O uso da espectroscopia do infravermelho próximo na identificação de espécies amazônicas em diferentes estádios do desenvolvimento

• Main Author: Lang, Carla
• Other Authors: Costa, Flávia R. C.
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia 2017
• Subjects: Burseraceae; FT-NIR; Estádios ontogenéticos
• Online Access: http://bdtd.inpa.gov.br/handle/tede/2339

Submitted by Gizele Lima ([e-mail]) on 2017-08-07T14:59:16Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_mestrado_Carla Lang.pdf: 1090969 bytes, checksum: 1a54204915e84b680485beadcfce6175 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) === Made available in DSpace on 2017-08-07T14:59:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_mestrado_Carla Lang.pdf: 1090969 bytes, checksum: 1a54204915e84b680485beadcfce6175 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-05-21 === Amazon species identification in different ontogenetic stages by near infrared spectroscopy Precise identification of species requires high level of knowledge by taxonomists and presence of reproductive material. This represents a major limitation for those working with seedlings and juveniles, which differ morphologically from adults and do not bear reproductive structures. Near-infrared spectroscopy (FT-NIR) was previously shown to be effective in species discrimination of adult plants, so if young and adults have the same spectral signature, discriminant functions based on FT-NIR spectra of adults can be used to identify young. We tested this with a sample of 419 plants in 16 species within Protium and Crepidospermum (Burseraceae). We obtained 12 spectral readings per leaf, from adaxial and abaxial surfaces of dried leaves and compared the rate of correct predictions of species with discriminant functions for different combinations of readings. We obtained an average, over all species, of 75% correct identifications of young plants by discriminant equations developed based only on adults, when the most informative wavelengths were selected. Most species were well predicted (75-100% correct identifications) and only three had poor predictions (27-60%). This occurred despite of the spectra of young individuals being distinct of those of adults when species were analyzed individually. When young and adults individuals are included in the same discriminant function, correct predictions of external samples attained 99%. Some of the poorly predicted species were re-evaluated by an expert in the family in a blind procedure and proven to be a mixture of samples in different species. Even considering some limitations, concluded that FT-NIR has a high potential in identification of species even in different ontogenetic stages. Key words: Burseraceae, leaves, species discrimination, FT-NIR, ontogenetic stages === A identificação das espécies de plantas exige um alto nível de conhecimento de taxonomistas e a presença de material reprodutivo. Isso representa uma das grandes limitações para quem trabalha com plântulas e juvenis, os quais diferem morfologicamente dos adultos e ainda não apresentam estruturas reprodutivas. Estudos prévios demonstraram que a espectroscopia do infravermelho próximo (FT-NIR) é eficaz na discriminação de espécies de plantas em estádio adulto, logo se indivíduos jovens e adultos possuirem uma assinatura espectral semelhante, funções discriminantes baseadas em leituras espectrais de indivíduos adultos poderiam ser usadas para identificar plântulas e juvenis. Testamos isto com uma amostra de 429 espécimes de 16 espécies dentre os gêneros Protium e Crepidospermum (Burseraceae). Para isso coletamos 12 leituras espectrais, abaxial e adaxial, de folhas secas e comparamos as taxas de predições corretas das espécies para diferentes conjuntos de dados e modelos discriminantes. Obtivemos uma média, sobre todas as espécies, de 75% de acertos nas identificações dos jovens quando as funções discriminantes foram construídas com base nos adultos e com a seleção dos comprimentos de onda mais informativos. A maior parte das espécies foi bem predita (75-100% de identificações corretas) e apenas três espécies tiveram baixas predições (27-60%). Isso ocorreu devido os espectros dos jovens serem distintos dos espectros dos adultos quando as espécies foram analisadas individualmente. Quando jovens e adultos foram incluídos na função discriminante, amostras externas foram preditas corretamente, alcançando 99% de acerto. Algumas das espécies mal preditas foram novamente avaliadas por um perito da família por um procedimento cego e comprovou-se uma mistura de amostras de diferentes espécies. Mesmo considerando algumas limitações, concluimos que a FT-NIR tem um elevado potencial na identificação de espécies, mesmo em diferentes estádios ontogenéticos. Palavras chave: Burseraceae, folhas, discriminação de espécies, FT-NIR, fases ontogenéticas