal en el que los procesos hidrológicos son parte fundamental de la dinámica del paisaje. Sin embargo, las plantaciones forestales también se caracterizan por generar diferentes impactos en esta dinámica, los cuales deben ser conocidos para una gestión ambiental efectiva. En un contexto de estudios a escala regional, es útil identificar las relaciones entre los atributos funcionales de la cubierta arbórea y los derivados de las imágenes de satélite. El objetivo de este trabajo es evaluar el uso de sensores remotos para el reconocimiento de patrones fenológicos en plantaciones de Pinus spp., Salix spp. y Populus spp. del Delta del Río Paraná. Para ello se utilizaron imágenes satelitales de resolución espacial media para el período de 2008 a 2018. Los patrones de normalized differential vegetation index (NDVI) se analizaron mediante el uso de sistemas de información geográfica y algoritmos de Google Earth Engine. Se utilizaron registros de NDVI, por género y por fecha, para generar series temporales estacionales, anuales y mensuales. Las plantaciones mostraron una marcada respuesta estacional, con valores más bajos en invierno y más altos en primavera / verano. Pinus spp. mostró valores medios anuales de NDVI superiores a Populus spp. y Salix spp., de acuerdo con sus características perenne (Pinus spp.) y semicaducifolia (Salicaceae). Se obtuvo nueva información y metodologías sobre las respuestas espectrales de las forestaciones en la región, a partir de grandes volúmenes de datos disponibles en la Nube, lo que permitió conocer en detalle los patrones fenológicos de los diferentes tipos de forestación.