Luciano J. de O. Accioly Embrapa/CNPS/UEP Recife.

Transcrição

1 Indicadores da Desertificação no Semi-Árido Luciano J. de O. Accioly Embrapa/CNPS/UEP Recife.

2 Introdução A desertificação como fenômeno de grandes proporções África anos 60 e 70 Definição ONU (1994) - Processo de degradação das regiões áridas, semi-áridas e sub-úmidas secas resultante de diferentes fatores, entre eles, as variações climáticas e as atividades humanas

3 Tendência dos Estudos Atuais Estudos conjuntos envolvendo: Desertificação Mudanças Climáticas Regionais e Globais Perda de Biodiversidade Segurança alimentar

4 Atividades cujo manejo inadequado conduzem à desertificação Extrativismo Vegetal Mineral Indústria Olarias Panificação

5 Atividades cujo manejo inadequado conduzem à desertificação (Cont.) Pastoreio (superpastoreio) Pastagens nativas 90% dos pastos usam a caatinga Últimos 30 anos população humana aumentou 150%, população do rebanho 50% Capacidade suporte da caatinga 8 a 13 ha/bovino e 1 a 1,5 ha/caprino Pastagens cultivadas Agricultura Algodão

6 Perdas de solo por erosão hídrica de acordo com a cobertura do solo Cobertura Classe de Local Perdas de Solo Autor (ano) Solo (t/ha/ano) Descoberto PVA Luvissolo Luvissolo Litólico Glória de Goitá (PE) Sumé (PB) Sumé (PB) Caruaru 59,9 61,7 47,7 29,1 Margolis & Campos Filho (1981) Albuquerque et al. (2001) Albuquerque et al. (2001) Margolis et al. (1985) Caatinga Nativa Luvissolo Sumé (PB) 0,1 Albuquerque et al. (2001) Mandioca PVA Glória de Goitá (PE) 11,0 Margolis & Campos Filho (1981) Algodão PVA Litólico Glória de Goitá (PE) Caruaru (PE) 8,3 10,9 Margolis & Campos Filho (1981) Margolis et al. (1985) Milho PVA Litólico Glória de Goitá (PE) Caruaru (PE) 3,0 5,9 Margolis & Campos Filho (1981) Margolis et al. (1985) Capim Colonião PVA Glória de Goitá (PE) 0,4 Margolis & Campos Filho (1981) Palma Litólico Caruaru (PE) 1,9 Margolis et al. (1985) Mamona Litólico Caruaru (PE) 4,0 Margolis et al. (1985) Milho+Feijão Litólico Caruaru (PE) 4,0 Margolis et al. (1985)

7 Indicadores dos processos de desertificação Definição: Qualquer expressão do meio ambiente que proporcione informações quantitativas sobre os recursos ecológicos (Schiller et al., 2001)

8 Indicadores dos processos de desertificação de acordo com a natureza da variável (Reining, 1978) Natureza da Variável Variável Física Solo Biológica ou Ligadas agricultura Social Água Superfície terreno Vegetação Animais Uso da Terra e da água Modelo ocupação Parâmetros biológicos humanos Parâmetros processos sociais Indicadores Profundidade efetiva; Matéria orgânica; Presença de crostas; ocorrência de tempestades de areia; salinidade e alcalinidade Profundidade e qualidade da água subterrânea; Extensão e persistência das águas superficiais; Condições de drenagem (descarga e tubidez) Reflectância (albedo) Cobertura; Biomassa aérea; Produtividade; Distribuição e freqência de espécies relevantes Espécies relevantes; População de animais doméstic Composição do rebanho; Produção Irrigação; Agricultura dependente de chuvas; Pastoreio; Mineração; Exploração de lenha e madeira; Uso da água; Turismo Ocupação recente; Ocupação em expansão; Sedentarização; Ocupação diversificada; Área em processo de abandono Índices de estrutura e demografia da população; Índices de saúde pública; Condições nutricionais da população Conflitos; Migração; Modelo de distribuição das terras; Agricultura de mercado versus agricultura de subsistência

9 Indicadores sugeridos pela ONU 1) População vivendo abaixo da linha de pobreza nas áreas secas Nacional, % da população, Indireto (interpretações equivocadas) Pobreza limita investimentos e aumenta degradação 2) Índice Nacional de Precipitação Mensal Desvios média mensal e média histórica Disponibilidade de água, manejo recursos hídricos, planejamento agrícola, análise riscos Longo prazo: mudanças globais - estratégias

10 Indicadores sugeridos pela ONU (cont.) 4) Terras afetadas pela desertificação Severidade e evolução temporal Comparação entre nações 3) Índice de Vegetação derivado de imagens de satélite Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (IVDN ou NDVI) IVDN = (INV - VER) / (INV + VER) AVHRR(NOAA) - 50 km resolução Relacionamento biomassa

11 Estudos de Indicadores no Semi-árido Brasileiro

12 Indicadores usados por diferentes autores na avaliação da desertificação no semi-árido brasileiro Ferreira et al EMBRAPA (1994) Lemos (1995) Lemos 1995 MMA (1998) Densidade demográfica Precipitação Evolução da Cobertura Vegetal Índice de Aridez Sistema fundiário Classe de solo Evolução da Produtividade Feijão Antropismo Mineração Relevo Evolução da Produtividade Milho Qualidade da água Sensibilidade à erosão Evolução Capacidade Suporte Pastagens Salinização Tempo de ocupação Cobertura Vegetal em 1985 Tempo de ocupação Mecanização Estagnação econômica Pecuarização Erosão Perda de Fertilidade Área de Preservação Defensivos agrícolas Área agrícola Bovinocultura Caprinocultura Ovinocultura Evolução demográfica Suscetibilidade à desertificação

13 Estado de degradação de municípios do Seridó (RN) segundo diferentes autores Estado de Degradação NE = Não evidente B = Baixo M = Moderado A = Acentuado S = Severo Município do Seridó (RN) EMBRAPA (1994) Lemos (1994) Acari S, A, B B Caicó S B Carnauba dos Dantas A, B A Cerro Corá B B Cruzeta S NE Currais Novos A, B M Equador A, B B Florânia S B Ipueira S Não Relacionado Jardim de Piranhas S B Jardim do Seridó S, B M Jucurutu S, A M Lagoa Nova B NE Ouro Branco S B Parelhas S, A, B NE Santana do Seridó A M São Fernando S M São João do Sabuji S M São José do Seridó S NE São Vicente S M Serra Negra do Norte A B Timbaúba dos Batistas S B

14 Área (km 2 ) e população afetadas pelos processos de desertificação Degradação Ferreira et al. (1994) EMBRAPA (1994) MMA (1998) Muito Grave Grave Moderada Total Parâmetro Ferreira et al. (1994) Lemos (1995) Área afetada População afetada

15 A Desertificação no Semi-Árido l Ocorrência Severo Acentuado Moderado Pouco significante Embrapa, 1994 MMA (2002) 1 1

16 Primeiras conclusões Fase atual - Conhecimento do Problema - Ênfase em algumas áreas do conhecimento - Uso intensivo de dados secundários - Resultados díspares

17 Principais Caracteristicas dos Núcleos de Desertificação Núcleo Área População Solos Vegetação Prec. Causas (km2) (mm) Seridó (RN) T, RL, S Caat. Hiper Desmatamento - Sobrepastoreio - Agricultura - Mineração Irauçuba (CE) T, RL, S Caat. Hiper Desmatamento - Sobrepastoreio - Agricultura Gilbués L, RQ, P Campocerrado Mineração (PI) Cabrobó (PE) T, RL, S Caat. Hiper Desmatamento - Sobrepastoreio - Agricultura - Salinização Total T = LUVISSOLOS RL = NEOSSOLOS LITÓLICOS S = PLANOSSOLOS RQ = NEOSSOLOS QUARTZARÊMICOS L = LATOSSOLOS P = ARGISSOLOS Prec. = Precipitação Média anual

18 Estudos dos Indicadores de Desertificação para a região do Seridó (RN e PB) Fitomassa aérea Uso e Ocupação das Terras Mudanças no Albedo Potencial de Perdas de Solo por Erosão FERRAMENTAS do Geoprocessamento Sensoriamento Remoto

19 ÁREA DE ESTUDO

20 1 - Mapeamento da Fitomassa pelo Índice de área de Planta (IAP) e NDVI (Costa et al., Scientia Agricola) Objetivo: Verificação de um método empírico para o mapeamento da fitomassa por meio de imagens do Landsat TM Justificativas Políticas de uso do recurso madeireiro Manejo Florestal Estudos de ciclagem de nutrientes Absorção de CO 2, entre outros

21 ETAPA 1 Metodologia Modelagem da Biomassa Inventário de Biomassa Modelos de Biomassa por Espécie Estimativa de Biomassa por Área f (Biometria) ETAPA 2 Medições de IAP por Área ETAPA 3 Índices de Vegetação LANDSAT Equações de Biomassa em f(iap) p/área Equações de IAP f (NDVI) p/área Mapeamento da Biomassa f (NDVI)

22 Resultados A15 PTtotal = *IAP R 2 = 76,48 PStotal (kg/ha) A9 A14 A11 A1 A7 A13 A A3 A5 A16 A10 A4 A2 A12 A IAP IAP A15 A8 IAP = 0,64*exp(2,69*NDVI) R 2 = 78,02 IAP 2.5 A13 A A1 A10 A9 A11 A14 1 A2 0.5 A4 A16 A6 A5 A3 A NDVI NDVI

23 Peso seco total (PST) em função do NDVI Seridó, RN (Costa et al., 2001)

24 Cerca de 60% da área piloto é ocupada por vegetação de Caatinga com a biomassa assim distribuida: 0,1 a 5 Mg.ha > 10,5% da área (7.500 ha) 5 a 10 Mg.ha > 25,5% da área ( ha) 10 a 20 Mg.ha > 17,0% da área ( ha) > 20 Mg.ha > 17,0% da área (5.250 ha)

25 Tabela - Estimativas da biomassa da caatinga por classe de solo (em % da área piloto) Biomassa Classe de Solo (Mg/ha) TC S RR RL 0.1 a ,5 11,0 7,5 2,5 5.0 a ,5 38,0 43,0 14, a ,0 5,5 3,0 25, a ,2 0,3 0,1 30,5 Maior que ,0 0,0 0,0 2,0 TC = LUVISSOLO CRÔMICO S = PLANOSSOLO RL = NEOSSOLO LITÓLICO RR = NEOSSOLO REGOLÍTICO Obs. Biomassa do estrato arbóreo/arbustivo para plantas com diâmetro na base maior ou igual a 1cm

26 Conclusões As variações na biomassa das plantas medidas por métodos destrutivos puderam ser explicadas em 76,5% dos casos pela medição do Índice de Área de Planta (IAP) medidas com o LAI 2000 Por meio do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI) foi possível explicar 78% da variação do IAP.

27 Possíveis aplicações Emprego do LAI 2000 para as avaliações de biomassa da Caatinga Avaliação quantitativa dos estoques de lenha a partir de imagens do Landsat TM em áreas sob processo de desertificação Monitoramento da biomassa de caatinga por meio de imagens do Landsat TM Estabelecer relação entre estoque de lenha e demanda por olarias, panificadoras e consumo doméstico.

28 Solo Exposto Pastagem USO E OCUPAÇÃO Caatinga Semi-densa Vazante Caatinga Densa Caatinga Aberta Caatinga Semi-densa Caatinga Densa Caatinga Semi-densa Caatinga Aberta Pastagem Vazante Solo exposto Açude Zona Urbana Não Classificado

29 Cruzeta Acari S.J. Seridó Jardim do. Ouro Seridó Branco S. Seridó `Santa Luzia São J. Sabuji Parelhas C. dos Dantas Caatinga Densa Caatinga Semi-densa Caatinga Aberta Pastagem Vazante Solo exposto Açude Zona Urbana Não Classificado

30 Estimativas do uso/ocupação por Município do Seridó-RN S.J.Serido C. Dantas J. Serido O. Branco Parelhas S. Luzia S. Seridó S.J.Sabuji Uso/Ocupação ha % ha % ha % ha % ha % ha % ha % ha % Caatinga Densa Caatinga Semi Densa Caatinga Aberta Pastagem Vazante e Vegetação Ribeirinha Açudes Área Urbana Solo Exposto Não Classificados S.J.Serido = São José do Seridó C. Dantas = Carnaúba dos Dantas J. Serido = Jardim do Seridó O. Branco = Ouro Branco S. Luzia = Santa Luzia S. Seridó = Santana do Seridó S.J.Sabuji = São José do Sabuji

31 Tabela - Estimativas do uso/ocupação por classe de solo (em % da área piloto) Uso/Ocupação Classe de Solo TC TC PlanossoloRegossoloLitólico S RR RL Caatinga Lavouras Pastagens Outras Classes TC = LUVISSOLO CRÔMICO S = PLANOSSOLO RL = NEOSSOLO LITÓLICO RR = NEOSSOLO REGOLÍTICO Outras Classes: açudes, área urbana, solo exposto e áreas não classificadas

32 Mudanças no Albedo Imagens: LANDSAT TM (1994 e 1999) Tabela: Alterações no Albedo por classe de uso (% da área piloto) Classe de Uso Até 10% 10 a 20% > 20% Zona Urbana Vegetação Ribeirinha Solo Exposto Caatinga Densa Caatinga Aberta Açudes Caatinga Semi Densa Pastagens

33 Mapa das mudanças no Albedo

34 2 - Análise Multicritério para Avaliação dos Riscos de Desertificação Objetivo: Mapear os riscos de desertificação de uma área piloto do Núcleo de desertificação do Seridó Justificativas Planejamento ambiental através do delinemanto de áreas para: Preservação Recuperação Manejo sustentável

35 Metodologia Uso da Equação Universal de Perdas de Solos (EUPS) P u = R.K.L.S.C.P Pu = perda de solo por unidade de área, t.ha -1 ; R = erosividade da chuva, MJ.ha -1 mm.h -1 ; K = erodibilidade do solo, (t.ha -1 )/(MJ.ha -1.mm.h -1 ) L = comprimento de rampa, adimensional; S = declividade do terreno, adimensional; C = fator que considera o uso e o manejo do solo, adimensional; P = fator que considera as práticas conservacionistas adotadas, adimensional.

36 R = erosividade da chuva (Leprun,1988): R = 106,76 e 0,002Pa

37 Mapa da Erosividade das chuvas dos postos pluviométricos da Folha de Jardim do Seridó Mapa da Erosividade das Chuvas para a Folha de Jardim do Seridó Jardim do Seridó Localização Estação Pluviomética Erosividade das Chuvas (MJ mm /ha h ano) < a a 5000 > 5000 N 0 30 Kilometers Área Piloto

38 K = Erodibilidade dos Solos Base: Mapeamento dos Solos, Revisão de Literatura Compensação para pedregosidade (Com base na classificação de fotos digitais) Tabela - Valores médios de K para cada classe de solo

39 Foto Digital Mapa Digital Solo (42 %) Pedra (31 %) Litter (12 %) Sombra (15 %)

40 LS = Fator Topográfico Programa r.watershed do Software GRASS 4.3 Legenda < 0,05 0,05-0,1 0,1-0,2 0,2-0,5 > 0,5

41 C = Uso e manejo Classificação supervisionada Landsat TM Classe caatinga ---> Uso da biomassa a partir do NDVI

42 Mapa das Perdas de Solo por Erosão Hídrica Jardim do Seridó Legenda Parelhas

43 FIM