Earth Solidário

Desde a época de Charles Darwin, os biólogos têm dificuldade de representar a incrível diversidade biológica do nosso planeta em mapas que apresentam informações significativas e sejam realistas. Nos últimos anos, esse desafio virou uma procura por plataformas de mapeamento que eduquem a população, sejam de fácil acesso para cientistas iniciantes e experientes e tenham tecnologia suficiente para monitorar e exibir dados biológicos. Nossa pesquisa se concentra na ecologia de populações dos pinheiros antigos na cordilheira das Montanhas Brancas (Califórnia), e descobrimos que o Google Earth é uma ferramenta importante para executar o processo corriqueiro do trabalho de campo e educar a população sobre nossos projetos. Desde 2004, o Google Earth facilitou a tarefa de compartilhar dados espaciais, visualizar essas informações sobrepostas em imagens aéreas e descobrir padrões ecológicos importantes nas florestas de pinheiros.

As Montanhas Brancas, ao leste da Califórnia, não recebem tanta atenção e visitantes como sua vizinha, a cordilheira de Serra Nevada, mas ainda assim o cenário é impressionante, com picos com mais de 4.200 metros. Poucas estradas de terra cruzam esse terreno de difícil acesso, onde as montanhas onduladas são repletas de flores silvestres e artemísia, e os vales abrigam carneiros-selvagens. Os pinheiros característicos da região (Pinus longaeva) são considerados as árvores mais antigas da Terra, e lá também fica a estação de pesquisa mais alta da América do Norte, a White Mountain Research Station da Universidade da Califórnia.

Em 1953, várias árvores com mais de 4.500 anos foram descobertas na região de "Methuselah Grove" pelo biólogo Edmund Schulman, mas acredita-se que existem outras mais antigas na área. Para muitos cientistas, a característica mais interessante dos pinheiros não é a idade avançada, mas a resistência da madeira morta. Como eles crescem devagar na região seca e elevada da cordilheira, os pinheiros são densos e cheios de resina, o que impede a decomposição no solo por até 10 mil anos após a morte da árvore. Há mais de 50 anos, pesquisadores do Laboratório de Pesquisa de Anéis de Árvores da Universidade do Arizona e outros profissionais usam registros dos anéis de crescimento das árvores como uma ferramenta importante para estudar as mudanças climáticas atuais e do passado. Em 2004, iniciamos um projeto (com base no Departamento de Ecologia e Evolução Biológica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz) para entender melhor a ecologia de populações dos pinheiros. Essa iniciativa busca examinar como determinados bosques aumentam ou diminuem ao longo dos milênios e como essas populações reagem às mudanças climáticas. Para chegar a uma conclusão, estamos estudando diversos bosques de pinheiros na cordilheira das Montanhas Brancas, incluindo árvores antigas e jovens, além de analisar os aspectos de produção de pinha e desenvolvimento da madeira.

Um dos maiores desafios de conduzir pesquisas de campo em um cenário tão montanhoso é encontrar lugares de interesse, descobrir como chegar até eles e passar essas informações para a equipe. Antes de o Google Earth atualizar as fotos das Montanhas Brancas, era caro e difícil coletar imagens aéreas que mostrassem pinheiros específicos nitidamente em uma área grande. Porém, agora que essa situação foi resolvida, todas as árvores podem ser diferenciadas das outras, é possível identificar os principais tipos de rocha e ficou fácil saber se as árvores estão em regiões densas ou esparsas.

Como foi possível

O Google Earth se tornou parte fundamental das nossas pesquisas de vários modos. A princípio, nós o usávamos para visualizar o tamanho das árvores e examinar características antes de sair para o campo. Com o recurso de polígono do Earth, desenhamos limites ao redor de grupos de pinheiros que eram claramente mais altos, em vez de árvores menores e arbustos de mogno da montanha (confira o vídeo). Pelo que sabemos, esse é o primeiro mapa completo de pinheiros nas Montanhas Brancas. Logo descobrimos padrões gerais importantes, como a maior densidade de árvores nas encostas voltadas para o norte e a localização de bosques que estavam crescendo em substratos de quartzito ou granito, e não na dolomita, que é mais comum. Esse mapeamento inicial nos ajudou a identificar bons lugares para pesquisas de campo, localizados a menos de um dia de caminhada da estrada mais próxima.

Conforme nosso projeto crescia, começamos a usar o Google Earth diariamente durante a fase de campo. Nossa estratégia básica é manter um arquivo KML "mestre" de todos os pontos ou caminhos que estamos acompanhando, incluindo milhares de árvores individuais, que pode ser acessado por qualquer membro da nossa equipe ou pessoa na estação de pesquisa. Um aperfeiçoamento recente foi vincular cada ponto a uma fotografia da árvore para facilitar a identificação. Para isso, primeiro criamos um arquivo de texto com uma lista de nomes de árvores, coordenadas GPS, nomes de imagens e dados associados a cada árvore (como idade, quantidade de frutos etc.). Em seguida, usamos um script PHP capaz de criar um arquivo KML com marcadores no local de cada árvore, sendo que o balão de cada marcador contém uma fotografia e os dados associados à respectiva árvore.

Pela manhã, antes de deixarmos a estação, usamos esse arquivo KML principal para imprimir um mapa com a programação do dia de trabalho para várias pessoas e fazemos o upload das coordenadas de um transecto nos receptores GPS de uma equipe. À noite, os novos dados coletados são salvos e inseridos nesse arquivo para planejarmos o trabalho do dia seguinte.

Disposição de transectos

Um dos aspectos mais inacreditáveis sobre a biologia dos pinheiros é que, nos bosques, pouquíssimas árvores são jovens. As sementes dessa espécie podem germinar e ter condições de sobreviver em apenas um a cada 50 anos, e isso só acontece em determinadas áreas. Portanto, parte do nosso projeto envolve "caminhar pela área dos transectos" em florestas de pinheiros com diferentes elevações, encostas e substratos, e analisar todas as árvores menores em um raio de 20 metros do observador. Essa amostra de espécies jovens nos ajudará a determinar as condições necessárias para a germinação e sobrevivência dos pinheiros.

Nessa etapa do projeto, primeiro usamos o Google Earth para identificar as áreas promissoras. O vídeo abaixo mostra o exemplo de um transecto em uma elevação de 3.169 a 3.261 metros, passando por rochas de granito e dolomita (outros transectos foram delimitados em elevações, encostas e tipos de rocha diferentes). Concluímos que o caminho tinha aproximadamente 1,6 quilômetro, e nossa equipe conseguiria percorrer essa distância em aproximadamente 8 horas. Antes de iniciarmos a jornada, examinamos o caminho usando o recurso de inclinação do Google Earth para verificar se havia trechos muito íngremes ou rochas soltas. Além disso, imprimimos fotos aéreas de vários ângulos para que os membros da equipe pudessem localizar a área. Em seguida, salvamos o arquivo no formato KML e exportamos o caminho com o Mac GPS Pro para diversos receptores GPS da Garmin. No campo, seguimos o trajeto indicado pelos aparelhos enquanto pesquisávamos e avaliávamos todas as árvores pequenas em um raio de 20 metros. Durante a coleta de dados, registramos a localização exata de cada árvore usando o recurso de monitoramento no GPS para gravar o transecto real percorrido (que era um pouco diferente daquele definido no Google Earth). Quando retornamos à estação de pesquisa, fizemos o upload do trajeto exato no Google Earth e usamos o script PHP para vincular os marcadores às fotos e aos dados. Agora, podemos clicar em cada marcador para ver a imagem da árvore associada e conferir os dados relacionados a ela, como estimativa de idade, altura, diâmetro na base e status reprodutivo. Portanto, se quisermos visitar novamente uma árvore específica nesse transecto, qualquer membro da equipe pode clicar no ponto, ver a foto e voltar ao local.

Localização das árvores isoladas

Outra parte do nosso projeto envolve examinar os padrões de crescimento e a produção de pinhas dessas árvores que crescem a pelo menos 50 metros de todos os outros pinheiros, em vez daqueles que ficam em bosques cheios. A primeira vez que usamos o Earth foi para encontrar árvores isoladas e medir a distância entre elas e as outras. Essas árvores são monitoradas no nosso arquivo KML principal e vinculadas às fotos e informações do banco de dados on-line.

Acompanhamento de árvores específicas em uma região

Parte importante do nosso projeto envolve o processo de datação de centenas de árvores vivas e mortas de um mesmo grupo. Para fazer isso, é necessário documentar centenas de pontos em uma pequena área e associar cada um deles a um número exclusivo e uma fotografia. O número de pontos cresce diariamente à medida que as áreas são documentadas. Registramos a lista desses pontos no nosso arquivo KML principal e, novamente, vinculamos cada ponto a uma foto do banco de dados on-line. Se tivermos alguma dúvida sobre as informações ou a idade de uma árvore específica, basta clicar no ponto para ver a imagem dela, fazer o upload das informações no GPS e voltar ao local.

Criação do KML

Geramos um arquivo KML com diversos tipos de informações para outros cientistas, educadores e o público geral. A primeira seção, chamada "Para os visitantes", tem marcadores sobre os principais lugares de visitação, como o acampamento e o centro de visitantes. A segunda, "Saiba mais sobre os pinheiros", é um tour educacional sobre o ecossistema dessas árvores. É possível aprender sobre a descoberta dos pinheiros, conhecer a ciência por trás da dendrocronologia, examinar as diferenças entre bosques de pinheiros e explorar as árvores mais afastadas da maior concentração. Esse é um ótimo exemplo de como um arquivo KML pode ser usado para transmitir várias informações sobre a história natural de determinadas espécies. A terceira seção, "Uma semana de pesquisa no campo", apresenta o trabalho da nossa equipe e como o Google Earth é fundamental para as operações de campo. Fornecemos camadas com links para diversas imagens das nossas árvores, mostramos o exemplo de um transecto da vegetação e oferecemos um resumo do alcance dos pinheiros na Califórnia, Nevada e Utah. A última seção é sobre a White Mountain Research Station. Os usuários podem explorar as quatro diferentes subestações e encontrar links para alguns dos projetos que acontecem nesse local.

O Google Earth facilitou nosso processo de trabalho de campo e permite monitorar uma grande quantidade de dados espaciais de forma acessível e abrangente. Estas são algumas das lições que aprendemos:

• Usar diferentes níveis de pastas para organizar seus dados. Se houver centenas de pontos, caminhos e polígonos para monitorar, isso ajudará a manter tudo sob controle e deixar a barra de rolagem pequena na janela de exibição ao expandir as pastas.

• Importar ícones personalizados para marcar pontos que estão próximos um do outro, caso os ícones do Google Earth estejam muito grandes e deixem pouco espaço livre.

• O Google Earth Pro tem ótimos recursos, como a possibilidade de desenhar polígonos e importar shapefiles, mas outras versões também conseguem fazer muitas das tarefas mencionadas acima.

• Usar programas de terceiros que importam e exportam arquivos KML. O MacGPSPro e o KMLer são exemplos simples e baratos que nos ajudaram a gerenciar dados, mas há muitas outras opções.

• Não hesitar em marcar alguns pontos, salvá-los como um arquivo KML e enviar por e-mail aos colegas de trabalhos quando você quiser descrever os locais do campo.

Em resumo, se você não conhece bem os programas de mapeamento no computador, esse é o método mais fácil de gerenciar e compartilhar seus dados espaciais. Para usuários que sabem usar ferramentas mais tradicionais de SIG, recomendo o Google Earth, que agiliza a exibição e o compartilhamento dessas informações.

Confira uma demonstração em vídeo de como o grupo de pesquisa usou o Earth na documentação dos transectos.

Impacto

O Google Earth foi imprescindível para nossa pesquisa. Nós o usávamos todos os dias, porque qualquer pessoa consegue aprender como ele funciona, incluindo estudantes e voluntários. Além disso, com os arquivos KML, a equipe consegue transferir dados entre os sistemas operacionais Mac e Windows. Os membros também conseguem imprimir rapidamente mapas e fotos ou transferir os conjuntos de waypoints entre diferentes receptores GPS.

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O arquivo KML Pesquisa sobre os pinheiros permite explorar as Montanhas Brancas e essas árvores peculiares.

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