ANÁLISE DA PAISAGEM DE UM CORREDOR ECOLÓGICO NA SERRA DA MANTIQUEIRA

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1 INPE-9553-TDI/829 ANÁLISE DA PAISAGEM DE UM CORREDOR ECOLÓGICO NA SERRA DA MANTIQUEIRA Janaina Sant`Ana Maia Santos Dissertação de Mestrado em Sensoriamento Remoto, orientada pelo Dr. Dalton de Morisson Valeriano, aprovada em 27 de maio de INPE São José dos Campos 2003

2 MAIA SANTOS, J. S. Análise da paisagem de um corredor ecológico na Serra da Mantiqueira / J. S. Maia Santos - São José dos Campos: INPE, (INPE-9553-TDI/829). 1.Sensoriamento remoto. 2.Sistemas de Informação Geográfica (SIG). 3.Floresta. 4.Conservação. 5.Montanhas. 6.Tropical. 7.Regiões tropicais. 8.Uso da paisagem. I.Título.

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5 Prece de Cáritas Deus, nosso Pai, que sois todo Poder e Bondade, dai a força aquele que passa pela provação, dai a luz aquele que procura a verdade, ponde no coração do homem a compaixão e a caridade. Deus! Dai ao viajor a estrela guia, ao aflito a consolação, ao doente o repouso. Pai! Dai ao culpado o arrependimento, ao espírito a verdade, a criança o guia, ao órfão o pai. Senhor! Que vossa bondade se estenda sobre tudo o que criaste. Piedade, senhor, para aqueles que não vos conhecem, esperança para aqueles que sofrem. Que vossa bondade permita aos espíritos consoladores derramarem por toda a parte a paz, a esperança e a fé. Deus! Um raio, uma faísca do vosso amor pode abrasar a Terra; deixainos beber nas fontes dessa bondade fecunda e infinita, e todas as lágrimas secarão, todas as dores se acalmarão. Um só coração, um só pensamento subirá até Vós, como um grito de reconhecimento e amor. Como Moisés sobre a montanha, nós vos esperamos com os braços abertos oh bondade! oh Beleza! oh Perfeição! E queremos de alguma sorte merecer a Vossa misericórdia. Deus! Dai-nos a força de ajudar o progresso, a fim de subirmos até Vós; dai-nos a caridade pura; dai-nos a fé e a razão; dai-nos a simplicidade que fará de nossas almas o espelho onde deve refletir Vossa Imagem.

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7 Em memória à meus pais, José Alfredo Maia e Vera Sant Ana Maia, pelo amor, pela fé e pela esperança, eternamente... Dedico Ao meu esposo André, aos meus irmãos Iara, Francisco e Jurema e à pequena Anna Júlia, pelo simples fato de transformarem minha vida em alegria e amor... Ofereço

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9 AGRADECIMENTOS A Deus, sem o qual não haveria a possibilidade de agradecer a mais ninguém. À Maria Cecília Barbosa de Toledo, que ao me iniciar nos caminhos da pesquisa possibilitou que o caminho pudesse ser percorrido, pela amizade e exemplo. Ao meu orientador Dr. Dalton de Morisson Valeriano, fonte inesgotável de conhecimentos, pelo apoio e incentivo durante todos os momentos da dissertação. À Coordenadoria de Observação da Terra (OBT-INPE) e em especial à Dr.ª Telma Krug, pelo apoio financeiro para a digitalização de parte dos dados utilizados no presente trabalho. Ao Dr. Antônio Roberto Formaggio, coordenador do curso de pós-graduação em Sensoriamento Remoto, pelo apoio e estímulo durante todas as fases de desenvolvimento deste trabalho. Aos professores Antônio Miguel Vieira Monteiro e Júlio César Lima D Alge pelos preciosos auxílios na busca de soluções para várias dificuldades encontradas durante o desenvolver deste trabalho. A todos os professores do curso de pós-graduação em Sensoriamento Remoto, pela disponibilidade em sanar dúvidas e direcionar a aquisição de conhecimentos, tão preciosos para a conclusão desta dissertação e para minha atuação profissional futura. Aos membros da Banca Examinadora, pela disposição em analisar este trabalho. À Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela bolsa cedida para a realização do Mestrado em Sensoriamento Remoto. À Etel, secretária do curso de pós graduação em Sensoriamento Remoto, pelo bom humor, amizade, auxílio e incentivo prestados durante a realização deste trabalho. Aos amigos Eliana, Fernando, Norton, Patrícia, Renato, Roberto, Waldiza e a todos da turma 2000 pela companhia nas noites insones, passadas ao lado de Schowengerdt, Mather, Neter, Burrough e tantos outros À minha Avó Rita, exemplo de vida, fé, coragem e amor, e aos meus tios Juscelino, Elza e Otacílio e minha prima Rita Ariela, pelo carinho com o qual sempre estiveram ao meu lado. Aos amigos de todas as horas, Angela, Dª Elza, Fátima, Cristina e tantos outros que tornam minha lista infinita e meu coração feliz. À amiga Luciana, que surgiu no momento em que menos se esperava e continuou por toda a vida.

10 Aos meus queridos sogros, Tomé e Mariza, por me acolherem como filha em seus corações. A todas as pessoas que de alguma forma contribuíram em todas as etapas deste trabalho.

11 RESUMO O longo histórico de conversão da cobertura florestal da terra em áreas agropastoris que se deu no Sudeste brasileiro resultou em uma paisagem onde a cobertura vegetal natural se encontra reduzida a fragmentos com diversos tamanhos e padrões espaciais. A fragmentação da cobertura vegetal causa diversos efeitos deletérios às populações biológicas que dependem deste hábitat, como subdivisão de populações, aumento da taxa de endogamia e conseqüente erosão genética, menor resistência a distúrbios e, risco de extinção local. Existem muitas iniciativas de ação para reduzir as conseqüências da fragmentação de hábitats, entre as quais a manutenção ou implementação de corredores ecológicos. Corredores ecológicos são faixas de hábitat natural que conectam fragmentos de hábitat permitindo o fluxo gênico entre estes fragmentos, aumentando assim a viabilidade de populações biológicas. Este trabalho se propõe a avaliar a hipótese de que a legislação brasileira de ordenação da cobertura florestal, o Código Florestal Brasileiro, poderia manter a presença de corredores ecológicos e melhorar suas funções como habitat e promotores de fluxo gênico. A avaliação da hipótese proposta foi feita através da análise do impacto da aplicação de alguns regulamentos sobre a cobertura da terra previstos no Código Florestal, sobre a qualidade da paisagem da crista da Serra da Mantiqueira como corredor ecológico entre o Parque Nacional de Itatiaia (PNI) e o Parque Estadual de Campos do Jordão (PECJ). A paisagem atual da região da crista da Serra da Mantiqueira entre o PNI e o PECJ foi estratificada em sete fragmentos florestais com tamanho adequado à conservação de espécies silvestres, sete corredores, dos quais um representa uma interrupção na cobertura florestal do corredor PECJ-PNI e seis são faixas florestais estreitas. Uma área de transição entre o PECJ e um dos fragmentos foi também discriminada. Foi construído um cenário alternativo, no qual aplicou-se alguns normas para a cobertura da terra previstas no Código Florestal Brasileiro simulando uma paisagem cujas áreas adjacentes aos polígonos do cenário atual do corredor PECJ-PNI encontram-se em concordância com o Código Florestal. Observou-se que a interrupção existente no corredor da Serra da Mantiqueira é eliminada no cenário alternativo e que a qualidade como habitat dos fragmentos e principalmente dos corredores melhora de forma significativa. Os resultados confirmam a hipótese de que a observação às normas do Código Florestal pode manter e ampliar a área de vegetação florestal existente entre o PECJ e o PNI, possibilitando inclusive a conexão de fragmentos que atualmente encontram-se separados.

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13 LANDSCAPE ANALISYS OF ONE ECOLOGICAL CORRIDORS IN THE MANTIQUEIRA RANGE ABSTRACT The long history of conversion of the forest land cover into agricultural land that took place in Southeastern Brazil resulted a landscape where the natural vegetation cover is reduced to patches with different sizes and spatial pattern. The fragmentation of the vegetation cover causes many deleterious effects to biological populations which depend on this habitat, such as population subdivision, increasing inbreeding rates and consequent genetic erosion, reduced resistance to disturbance and risk of local extinction. There are many initiatives to mitigate the consequences of habitat fragmentation, among which the maintenance or implementation of ecological corridors is one the proposals to reduce the loss of biological diversity. Ecological corridors are strips of natural habitat which connect habitat patches, allowing gene flux among patches and increasing the viability of biological populations. The objective of this work is to evaluate the hypothesis that the Brazilian legislation for land ordinance, the Brazilian Forest Protection Act, could maintain the existence of corridors and improve their functions as habitat and promoters of gene flux. The evaluation of the proposed hypothesis was made through the analysis of the impact of the application of some land cover regulation stated in the Forest Protection Act on the quality of the landscape of the crest of Mantiqueira Range as an ecological corridors between the Itatiaia National Park (INP) and States Park of Campos do Jordão (SPCJ) The present landscape of the region of the crest of Mantiqueira Range was stratified into seven forest fragments with size suitable for wildlife conservation, seven corridors, of which one represents an interruption in the SPCJ-INP corridor and six are narrow forest strips. A transition area between the SPCJ and a forest fragment was also discriminated. An alternative scenario was built in which some of the land cover regulation stated in the Brazilian Forest Protection Act simulating a landscape where the areas adjacent to the to the polygons of the present SPCJ-INP are in agreement with the Forest Protection Act. It was observed that the interruption in the SPCJ-INP corridor is no longer present in the alternative scenario and that habitat quality of the fragments and mainly of the corridors are significantly improved. The results confirms the hypothesis that the observation the regulations of the Forest Protection Act can maintain and enlarge the area of existent native vegetation between PECJ and PNI, besides allowing the connection of fragments that are presently apart.

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15 SUMÁRIO Pág. LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO Objetivos Objetivos específicos Justificativa CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Conservação da biodiversidade e fragmentação de habitats Efeito da fragmentação em populações Dinâmica de comunidades em habitat fragmentado Ecologia da Paisagem e dinâmica de populações Corredores Ecológicos na Mata Atlântica Sensoriamento Remoto e Sistema de Informação Geográfica na Aplicação do Código Florestal Processamento Digital de Imagem Correção geométrica Correção de efeitos atmosféricos Geração de imagem com efeito de iluminação atenuado Classificação de Imagem Digital Geoprocessamento Modelo Numérico de Terreno (MNT) e suas aplicações Extração de declividade e altitude à partir de MNT Representação de hidrologia à partir de informações lineares CAPÍTULO 3 MATERIAIS E MÉTODOS Área de estudo Materiais Metodologia Caracterização do estado atual da paisagem da Crista da Mantiqueira Criação de banco de dados Correção geométrica Correção de efeitos atmosféricos Geração de imagens com efeito de iluminação atenuado Segmentação e classificação da imagem... 74

16 Estratificação e parametrização dos elementos da paisagem do Cenário atual Construção do cenário alternativo Análise de dados cartográficos Curvas de nível Hidrografia Geração de MNT e declividade Geração do mapa de Área de Preservação Permanente em função da altitude Geração do mapa de Área de Preservação Permanente em margens de rios Geração do mapa de Área de Preservação Permanente e Uso Restrito em função da declividade Identificação da transgressão ao Código Florestal para APP e AUR Integração dos mapas gerados para avaliação do estado normativo da cobertura da terra Edição dos elementos da paisagem para geração de cenário alternativo Estratificação e parametrização dos elementos da paisagem do cenário alternativo CAPÍTULO 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Imagem com correção atmosférica Imagem com efeito de iluminação atenuado Classificação da imagem Estratificação e parametrização dos elementos da paisagem do cenário atual Construção de cenário alternativo Área de preservação permanente em função da altitude Área de preservação permanente em função da declividade Área de uso restrito em função da declividade Área de preservação permanente em função da margem dos rios Integração das áreas de preservação permanente e de uso restrito Estratificação e parametrização dos elementos da paisagem do cenário alternativo Análise individual dos polígonos estratificados na paisagem atual e na paisagem alternativa Fragmentos Fragmento Fragmento Fragmento Fragmento Fragmento Fragmento Fragmento Corredores Corredor

17 Corredor Corredor Corredor Corredor Corredor Corredor Transição PECJ PNI Simulação da cobertura do cenário alternativo CAPÍTULO 5 CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APÊNDICE A - PROGRAMAS EM LEGAL UTILIZADOS NO PRESENTE TRABALHO APÊNDICE B - TABELA DOS VALORES DE ERROS EM X E Y E ERRO MÉDIO QUADRÁTICO DOS PONTOS DE CONTROLE UTILIZADOS NO REGISTRO DA IMAGEM TM- LANDSAT APÊNDICE C - TABELA DOS VALORES DE COTA MÁXIMA E MÍNIMA DOS POLÍGONOS, COM SUA RESPECTIVA AMPLITUDE ALTIMÉTRICA E A DIFERENÇA ENTRE O CENÁRIO ATUAL E O CENÁRIO ALTERNATIVO APÊNDICE D - TABELA DOS VALORES DE ÁREA, INCREMENTO RELATIVO DE ÁREA E OS VALORES DO EFEITO DE BORDA PARA O CENÁRIO ATUAL E O CENÁRIO ALTERNATIVO APÊNDICE E - MAPA DOS PRINCIPAIS RESULTADOS OBTIDOS NO PRESENTE TRABALHO

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19 LISTA DE FIGURAS Limites dos municípios da Serra da Mantiqueira. Em verde a APA da Mantiqueira Área de estudo abrangendo a crista da Serra da Mantiqueira Modelo Geo-OMT da caracterização do corredor florestal da crista da Serra da Mantiqueira e estratificação dos elementos do cenário atual Modelo Geo-OMT do processamento de dados cartográficos para a construção do cenário alternativo Modelo Geo-OMT do cruzamento de dados de sensoriamento remoto com dados cartográficos para a construção do cenário alternativo Imagem Landsat-TM, composição colorida R4G5B3 com os valores dos erros em x e y dos pontos de controle utilizados no georreferenciamento Gráfico do Modelo Relativo de Espalhamento com os valores mínimos dos níveis de cinza encontrados nas bandas 1, 2, 3, e 4 e com os valores médios calculados segundo Chavez Jr (1988) Interpretação do Cenário Alternativo à partir do Cenário Atual e do mapa de avaliação do estado normativo da cobertura da terra integrado Imagem Landsat Banda TM3 sem correção do efeito aditivo da atmosfera apresentando efeito de névoa Imagem Landsat Banda TM3 com correção do efeito aditivo da atmosfera Imagem Landsat Banda TM5 apresentando boa distinção entre floresta e campo, porém com intenso sombreamento pelo efeito de iluminação Imagem com efeito de iluminação atenuado através da transformação por componentes principais segunda PC da Banda TM3 pela Banda TM Imagem com efeito de iluminação atenuado através do processo de razão entre bandas razão da Banda TM4 pela Banda TM Mapa de Cobertura da Terra da Paisagem Atual da Serra da Mantiqueira demonstrando a pressão antrópica exercida pelo Sul de Minas Gerais e pelo eixo Rio São Paulo Delimitação das áreas de fragmentos e corredores... 90

20 4.5.1 Estado normativo da cobertura da terra, APP em função da altitude Estado normativo da cobertura da terra, APP em função da declividade Estado normativo da cobertura da terra, AUR em função da declividade Estado normativo da cobertura da terra, APP em função da margem dos Rios Estado normativo da cobertura da terra, integração das áreas de Proteção Permanente e Uso Restrito Comparação da paisagem atual com a paisagem alternativa possibilitando a visualização de uma possível conexão entre os fragmentos 5 e Estado Normativo das bacias hidrográficas dos rios A) Bacia hidrográfica do rio dos pilões, B) Bacia hidrográfica do ribeirão Passa-Quatro e C) Bacia hidrográfica do rio Passa-Quatro Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor Análise do incremento da paisagem alternativa para a área de transição

21 Análise do incremento da paisagem alternativa para a área do PECJ Análise do incremento da paisagem alternativa para a área do PNI

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23 LISTA DE TABELAS Valores extraídos de Chavéz Jr. (1998) para o cálculo do modelo a ser utilizado para o subtração dos níveis de cinza (tm3 e tm4) Área das classes do mapa de cobertura da terra e proporção em relação ao total da área de estudo Área e perímetro dos elementos da paisagem atual Análise tabular da adequação das normas do código florestal para a área de estudo Área, perímetro e incremento relativo dos elementos da paisagem atual e da paisagem alternativa Análise de parâmetros para o fragmento Análise de parâmetros para o fragmento Análise de parâmetros para o fragmento Análise de parâmetros para o fragmento Análise de parâmetros para o fragmento Análise de parâmetros para o fragmento Análise de parâmetros para o fragmento Análise de parâmetros para o corredor Análise de parâmetros para o corredor Análise de parâmetros para o corredor Análise de parâmetros para o corredor Análise de parâmetros para o corredor Análise de parâmetros para o corredor Análise de parâmetros para o corredor Análise de parâmetros para a área de Transição Análise de parâmetros para o PNCJ

24 Análise de parâmetros para o PNI Simulação numérica do cenário alternativo B.1 - Valores de erros em x e y e erro médio quadrático dos pontos de controle utilizados no registro C. 1 - Valores de cota máxima e mínima dos polígonos, com sua respectiva amplitude altimétrica e a diferença entre o cenário atual e o cenário alternativo D Valores de área, incremento relativo de área e os valores do efeito de borda para o cenário atual e o cenário alternativo

25 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO Os países signatários da Convenção sobre Diversidade Biológica, ratificada em 1992 durante a Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, se dispõem a prever, prevenir e combater na origem, as causas da sensível redução ou perda da diversidade biológica, identificando problemas e propondo ações conservacionistas (PROBIO/SP, 2001). Tais estratégias orientam abordar a conservação e o uso da diversidade biológica de forma integrada, levando em consideração três níveis de organização biológica, a saber: genes e genomas, destacando a variabilidade genética das espécies; populações e comunidades, destacando a população mínima viável em casos de habitat fragmentados e diversidade de espécies; e, habitats, ecossistemas e paisagens, destacando a influência direta do padrão espacial da paisagem nos processos ecológicos do ecossistema (MMA, 2000; Gustafson e Parker, 1992). Dentro dos três níveis de organizações, foram criados duas prioridades para a conservação biológica (MMA, 2000): 1) Espécies raras, considerando as espécies endêmicas e as espécies em risco de extinção e, 2) Espécies-chave, ou seja, aquelas cuja influência é dominante no ecossistema, como polinizadores e dispersores, microorganismos fixadores de nitrogênio e espécies estruturais, na falta das quais, várias outras espécies tenderão a entrar em declínio (Ricklefs, 1996). Ainda deve-se considerar a complexidade e a diversidade do ecossistema em questão, no qual, quanto mais complexo e diverso, maior o risco de perdas irreversíveis e de extinções em cascata, maior também a dificuldade para o conhecimento de espécies, populações, comunidades e relações inter e intra específicas existentes (Ricklefs, 1996). 23

26 Neste contexto, as florestas tropicais possuem a maior diversidade e complexidade conhecida, possuindo riquezas taxonômicas em qualquer nível (espécies, gênero e famílias) e relações de interdependência (Ricklefs, 1996). No caso do Brasil, existem dez complexos vegetacionais distintos que podem ser divididos em dois grupos e constituem duas grandes unidades fitogeográficas, os conjuntos vegetacionais homogêneos, englobando a Floresta Amazônica e a Floresta Atlântica, e os conjuntos vegetacionais heterogêneos, que engloba o Cerrado, a Caatinga, o complexo de Cocais, o Pantanal, a Restinga, o complexo de Pinheirais e os campos do Alto Rio Branco e da Planície Rio-Grandense. Somente a unidade de conjuntos vegetacionais homogêneas é classificada como Floresta Tropical, possuindo a Província Amazônica e a Província Atlântica, ou Mata Atlântica (Rizzini, 1979). De acordo com o artigo 3º do decreto federal n.º 750, de 10 de fevereiro de 1993, considera-se Mata Atlântica as formações florestais e ecossistemas associados inseridos no domínio Mata Atlântica, com as respectivas delimitações estabelecidas pelo Mapa de Vegetação do Brasil, IBGE 1988: Floresta Ombrófila Densa Atlântica, Floresta Ombrófila Mista, Floresta Ombrófila Aberta, Floresta Estacional Semidecidual, Floresta Estacional Decidual, Manguezais, Restingas, Campos de Altitude, Brejos Interioranos e Encraves Florestais do Nordeste (MPESP, 2000). A Mata Atlântica localiza-se sobre uma imensa cadeia montanhosa que estende-se desde o Rio Grande do Sul ao Nordeste e por toda a área costeira ao longo do Oceano Atlântico. Sua área de domínio concentra-se nas Serras da Mantiqueira e do Mar, as quais englobam os Estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Minas Gerais e Espírito Santo (Rizzini, 1979). A Mata Atlântica constitui um importante centro de endemismo para diversos grupos de seres vivos. Em uma amostra de 127 espécies, 65,3% foram consideradas endêmicas desse ecossistema. Outras amostras ajudam na demonstração da rica fauna endêmica da região, como por exemplo, são endêmicos da Mata Atlântica, 92% de 183 espécies de anfíbios, 71% de 150 espécies de répteis e 29% do total das espécies de aves (Pacheco e Bauer, 2001). 24

27 Somente no Estado de São Paulo, a Mata Atlântica abriga 326 espécies de aves, o que representa 44,1% do total de espécies conhecidas no Estado e, além da alta riqueza de espécies, o número de espécies sob risco de extinção nesse bioma é expressivo, o qual inclui a Mata Atlântica como sendo o habitat de uma das avifaunas mais ameaçadas do planeta (Silva, 1998; Pacheco e Bauer, 2001). A Mata Atlântica, segundo dados históricos (Dean, 1997), vem sofrendo fortes pressões antrópicas desde a colonização, o que resultou em um extenso desmatamento, cujo início se deu com a coleta desordenada e em grande escala do pau-brasil em faixas litorâneas do Nordeste. Após o ciclo do pau-brasil, outros ciclos econômicos causaram a perda da cobertura florestal na Mata Atlântica. A expansão do café, responsável pelo desmatamento de grande parte da mata tropical, durante o século XIX, foi a promotora do desmatamento nas regiões interiores do Sudeste, denominada por mar de morros, que engloba a Serra da Mantiqueira e a Serra do Mar. A pecuária juntamente com a produção de carvão, deram continuidade ao desmatamento iniciado pela cafeicultura. Da mesma forma, o ciclo da cana-de-açúcar desmatou grande parte das áreas planas do Sudeste do país (Dean, 1997). A taxa anual de desmatamento até 1998 era de 5,76% ao ano e, da vegetação original da Mata Atlântica, restavam apenas km 2, correspondendo a 12% da área total (Fundação SOS Mata Atlântica / INPE / IS, 1998). A floresta encontra-se fragmentada, onde, a maioria dos fragmentos concentram-se em áreas íngremes e elevadas pela dificuldade de acesso e impossibilidade de implantação de atividades agropecuárias. O desmatamento acelerado acarreta inúmeras conseqüências para a fauna e flora e também para toda a região desmatada, o ecossistema se desequilibra trazendo prejuízos ecológicos e sociais, atingindo zonas rurais e urbanas (Ricklefs, 1996). Como exemplo tem-se o escoamento superficial de águas pluviais e a erosão acelerados, a diminuição da permeabilidade do solo, a diminuição no nível de base dos rios e o declínio da qualidade da água. 25

28 As conseqüências primárias da fragmentação de habitats são 4: (1) perda de espécies da fauna e flora nativas da região, muitas vezes endêmicas, (2) invasão de espécies exóticas desequilibrando relações como competição e predação, (3) inicio do processo de erosão do solo, e (4) diminuição da qualidade e disponibilidade de água (Collinge, 1996) As conseqüências do isolamento de um fragmento depende basicamente da sua área, perímetro, e da relação perímetro/área conseqüente da forma do fragmento. Também são fundamentais fatores como a porcentagem de borda que o fragmento possui e o grau de conectividade com outros fragmentos (Collinge, 1996; Fleury e Brown, 1997; Collinge, 1998; Chiarello, 1999) A fragmentação de habitats é a ameaça mais séria à diversidade biológica, e é a responsável pela crise de extinção atual uma vez que causa danos irreversíveis, como a diminuição do fluxo gênico, causada pelo impedimento da dispersão de animais, pólen, esporos, sementes e propágulos; a diminuição da diversidade biológica; o isolamento de populações; a redução da escala de recursos disponíveis; o aumento e a intensificação do efeito de borda no ecossistema; os riscos da consangüinidade como a redução na taxa de heterozigose e a erosão genética das espécies (Noss, 1987). Em termos de Florestas Tropicais, a fragmentação de habitats também é a causa principal da perda acentuada da biodiversidade (Tabarelli et al., 1999). Em uma análise global, como decorrência de atividades humanas intensas, a cobertura vegetal original encontra-se reduzida a fragmentos, principalmente em regiões com alta densidade populacional. A fragmentação impõe uma série de efeitos deletérios às populações da fauna e flora, como subdivisão de populações, aumento da taxa de endogamia e conseqüente erosão genética, menor resistência a distúrbios e risco de extinção local. (Metzger, 1999; Simberloff e Cox, 1987; Noss, 1987; O Neill, et al. 1988a; O Neill, et al. 1988b; Turner, 1989; Simberloff et al., 1992; Gardner et al., 1987). Em uma escala regional, o Vale do Paraíba é um exemplo do resultado do intenso desmatamento da Mata Atlântica devido à pressão populacional. Tal região situa-se em 26

29 um eixo que liga os dois maiores centros urbanos do país, Rio de janeiro e São Paulo, além de ser uma região intensamente industrializada e com alta densidade populacional. Com a finalidade de minimizar o impacto causado pelo forte crescimento populacional foram propostos projetos de corredores de larga escala, denominados de corredores ecológicos ou corredores de biodiversidade. A função desses corredores seria de conectar fragmentos de florestas através de unidades da paisagem, facilitando o fluxo gênico entre populações (IESB/CI, 2000). Dentro do domínio da Mata Atlântica, dois corredores ecológicos foram propostos, sendo que um deles, o Corredor Sul da Mata Atlântica (Corredor da Serra do Mar), abrange todo o Vale do Paraíba e regiões vizinhas e inclui a maior extensão de área do domínio da Mata Atlântica, sendo o mais viável para a conservação, pois inclui 27 Unidades de Conservação como o Parque Estadual de Campos do Jordão (PECJ)e o Parque Nacional de Itatiaia (PNI) (MMA, 1998). A implantação de corredores em larga escala é uma das muitas propostas de ação que visam reduzir e/ou contornar as conseqüências da fragmentação e, apesar do assunto ser muito controverso entre os pesquisadores atuais, corredores ecológicos são uma das soluções para a intensiva perda de diversidade biológica. Esses corredores seriam capazes de promover ligações entre os fragmentos permitindo o fluxo gênico e, apesar das divergências de opiniões a respeito da eficiência dos corredores, as discussões convergem para o fato de que cada caso é um caso único e específico, com sua própria dinâmica, e que a existência de qualquer corredor deve ser preservada, visando sempre o aumento dessa vegetação. (Simberloff e Cox, 1987; Noss, 1987; Simberloff et al., 1992; Metzger, 1999;) Para preservar a vegetação existente e estabilizar a evolução da perda de habitats pela fragmentação, existe a legislação de ordenação da cobertura florestal, que em muitos casos, o cumprimento das leis poderiam manter a presença de corredores entre fragmentos e até mesmo ampliar a área desses corredores, bem como ampliar a área dos próprios fragmentos. Segundo o Código Florestal (Lei 4771/65), são consideradas Áreas 27

30 de Preservação Permanente (APP), ou seja, áreas que não poderiam ser desmatadas em hipótese alguma, as florestas e demais formações de vegetação naturais situadas: 1) Ao longo dos rios ou de qualquer curso d água, com uma largura mínima de 30 metros em cada margem; 2) Nas nascentes e nos chamados olhos d água qualquer que seja sua situação topográfica, num raio mínimo de 50 metros de largura; 3) Nas encostas ou parte destas com declividade superior a 45º; 4) Em altitudes superiores a 1800 metros; 5) No topo de morros, montes, montanhas e serras; O Código Florestal também determina como Áreas de Uso Restrito (AUR) as florestas situadas em áreas de inclinação entre 25º e 45º, nas quais só é permitido a exploração sob plano de manejo e a extração sob regime de utilização racional visando o rendimento permanente OBJETIVO O presente trabalho tem como objetivo avaliar o impacto da aplicação de alguns critérios de definição de Área de Preservação Permanente e de Área de Uso Restrito, segundo o Código Florestal, sobre a qualidade da crista da Mantiqueira como corredor ecológico entre o Parque Nacional de Itatiaia (PNI) e o Parque Estadual de Campos do Jordão (PECJ) OBJETIVOS ESPECÍFICOS Como objetivos específicos pretende-se: 1) Caracterizar o quadro de distribuição de grandes remanescentes florestais no eixo São Paulo - Rio de Janeiro; 28

31 2) Caracterizar os elementos da paisagem da região da Serra da Mantiqueira entre o PNI e o PECJ na sua constituição atual; 3) Construir um cenário alternativo dentro de algumas normas do Código Florestal, a saber: ao longo dos rios com largura mínima de 30 metros; nas encostas com declividade superior a 45 ; em altitudes superiores a 1800 metros e, em encostas com declividade entre 25 e 45. 4) Caracterizar os elementos da paisagem do cenário alternativo; 5) Comparar tabularmente o cenário atual com o cenário alternativo; JUSTIFICATIVA O Código Florestal foi criado em 1965, com o intuito de preservar o meio ambiente e, prevenir e corrigir os danos causados pelo desmatamento. A transgressão ao Código Florestal é fruto, entre outras coisas, da limitação tecnológica para verificar sua aplicação, o que diz respeito principalmente a falta de metodologias adequadas e de capacitação humana para a eficiente aplicação das metodologias existentes. Métodos fundamentados nas técnicas de Sensoriamento Remoto (SR) e de Sistema de Informação Geográfica (SIG) podem ser utilizados para determinar Áreas de Preservação Permanente e Áreas de Uso Restrito com a avaliação e detecção da transgressão do Código Florestal (Siqueira, 1999; Maia, 2001). Propõe-se neste trabalho a aplicação da combinação de tecnologias de Sensoriamento Remoto e de Sistema de Informação Geográfica para investigar a hipótese de que o cumprimento de algumas normas do Código Florestal possibilita a conexão de alguns fragmentos florestais e amplia as áreas de corredores e fragmentos já existentes. 29

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33 CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE E FRAGMENTAÇÃO DE HABITATS O ritmo acelerado em que as perdas biológicas estão acontecendo tem assustado a comunidade científica, principalmente pelo fato de que, ao contrário de outras catástrofes ambientais, a perda da biodiversidade é irreversível (Mittermeier et al., 1998). Neste contexto de degradação ambiental e perdas irrecuperáveis de patrimônios biológicos, muitas vezes desconhecidos, a falta de informações e conhecimentos à respeito das espécies, dos ecossistemas e até mesmo dos componentes estruturais e físicos da paisagem, aliados à falta de metas claras de preservação, prejudicam a evolução da ciência conservacionista (Wilcove, 1989). Outro fator negativo, que dificulta o andamento das pesquisas na área da conservação biológica, é a multidisciplinaridade que envolve a questão, impossibilitando a existência de uma padronização nas técnicas científicas e nos termos utilizados pelos profissionais atuantes. Este fato favorece a rivalidade entre as diferentes disciplinas e corrobora, por exemplo, com a falta de métodos adequados para descrever as estruturas físicas e funcionais da paisagem (Hobbs, 1997). Com relação a conservação, existem discussões a respeito de qual seria o modelo ideal de conservação. Inicialmente imaginou-se que o modelo ideal seria a manutenção de grandes unidades de conservação, dispersas geograficamente de modo a manter populações viáveis e representativas da biota, os quais seriam reservas biológicas protegidas por lei, como Parques Estaduais ou Nacionais (Cox e Moore, 1985; Hansson e Angelstam, 1991). Existem justificativas palpáveis para que grandes unidades de conservação sejam implantadas e as que já existem sejam ampliadas e administradas com cuidado, pois alguns trabalhos comprovam que áreas sem proteção por lei tendem a sofrer danos 31

34 maiores com desmatamentos, queimadas, caças e fragmentação (Bruner et al., 2001; Sánchez-Azofeifa et al. 1999) Em um trabalho sobre o impacto antropogênico em 93 áreas de proteção ambiental de 22 países tropicais, concluiu-se que os parques são mais efetivos para mitigar alguns problemas ambientais, desde que estes parques estejam verdadeiramente funcionado e sendo bem administrados, pois a efetividade dos parques possui uma forte correlação positiva com a densidade de guardas (Bruner et al., 2001). A taxa de desmatamento fora de áreas protegidas na Costa Rica aumentou consideravelmente, o número dos fragmentos existentes ampliou e a área de cada fragmento diminuiu drasticamente. Porém, os autores concluem que não basta apenas preservar áreas de proteção, pois estas também estão sofrendo uma pressão antrópica, que tende a aumentar com a diminuição das áreas que não estão protegidas por lei (Sánches-Azofeita et al., 1999). A grande crítica ao modelo de Unidades de Conservação é o fato do tamanho da área para manter uma População Mínima Viável a longo prazo. Alguns estudos demonstram que a riqueza de um ecossistema depende diretamente da área ocupada por ele, e que a projeção da viabilidade de uma determinada espécie no tempo é muito complexa e peculiar para ser afirmada (Wilcove, 1989; Cornelius et al., 2000). Wilcove (1989) apresenta o exemplo de uma espécie de coruja (Strix occidentalis caurina) que habita o sul da Califórnia, onde seu hábitat natural já foi reduzido em 30% e, do ecossistema existente, acres estão sendo destruídos por ano. Em 1988 foi elaborado um plano de conservação que visa a preservação de uma rede de fragmentos que totalizam acres. Porém, a área de preservação representa apenas 15% do total de habitat da coruja e, em uma projeção a longo prazo, estima-se que em 100 anos a S. occidentalis caurina estará totalmente extinta. Para uma floresta temperada imagina-se que a área mínima de um fragmento capaz de manter a biodiversidade deveria variar de a ha, com uma média de ha (Cornelius et al., 2000). 32

35 Outro fator crítico no modelo de Unidades de Conservação é tamanho do fragmento, onde, em alguns casos, fragmentos pequenos eram muito pobres em diversidade, ao passo que a riqueza de espécies e a complexidade das relações inter e intra especificas aumentavam significativamente com o tamanho do fragmento (Freemark e Merriam, 1986; Collinge, 1998; Chiarello, 1999; Tabarelli et al.,1999; Cornelius et al., 2000). Um aspecto importante no tamanho dos fragmentos, é que fragmentos pequenos sofrem mais com as conseqüências da fragmentação, tais como efeito de borda, invasão de espécies exóticas, caças, queimadas, homogeneidade de habitat, aumento de interferência antrópica, e mudanças de efeitos estruturais como aumento da temperatura, da claridade e da velocidade do vento e diminuição da umidade (Collinge, 1996; Collinge, 1998; Chiarello, 1999). Examinando a relação entre a área, a heterogeneidade de habitat e as associações da avifauna em 21 fragmentos, os quais variavam de 3 a ha, Freemark e Merriam (1986) concluíram que, para manter a diversidade de avifauna florestal, as estratégias de conservação devem considerar como fatores fundamentais, o tamanho e a heterogeneidade do habitat. Dessa forma, outro modelo de conservação bastante defendido no meio científico, é o modelo de unidades de conservação conectados por corredores ecológicos, os quais formariam uma rede de habitas que possibilitariam a conexão genética das populações e aumento da biodiversidade (Sodhi, 1999). Populações de fragmentos isolados possuem menor probabilidade de sobrevivência do que populações de fragmentos conectados entre si, principalmente se considerarmos a sobrevivência a longo prazo. Em alguns casos, estão sendo implantados projetos cuja intenção é de mitigar os efeitos causados pela fragmentação de habitats, através da implantação de corredores biológicos (Lefkovitch e Fahrig, 1985). Como exemplo, na antiga Tchecoslováquia, em meados da década de 80, foi desenvolvido o conceito de Sistema Territorial de Estabilidade Ecológica (STEE) definido por uma rede selecionada de habitats com biocentros ou fragmentos de vegetação natural, conectados por biocorredores, ou corredores de migração biótica. Tal 33

36 metodologia ganhou o apoio oficial de autoridades locais no início de 1990 e, dessa forma, iniciou-se a implantação de corredores artificias que pudessem promover a conexão entre os biocentros de vida silvestre (Kubes, 1996). Outro exemplo, é a implantação de uma rede de corredores interligando parques nacionais em Singapura. Alguns desses corredores já apresentam seus primeiros resultados ao permitir o fluxo de algumas espécies de aves, porém, estima-se que a rede de conexão levará aproximadamente 30 anos para o seu pleno funcionamento físico e estrutural (Sodhi et al., 1999). Entretanto, o quadro do Sistema de Unidades de Conservação da região da Mata Atlântica está muito aquém de qualquer modelo em discussão, onde, o modelo ideal seriam de grandes fragmentos preservados por lei e conectados entre si. Apenas os Parques Nacionais da Bocaina e do Iguaçu têm dimensões superiores a ha, tamanho mínimo considerado para a viabilidade de espécies que requerem grandes territórios em Florestas Tropicais (MMA, 1998). Quanto à conectividade, a maioria das áreas de preservação possuem um grau de isolamento bastante grande. O quadro geral de conservação na Mata Atlântica é a manutenção em diversos tipos de unidades de conservação compondo um mosaico de fragmentos de habitats esparsos e relativamente isolados (MMA, 1998). Neste quadro, as Unidades de Conservação são potenciais sumidouros de espécies, ou seja, locais onde as espécies têm risco de se extinguirem por erosão genética ou por susceptibilidade a distúrbios, devido a alta taxa de fragmentação de habitats da região EFEITO DA FRAGMENTAÇÃO EM POPULAÇÕES BIOLÓGICAS A fragmentação de habitats causa danos irreversíveis para populações biológicas e é uma das principais razões para o declínio das populações, o que pode acarretar em extinção local. (Verboom et al., 1991). A fragmentação de habitat é a ameaça mais séria à diversidade biológica e é a responsável pela crise de extinção atual, acarretando prejuízos sérios como a diminuição 34

37 do fluxo de animais, pólen e/ou sementes, a diminuição da diversidade biológica, o isolamento de populações, a redução da escala de recursos disponíveis, o aumento e a intensificação do efeito de borda no ecossistema, a perda do patrimônio genético das espécies, entre outros (Noss, 1987; Metzger, 1999; Dário, 1999). Em Florestas Tropicais a fragmentação é a principal causa da erosão da biodiversidade, tornando as populações de fragmentos isolados mais susceptíveis ao declínio, sendo pouco provável a preservação a longo prazo, de espécies animais e vegetais em fragmentos (Lefkovitch e Fahrig, 1985; Tabarelli et al., 1999) Stratford e Stouffer (1999) analisaram uma área de floresta tropical recentemente fragmentada, e puderam constatar que em um ano de fragmentação, período no qual formaram-se 11 fragmentos variando de 1 a 100 ha, foram identificados 55 casos de extinções locais em aves insetívoras, representando 74% das populações locais. Constatou-se ainda, que os fragmentos menores foram os mais atingidos e, em alguns, todas as populações haviam sido extintas. A estrutura de uma paisagem é um componente importante na distribuição de aves, onde a cobertura vegetal e a área dos fragmentos são de suma importância para a presença ou ausências das espécies, embora as respostas à fragmentação sejam específicas para cada espécie e para cada caso, ou seja, a mesma espécie pode ter comportamentos diferentes em fragmentos diferentes (Villard et al., 1999). A paisagem fragmentada pode ser analisada como um mosaico formado pela matriz antropizada e por elementos de habitat, manchas e corredores determinando um padrão espacial da paisagem para cada região (Forman, 1995). O padrão espacial resultante de um ambiente fragmentado é de grande importância para a dinâmica de populações, pois o arranjo em que os fragmentos e corredores se apresentam define a disponibilidade de recursos para determinada população e, a escassez de recursos, é um fator limitante para determinar o tamanho da população (O Neill, et al. 1988a; O Neill, et al. 1988b; Metzger, 1999; Dário, 1999). 35

38 A escassez de recursos em um ambiente fragmentado exige que cada população busque ampliar sua escala de utilização e, dessa forma, passe a colonizar locais com disponibilidade de recursos, caso não exista a possibilidade de colonização a população será reduzida (O Neill, et al. 1988a; O Neill, et al. 1988b) A análise dos recursos em ambiente fragmentado pode demonstrar de forma clara a existência de uma forte ligação entre o padrão espacial e os processos ecológicos em uma paisagem (O Neill, et al. 1988a; O Neill, et al. 1988b; Turner, 1989). Também é possível verificar que a disponibilidade de recursos é diretamente proporcional ao tamanho da população, e que a diminuição de ambos pode aumentar o risco de atingir uma população crítica, sujeito a extinção local (Metzger, 1999). Outro grande prejuízo irreversível decorrente da fragmentação de habitat, é o aumento da taxa de consangüinidade e conseqüente depressão endogâmica que, segundo Simberloff et al. (1992) pode conduzir as populações de pequenos refúgios à extinção. Simberloff e Cox (1987) e Noss (1987) consideram a depressão endogâmica como um dos mais importantes processos resultantes da perda de habitat, bem como a estocasticidade demográfica. Simberloff et al. (1992) definem como depressão endogâmica a ocorrência de cruzamentos consangüíneos em taxas muito altas e a erosão genética como a conseqüente perda de variabilidade genética. O grau de prejuízos causados pela fragmentação irá depender de uma série de fatores, ou seja, dos atributos espaciais e ecológicos. Entre estes atributos, temos o efeito de borda, que é específico para cada caso e pode acarretar uma série de distúrbios ecológicos como aumento da temperatura e diminuição da umidade. Outros atributos importantes seriam a área, a forma e a relação perímetro/área do fragmento, onde estes três fatores estariam fortemente relacionados com o grau de perturbação causado pelo efeito de borda. A conectividade entre os fragmentos, a heterogeneidade de habitats e o contexto ao qual o fragmento está inserido também interferem e determinam se os danos serão amenos ou irreversíveis (Collinge, 1996). Com relação especificamente ao efeito de borda, este atributo pode variar em tamanho dependendo de uma série de fatores, como o tempo de isolamento do fragmento, a 36

39 forma do polígono, o tamanho do polígono, o tipo de matriz circunvizinha, a intensidade de interferência antrópica, etc. Da mesma forma, os distúrbios ecológicos causados pelo efeito de borda irá depender dos fatores citados acima e do grau de interferência desses fatores na borda do fragmento. Stevens e Husband (1998) analisaram o efeito de borda sobre condições microclimáticas e populações de pequenos mamíferos em dois fragmentos de Mata Atlântica, no Estado de Sergipe. Foi constatado que as alterações das condições do meio físico, como umidade do ar e do solo e temperatura, em função da distância da borda alcançam até de 60 m. Porém o número de indivíduos e a diversidade de pequenos mamíferos observados em uma faixa de até 160 m a partir da borda apresentam diferenças significativas em relação ao observado no interior dos fragmentos. Outros autores assumem como largura de borda valores que variam de 50 a 300 metros (e.g. Collinge, 1996; Flaspohler et al., 2001). Estes valores são um tanto subjetivos pois são apresentados sem medições precisas de condições físicas e levantamentos de abundância e diversidade de espécies, como é o caso de Skole e Tucker (1993) que propõem 1 Km para o alcance do efeito de borda na região amazônica DINÂMICA DE COMUNIDADES EM HABITAT FRAGMENTADO A biota de um ecossistema é composta de várias populações biológicas, que formam uma comunidade local. Estas populações possuem interações inter e intra-específicas, ou seja, relações entre os próprios indivíduos da mesma população e relações entre indivíduos de populações e/ou espécies diferentes; e, além dessas interações biológicas, interações com fatores bióticos e abióticos, também denominados de fatores limitantes ou recursos (Ricklefs, 1996). As interações entre os indivíduos e/ou populações com os fatores limitantes é responsável pela manutenção do equilíbrio do ecossistema, sendo responsáveis diretos pela regulação da população, seu declínio ou seu sucesso. Esse tipo de controle externo faz com que o tamanho efetivo da população seja diretamente proporcional à quantia de recursos disponíveis que, por sua vez, é diretamente proporcional ao tamanho do habitat 37

40 (Metzger, 1999). Um habitat fragmentado é um habitat com quantidade limitada de recursos que obriga os indivíduos a emigrarem do fragmento ou, na impossibilidade de movimentação para fora do habitat, implica num aumento das competições intraespecíficas diminuindo o número de indivíduos dentro da população (Cornelius et al., 2000). A conectividade é caracterizada pela capacidade da paisagem em facilitar ou impedir o fluxo entre fragmentos de habitat, sendo dessa forma, uma propriedade vital para a sobrevivência das comunidades em um ambiente fragmentado (Metzger e Décamps, 1997). Na impossibilidade de fluxo entre populações diferentes, haverá declínio na população e aumentará o número de cruzamentos endogâmicos, cruzamento entre indivíduos aparentados, cuja tendência é diminuir drasticamente a variabilidade genética aumentando a probabilidade de extinção local (Metzger e Décamps, 1997). Uma das razões para o declínio das populações é a fragmentação do habitat, podendo levar pequenas populações locais à extinções, devido a estocasticidade demográfica ou ambiental (Ricklefs, 1996). Assim, algumas espécies podem (temporariamente) ficar ausentes nos fragmentos que parecem ser habitats satisfatórios, porém, estes fragmentos têm uma probabilidade de ser recolonizado, mas se o grau de fragmentação é grande, a taxa de extinção pode exceder a taxa de colonização e as espécies podem ficar extintas na área (Verboom et al., 1991). 2.2 ECOLOGIA DA PAISAGEM E DINÂMICA DE POPULAÇÕES A paisagem é um mosaico composto por unidades distintas de ecossistemas ou ecótopos. As unidades da paisagem compõem-se por uma matriz composta por um grupo de ecossistemas dominantes, contendo manchas ou fragmentos de outros ecossistemas, arranjados em padrões variáveis, conectados entre si ou isolados. As conexões entre os fragmentos são denominadas corredores ecológicos, pois funcionam como meio de passagem para a biota que ocupa os fragmentos. Cada unidade da paisagem possui estrutura, condições ambientais, funcionamento e percepções próprios 38

41 e inerentes a sua área, disposição espacial e/ou forma (Forman, 1995; Hobbs, 1997; Putz et al., 2001). A estrutura da paisagem é de suma importância para a conservação de populações biológicas, pois dela depende a dinâmica de populações (Metzger, 1999; Turner, 1989). Em áreas com intenso crescimento populacional, a atividade humana transformou a paisagem original em um mosaico fragmentado. Este é dominado por uma matriz antropizada, geralmente resultante de atividades agro-pastoris e inserções urbanas ou de serviços. Inseridos na matriz, encontram-se manchas de ecossistemas originais ou deles derivados que funcionam como habitats naturais para a biota regional. As dimensões destas manchas, suas formas e a disposição espacial de seu conjunto determinam as suas qualidades como habitat para a biota (Collinge, 1996; Kubes, 1996). As manchas podem estar conectadas por corredores ecológicos que também têm suas qualidades como meio de fluxo gênico ou mesmo como habitat para manutenção de população biológica determinadas pelos seus padrões espaciais (Lefkovitch e Fahrig, 1985; Forman, 1995). A matriz, no contexto de Ecologia da Paisagem, é o meio que envolve as áreas com ecossistemas naturais, apresentando, em geral, menor probabilidade de ocorrência de espécies silvestres. Por esta baixa adequação às populações silvestres a matriz impõe uma resistência ao deslocamento de espécies com conseqüente diminuição do fluxo gênico. Porém, a resistência que um indivíduo encontra para transpor a matriz e deslocar-se de um fragmento a outro, depende principalmente do tipo de cobertura de solo existente na matriz (Merriam, 1988). Para algumas espécies de mamíferos, a matriz pode bloquear totalmente o fluxo de indivíduos entre os fragmentos de habitat, como por exemplo, uma espécie de rato (Peromyscus leucopus) e uma de esquilo (Tamias striatus), nas quais os indivíduos não se deslocam para fora da floresta (Wegner e Merriam, 1979). Algumas espécies de aves também não conseguem voar por sobre campos ou áreas de cultura, permanecendo, na ausência de corredores ecológicos, somente dentro dos fragmentos de habitat (Wegner e Merriam, 1979; Dário, 1999). 39

42 Os fragmentos de habitats naturais, inseridos na matriz, representam o meio natural propício à sobrevivência das populações silvestres (Metzger, 1999). Os efeitos relativos ao tamanho do fragmento é uma das determinantes importantes para a manutenção da população, pois deles depende a sobrevivência de um número mínimo viável de indivíduos (População Mínima Viável-PMV) (Forman, 1995; Collinge, 1996; Chiarello, 1999). A PMV é o número de indivíduos capaz de manter a variabilidade genética e evitar uma extinção estocástica ao longo de um período relativamente extenso (Ricklefs, 1996). Nos casos de fragmentos relativamente pequenos, as populações que deles dependem tendem a entrar em declínio com conseqüente extinção local (Metzger, 1999). Outra determinante importante para auxiliar nos processos de fluxo gênico é a disposição dos fragmentos dentro da matriz da paisagem. A proximidade dos fragmentos pode facilitar muito a dispersão e o fluxo, agindo como componente da dinâmica de populações. Tanto o tamanho de um fragmento de habitat, quanto a posição relativa a outros fragmentos, irão definir a diversidade de espécies presentes no fragmento e o tamanho das populações existentes. Este efeito varia de acordo com as características próprias de cada espécie. Espécies com estratégias generalistas de aproveitamento de recursos, que utilizam tanto a borda como o interior de um fragmento de habitat, apresentam um declínio menor na população com a redução no tamanho do fragmento do que espécies restritas ao ambiente existente no interior dos fragmentos. Em outro exemplo, as espécies migratórias sofrem menos com a perda de habitat que as espécies residentes. Já as espécies de borda, são mais afetadas pela disposição dos fragmentos dentro da matriz que pelo tamanho de cada fragmento (Bender et al., 1998). As conexões entre os fragmentos de habitat propiciadas pelos corredores ecológicos são de grande importância para as dinâmicas das populações silvestres, pois do fluxo gênico entre subpopulações depende a manutenção da variabilidade genética da população regional (Forman 1995). Os corredores podem se apresentar de várias formas e possuir funções variadas na manutenção das populações fragmentadas. Forman (1983) e 40

43 Simberloff e Cox (1987) propõem quatro funções principais para os corredores: a) habitat para algumas espécies; b) meio para a movimentação de indivíduos entre fragmentos; c) barreira semi-permeável que separa áreas da matriz e, d) fonte de fatores bióticos e abióticos para a matriz circunvizinha. Além das funções designadas aos corredores, estes também podem apresentar formas distintas como: a) corredores em linha, formado exclusivamente por habitat de borda, portanto ocupado apenas por espécies típicas de borda; b) corredores em faixa, podendo conter habitats e espécies tanto de borda como de interior dependendo de sua largura e c) corredores de mata ciliar, o qual possui um ecossistema peculiar de espécies ribeirinhas, mas que também permite o fluxo de espécies de interior e borda (Forman, 1983). Outro fator importante em um corredor ecológico é a sua qualidade, que irá depender do tamanho, da largura e do grau de cobertura que possui. Henein e Merriam (1990) avaliaram a importância da qualidade de corredores através de modelagem de populações e revisão da literatura. Desta avaliação verificou-se que um corredor com alta qualidade (bastante largo e com cobertura vegetal em fases sucessionais adiantadas) é ideal para a propagação do fluxo de espécies. Os autores também concluíram que a existência de um corredor de baixa qualidade (estreito ou com cobertura vegetal perturbada) é melhor que a ausência de conexão entre os fragmentos. A qualidade do corredor pode impedir ou facilitar o movimento de algumas espécies, como acontece por exemplo, com corredores de eucaliptos, pelo qual, muitas espécies de aves florestais não se movimentam de um fragmento de floresta natural a outro, tornando-se uma barreira potencial para estas espécies. Porém, o mesmo corredor permite o fluxo de algumas outras espécies, que em geral estão mais adaptadas aos processos antrópicos (Dário, 1999). Apesar das muitas utilidades dos corredores, não existe respaldo científico para afirmar que os corredores podem evitar a extinção ou até mesmo preveni-la, embora alguns trabalhos já tenham conseguido demonstrar que em muitos casos os corredores são utilizados como canal de fluxo para algumas espécies (Tischendorf et al., 1998; 41

44 Machtans et al., 1996). Wike et al. (2000) comprovaram a eficácia de corredores de vegetação ribeirinha como promotores de fluxo de pequena escala de indivíduos de populações de pequenos mamíferos. Porém, o que existe de concreto a respeito de corredores é a discussão a respeito das vantagens e desvantagens que eles apresentam. Existe também, um grande questionamento a respeito da eficiência dos corredores e se os mesmos representam a melhor forma de fluxo entre fragmentos (Simberloff e Cox, 1987). Noss (1987) lista potenciais vantagens e desvantagens de corredores: Vantagens: Aumento da taxa de imigração, que pode levar a um aumento ou manutenção da riqueza de espécies e diversidade; Aumento no tamanho das populações e espécies diminuindo a probabilidade de extinções locais e prevenindo a depressão endogâmica, o que garante a manutenção da variabilidade genética na espécies; Aumento da área de forrageamento das espécies, fornecendo uma gama extensiva de recursos; Aumento da área de cobertura para manter a relação predador-presa estável, permitindo o movimento por vários fragmentos; Proporcionamento de uma mistura de habitats que permite uma melhor organização successional nas diversas fazes da vida de várias espécies; Proporcionamento de refúgios alternativos durante grandes perturbações e/ou catástrofes, como fogo ou pragas e, Diminuição da poluição provinda dos grandes centros urbanos. 42

45 Desvantagens: Aumento da taxa de imigração pode facilitar a expansão de epidemias, pestes de insetos e espécies exóticas, ervas daninhas, espécies invasoras, entre outras que sejam indesejáveis; Diminuir o nível de variação genética entre as populações e subpopulações ou romper adaptações locais; Facilitar a expansão de fogo e de outras perturbações bióticas e abióticas como catástrofes ou doenças e; Aumentar a exposição da vida selvagem a caçadores e/ou outros predadores CORREDORES ECOLÓGICOS NA MATA ATLÂNTICA Em uma análise global, Myers et al. (2000) identificaram 25 áreas de prioridade de conservação chamadas hotspots, as quais possuem 44% de todas as espécies de plantas vasculares e 35% de todas as espécies do planeta, apresenta altas taxas de endemismo, porém com taxas de extinção bastante elevadas. De todos os hotspots identificados, 5 foram classificados como principais, dentre os quais encontra-se a Floresta Atlântica do Brasil. Juntos, os 5 hotspots principais possuem plantas endêmicas e vertebrados representando pelo menos 2% das espécies totais do mundo, 20% de todas as plantas, 16% do número total de espécies de vertebrados e 45% das espécies de todos os 25 hotspots. Atualmente já existem projetos de corredores de larga escala, denominados de corredores ecológicos ou corredores de biodiversidade, cuja função é conectar fragmentos de florestas naturais através de unidades da paisagem, formando um mosaico de uso da terra com o objetivo de facilitar o fluxo gênico entre populações. Estes corredores podem abranger grandes áreas e até mesmo Estados inteiros (IESB/CI, 2000). 43

46 No Brasil, a caracterização de áreas de prioridade para conservação abrange projetos que se concentram em áreas de grande diversidade no país. Estas áreas seriam a Amazônia e a Mata Atlântica (IESB/CI, 2000). Dentro do domínio da Mata Atlântica, dois corredores ecológicos foram propostos (MMA, 1998): Corredor Central da Mata Atlântica áreas de alta diversidade nos Estados de Espírito Santo, Minas Gerais e Bahia, abrigando muitas espécies animais e vegetais da planície costeira. Corredor Sul da Mata Atlântica (Corredor da Serra do Mar) inclui a maior extensão de área do domínio da Mata Atlântica, sendo o mais viável para a conservação pois inclui 27 Unidades de Conservação como o Parque Estadual de Campos do Jordão e o Parque Nacional de Itatiaia. Independente da qualidade dos corredores existentes, sua eficácia é um assunto bastante controverso, havendo grande questionamento científico sobre sua importância. Wegner e Merriam (1979); Simberloff e Cox (1987) e, Fahrig e Merriam (1985), verificaram que corredores facilitam o movimento das espécies entre os fragmentos, mas questionam o quanto eles podem estar prejudicando essas mesmas populações e suas estruturas devido às desvantagens acima discutidas. Simberloff e Cox (1987) afirmam que não há mais tempo viável para testar a eficácia dos corredores, tamanha a necessidade de fluxo gênico entre os fragmentos existentes e, na incerteza, aconselham a manter e restabelecer todos os tipos de corredores naturais já existentes. 2.3 SENSORIAMENTO REMOTO E SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA NA APLICAÇÃO DO CÓDIGO FLORESTAL O Código Florestal foi criado com o intuito de preservar o meio ambiente e, prevenir e corrigir os danos causados pelo desmatamento e, segundo a Lei nº 4.771, de 15 de setembro de 1965, alterada pela Lei nº 7.802, de 18 de julho de 1989 e pela Resolução 44

47 nº 302, de 20 de março de 2002 (Brasil, 2002). Apresenta-se o texto da Lei e a possibilidade de auxiliar sua implementação com Sensoriamento Remoto e Sistema de Informação Geográfica: Art. 1 As florestas existentes no território nacional e as demais formas de vegetação, reconhecidas de utilidade às terras que revestem, são bens de interesse comum a todos os habitantes do País, exercendo-se os direitos de propriedade, com as limitações que a legislação em geral e especialmente esta Lei estabelecem. Parágrafo único. As ações ou omissões contrárias às disposições deste Código na utilização e exploração das florestas são consideradas uso nocivo da propriedade (art. 302, XI b, do Código de Processo Civil). Art. 2 Consideram-se de preservação permanente, pelo só efeito desta Lei, as florestas e demais formas de vegetação natural situadas: a) ao longo dos rios ou de qualquer curso d água desde o seu nível mais alto em faixa marginal cuja largura mínima será: (Redação da Lei nº de ) 1) de 30 (trinta) metros para os cursos d água de menos de 10 (dez) metros de largura; (Redação da Lei nº de ) 2) de 50 (cinqüenta) metros para os cursos d água que tenham de 10 (dez) a 50 (cinqüenta) metros de largura; (Redação da Lei nº de ) 3) de 100 (cem) metros para os cursos d água que tenham de 50 (cinqüenta) a 200 (duzentos) metros de largura; (Redação da Lei nº de ) 45

48 4) de 200 (duzentos) metros para os cursos d água que tenham de 200 (duzentos) a 600 (seiscentos) metros de largura; (acrescentado pela Lei nº 7.511, de e alterado pela Lei nº de ) 5 de 500 (quinhentos) metros para os cursos d água que tenham largura superior a 600 (seiscentos) metros; ( acrescentado pela Lei nº 7.511, de e alterado pela Lei nº de ) A detecção de transgressões ao Código Florestal em relação ao artigo 2a requer a análise da informação cartográfica da rede de drenagem associado ao mapeamento da cobertura da terra com o uso de dados de sensoriamento remoto com resolução adequada. A Área de Preservação Permanente (APP) pode ser determinada a partir do fatiamento de um mapa de distância da rede de drenagem e o tipo de cobertura encontrado na faixa de preservação pode ser obtido do cruzamento do mapa de APP com o mapa de cobertura da terra (Siqueira, 1999). b) ao redor das lagoas, lagos ou reservatórios d água naturais ou artificiais; 1) de 30 (trinta) metros para os que estejam situados em áreas urbanas consolidadas; (Redação da Resolução nº 303 de ) 2) de 100 (cem) metros para os que estejam situados em áreas rurais, exceto os corpos d água com até vinte hectares de superfície, cuja faixa marginal será de 50 (cinqüenta) metros; (Redação da Resolução nº 303 de ) Com relação ao item 2b, a detecção de transgressão ao Código Florestal é prejudicada pela ausência de definição da distância que deve ser preservada. c) nas nascentes, ainda que intermitentes e nos chamados olhos d água, qualquer que seja a sua situação topográfica, num raio mínimo de 50 (cinqüenta) metros de largura; (Redação da Lei nº de ) 46

49 A detecção de transgressões ao Código Florestal em relação ao artigo 2c requer a análise da informação cartográfica da rede de drenagem, extraindo os pontos referentes às nascentes dos corpos d água, associado ao mapeamento da cobertura da terra com o uso de dados de sensoriamento remoto com resolução adequada. A Área de Preservação Permanente (APP) pode ser determinada a partir do fatiamento de um mapa de distância da rede de drenagem e o tipo de cobertura encontrado na faixa de preservação pode ser obtido do cruzamento do mapa de APP com o mapa de cobertura da terra (Siqueira, 1999). d) no topo de morros, montes, montanhas e serras, em áreas delimitadas a partir de curva de nível correspondente a 2/3 (dois terços) da altura mínima de elevação em relação à base Define-se como: Cume ou topo parte mais alta do morro montes, montanhas ou serras; Morro ou monte elevação do terreno com cota do topo em relação a base entre 50 (cinqüenta) a 300 (trezentos) metros e encostas com declividade superior a 30% (aproximadamente 17º) na linha de maior declividade; o termo monte se aplica de ordinário a elevações isoladas na paisagem; Serra vocábulo usado de maneira mais ampla para terrenos acidentados com fortes desníveis, freqüentemente aplicados a escarpas assimétricas possuindo uma vertente abrupta e outra menos inclinada; Montanha grande elevação de terreno, com cota em relação à base superior a 300 (trezentos) metros e freqüentemente formada por argumentos de morros; 47

50 Base de morro, monte ou montanha plano horizontal definido por planície ou superfície de lençol d água adjacente ou nos relevos ondulados, pela cota da depressão mais baixa ao seu redor. Com relação ao item d do artigo 2, a detecção de transgressão ao Código Florestal é prejudicada pela dificuldade de implementação dos critérios que determinam a área a ser considerada como topo de morro, montes, montanhas ou serras, uma vez que tais critérios são altamente complexos. e) nas encostas ou partes destas, com declividade superior a 45, equivalente a 100% na linha de maior declive; Para a detecção da transgressão do Código Florestal em relação às áreas com declividade superior a 45º, é necessário a altimetria da área de estudo para obtenção de uma grade retangular de declividade em graus, a qual será fatiada em classes temáticas de interesse e integrada a um mapa de cobertura da terra para determinar as áreas dentro desta classe de Áreas de Proteção Permanente sem a cobertura adequada (Siqueira, 1999). f) nas restingas, como fixadoras de dunas ou estabilizadoras de mangues; Para a detecção da transgressão do Código Florestal em relação às áreas de restingas e mangues é necessário a classificação da imagem, uma vez que esses ecossistemas são de fácil identificação. g) nas bordas dos tabuleiros ou chapadas, a partir da linha de ruptura do relevo, em faixa nunca inferior a 100 (cem) metros em projeções horizontais; (Redação da Lei nº de ) Para a detecção da transgressão do Código Florestal em relação às áreas dos tabuleiros e chapadas é necessário o fatiamento de um mapa distância a partir de linhas de quebra de declividade, realizado através do aplicativo SPRING, derivado da altimetria e um mapa de cobertura da terra. 48

51 h) em altitude superior a (mil e oitocentos) metros, qualquer que seja a vegetação. (Redação da Lei nº de ) Para a detecção da transgressão do Código Florestal em relação às áreas com altitude superior a 1800 metros, é necessário a altimetria da área de estudo para obtenção de um Modelo Numérico de Terreno (MNT), o qual deverá ser fatiado em classes temáticas de interesse e integrado a uma imagem classificada para determinar as áreas em que ocorrem o desmatamento dentro das Áreas de Proteção Permanente (Siqueira, 1999). i) nas áreas metropolitanas definidas em lei. (acrescentada pela Lei nº 6.535, de ) Parágrafo único. No caso de áreas urbanas, assim entendidas as compreendidas nos perímetros urbanos definidos por lei municipal, e nas regiões metropolitanas e aglomerações urbanas, em todo o território abrangido, observar-se-á o disposto nos respectivos planos diretores e leis de uso do solo, respeitados os princípios e limites a que se refere este artigo. (acrescentado pela Lei nº de ) Art. 3º Consideram-se, ainda, de preservação permanentes, quando assim declaradas por ato do Poder Público, as florestas e demais formas de vegetação natural destinadas: a) a atenuar a erosão das terras; b) a fixar as dunas; c) a formar faixas de proteção ao longo de rodovias e ferrovias; d) a auxiliar a defesa do território nacional a critério das autoridades militares; e) a proteger sítios de excepcional beleza ou de valor científico ou histórico; f) a asilar exemplares da fauna ou flora ameaçados de extinção; g) a manter o ambiente necessário à vida das populações silvícolas; h) a assegurar condições de bem-estar público. 1 A supressão total ou parcial de florestas de preservação permanente só será admitida com prévia autorização do Poder Executivo Federal, quando for necessária à execução de obras, planos, atividades ou projetos de utilidade pública ou interesse social. 49

52 2º As florestas que integram o Patrimônio Indígena ficam sujeitas ao regime de preservação permanente (letra g) pelo só efeito desta Lei. Art. 10 Não é permitida a derrubada de florestas situadas em áreas de inclinação entre 25 e 45 graus, só sendo nelas tolerada a extração de toros quando em regime de utilização racional, que vise a rendimentos permanentes. No caso de Áreas de Uso Restrito com declividade entre 25º 45º, como descrito no artigo 10, a detecção da transgressão do Código Florestal é realizada com o auxílio da altimetria da área de estudo para obtenção de uma grade retangular de declividade em graus, a qual será fatiada em classes temáticas de interesse e integrada a uma imagem classificada para determinar as áreas em que ocorrem o desmatamento dentro das Áreas de Proteção Permanente (Siqueira, 1999). 2.4 PROCESSAMENTO DIGITAL DE IMAGEM Desde o advento dos sensores imageadores, um amplo conjunto de operadores, algoritmos e procedimentos vêm sendo desenvolvidos e aperfeiçoados. Atualmente existem diversas técnicas de processamento digital de imagens documentadas com seus fundamentos e aplicações, porém, todas as técnicas possuem o intuito de extrair informações que o olho humano seria incapaz de perceber, muitas vezes extraindo dados numéricos e tratando de imagens digitais para refinar a interpretação visual (Lillesand e Kiefe, 1994; Richards, 1995; Schowengerdt, 1997) CORREÇÃO GEOMÉTRICA Dados de Sensoriamento Remoto, tais como imagens de satélites, possuem distorções e degradações geométricas inseridas pelo sensor no momento da aquisição. Tais distorções podem ser geradas pela rotação da terra, pela variação de altitude do sensor, pela variação da velocidade nos três eixos de rotação do satélite e pela velocidade da plataforma, impossibilitando que uma imagem de satélite possua integridade e precisão cartográfica quanto ao posicionamento dos objetos da superfície terrestre (Schowengerdt, 1997; Crósta, 1992). 50

53 Dessa forma, a função da correção geométrica é de eliminar os efeitos inseridos nos dados de satélites durante sua aquisição, proporcionando assim, uma imagem digital de sensoriamento remoto com integridade geométrica de um mapa, no qual cada objeto da superfície terrestre representado na imagem possuirá uma associação com um sistema de coordenadas geográficas da superfície terrestre real. Segundo Richards (1995) existem duas formas de corrigir os vários tipos de distorções citados acima. A primeira forma de correção, seria através de técnicas que modelassem a superfície da Terra e utilizassem esses modelos para corrigir matematicamente as imagens desejadas. Porém tais técnicas só seriam viáveis quando as distorções a serem corrigidas fossem devidamente identificadas. Esse tipo de correção é utilizada para o tratamento inicial de imagens orbitais, possibilitando que o usuário adquira uma imagem previamente corrigida, uma vez que para o usuário tais técnicas seriam demasiadamente complexas. Outra forma de correção de dados de sensoriamento remoto seria através de uma transformação polinomial do sistema de referenciamento de uma imagem, no qual os parâmetros do polinômio deverão ser definidos por um ajuste de mínimos quadrados entre a posição de um dado pixel na imagem com a coordenada geográfica correspondente na superfície da Terra. Para esse tipo de correção, também denominada georreferenciamento, são necessários a utilização de fontes de informações externas, tais como mapas ou cartas topográficas, ou até mesmo a coleta de pontos de referência geográfica através de GPS. O georreferenciamento é uma técnica utilizada toda vez que houver a necessidade de uma precisão cartográfica para representar os objetos, a superfície ou até mesmo os fenômenos que estão ocorrendo em um determinado dado de sensoriamento remoto. Para este tipo de técnica não é necessário o conhecimento prévio das fontes de distorções e de seus tipos, sendo uma técnica de relativa simplicidade. A aplicação da transformação polinomial à imagem requer o mapeamento dos valores de níveis de cinza dos pixels da imagem original para o local correto no novo sistema de 51

54 referenciamento. Esse valores são reamostrados através de interpoladores (Lillesand e Kiefe, 1994; Richards, 1995; Schowengerdt, 1997), tais como: Interpolação de alocação de vizinho mais próximo Trata-se de um interpolador bastante simples, no qual é atribuído ao valor do nível de cinza da imagem a ser corrigida o mesmo valor do nível de cinza do pixel mais próximo da posição a ser ocupada na reamostragem, ou seja, o valor do novo pixel será igual ao valor do pixel mais próximo na imagem original. Este interpolador possui a vantagem de não alterar os valores de pixels da imagem original para a imagem reamostrada e é de grande utilidade em área homogêneas. Interpolador bilinear O valor do pixel reamostrado é dado pela média ponderada pela distância ao local do georreferenciamento dos quatro pixels vizinhos. Este interpolador altera os níveis de cinza e com isso torna o aspecto da imagem mais suave, perdendo o contrate entre as feições da imagem, por esse motivo é um interpolador muito utilizado em regiões com grande heterogeneidade. Convolução cúbica Baseado na média ponderada pela distância dos valores dos 16 pixels vizinhos ao pixel que será reamostrado. A imagem original é esteticamente melhor que a gerada pelo interpolador bilinear, pois embora altere os valores dos níveis de cinza ela não altera o contraste da imagem CORREÇÃO DE EFEITOS ATMOSFÉRICOS Os componentes da atmosfera interferem diretamente na quantidade de energia que chega até a superfície terrestre e na quantidade de energia que chega até o sensor. Dependendo dos componentes da atmosfera a influência na detecção da energia eletromagnética pelo sensor será maior ou menor. Este efeito é denominado espalhamento atmosférico, que é o resultado da interação entre a radiação eletromagnética e as partículas e/ou moléculas de gases presentes na atmosfera (Slater, 1980; Mather, 1999). 52

55 O espalhamento atmosférico pode ser explicado por dois modelos distintos, o espalhamento Rayleigh e o espalhamento Mie (Slater, 1980; Mather, 1999). Espalhamento Rayleigh é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda (λ -4 ), o que significa que os comprimentos de ondas mais curtos do espectro eletromagnético sofrerão maior espalhamento que os comprimentos de onda mais longos. Este tipo de espalhamento é causado predominantemente por moléculas de gás que são muito menor que os comprimentos de onda da luz. Espalhamento Mie é inversamente proporcional ao comprimento de onda, onde em uma atmosfera moderada o fator de espalhamento é de λ -1. Porém esta relação pode variar de λ 0 para λ -4, onde λ 0 representa uma atmosfera com total espalhamento, como em uma imagem com 100% de cobertura de nuvens. O espalhamento Mie é causado por partículas que possuem aproximadamente o mesmo tamanho do comprimento de onda, como as partículas de fumaça ou de poeira em suspensão. Chavez (1988) apresenta um método simples para a correção do efeito aditivo do espalhamento atmosférico em imagem Landsat, adequado para diferentes condições da atmosfera, como muito clara, clara, moderada, nublada e muito nublada. A condição atmosférica é identificada através da análise do início do histograma de níveis de cinza das bandas do visível. A derivada desta parte do histograma indica a condição atmosférica, sendo quanto maior a derivada, mais clara é a atmosfera. Um modelo de espalhamento é então selecionado, podendo ser este totalmente dominado pelo espalhamento Rayleigh (atmosfera muito clara), quando o espalhamento decai em função da quarta potência negativa do comprimento de onda central da banda (λ -4 ), ou uma combinação do espalhamento Rayleigh e Mie, como atmosfera clara (λ -2 ), moderada (λ -1 ), nublada (λ -0.7 ) e muito nublada (λ -0.5 ). Níveis de cinza de alvos escuros na imagem, como sombras de relevo, são então ajustados ao modelo atmosférico e estes valores ajustados são subtraídos da imagem (Chavez, 1988). 53

56 2.4.3 GERAÇÃO DE IMAGEM COM EFEITO DE ILUMINAÇÃO ATENUADO A topografia da área imageada impõe uma impressão visual de relevo causado pela variação da irradiância em superfícies inclinadas comparadas com superfícies horizontais, em função da orientação da superfície em relação à posição do sensor e da fonte solar (Holben e Justice, 1981). Um método de correção dos efeitos topográficos é o método de extração de informação, utilizando transformação por componentes principais ou razão de bandas efetuada por Conese et al. (1988) que utilizaram a técnica de transformação por principais componentes (PC) para a redução do efeito topográfico aplicada sobre duas ou mais bandas. Como resultado de suas observações pode-se concluir que a 1ª PC está relacionada com a variação de brilho da imagem devido à diferença de iluminação que é dominada pelo efeito de relevo na imagem e que a 2 ª PC concentra as informações relacionadas as diferenças da cobertura da terra. Holben e Justice (1981) utilizaram a razão de bandas para atenuação do efeito topográfico, observando que nas áreas onde o efeito topográfico tem maior efeito sobre a radiância, a redução deste efeito foi mais perceptível. Com a razão de bandas o efeito topográfico é atenuado devido à eliminação do efeito multiplicativo do ângulo de iluminação. Mortara (2000) em um trabalho realizado na Serra da Mantiqueira, obteve bons resultados de classificação da cobertura da terra utilizando, além da 2ª PC, as razões das bandas TM3/TM4 e TM5/TM4. Neste caso, existe a necessidade de realizar a correção de efeitos da atmosfera nas bandas utilizadas com a finalidade de eliminar este termo aditivo para se computar adequadamente a razão entre bandas CLASSIFICAÇÃO DE IMAGEM DIGITAL A classificação digital de imagens orbitais possui como principal função a detecção de padrões e objetos homogêneos em uma determinada cena, Os algorítmos de classificação podem ser divididos em dois grupos: supervisionada e não supervisionada 54

57 A classificação supervisionada é precedida por uma fase de treinamento, quando o usuário seleciona amostras representativas das classes que a serem discriminadas. O conjunto de amostras selecionadas permite estimar os parâmetros estatísticos da função densidade de probabilidade de nível de cinza de cada classe, os quais serão usados na definição de critério para atribuir os demais pixels da imagem às classes definidas na fase de treinamento. Os passos essenciais para a classificação supervisionada, independente do método utilizado (Richards, 1995), são: 1) Selecionar as classes que deseja-se identificar na imagem; 2) Escolher um conjunto de amostras representativas das classes selecionadas; 3) Utilizar o conjunto de amostras para estimar os parâmetros estatísticos utilizados pelo classificador; 4) Rotular cada pixel ou cada região como pertencente a determinada classe, definida e amostrada nos passos anteriores; 5) Gerar dados tabulares ou mapas temáticos para análise e visualização dos resultados da classificação. As abordagens mais utilizada de classificação, são as classificações supervisionadas por pixel, na qual cada pixel é atribuído a uma determinada classe previamente definida, através de uma função discriminante que pode ser determinada pelos seguintes métodos (Richards, 1995): Paralelepípedo O pixel é atribuído a uma determinada classe caso a célula de seu vetor de número digital no espaço de atributos se encontre dentro dos intervalos dos valores máximos e mínimos da classe em cada banda; Vizinho mais próximo O pixel á atribuído a uma determinada classe em função da distância da célula de seu vetor de número digital no espaço de atributos em relação às médias das classes neste mesmo espaço; 55

58 Decisão Bayesiana O pixel á atribuído a uma determinada classe caso a sua célula do vetor de número digital no espaço de atributos tenha probabilidade de pertencer a esta classe maior do que a de pertencer às demais classes. A função de densidade de probabilidade de cada classe é pré-determinada na fase de treinamento. As classes espectrais e suas respectivas funções discriminantes podem ser determinadas por análise de agrupamentos de modo não supervisionado. Outra abordagem de classificação de imagens é a realização da segmentação prévia da imagem em campos espectralmente homogêneos, seguida da classificação destes campos por análise de agrupamentos com base nas médias e matrizes de covariância destes campos. A segmentação de imagens pode ser realizada de duas formas diferentes: 1) Crescimento de regiões: divide a imagem através do crescimento de regiões a partir da análise iterativa da vizinhança de pixels ou regiões onde o pixel vizinho é agregado uma dada região caso seu vetor de nível digital seja contido na função de distribuição de probabilidade dos pixels da região. 2) Detecção de bordas: divide a imagem através da determinação de limites entre as regiões homogêneas através da detecção de variações abruptas nos valores dos pixels da imagem que são utilizadas na delimitação de regiões. Bins et al. (1996) analisou a técnica de segmentação por crescimento de regiões, implementando o algoritmo no SPRING e definiu o algoritmo como sendo um processo iterativo, pelo qual as regiões são agregadas em função de grau de similaridade a partir de pixels individuais ou de outra segmentação inicial. O crescimento de regiões procede iterativamente até que todos os pixels sejam processados. Resumidamente este procedimento pode ser descrito pelas seguintes etapas: 1) Toda a imagem é segmentada em celas padrão, de 1 ou mais pixels; 56

59 2) Cada cela padrão é comparada com suas celas vizinhas para determinar suas semelhanças, caso sejam semelhantes, as celas se fundem para forma um fragmento que será atualizado e novamente utilizado na comparação; 3) O agrupamento de celas continua até que não haja mais celas adjacentes e semelhantes, então todas as regiões detectadas serão rotuladas; 4) O ultimo passo é rotular todas as celas que foram detectadas durante o processamento da segmentação. A técnica de Crescimento de Regiões tem sido muito utilizada na segmentação de imagens com áreas de floresta e áreas agrícolas, apresentando resultados satisfatórios (Bins et al. 1996). 2.5 GEOPROCESSAMENTO Geoprocessamento é a disciplina do conhecimento que possui a finalidade de tratar as diversas informações geográficas por meio de técnicas matemáticas e computacionais. Seu principal objetivo é fornecer ferramentas computacionais que permitam aos mais diferentes analistas determinarem as evoluções espaciais e temporais dos mais diversos tipos de fenômenos através da análise conjunta de diversos tipos de dados (Câmara e Medeiros, 1998 a ). Assim, geoprocessamento tem a função de uma ferramenta potente utilizada nos mais diversos campos do conhecimento para auxiliar a análise, interpretação e compreensão de condições, localizações, tendências, roteamentos, padrões e modelos MODELO NUMÉRICO DE TERRENO (MNT) E SUAS APLICAÇÕES O termo Modelo Numérico de Terreno (MNT) tem sido utilizado para representar de forma quantitativa, algumas grandezas que variam continuamente no espaço e que podem estar associadas com a altimetria. O MNT também pode ser utilizado para modelar grandezas geoquímicas como teor mineral, propriedades do solo, teor de matéria orgânica, acidez ou condutividade elétrica. 57

60 Burrough e McDonnell (1998) e Câmara e Medeiros (1998b) citam alguns exemplos de aplicações que podem ser executadas utilizando o modelo numérico de terreno: 1) Geração de mapas topográficos através do armazenamento de curvas de nível e pontos cotados (altimetria); 2) Projeção de estradas e barragens através de análise de corte-aterro; 3) Geração de mapas de declividade e exposição para finalidades diversas; 4) Apresentação da área de interesse em três dimensões; 5) Extração de medidas de distância à partir de um objeto específico para realização de análise de proximidade; 6) Identificação e análise da hidrografia, delimitando e analisando as bacias hidrográficas; O MNT representa a superfície real de uma determinada área através de modelos matemáticos, os quais são gerados a partir de algoritmos computacionais sobre um conjunto de pontos que possuem uma coordenada x,y, representada pela latitude e longitude de cada ponto e, também, um valor de altitude ou cota designado por um atributo z que irão descrever a variação topográfica contínua da superfície. A representação do MNT pode ser feita através de grades regulares ou de redes triangulares: Grade Regular Trata-se de um modelo digital representado por uma matriz na qual cada um de seus elementos está associado a um valor numérico referente à cota do local ou ao valor de qualquer propriedade que está sendo representada (teor de argila, concentração de minério, temperatura, etc.). Rede Triangular (TIN) Trata-se de uma estrutura do tipo vetorial. Com topologia arco-nó e representa uma superfície utilizando um conjunto de facetas 58

61 triangulares justapostas. Cada vértice da face triangular armazena as coordenadas de localização (x, y) e o atributo de elevação (z). Para a geração de MNT, tanto da grade regular como do TIN, são utilizadas curvas de nível cotadas e pontos cotados representados por isolinhas e pontos, respectivamente. Os valores existentes em uma determinada malha de isolinhas e pontos são interpolados através de cálculos matemáticos. Os dados utilizados para a geração de isolinhas e pontos podem ser obtidos através da digitalização de cartas topográficas ou através de valores coletados diretamente em campo, formando uma representação em amostras. A grade regular pode ser gerada a partir da interpolação entre as amostras ou a partir do TIN, porém o TIN, por sua vez, é gerado somente a partir de amostras EXTRAÇÃO DE DECLIVIDADE E ALTITUDE À PARTIR DE MNT A declividade em uma posição da superfície é definida por um plano tangente àquela posição da superfície modelada pelo MNT. A declividade é formada por duas componentes, sendo elas o gradiente ou declividade, que é a máxima razão de variação da cota z e a exposição, que é a direção azimutal da declividade. A obtenção da declividade em um pixel, é feita através da derivada do MNT na direção de máxima variação da cota dos pixels vizinhos. A grade de declividade pode ser fatiada, o que consiste na definição de intervalos ou fatias de declividades ou de cotas, gerado com a finalidade de obter uma imagem temática à partir do modelo. Cada fatia será associada a uma classe pré-definida de acordo com os intervalos de declividade. Com relação à altitude, o fatiamento é feito a partir da grade regular do MNT, a qual será dividida em fatias que posteriormente serão associadas às classes de interesse REPRESENTAÇÃO DE HIDROGRAFIA A PARTIR DE INFORMAÇÕES LINEARES A hidrografia é representada por uma topologia do tipo arco-nó, ou seja, a representação vetorial está associada a uma rede linear conectada, onde um nó pode ser definido como 59

62 um ponto de interseção entre duas ou mais linhas, correspondente ao ponto final ou inicial de cada linha. Uma operação de cunho prático é a definição da adjacência imediata à rede de drenagem, comumente denominada buffer e relacionada com a área de maior influência sobre a rede hidrográfica. Para tal uma grade de distância em relação a rede hidrográfica é gerada e fatiada na distância desejada. Exemplos de aplicações de buffers podem ser encontradas em Siqueira (1999) e Maia (2001) que utilizaram a grade de distância em relação a rede hidrográfica para delimitar áreas de Preservação Permanente em torno das margem dos rios. 60

63 CAPÍTULO 3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 ÁREA DE ESTUDO A área de estudo situa-se na Serra da Mantiqueira, possuindo Km². É delimitado pelos paralelos w 45º30 e 44º30 e s 22º45 e 22º15 e abrange 12 municípios do Estado de São Paulo, 19 municípios do Estado de Minas Gerais e 2 municípios do Estado do Rio de Janeiro. A Figura apresenta o limite municipal das cidades que situam-se ao longo da Serra da Mantiqueira e em seu entorno, o retângulo ao centro da figura indica a área de estudo do presente trabalho e em verde está delimitada a APA da Serra da Mantiqueira. Fig Limites dos municípios da Serra da Mantiqueira. Em verde a APA da Mantiqueira. FONTE: modificado de IBAMA (http://www2.ibama.gov.br/unidades/parques/mapasucs/1001/index.htm) A área de estudo está situada entre o Parque Estadual de Campos do Jordão (PECJ), e o Parque Nacional do Itatiaia (PNI). Ao longo da crista da Serra da Mantiqueira existe um corredor de vegetação nativa e interligando as duas Unidades de Conservação (Figura 3.1.2). 61

64 Fig Área de estudo abrangendo a crista da Serra da Mantiqueira. O Parque Estadual de Campos do Jordão, criado pelo Decreto nº /41, possui uma área total de ha e sua vegetação predominante classifica-se como Floresta Ombrófila Mista, também conhecida como Mata de Araucária ou Pinheiral, sendo exclusivo do Planalto Meridional Brasileiro e algumas áreas isoladas nas Serras do Mar e da Mantiqueira, possui também áreas de vegetação classificadas como Floresta Pluvial Montana (Floresta Ombrófila Densa ou Floresta Ombrófila Aberta) e áreas de Campos de Altitude (IBGE, 1993; Brito, et al., 1999; MPESP, 2000). O Parque Nacional de Itatiaia foi o primeiro parque a ser criado no Brasil através do Decreto nº de 14 de junho de 1937 com uma área total de ha. A vegetação predominante é classificada como Floresta Pluvial Montana (Floresta Ombrófila Densa ou Floresta Ombrófila Aberta), que revestem as serras entre 800 e metros de altitudes, possui áreas cuja vegetação classifica-se em Floresta Ombrófila Mista e nas áreas acima de metros encontram-se os Campos de Altitude (IBDF/FBCN, 1982; Rizzini, 1979; MPESP, 2000). Os fragmentos florestais encontra-se situados entre as duas unidades de conservação. A vegetação predominante desses fragmentos é Floresta Pluvial Montana, com Campos de Altitudes em áreas acima da cota de 1800 metros e algumas manchas de Floresta Ombrófila Mista, localizando-se em uma região montanhosa que varia de 700 a metros de altitude. 62

65 A porcentagem de desmatamento em toda a área de estudo é bastante alta, porém a existência de sete fragmentos florestais contínuos torna a região estudada uma área em potencial para a conexão das Unidades de Conservação e para o aumento do fluxo gênico e de habitats, formando um grande corredor entre o PECJ e o PNI. 3.2 MATERIAIS Para a realização do presente trabalho foram necessários a utilização dos seguintes materiais: 1) Cartas topográficas na escala 1: (IBGE): Carta Itajubá Folha SF.23-Y-B-VI-2/MI Carta Virgínia Folha.SF-23-Y-B-III-4 Carta Passa Quatro Folha.SF-23-Z-A-I-3/MI Carta Agulhas Negras Folha.SF-23-Z-A-I-4/MI Carta Delfim Moreira Folha.SF-23-Y-B-VI-1/MI Carta Lorena Folha.SF-23-Y-B-VI-2/MI Carta Cruzeiro Folha.SF-23-Z-A-IV-1/MI Carta São José do Barreiro Folha.SF-23-Z-A-IV-2/MI ) Imagem Landsat TM órbita-ponto 218/76 e 218/75 nas bandas TM3, TM4 e TM5, adquiridas na data de 04/09/ ) Curvas de nível referentes às cartas topográficas Itajubá, Agulhas Negras, São José do Barreiro, Cruzeiro, Lorena e Delfim Moreira, digitalizadas pela Imagem Sensoriamento Remoto S/A e curvas de nível referentes às cartas topográficas Virgínia e Passa Quatro, digitalizadas pela NATURE S/A. 4) Rede hidrográfica referente a toda área de estudo, digitalizada pela NATURE S/A 63

66 5) Aplicativo SPRING versão 3.5 e para WINDOWS. 3.3 METODOLOGIA A realização do trabalho procedeu-se dividindo as atividades distintas de acordo com o Modelo Geo-OMT apresentado nas Figuras 3.3.1, e e descritos a seguir: 1) Processamento de Imagens para obtenção do Mapa de Cobertura da Terra e para a parametrização dos elementos da paisagem atual, seguindo os seguintes procedimentos: 1. Pré- processamento de Imagem Georreferenciamento Correção dos efeitos atmosféricos. 2. Processamento de Imagem Geração de Imagem com efeito de iluminação atenuado Operações aritméticas (razão entre bandas) Transformações por componentes principais Segmentação e Classificação da Imagem Mapeamento e interpretação da classificação não-supervisionada em classes informativas Geração de mapa temático de Uso da Terra Estratificação e parametrização dos elementos da paisagem do cenário atual 2) Processamento de dados cartográficos para avaliação do Estado Normativo da Cobertura da Terra com a finalidade de detectar áreas em transgressão ao Código Florestal e, através da edição e interpretação visual da paisagem atual, criar um cenário alternativo, seguindo os seguintes procedimentos: 1. Construção de cenário alternativo. 64

67 1.1. Digitalização de dados cartográficos Curvas de nível Hidrografia Geração de rede triangular (TIN) e grade regular Geração de grade de declividade Geração de grade de distância Geração do mapa de área de preservação permanente em função da altitude Geração do mapa de área de preservação permanente em função da presença de rios Geração do mapa de área de preservação permanente e uso restrito em função da declividade Identificação da transgressão ao Código Florestal para APP e AUR Integração dos mapas gerados para avaliação do estado normativo da cobertura da terra Análise do estado normativo da cobertura da terra Edição dos elementos da paisagem para geração de cenário alternativo Estratificação e parametrização dos elementos da paisagem do cenário alternativo Comparação tabular entre os elementos da paisagem do cenário atual e dos elementos da paisagem do cenário alternativo. 65

68 PROCESSAMENTO DE IMAGEM " Imagem Landsat-TM Órbitas ponto 218/76 Georreferenciamento da Imagem " Imagem Imagem Landsat-TM Georreferenciada Correção Atmosférica " Imagem Composição colorida TM3-B, TM4-G, TM5-R " Imagem Imagem sintética Atenuação do efeito de iluminação Segmentação Imagem Imagem Landsat-TM segmentada Classificação Cobertura final Elementos da Paisagem atual " Imagem Imagem Landsat-TM Classificada mapeamento Estratificação visual dos elementos da paisagem Cobertura da Terra Mapeamento da classificação não-supervisionada Análise das classes geradas pelo mapeamento Cobertura final Mapeamento da classificação não-supervisionada com respaldo no conhecimento da área de estudo Fig Modelo Geo-OMT da caracterização do corredor florestal da crista da Serra da Mantiqueira e estratificação dos elementos do cenário atual. 66

69 PROCESSAMENTO DE DADOS CARTOGRÁFICOS Digitalização de dados Altimetria Curva de nível Altimetria Pontos Cotados Hidrografia Rios de 1ª a 6º ordem Geração de grade triangular Altimetria Grade triangular Hidrografia Rios Geração de grade regular Altimetria Grade regular Fatiamento Mapa de distância buffer de 30 m buffer Grade de distância Geração de declividade Fatiamento Declividade Grade Retangular declividade em graus Fatiamento para classes temáticas Declividade Mapa Temático - classe declividade > 45º Declividade Mapa Temático - classe declividade de 25º a 45º Altitude Mapa Temático altitudes acima de 1800 m Hidrografia Mapa Temático margem de rios buffer de 30 m LEGAL Integração dos dados Código Florestal Mapa Temático Normas do Código Florestal - integrado Fig Modelo Geo-OMT do processamento de dados cartográficos para a construção do cenário alternativo. 67

70 CRUZAMENTO DE DADOS DE SENSORIAMENTO REMOTO COM DADOS CARTOGRÁFICOS Declividade Mapa Temático - classe declividade > 45º Declividade Mapa Temático - classe declividade de 25º a 45º Altitude Mapa Temático altitudes acima de 1800 m Hidrografia Mapa Temático margem de rios buffer de 30 m Cobertura da Terra Mapeamento da classificação não-supervisionada com respaldo no conhecimento da área de estudo LEGAL Cruzamento dos dados cartográficos com Cobertura da Terra Declividade Avaliação do Estado Normativo da Cobertura da Terra > 45º Declividade Avaliação do Estado Normativo da Cobertura da Terra de 25º a 45º Altitude Avaliação do Estado Normativo da Cobertura da Terra de 1800 m Hidrografia Avaliação do Estado Normativo da Cobertura da Terra buffer de 30 m LEGAL Integração dos dados Código Florestal Mapa Temático Avaliação do Estado Normativo da Cobertura da Terra - integrado Cobertura da Terra Elementos da Paisagem atual Edição e interpretação visual dos elementos da paisagem alternativa Cobertura final Elementos da Paisagem alternativa Fig Modelo Geo-OMT do cruzamento de dados de sensoriamento remoto com dados cartográficos para a construção do cenário alternativo. 68

71 3.3.1 CARACTERIZAÇÃO DO ESTADO ATUAL DA PAISAGEM DA CRISTA DA MANTIQUEIRA Para a caracterização do corredor florestal existente na crista da Serra da Mantiqueira, analisando o estado atual de desmatamento, foi realizado o mapeamento da cobertura da terra, no qual os habitats naturais foram classificados. Em seguida o corredor florestal foi estratificado em elementos de paisagem. Foram identificados 7 fragmentos florestais e 7 áreas entre os fragmentos que aqui são denominadas de corredores. Algumas métricas de paisagem foram extraídas destes elementos. Para tanto foi utilizada a seguinte metodologia: CRIAÇÃO DE BANCO DE DADOS Devido ao grande esforço computacional para processar o volume de dados existente, criou-se um projeto para cada carta topográfica. A criação de projetos menores se deu com o intuito de gerar dados cartográficos como curvas de nível e hidrografia e, ainda, auxiliar na Correção Geométrica da Imagem Landsat-TM, mediante as cartas topográficas digitalizadas. Porém encontrou-se dificuldade nesse procedimento, uma vez que as cartas topográficas haviam sido digitalizadas na projeção geográfica UTM com DATUM Córrego Alegre e o Banco de Dados havia sido criado na mesma projeção geográfica, porém com DATUM SAD69. Este fato dificultou o processo de georreferenciamento das cartas topográficas e a importação das mesmas para dentro de seus respectivos projetos uma vez que aumentava demasiadamente o erro obtido no registro CORREÇÃO GEOMÉTRICA A Correção Geométrica foi realizada tendo como base as cartas topográficas digitalizadas e georreferenciadas. Inicialmente realizou-se a correção geométrica da imagem para dentro dos projetos referentes a cada carta topográfica, para posteriormente registrar a imagem em um projeto que abrangesse toda a área de estudo, para tanto coletou-se pontos de controle nas imagens registradas anteriormente. 69

72 Para cobrir toda a área de estudo foram necessários o registro de duas Imagens com órbita-ponto seqüenciais (218/76 e 218/75), uma vez que a cena do Landsat órbita-ponto 218/76 abrange a maior parte da área de estudo mas não cobre uma pequena faixa do canto superior direito. A cena 218/76 foi registrada com um total de 29 pontos de controle utilizando um polinômio de transformação de 2º grau. Foram coletados 45 pontos de controle, utilizando registros anteriores da mesma imagem em projetos menores. Foi realizada a análise dos resíduos do erro dos pontos coletados e selecionou-se os melhores pontos de controle, totalizando 29 pontos. Os resíduos de validação cruzada destes pontos foram representados por uma linha em um plano de informação para verificar a distribuição e tendência espacial dos erros. A Figura apresenta os pontos de controle utilizados no georreferenciamento, representados pela estrela vermelha e as barras amarelas representam os resíduos dos erros em x e y para cada ponto de controle, multiplicados por 2000 para possibilitar a visualização dos mesmos. A distribuição espacial da direção e magnitude dos resíduos de validação cruzada dos pontos de controle demonstra que não existe uma tendência espacial dentro da área de estudo. Para a realização do georreferenciamento foi aplicado uma transformação polinomial de 2º grau, na qual obteve-se uma incerteza média de 0,918 em um pixel de 30 metros, ou seja, este valor representa 27,54 metros de incerteza na precisão cartográfica do registro. 70

73 Fig Imagem Landsat-TM, composição colorida R4G5B3 com os valores dos erros em x e y dos pontos de controle utilizados no georreferenciamento. A cena 218/75, por tratar-se de uma imagem com a órbita-ponto seqüencial à imagem anterior, e por possuir uma boa área de sobreposição entre ambas, foi registrada utilizando a cena anterior como referência para coleta de pontos de controle via tela, com exceção do conto direito superior, no qual os pontos tiveram que ser coletados nas cartas topográficas Passa Quatro e Agulhas Negras CORREÇÃO DOS EFEITOS ATMOSFÉRICOS A partir das imagens georreferenciadas foi feita a correção do efeito de espalhamento atmosférico, utilizando o método de subtração proposto por Chavez Jr. (1988). Pela análise do histograma de distribuição dos níveis de cinza na banda 1, o valor mínimo de nível de cinza observado foi de 37, o que segundo Chavez Jr. (1988) significa condição atmosférica muito limpa (valores abaixo de 56). Também observou- 71

74 se os valores dos níveis de cinza para a banda 2, encontrando como valor mínimo o nível de cinza 12. O valor de níveis de cinza observados no histograma das duas bandas foram assinalados na imagem e analisados quanto a distribuição de seus pixels para verificar se estavam em áreas de sombra, com esse procedimento verificou-se a presença de valores ainda menores assinalados em áreas sombreadas para a banda 1 (nível de cinza 34). Após a verificação, os valores extraídos da análise do histograma foram utilizados para a escolha dos modelos relativos de espalhamento, dos quais foram extraídos a média para obter o valor a ser usado no cálculo de subtração dos níveis de cinza das demais bandas (Figura 3.3.5). Este cálculo utiliza valores de offset específicos para cada banda, valores estes obtidos em Chavez Jr. (1988) (Tabela 3.3.1) TABELA VALORES EXTRAÍDOS DE CHAVÉZ JR. (1998) PARA O CÁLCULO DO MODELO A SER UTILIZADO PARA O SUBTRAÇÃO DOS NÍVEIS DE CINZA (TM3 E TM4). Bandas do TM λ médio Níveis de cinza Valores de referência cálculo B1 Níveis de cinza Valores de referência cálculo B2 Média dos níveis de cinza TM1 0, , TM2 0, , TM3 0, , ,518 9 TM4 0,83 4 0, ,207 3 Na Tabela observa-se os valores 37 e 12 em negrito, que são valores mínimos encontrados nas bandas 1 e 2 respectivamente pela análise do histograma, os quais foram multiplicados pelos valores de referência B1 e B2 para obter os valores das demais bandas do TM. 72

75 Os valores utilizados no cálculo de offset foram obtidos pela média dos resultados das bandas 1 e 2 e, a subtração foi realizada em ambiente SPRING, através da Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algébrico (LEGAL) (ver Apêndice A). Modelo Relativo de Espalhamento Segundo Chavez Jr. (1988) Valores mínimos de NC para bandas 1, 2, 3 e Valores mínimos de NC* Valores médios de NC* 30 Potência (Valores médios de NC*) 25 Potência (Valores mínimos de NC*) ,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 Valores médios de comprimentos de ondas para as bandas 1,2, 3 e 4 * Níveis de Cinza Fig Gráfico do Modelo Relativo de Espalhamento com os valores mínimos dos níveis de cinza encontrados nas bandas 1, 2, 3, e 4 e com os valores médios calculados segundo Chavez Jr (1988) GERAÇÃO DE IMAGEM COM EFEITO DE ILUMINAÇÃO ATENUADO Para a correção dos efeitos topográficos e de sombreamento foram testados dois métodos: razão entre bandas e transformação por componentes principais. Para o método de Razão entre Bandas, obtido através da linguagem de programação LEGAL (ver apêndice), foram examinadas todas as combinações possíveis entre as bandas 3, 4 e 5 do TM. O critério de análise e escolha das melhores imagens baseou-se na efetividade da atenuação do efeito da topografia e do sombreamento, na ausência de ruídos nas imagens e na análise dos intervalos dinâmicos dos histogramas das imagens. 73

76 Todas as análises de razão entre bandas foram realizadas atribuindo um fator de ganho, igual a 20, e de offset, igual a 50. De todas as imagens geradas pelo método de razão entre bandas a que apresentou melhor resultado foi a razão da banda 4 pela banda 3 que, além dos fatores relevantes utilizados na escolha, apresentou uma boa separabilidade entre as feições da imagem com contrate entre áreas florestadas e não florestadas. Na Transformação por Componentes Principais também examinou-se várias combinações entre as bandas 3, 4, e 5. A melhor atenuação do efeito topográfico e sombreamento deu-se na segunda PC das banda TM 3 e TM SEGMENTAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DA IMAGEM Para a realização da classificação não supervisionada utilizando a técnica de segmentação por regiões (ISOSEG), foi necessária a segmentação da imagem e, para tanto, utilizou-se os melhores produtos gerados pela atenuação do efeito de iluminação através dos processos de razão entre bandas e da transformação por componentes principais, sendo eles, a razão da banda TM 4 pela banda TM 3 (R4/3) e a segunda PC da banda TM 3 pela banda TM 4 (2PC-43). Para determinar as regiões, o algoritmo ISOSEG do SPRING requer a criação de um contexto contendo as bandas da imagem a ser segmentada e a definição de dois parâmetros: o limiar de similaridade para agrupar os pixels em regiões adjacentes e o número mínimo de pixels por área para delimitar uma região. O contexto foi composto pelas imagens R4/3 e 2PC-43. Foram testadas os seguintes parâmetros de segmentação: similaridade 10 e área mínima do segmento de 20 pixels, similaridade 5 e área mínima do segmento de 10 pixels e similaridade 5 e área mínima do segmento de 20 pixels. Das três combinações o melhor resultado de segmentação observado através de inspeção visual, foram os parâmetros de similaridade 10 e área mínima do segmento de 20 pixels. Após a segmentação foi realizada a classificação na qual foram testados vários limiares de aceitação (99.9%, 99%, 95% e 90%) e optou-se por aquele que melhor conseguiu 74

77 distinguir as feições da imagem (99%), sendo que o principal objetivo foi a identificação de florestas primária, florestas secundária, reflorestamentos, pastos/agricultura e área urbana. Realizou-se o mapeamento das classes geradas na classificação para as áreas de interesse onde, as classes foram mapeadas para planos de informação diferentes, obtendo oito planos de informações. Cada classe foi analisada cuidadosamente com o auxílio de imagem sintética gerada pela composição colorida das bandas 4, 5 e 3 nos canais RGB, respectivamente. A distinção das classes pré definidas foi feita através de métodos de interpretação visual de imagens que envolvem, entre os procedimentos de interpretação, a fase de leitura ou identificação de objetos de interesse e a fase de análise ou estudo do relacionamento entre os objetos ou feições que apresentem propriedades comuns. A análise de cada classe baseou-se na identificação e interpretação dos elementos da paisagem, que considerou o tamanho, a textura, a estrutura, os padrões de estrutura organizados, os padrões de estrutura desorganizados, a formas, as cores e as tonalidades de cinza ou de cores das feições existentes na imagem. Dessa forma, alguns polígonos precisaram ser editados, pois muitas vezes coberturas diferentes foram agregadas em uma mesma classe. Após a análise de todas as classes e das edições necessárias os resultados foram sintetizados em um mesmo plano de informação, contendo todas as classes de interesse, o qual sofreu uma última análise e pequenas edições ESTRATIFICAÇÃO E PARAMETRIZAÇÃO DOS ELEMENTOS DA PAISAGEM DO CENÁRIO ATUAL Após a classificação, mapeamento e edição da imagem, foi gerado um mapa de Cobertura da Terra e foram delimitadas as áreas contendo Floresta Primária e Floresta Secundária. Das áreas delimitadas extraiu-se os fragmentos florestais e os corredores existentes. 75

78 Foram criados dois planos de informações, o primeiro contendo os polígonos referentes aos fragmentos florestais e o segundo contendo os polígonos referentes aos corredores. De cada plano de informação foram extraídos os parâmetros dos elementos da paisagem. Para os fragmentos florestais foram extraídos a área de cada fragmento, a proporção de floresta primária e de floresta secundária, a amplitude altimétrica, a forma e a definição das bordas dos fragmentos. Para os polígonos referentes aos corredores florestais foram extraídos os mesmos parâmetros dos fragmentos. Com relação ao efeito de borda, levou-se em consideração que este pode variar em tamanho e no grau de distúrbios ecológicos causados, dependendo de fatores como o tempo de isolamento do fragmento, a forma do polígono, o tamanho do polígono, o tipo de matriz circunvizinha, a intensidade de interferência antrópica e o grau de interferência desses fatores na borda do fragmento. Procurou-se definir um tamanho adequado para a borda baseada em literatura, porém, a maioria das literaturas apresentavam valores de borda sem medições precisas de condições bióticas ou abióticas, tornando seus valores um tanto subjetivos (Collinge, 1996; Flaspohler et al., 2001; Skole e Tucker, 1993). Outro fator considerado ao utilizar dados de literatura para inferir o tamanho da borda no presente trabalho foi o tipo de ecossistema utilizado nos trabalhos de referência. Portanto, a área sob o efeito de borda foi calculada considerando que este se estende até 100 metros a partir do limite do fragmento. Esse valor foi definido tendo como base os resultados encontrados por Stevens e Hustband (1998) que analisaram o efeito de borda sobre condições microclimáticas e populações de pequenos mamíferos em dois fragmentos de Mata Atlântica, no Estado de Sergipe. Os parâmetros relativos à proporção de floresta primária e secundária, amplitude altimétrica e à definição das bordas dos fragmentos foram extraídos através de LEGAL. 76

79 Os demais parâmetros foram obtidos através de opções disponíveis na interface gráfica do SPRING CONSTRUÇÃO DE CENÁRIO ALTERNATIVO Para a construção do cenário alternativo foram utilizadas técnicas de processamento de dados cartográficos com a finalidade de gerar mapas temáticos de APP e AUR consideradas relevantes para a presente dissertação, como: mapa de altitudes acima de 1800 metros; mapa contendo buffers de 30 metros à partir da margem dos rios; mapa de declividade acima de 45º; e mapa de declividade entre 25º a 45º ANÁLISE DE DADOS CARTOGRÁFICOS Os dados cartográficos foram obtidos de fontes externas devido ao grande volume a ser digitalizado, como curvas de nível de 20 em 20 metros e rede hidrográfica contendo rios de 1º a 6º ordem, ambos referentes à oito cartas topográfica na escala de 1: CURVAS DE NÍVEL Os dados foram avaliados quanto à integridade e houve necessidade de correções, tais como: valores de cota errados, linhas cruzadas, linhas duplas, falta de linhas cotadas e até mesmo falta de linhas. Com a avaliação feita pode-se verificar que alguns dos erros são inerentes às próprias cartas topográficas, tais como os erros nos valores de cotas, os quais foram mais comuns nas junções das cartas topográficas HIDROGRAFIA Com relação a hidrografia, analisou-se todas as cartas topográficas e verificou-se a existência de distorções em algumas bacias hidrográfica, principalmente em áreas íngremes. Para corrigir tal distorção, criou-se um plano de informação contendo polígonos que envolvessem cada uma das áreas distorcidas encontradas e realizou-se uma edição da hidrografia através da interpretação visual com auxílio de imagem sintética na composição colorida RGB/

80 GERAÇÃO DE MNT E DECLIVIDADE As amostras de cota contidas nas curvas de nível foram convertidas em uma rede triangular através da triangulação do tipo Delaunay, sem linha de quebra, com tolerância de isolinha de 20 metros, distância entre pontos de isolinhas de 400 metros, valor de menor aresta a ser gerada de 2 metros. A Grade Regular, representando o MNT, foi gerada através do interpolador linear, com a resolução de 30 m e utilizando a rede triangular como dado de entrada para realização do processamento. A Grade de Declividade foi gerada à partir da Grade Retangular com seus valores representados em graus (0º a 90º) GERAÇÃO DO MAPA DE ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE EM FUNÇÃO DA ALTITUDE Para a geração do Mapa de APP em função da altitude foi necessário o fatiamento da Grade Regular. Tal procedimento foi realizado tanto pela interface gráfica do SPRING como pelo LEGAL para comparação dos resultados, sendo estes, Pis contendo o fatiamento das áreas com altitudes acima de 1800 metros, Pis contendo o fatiamento das áreas com altitudes abaixo de 1800 metros e Pis contendo as duas classes anteriores. Os resultados gerados pela interface gráfica e os resultados gerados pelo LEGAL foram idênticos GERAÇÃO DO MAPA DE ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE EM MARGENS DE RIOS Uma Grade de Distância foi gerada à partir da hidrografia com seus valores medidos em metros. Esta grade foi em seguida fatiada em duas classes (>30m e <30m) para a geração do Mapa de APP em margens de rios. Tal procedimento foi realizado tanto pela interface gráfica do SPRING como pelo LEGAL para comparação dos resultados, sendo estes, Pis contendo buffers de 30 metros a partir da linha dos rios. Os resultados gerados pela interface gráfica e os resultados gerados pelo LEGAL foram idênticos 78

81 GERAÇÃO DO MAPA DE ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE E USO RESTRITO EM FUNÇÃO DA DECLIVIDADE Para a geração do Mapa de APP AUR em função da declividade foi necessário o fatiamento da Grade de Declividade. Tal procedimento foi realizado tanto pela interface gráfica do SPRING como pelo LEGAL para comparação dos resultados, sendo estes, Pis contendo declividades acima de 45º, PIs contendo declividades de 25º a 45º e Pis contendo declividades de 25º a 45º e declividades acima de 45º. Os resultados gerados pela interface gráfica e os resultados gerados pelo LEGAL foram idênticos IDENTIFICAÇÃO DA TRANSGRESSÃO AO CÓDIGO FLORESTAL PARA APP E AUR De posse dos mapas de Áreas de Preservação Permanente para altitudes acima de 1800 metros, margem de rios com buffer de 30 metros, declividades acima de 45º e do mapa de Uso Restrito para declividades de 25º a 45º, foram realizado os cruzamentos com o mapa de Uso da Terra para identificar as áreas do Código Florestal que se encontram em transgressão. Tal cruzamento foi obtido através do LEGAL, de forma que as áreas que pertenciam às normas do Código Florestal e coincidissem com áreas de Floresta Primária ou Floresta Secundária, seriam classificadas como áreas preservadas e, as áreas que pertenciam às normas do Código Florestal e coincidissem com áreas de pastagem, seriam classificadas como áreas em desacordo com o Código Florestal INTEGRAÇÃO DOS MAPAS GERADOS PARA AVALIAÇÃO DO ESTADO NORMATIVO DA COBERTURA DA TERRA Para cada norma do Código Florestal foi gerado um mapa para avaliação do estado normativo da cobertura da terra, contendo as áreas preservadas e as áreas em desacordo com o Código Florestal. Todos os mapas de normas do Código Florestal foram integrados por operação de união em um único mapa para facilitar a análise do estado normativo da cobertura da terra através de LEGAL. Em seguida foi realizada a interseção deste mapa com o Mapa de Cobertura da Terra para a determinação de áreas 79

82 de APP e AUR com cobertura em desacordo com o Código e áreas com cobertura adequada EDIÇÃO DOS ELEMENTOS DA PAISAGEM PARA GERAÇÃO DE CENÁRIO ALTERNATIVO Para geração do cenário alternativo, realizou-se uma edição nos mapas que continham o contorno dos fragmentos e corredores, interpretados para a geração do cenário atual. Com o auxílio de Mapa do Estado Normativo da Cobertura da Terra, com todas as normas do Código Florestal integradas, realizou-se uma interpretação visual com posterior edição, na qual as áreas em transgressão ao Código Florestal, e que se encontrassem adjacentes aos limites de fragmentos e corredores, eram agregados aos mesmos, de forma a fazer parte do novo limite, posteriormente analisado como sendo o limite dos fragmentos e corredores no Cenário alternativo. Após a união do Mapa da Paisagem Atual com o Mapa do Estado Normativo da Cobertura da Terra foi realizada a edição das áreas que se encontram em desacordo com o Código Florestal. As áreas editadas foram definidas por estarem adjacentes aos polígonos do cenário atual e por formarem polígonos maciços representando as normas do código florestal analisadas. A edição foi feita com o intuito de simular o impacto da observação do Código Florestal sobre os elementos de paisagem analisados. Na Figura pode-se observar a forma como os polígonos foram editados para a criação do cenário alternativo. No cenário alternativo as áreas editadas, que no cenário atual pertenciam a classe de pasto/agricultura, foram considerada como sendo Floresta Secundária. 80

83 Cenário Atual Limite do Cenário Atual APP e AUR em desacordo com o CF Limite do novo cenário após interpretação Fig Interpretação do Cenário alternativo à partir do Cenário Atual e do Mapa de Avaliação do Estado Normativo da Cobertura da Terra Integrado ESTRATIFICAÇÃO E PARAMETRIZAÇÃO DOS ELEMENTOS DA PAISAGEM DO CENÁRIO ALTERNATIVO Após a geração do Cenário Alternativo, por meio de interpretação visual e edição do Cenário Atual, foram criados dois planos de informações, o primeiro contendo os polígonos referentes aos fragmentos florestais do novo cenário e o segundo contendo os polígonos referentes aos corredores. De cada plano de informação foram extraídos os parâmetros dos mesmos elementos da paisagem extraídos no cenário atual, uma vez que o objetivo era de realizar uma comparação tabular. Para os fragmentos florestais foram extraídos: área de cada fragmento; proporção de floresta primária e de floresta secundária; amplitude altimétrica; forma; perímetro e a proporção de borda. Para os polígonos referentes aos corredores florestais foram extraídos os mesmos parâmetros dos fragmentos. Os parâmetros relativos à proporção de floresta primária e secundária, amplitude altimétrica e à definição das bordas dos fragmentos foram extraídos através de LEGAL. Os demais parâmetros foram obtidos através de opções disponíveis na interface gráfica do SPRING. Com relação ao efeito de borda, procurou-se definir um tamanho adequado de borda com base em literatura, no entanto, a maioria das literaturas definem seus valores de 81

84 borda sem a obtenção de dados bióticos ou abióticos, tornando-os um tanto subjetivos (Collinge, 1996; Flaspohler et al., 2001; Skole e Tucker, 1993). Considerou-se também, o tipo de ecossistema utilizado nos trabalhos de referência para extrapolar o tamanho da borda da literatura para o presente trabalho. Dessa forma, os valores relativos ao efeito de borda foram calculados considerando-se 100 metros do fragmento a partir da extremidade, definido com base nos resultados obtidos por Stevens e Hustband (1998) que analisaram o efeito de borda avaliando condições microclimáticas e populações de pequenos mamíferos em dois fragmentos de Mata Atlântica, no Estado de Sergipe. 82

85 CAPÍTULO 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 IMAGEM COM CORREÇÃO ATMOSFÉRICA A Figura apresenta a imagem Landsat TM3 original, com aspecto de névoa causado pelo efeito aditivo da atmosfera, existente mesmo em condições atmosféricas muito limpa, como é o caso da imagem utilizada no presente trabalho. Fig Imagem Landsat Banda TM3 sem correção do efeito aditivo da atmosfera apresentando efeito de névoa. A análise da Figura demonstra que após a eliminação do efeito aditivo da atmosfera pelo método da subtração a imagem torna-se mais nítida e perde completamente o efeito de névoa 83

86 Fig Imagem Landsat Banda TM3 com correção do efeito aditivo da atmosfera. 4.2 IMAGEM COM EFEITO DE ILUMINAÇÃO ATENUADO A Figura apresenta a banda TM5 da Imagem Landsat, na qual é nítida a separação entre vegetação e campo, porém percebe-se que o efeito de sombreamento causado pelo relevo acidentado da área de estudo é grande. A Figura apresenta a segunda componente principal da transformação por componentes principais das bandas TM3 e TM4. Ao comparar a Figura com a Figura observa-se que a separabilidade das áreas de vegetação e campo continua bastante acentuada, porém com reduzido efeito de sombreamento evidenciando a atenuação do efeito topográfico. 84

87 Fig Imagem Landsat Banda TM5 apresentando boa distinção entre floresta e campo, porém com intenso sombreamento pelo efeito de iluminação. 85

88 Fig Imagem com efeito de iluminação atenuado através da transformação por componentes principais segunda PC da Banda TM3 pela Banda TM4. 86

89 Fig Imagem com efeito de iluminação atenuado através do processo de razão entre bandas razão da Banda TM4 pela Banda TM3. Na Figura pode-se verificar outro bom resultado de atenuação do efeito topográfico sobre as condições de iluminação. A imagem é o resultado da razão da banda TM4 pela banda TM3. Neste caso a cobertura florestal apresenta níveis de cinza mais altos do que as áreas de campo e a atenuação do efeito de iluminação é total. 87

90 4.3 CLASSIFICAÇÃO DA IMAGEM O Mapa de cobertura da Terra contendo os resultados da classificação da Imagem referente à área de estudo mostra o alto grau de fragmentação da região e demonstra a forte pressão antrópica exercida pelo eixo Rio São Paulo e pelas cidades do sul de Minas Gerais sobre a Serra da Mantiqueira (Fig ). Pressão Antrópica Pressão Antrópica Fig Mapa de Cobertura da Terra da Paisagem Atual da Serra da Mantiqueira demonstrando a pressão antrópica exercida pelo Sul de Minas Gerais e pelo eixo Rio São Paulo. Observando a Figura nota-se que a parte superior esquerda do mapa de cobertura da terra encontra-se altamente fragmentada, dominada por uma matriz composta predominantemente de pastagem e agricultura, contendo ainda áreas urbanas. Com relação ao eixo Rio São Paulo, observa-se, na parte inferior direita do mapa, o mesmo padrão da fragmentação encontrado no sul de Minas Gerais, porém, no caso do eixo Rio São Paulo a matriz é composta por uma percentagem maior de áreas de 88

91 pastagens e cultivo, sendo que as áreas ocupadas pelas cidades também são maiores, demonstrando uma maior urbanização. A Tabela apresenta os valores das áreas de cada classe de cobertura da terra e, em uma análise geral, verifica-se que 65% da área de estudo encontra-se destinada a plantios e pastagens, 72% estão desmatadas e fazem parte de uma matriz que contém áreas urbanas, pastagens, áreas agrícolas e reflorestamentos de eucaliptos. Com relação a florestas primárias, apenas 22% da área de estudo encontra-se preservada, onde a maior parte de vegetação nativa encontra-se localizada na crista da Serra da Mantiqueira. TABELA ÁREA DAS CLASSES DO MAPA DE COBERTURA DA TERRA E PROPORÇÃO EM RELAÇÃO AO TOTAL DA ÁREA DE ESTUDO Cálculo de Áreas (km 2 ) Paisagem Atual Proporção de área em relação à área total Área Total Floresta Primaria ,22 Floresta Secundaria 385 0,07 Reflorestamento 161 0,03 Pasto/Agricultura ,65 Campos de Altitude 63 0,01 Área Urbana 149 0, ESTRATIFICAÇÃO E PARAMETRIZAÇÃO DOS ELEMENTOS DA PAISAGEM DO CENÁRIO ATUAL Conforme a Figura 4.4.1, o cenário atual foi estratificado em 7 fragmentos, 7 corredores, 1 área de transição, o PECJ e o PNI através de interpretação visual da Crista da Serra da Mantiqueira. Os polígonos referentes aos fragmentos foram delimitados pela análise da área de interesse e, considerou-se fragmento, uma área de vegetação densa que apresenta em seu perímetro dois pontos de inflexão próximos, demonstrando um estrangulamento do polígono. As áreas florestadas entre os fragmentos foram interpretadas como sendo corredores. 89

92 Com relação à área de transição, esta obteve tal denominação por ser uma área com grande potencial para formar um fragmento, porém com grande perturbação antrópica. Fig Delimitação das áreas de fragmentos e corredores. Cada polígono delimitado e interpretado foi analisado separadamente e, a princípio, extraiu-se os valores de área e perímetro. Através da análise da Tabela pode-se concluir que o menor fragmento da crista da Serra da Mantiqueira presente na área de estudo é o fragmento 1, com 25,7 km² e, o maior é o fragmento 7, com 209,1 km². Os fragmentos 2 e 5 também possuem uma área relativamente grande se comparado aos demais, com 182,8 e 105,6, respectivamente. Com relação aos polígonos referentes aos corredores, três corredores apresentam áreas muito pequenas, o corredor 6, com 2,5 km²; o corredor 5, com 3,5 km²; e o corredor 3, com 4,5 km². Entre os demais corredores, destacam-se os corredores 1 e 7 como sendo os maiores, o primeiro com 35,1 km² e o segundo, com 43,3 km² (Tabela 4.4.1). 90

93 Em uma análise do contexto da paisagem, pode-se comparar a disposição de polígonos encontrada no presente trabalho com exemplos discutidos em Jordán (2000), que analisa a disposição dos polígonos que pode ser em forma de cruz, círculo ou linha. No formato de cruz ou circulo, um mesmo fragmento pode possuir dois ou mais corredores conectando-o a outro fragmento. Porém, no formato de linha, como ocorre no contexto da paisagem da área de estudo, a probabilidade de isolamento total entre os fragmentos extremos é muito maior, pois cada fragmento possui um único corredor conectando-o a outro fragmento (Jordán, 2000), como acontece com o PECJ e o PNI. TABELA ÁREA E PERÍMETRO DOS ELEMENTOS DA PAISAGEM ATUAL Área (km²) Perímetro (km) Fragmento1 25,7 49,5 Fragmento2 182,8 231,3 Fragmento3 42,2 97,8 Fragmento4 36,1 166,5 Fragmento5 105,6 168,1 Fragmento6 33,5 83,2 Fragmento7 209,1 200,1 Corredor1 35,1 117,9 Corredor2 22,0 42,6 Corredor3 4,5 33,9 Corredor4 12,5 28,8 Corredor5 3,4 31,0 Corredor6 2,5 10,7 Corredor7 43,3 61,7 PECJ 102,4 93,6 PNI 477,4 606,9 Transição 31,7 128,1 Área total do corredor da 1.369,7 Serra da Mantiqueira 4.5 CONSTRUÇÃO DE CENÁRIO ALTERNATIVO Para a construção do Cenário alternativo foram elaborados Mapas de Avaliação do Estado Normativo da Cobertura da Terra levando em consideração algumas normas do 91

94 Código Florestal. Através dos mapas gerados foi possível a extração de dados como o cálculo da área preservada e da área em desacordo com o Código Florestal. TABELA ANÁLISE TABULAR DA ADEQUAÇÃO DAS NORMAS DO CÓDIGO FLORESTAL PARA A ÁREA DE ESTUDO Área total % da área de estudo Área adequada % da área total das classes Área em % da área desacordo total das classes Área de Estudo 5.713,09 Altitude (>1800m) 448, , ,59 5 Declividade (>45 ) 12,34 0,2 10, , Declividade (25-45 ) 878, , ,08 40 Margem de rios 1.193, , ,35 68 (30m) Somatória 2.532, , ,51 47 Integrado 2.215, , ,97 52 A Tabela apresenta a percentagem da área de estudo de cada classe referente as normas do Código Florestal. Pode-se verificar que a classe com maior representatividade na área de estudo são as Áreas de Proteção Permanente em relação as margens dos rios, que ocupam 21% da área total, em segundo, verificam-se as áreas de uso restrito com declividade de 25 a 45º, que ocupam 15%, seguido das áreas de proteção permanente acima de 1800m, que representam 8% da área de estudo e as áreas de Preservação Permanente em função da declividade acima de 45, com apenas 0,2% da área total. A análise integrada das classes permite verificar que 39% da área de estudo pertence a áreas de preservação permanente e uso restrito analisadas no presente trabalho. O valor para a somatória das classes, de 44% da área de estudo, indica que existem áreas onde as classes se sobrepõem e, por esse motivo, a percentagem encontrada na análise integrada das classes foi menor (Tabela 4.5.1). As classes que possuem maior área em desacordo com o Código Florestal são: margem de rios, com 68% da área da classe em desacordo; área de uso restrito, com 40% da área 92

95 da classe em desacordo. Em análise integrada, 52% da área total das classes analisadas encontra-se em desacordo com o Código Florestal (Tabela 4.5.1) ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE EM FUNÇÃO DA ALTITUDE Na Figura observa-se as APP acima de 1800 metros de altitude, totalizando uma área de 448,48 km², o que representa 8% da área de estudo (Tabela 4.5.1). Através de uma análise de área do estado normativo da cobertura da terra, feito sobre a Figura 4.5.1, pode-se concluir que 95% (425,88 km²) das áreas encontradas acima de 1800 metros de altitude encontram-se preservadas, possuindo Mata Atlântica e Campos de Altitude e, 5% (22,59 km²) encontra-se em desacordo com o Código Florestal, ou seja, sofreram algum tipo de perturbação antrópica. Fig Estado normativo da cobertura da terra, APP em função da altitude. 93

96 4.5.2 ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE EM FUNÇÃO DA DECLIVIDADE Observa-se na Figura as Áreas de Preservação Permanente situadas em declividades superiores a 45º, totalizando uma área de 12,34 km², o que representa 0,2% da área de estudo (Tabela 4.5.1). Ao analisar a área no mapa do estado normativo da cobertura da terra (Figura 4.5.2), pode-se concluir que 88% (10,86 km²) das áreas encontradas em declividade superior a 45 encontram-se preservadas, possuindo vegetação nativa e, 12% (1,48 km²) encontra-se em desacordo com o Código Florestal, ou seja, sofreram algum tipo de perturbação antrópica. Fig Estado normativo da cobertura da terra, APP em função da declividade. 94

97 4.5.3 ÁREA DE USO RESTRITO EM FUNÇÃO DA DECLIVIDADE As Áreas de Uso Restrito situadas em declividades entre 25 e 45º podem ser observadas na Figura e, através da tabela verifica-se que elas totalizam uma área de 878,13 km², o que representa 15% da área de estudo (Tabela 4.5.1). Ao analisar as áreas que encontram-se entre 25 e 45 no Mapa do Estado Normativo da Cobertura da Terra (Figura ), pode-se concluir que 60% (528,05 km²) das Áreas de Uso Restrito encontram-se preservadas, possuindo vegetação nativa e que, 40% (350,08 km²) encontra-se em desacordo com o Código Florestal, pois estão intensamente perturbadas. Fig Estado normativo da cobertura da terra, AUR em função da declividade. 95

98 4.5.4 ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE EM FUNÇÃO DA MARGEM DOS RIOS Com relação às matas ciliares, as Áreas de Preservação permanente foram definidas através de um buffer de 30 metros em cada margem de rio e podem ser observadas na Figura Através da Tabela verifica-se que as APP ao longo dos rios totalizam uma área de 1193,21 km, o que representa 21% da área de estudo. Ao analisar as áreas ao redor de toda a hidrografia da área de estudo no Mapa do Estado Normativo da Cobertura da Terra (Figura 4.5.4), pode-se concluir que existem 32% (379,86 km²) de matas ciliares preservadas e que, 68% (813,35 km²) das margem dos rios encontram-se desflorestadas. Fig Estado normativo da cobertura da terra, APP em função da margem dos Rios. 96

99 4.5.5 INTEGRAÇÃO DAS ÁREAS DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE E DE USO RESTRITO Com a finalidade de realizar uma análise conjunta das normas do Código Florestal consideradas neste trabalho, gerou-se uma mapa do estado normativo da coberturas da terra integrado. Através da análise do mapa integrado pode-se verificar que a área contendo todas as normas do Código Florestal aqui consideradas totalizou 2215,46 km², representando 39% da área de estudo total (Figura 4.5.5). Do total de 2215,46 km², 1068,49 km² (48%) foram consideradas em acordo com pelo menos uma das normas do Código Florestal e, 1146,97 km² (52%) encontram-se sem cobertura florestal, portando em desacordo com as normas analisadas (Tabela 4.5.1). Fig Estado normativo da cobertura da terra, integração das áreas de Proteção Permanente e Uso Restrito. 97

100 4.6 ESTRATIFICAÇÃO E PARAMETRIZAÇÃO DOS ELEMENTOS DA PAISAGEM DO CENÁRIO ALTERNATIVO Após a criação do Cenário Alternativo, analisou-se cada polígono separadamente extraindo parâmetros como cobertura da terra, área, perímetro, efeito de borda, entre outros. A Tabela mostra os valores de área, perímetro e incremento relativo dos elementos da paisagem atual e da paisagem alternativa. Destacados em azul, encontramse os polígonos cujo incremento da área da paisagem atual para a paisagem alternativa ultrapassou 100%, em amarelo os polígonos cujo incremento foi superior a 50% e em negrito os polígonos com incremento maiores que 20%. TABELA ÁREA, PERÍMETRO E INCREMENTO RELATIVO DOS ELEMENTOS DA PAISAGEM ATUAL E DA PAISAGEM ALTERNATIVA Área (km²) Atual Área (km²) incremento Alternativo relativo Perímetro (Km) Atual Perímetro (Km) Alternativo incremento relativo Fragmento1 25,7 29,5 0,15 49,5 57,1 0,15 Fragmento2 182,8 211,2 0,16 231,3 243,7 0,05 Fragmento3 42,2 45,6 0,08 97,8 93,3-0,05 Fragmento4 36,1 50,0 0,39 166,5 162,9-0,02 Fragmento5 105,6 133,6 0,27 168,1 244,3 0,45 Fragmento6 33,5 41,4 0,24 83,2 95,7 0,15 Fragmento7 209,1 230,6 0,10 200,1 212,8 0,06 Corredor1 35,1 48,1 0,37 117,9 143,9 0,22 Corredor2 22,0 30,8 0,40 42,6 74,7 0,75 Corredor3 4,5 15,5 2,46 33,9 57,1 0,68 Corredor4 12,5 15,1 0,21 28,8 31,4 0,09 Corredor5 3,4 19,3 4,70 31,0 64,3 1,08 Corredor6 2,5 4,7 0,88 10,7 20,7 0,94 Corredor7 43,3 53,9 0,25 61,7 63,0 0,02 Transição 31,7 59,0 0,86 128,1 133,0 0,04 PECJ 102,4 106,7 0,04 93,6 101,2 0,08 PNI 477,4 574,3 0,20 606,9 349,6-0,42 A Tabela apresenta os valores de área e perímetro para o cenário atual e para o cenário alternativo, com o incremento relativo dos dois parâmetros analisados. A análise da Tabela permite concluir que os corredores foram os polígonos que obtiveram 98

101 maior incremento relativo em área, destacando-se o corredor 5, com 470% de incremento; o corredor 3, com 246% e o corredor 6, com 88%. Os fragmentos 4, 5 e 6 foram os que obtiveram maior incremento, com 39%, 27% e 24%, respectivamente. Com relação ao perímetro, os corredores também obtiveram maior incremento, com 108% para o corredor 5, 94% para o corredor 6, 75% para o corredor 2 e 68% para o corredor 3. Um resultado interessante foi obtido pelo polígono referente ao PNI, o qual obteve 20% de incremente em área, porém o perímetro do polígono diminuiu em 42%, apresentando o único caso de incremento negativo entre todos os polígonos analisados (Tabela 4.6.1). Um benefício visível da ampliação da área dos polígonos através do respeito ao Código Florestal, é a conexão de fragmentos que atualmente encontram-se isolados. Tal conexão permitiria a formação de um corredor contínuo de vegetação, o qual seria o elo de conexão entre o PECJ e o PNI. Um exemplo do aumento da conectividade entre fragmentos que o respeito ao Código Florestal possibilitaria, é o caso do corredor 5, entre os fragmentos 5 e 6 (Figura 4.6.1). 99

102 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Comparação da paisagem atual com a paisagem alternativa possibilitando a visualização de uma possível conexão entre os fragmentos 5 e 6. Pode-se considerar que seria importante para a região, as área de floresta que poderiam ser ampliadas, na Serra da Mantiqueira, caso não houvesse nenhum tipo de transgressões ao Código Florestal. Além de aumentar a conectividade das áreas florestadas, a observação ao Código Florestal teria também grande impacto sobre os mananciais que tem como área de captação a Serra da Mantiqueira. A Figura a, b e c, exemplificam o nível de transgressão ao código, encontrado em diversas bacias. 100

103 A B C Margem de rio desmatada Mata ciliar Fig Estado Normativo das bacias hidrográficas dos rios A) Bacia hidrográfica do rio dos pilões, B) Bacia hidrográfica do ribeirão Passa-Quatro e C) Bacia hidrográfica do rio Passa-Quatro. 101

104 4.7 ANÁLISE INDIVIDUAL DOS POLÍGONOS ESTRATIFICADOS NA PAISAGEM ATUAL E NA PAISAGEM ALTERNATIVA Todos os polígonos foram analisados separadamente, porém procurou-se analisar com maior riqueza de detalhes os polígonos que apresentaram maior incremento de área na paisagem alternativa, como os polígonos dos corredores 3 e 5, que obtiveram um incremento relativo superior a 100% e, o corredor 6 e a área de transição, com incremento relativo acima de 50% (Tabela 4.6.1) FRAGMENTOS A soma da área total dos fragmentos representa 44% da Crista da Serra da Mantiqueira e 13% da área de estudo, possuindo uma área de 634,9 km² na paisagem atual, acrescida de 107,1 km² na paisagem alternativa, o que representa 17% de incremento absoluto na paisagem preservada. O tamanho dos fragmentos variam de 25,7 a 209,1 km² em cenário atual. No cenário alternativo, esses números sobem para 29,5 e 230,6 km². Segundo Cornelius et al. (2000), para florestas temperadas, imagina-se que o tamanho ideal de um fragmento para manter a biodiversidade, seria em média de 74,28 km², com um tamanho mínimo de 16,39 km². O estudo somente é válido para florestas temperadas e, embora haja um grande questionamento com relação à área necessária para a conservação de fragmentos em florestas tropicais, pois essas possuem uma riqueza em biodiversidade muito maior, verifica-se que o tamanho dos menores fragmentos encontrados no presente trabalho, são superiores aos valores indicados por Cornelius et al. (2000). Vários autores consideram a área do fragmento de suma importância para a riqueza de espécies, a complexidade estrutural e a manutenção da diversidade (Freemark e Merriam, 1986; Collinge, 1996; Collinge, 1998; Chiarello, 1999; Tabarelli et al., 1999; Cornelius et al., 2000). Freemark e Merriam (1986), examinaram a relação entre a área e a heterogeneidade de habitat com associações de aves em 21 fragmentos florestais variando de 0,03 a 76,2 km². Tal análise permitiu a conclusão de que, para manter a diversidade de avifauna 102

105 florestal, a principal estratégia de conservação deve ser a preservação do tamanho e heterogeneidade dos habitas, visando sempre o aumento da área de vegetação natural. Tal argumento justifica a necessidade de ampliar a área dos fragmentos que existem na Serra da Mantiqueira. Segundo Collinge (1996), o arranjo espacial da paisagem pode influenciar fortemente na ecologia e, tal arranjo depende basicamente da borda, da forma e do tamanho do fragmento, da conectividade entre os fragmentos, da heterogeneidade de habitat e do contexto ao qual os fragmentos estão inseridos. Ao observar o padrão espacial da cobertura florestal na Serra da Mantiqueira, pode-se considerar que a paisagem atual possui uma certa qualidade como meio para dispersão de populações dependentes de habitat florestal, pois quase todos os fragmentos estão conectados entre si. A observação ao Código Florestal aumenta significativamente esta qualidade da área de estudo FRAGMENTO 1 De acordo com a Tabela 4.7.1, o fragmento 1 obteve um incremento relativo de área de 15% e de perímetro também de 15%. A relação Perímetro/Área permaneceu praticamente inalterada. A análise do efeito de borda, considerando 100 metros de borda ao redor do polígono, demonstrou que, embora a área da borda tenha aumentado de 4,68 para 5,17 km², a proporção da borda em relação ao fragmento, se mantém estável em 18% da área do polígono em questão. 103

106 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O FRAGMENTO 1 Fragmento1 Atual Fragmento1 Alternativo Área (km²) 25,7 29,5 Perímetro (km) 49,5 57,1 Incremento relativo (área) 0,15 Incremento relativo (perímetro) 0,15 Perímetro/Área 1,93 1,94 Efeito de Borda (km²) 4,68 5,17 Proporção de borda 0,18 0,18 Floresta de Interior (km²) 21,00 24,29 Proporção de floresta de interior 0,82 0,82 Floresta Primaria (km²) 23,25 23,25 Floresta Secundaria (km²) 1,69 2,12 Pasto/Agricultura (km²) 0,35 3,98 Campos Altitude (km²) 0,36 0,36 A análise da Figura aponta as áreas de desmatamento na parte Norte do polígono e na parte Leste, a qual coincide com uma bacia hidrográfica intensamente desmatada (bacia hidrográfica do Ribeirão do Guameral ou Pirutinga). Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o Fragmento

107 FRAGMENTO 2 O fragmento 2 obteve um incremento relativo de área de 16% e de perímetro de 5%, o que resultou em uma diminuição da relação Perímetro/Área de 1,27 para 1,15 (Tabela 4.7.2). A análise do efeito de borda demonstrou que, embora a área da borda tenha aumentado de 21,73 para 23,22 km², a proporção da borda em relação ao fragmento diminuiu apenas 1% do cenário atual para o cenário alternativo. O fato do efeito de borda diminuir, mesmo quando a área do fragmento aumenta, pode ser explicado pela relação Perímetro/Área também haver diminuído, pois quanto menor for a relação P/A, mais compacto se torna o polígono. TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O FRAGMENTO 2 Fragmento2 Atual Fragmento2 Alternativo Área (km²) 182,8 211,2 Perímetro (km) 231,3 243,7 Incremento relativo (área) 0,16 Incremento relativo (perímetro) 0,05 Perímetro/Área 1,27 1,15 Efeito de Borda (km²) 21,73 23,22 Proporção de borda 0,12 0,11 Floresta de Interior (km²) 161,10 188,00 Proporção de floresta de interior 0,88 0,89 Floresta Primaria (km²) 156,46 157,33 Floresta Secundaria (km²) 9,25 9,62 Reflorestamento (km²) 0 0,60 Pasto/Agricultura (km²) 1,22 27,80 Área Urbana (km²) 0,25 0,25 Campos Altitude (km²) 15,58 15,60 105

108 A análise da Figura aponta as áreas de desmatamento na parte Sul do polígono e na parte Sudoeste. A parte inferior do polígono coincide com a bacia hidrográfica do Rio dos Pilões, a qual encontra-se intensamente desmatada. Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento FRAGMENTO 3 O fragmento 3 obteve um incremento relativo de área de 8% e de perímetro de 5%, o que resultou em uma diminuição da relação Perímetro/Área de 2,32 para 2,04 (Tabela 4.7.3). A análise do efeito de borda, considerando 100 metros de borda ao redor do polígono, demonstrou que a área da borda diminuiu de 8,96 para 8,91 km² e, a proporção da borda em relação ao fragmento diminuiu apenas 1% do cenário atual para o cenário alternativo. 106

109 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O FRAGMENTO 3 Fragmento3 Atual Fragmento3 Alternativo Área (km²) 42,2 45,6 Perímetro (km) 97,8 93,3 Incremento relativo (área) 0,08 Incremento relativo (perímetro) -0,05 Perímetro/Área 2,32 2,04 Efeito de Borda (km²) 8,96 8,91 Proporção de borda 0,21 0,20 Floresta de Interior (km²) 33,30 36,70 Proporção de floresta de interior 0,79 0,80 Floresta Primaria (km²) 33,16 33,16 Floresta Secundaria (km²) 8,43 8,43 Reflorestamento (km²) 0,11 0,21 Pasto/Agricultura (km²) 0,40 3,73 Campos Altitude (km²) 0,08 0,10 A análise da Figura aponta as poucas áreas de desmatamento, este fato explica-se por esse fragmento ser circundado por outros fragmento e por corredores, o que diminui sua área de contato com a matriz circunvizinha. Observe na Figura que uma das faces que possui maior contato com a matriz é exatamente a face Sudeste, na qual se concentra a maior parte do incremento relativo da paisagem alternativa. 107

110 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento FRAGMENTO 4 O fragmento 4 obteve um incremento relativo de área de 39% e obteve um incremento negativo de perímetro de 2%, o que resultou em uma diminuição da relação Perímetro/Área de 4,62 para 3,26 (Tabela 4.7.4). A análise do efeito de borda, considerando 100 metros de borda ao redor do polígono, demonstrou que, embora a área da borda tenha aumentado muito pouco, de 15,11 para 15,72 km², a proporção da borda em relação ao fragmento diminuiu de 41% no cenário atual para 31% no cenário alternativo, ou seja, no cenário atual a borda ocupa 10% a mais da área do polígono que no cenário alternativo. Com relação a área de floresta de interior no fragmento 4, esta aumento de 21 (58% do polígono) para 34,30 km² (69% do polígono). 108

111 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O FRAGMENTO 4 Fragmento4 Atual Fragmento4 Alternativo Área (km²) 36,1 50,0 Perímetro (km) 166,5 162,9 Incremento relativo (área) 0,39 Incremento relativo (perímetro) -0,02 Perímetro/Área 4,62 3,26 Efeito de Borda (km²) 15,11 15,72 Proporção de borda 0,42 0,31 Floresta de Interior (km²) 21,00 34,30 Proporção de floresta de interior 0,58 0,69 Floresta Primaria (km²) 31,55 31,89 Floresta Secundaria (km²) 1,23 1,45 Reflorestamento (km²) 0,28 0,64 Pasto/Agricultura (km²) 1,08 14,11 Campos Altitude (km²) 1,91 1,91 A análise da Figura explica o incremento relativamente alto pelo contato do polígono com a matriz circunvizinha se estender por todo o limite do polígono. Neste caso específico a norma do código que mais contribuiu para o aumento da área do fragmento foi o desmatamento de matas ciliares. 109

112 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento FRAGMENTO 5 O fragmento 5 obteve um incremento relativo de 27% de área e de 45% de perímetro o que resultou em um aumento da relação Perímetro/Área de 1,58 para 1,83 (Tabela 4.7.5). A análise do efeito de borda, demonstrou que, embora a área da borda tenha aumentado de 105,6 para 133,6 km², a proporção da borda em relação ao fragmento aumentou de 15% no cenário atual para 18% no cenário alternativo, ou seja, no cenário alternativo a borda ocupa 3% a mais da área do polígono que no cenário atual. O fato do efeito de borda aumentar, se deve ao fato da relação Perímetro/Área também ter aumentado, pois existe uma correlação positiva entre estes parâmetros. 110

113 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O FRAGMENTO 5 Fragmento5 Atual Fragmento5 Alternativo Área (km²) 105,6 133,6 Perímetro (km) 168,1 244,3 Incremento relativo (área) 0,27 Incremento relativo (perímetro) 0,45 Perímetro/Área 1,59 1,83 Efeito de Borda (km²) 15,48 24,05 Proporção de borda 0,15 0,18 Floresta de Interior (km²) 90,10 109,57 Proporção de floresta de interior 0,85 0,82 Floresta Primaria (km²) 69,41 71,68 Floresta Secundaria (km²) 27,24 28,06 Reflorestamento (km²) 0,29 3,46 Pasto/Agricultura (km²) 1,42 23,21 Campos Altitude (km²) 7,17 7,17 A análise da Figura aponta que as áreas de desmatamento encontram-se concentradas na parte Norte do polígono e, em uma análise da transgressão ao Código Florestal pode-se notar que os principais elementos para quase a totalidade do incremento obtido foram o desflorestamento total de área de uso restrito e matas ciliares que circundam o fragmento. 111

114 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento FRAGMENTO 6 O fragmento 6 obteve um incremento relativo de 24% de área e de 15% de perímetro, resultando na diminuição da relação Perímetro/Área de 2,48 para 2,31%. A análise do efeito de borda, demonstrou que, embora a área da borda tenha aumentado de 7,82 para 9,32 km², a proporção da borda em relação ao fragmento diminuiu 1% do cenário atual para o cenário alternativo. A área de floresta também aumentou de 25,7 para 32,12, o que representa o aumento de 1% em relação á área dos fragmentos (Tabela 4.7.6). 112

115 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O FRAGMENTO 6 Fragmento6 Atual Fragmento6 Alternativo Área (km²) 33,5 41,4 Perímetro (km) 83,2 95,7 Incremento relativo (área) 0,24 Incremento relativo (perímetro) 0,15 Perímetro/Área 2,48 2,31 Efeito de Borda (km²) 7,82 9,32 Proporção de borda 0,23 0,22 Floresta de Interior (km²) 25,7 32,12 Proporção de floresta de interior 0,77 0,78 Floresta Primaria (km²) 26,21 26,35 Floresta Secundaria (km²) 6,93 7,37 Reflorestamento (km²) 0 0,20 Pasto/Agricultura (km²) 0,25 7,39 Campos Altitude (km²) 0,08 0,08 A análise da Figura aponta as áreas de desmatamento concentradas principalmente na parte Norte e Sudeste do polígono, onde a transgressão ao Código Florestal é decorrente principalmente pelo desmatamento de áreas de uso restrito e matas ciliares que circundam o fragmento. 113

116 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento FRAGMENTO 7 A análise da Tabela demonstra que o fragmento 7 obteve um incremento relativo de área de 10% porém, devido ao fato desse polígono ser um dos maiores, com 230,6 km², o incremento absoluto também é um dos maiores encontrados, com a adição de 21,5 km² de área. Com relação ao perímetro, houve um acréscimo de 12,7 km², representando um incremento de 6%. Na relação do Perímetro/Área, os valores encontrados foram relativamente baixos, com 0,96 para o cenário atual e 0,92 para o cenário alternativo. O efeito de borda do fragmento 7 representa apenas 9% do polígono, tanto para o cenário atual como para o cenário alternativo, restando 91% de floresta de interior. 114

117 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O FRAGMENTO 7 Fragmento7 Atual Fragmento7 Alternativo Área (km²) 209,1 230,6 Perímetro (km) 200,1 212,8 Incremento relativo (área) 0,10 Incremento absoluto (área/km²) 21,5 Incremento relativo (perímetro) 0,06 Incremento absoluto (perímetro/km) 12,7 Perímetro/Área 0,96 0,92 Efeito de Borda (km²) 19,17 20,60 Proporção de borda 0,09 0,09 Floresta de Interior (km²) 189,90 209,01 Proporção de floresta de interior 0,91 0,91 Floresta Primaria (km²) 140,17 140,64 Floresta Secundaria (km²) 29,76 29,76 Reflorestamento (km²) 0,06 2,88 Pasto/Agricultura (km²) 1,84 20,11 Campos Altitude (km²) 37,19 37,19 A análise da Figura aponta que as áreas de desmatamento encontram-se concentradas principalmente na parte Norte do polígono e, em uma análise da transgressão ao Código Florestal pode-se notar que os principais elementos geradores do incremento obtido foram o desflorestamento de áreas de uso restrito e de parte dos campos de altitudes, os quais possuem uma grande extensão dentro desse polígono, pois ele possui uma larga amplitude altimétrica, variando de 560 metros à 2768 metros de altitude. 115

118 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o fragmento CORREDORES Em relação aos corredores, pode-se observar que todos os polígonos obtiveram um incremento relativo superior a 20%, totalizando 52% de incremento relativo se analisarmos todos os polígonos, área esta que representa 11,2 % da Crista da Serra da Mantiqueira e 3,3% da área de estudo. Com relação a amplitude altimétrica dos polígonos, todos os corredores obtiveram aumento na amplitude altimétrica que varia de 40 m de altitude, para o corredor 2, até 259 m de altitude para o corredor 5. Através de uma análise quantitativa, pode-se deduzir que as áreas delimitadas como corredores são as regiões da Serra da Mantiqueira que sofrem mais intensamente com a pressão antrópica, consequentemente obtendo um grau de desmatamento superior à outras áreas. Esta observação pode explicar o estreitamento da cobertura vegetal ao longo da serra nos corredores, podendo chegar à separação de fragmentos adjacentes. 116

119 CORREDOR 1 O corredor 1, é o polígono que possui a segunda maior área entre os corredores, obteve um incremento relativo de 37%, com uma área de incremento absoluto de 13 km², com relação ao perímetro, o incremento relativo foi de 22%, com aumento absoluto de 26 km. A relação Perímetro/Área foi alta para ambos os cenários, com 3,36 para o cenário atual e 2,99 para o cenário alternativo, porém o decréscimo de 0,37 foi suficiente para diminuir o efeito de borda do cenário alternativo e aumentar a área de floresta de interior em 5%, ou seja, o cenário atual possui 30% de borda e 70% de interior e o cenário alternativo, possui 25% de borda e 75% de interior. A amplitude altimétrica desse polígono aumentou 61 metros de altitude, passando de 1299 m no corredor atual para 1360 m no corredor alternativo (Tabela 4.7.8). TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O CORREDOR 1 Corredor 1 Atual Corredor 1 Alternativo Área (km²) 35,1 48,1 Perímetro (km) 117,9 143,9 Incremento relativo (área) 0,37 Incremento absoluto (área/km²) 13 Incremento relativo (perímetro) 0,22 Incremento absoluto (perímetro/km) 26 Perímetro/Área 3,36 2,99 Amplitude altimétrica (m) Efeito de Borda (km²) 10,47 11,95 Proporção de borda 0,30 0,25 Floresta de Interior (km²) 24,60 36,12 Proporção de floresta de interior 0,70 0,75 Floresta Primaria (km²) 26,21 26,49 Floresta Secundaria (km²) 8,35 8,58 Reflorestamento (km²) 0 0,09 Pasto/Agricultura (km²) 0 12,87 Campos Altitude (km²) 0,04 0,04 117

120 A análise da Figura aponta que as áreas de desmatamento encontram-se concentradas principalmente na parte Noroeste do polígono devido à uma grande área de campo de altitude degradada pelo uso antrópico e, na parte Nordeste por ser uma área de contato com a bacia hidrográfica do Ribeirão do Guameral ou Pirutinga, a qual encontra-se intensamente desmatada. Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor CORREDOR 2 Com relação á área, o corredor 2 possui o quarto maior incremento relativo, com 40% de área adicionada no cenário alternativo e, com relação ao perímetro, possui o terceiro maior incremento relativo, com 75% de área adicionada ao perímetro do polígono. Em valores absolutos, a área do corredor aumenta 8,8 km² e o perímetro 32 km do cenário atual para o cenário alternativo. Tais valores favorecem o aumento da relação Perímetro/Área, que aumenta de 1,94 no cenário atual para 2,43 no cenário alternativo. Consequentemente há um aumento no efeito de borda, que varia de 17% no cenário atual para 22% no cenário alternativo e, há uma diminuição da área de floresta de interior, que varia de 83% no cenário atual para 78% da área do cenário alternativo. Sua amplitude altimétrica aumentou 40 metros de altitude, passando de 960 m no corredor atual para 1000 m no corredor alternativo (Tabela 4.7.9). 118

121 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O CORREDOR 2 Corredor 2 Atual Corredor 2 Alternativo Área (km²) 22,0 30,8 Perímetro (km) 42,6 74,7 Incremento relativo (área) 0,40 Incremento absoluto (área/km²) 8,8 Incremento relativo (perímetro) 0,75 Incremento absoluto (perímetro/km) 32 Perímetro/Área 1,94 2,43 Amplitude altimétrica (m) Efeito de Borda (km²) 3,82 6,8 Proporção de borda 0,17 0,22 Floresta de Interior (km²) 18,2 24,01 Proporção de floresta de interior 0,83 0,78 Floresta Primaria (km²) 15,37 15,73 Floresta Secundaria (km²) 5,31 5,31 Reflorestamento (km²) 0 6,60 Pasto/Agricultura (km²) 1,23 3,05 Campos Altitude (km²) 0,08 0,08 A análise da Figura aponta que as áreas de desmatamento encontram-se concentradas principalmente na parte Noroeste do polígono devido ao desmatamento de matas ciliares. 119

122 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor CORREDOR 3 O corredor 3, um dos menores polígonos de corredor, com uma área de 4,5 km², apresenta o segundo maior incremento relativo obtido em corredores, com 246% e um incremento absoluto de 11 km². O perímetro do corredor 3 aumentou 68% do cenário atual para o cenário alternativo, com aumento absoluto de 23,2 km. A relação Perímetro/Área, que para o cenário atual era de 7,56, diminuiu para 3,68 no cenário alternativo, isso permitiu a variação do efeito de borda de 64% para 35% e, a área de interior aumentou de 36% para 65%. A amplitude altimétrica do corredor 3 aumentou 140 metros de altitude, passando de 574 m no corredor atual para 714 m no corredor alternativo (Tabela ). 120

123 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O CORREDOR 3 Corredor 3 Atual Corredor 3 Alternativo Área (km²) 4,5 15,5 Perímetro (km) 33,9 57,1 Incremento relativo (área) 2,46 Incremento absoluto (área/km²) 11 Incremento relativo (perímetro) 0,68 Incremento absoluto (perímetro/km) 23,2 Perímetro/Área 7,56 3,68 Amplitude altimétrica (m) Efeito de Borda (km²) 2,85 5,45 Proporção de borda 0,64 0,35 Floresta de Interior (km²) 1,60 10,08 Proporção de floresta de interior 0,36 0,65 Floresta Primaria (km²) 3,62 4,13 Floresta Secundaria (km²) 0,31 0,31 Reflorestamento (km²) 0,02 0,34 Pasto/Agricultura (km²) 0,35 10,55 Campos Altitude (km²) 0,18 0,18 A análise da Figura aponta que o desmatamento encontra-se concentrado principalmente na parte Nordeste e Oeste do polígono devido ao intenso desmatamento das matas ciliares e de áreas de uso restrito. O fato do corredor 3 ser o polígono com a menor variação altitudinal em relação ao nível do mar, talvez possa explicar o intenso desmatamento da região, pois quanto menor a altitude mais acessível se torna um local, facilitando o desflorestamento com finalidades exploratórias e pastoris. 121

124 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor CORREDOR 4 O corredor 4 apresentou um incremento relativo em área de 21% e absoluto de 2,7 km², sendo o polígono a possui o menor incremento relativo entre os polígonos de corredor. O perímetro apresentou incremento relativo de 9% e a relação Perímetro/Área diminuiu de 2,31 para 2,08 ocasionando a diminuição de 5% do efeito de borda do cenário atual para o cenário alternativo. A área de interior de floresta aumentou de 77% para 81% do total do corredor. A amplitude altimétrica desse polígono aumentou 76 metros de altitude, passando de 829 m no corredor atual para 905 m no corredor alternativo (Tabela ). 122

125 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O CORREDOR 4 Corredor 4 Atual Corredor 4 Alternativo Área (km²) 12,5 15,1 Perímetro (km) 28,8 31,4 Incremento relativo (área) 0,21 Incremento relativo (perímetro) 0,09 Perímetro/Área 2,31 2,08 Amplitude altimétrica (m) Efeito de Borda (km²) 2,86 2,89 Proporção de borda 0,23 0,19 Floresta de Interior (km²) 9,60 12,25 Proporção de floresta de interior 0,77 0,81 Floresta Primaria (km²) 11,08 11,08 Floresta Secundaria (km²) 0,30 0,31 Reflorestamento (km²) 0 0,03 Pasto/Agricultura (km²) 1,03 3,73 Campos Altitude (km²) 0,06 0,06 A análise da Figura aponta que o desmatamento encontram-se concentrado na parte Norte do polígono devido ao desmatamento de matas ciliares e áreas de uso restrito. 123

126 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor CORREDOR 5 O corredor 5 trata-se de um caso especial dentre todos os polígonos analisados na Crista da Serra da Mantiqueira, pois o mesmo, após a criação do cenário alternativo, possibilitou a conexão entre os fragmentos 5 e 6, os quais encontram-se separados no cenário atual. Com um incremento relativo de 470%, o maior dentre todos os polígonos, e um incremento absoluto de 15,9 km² (Tabela ), o corredor 5 demonstra claramente a eficiência das técnicas aplicadas no presente trabalho, para a criação de cenários alternativos visando a conexão de fragmentos isolados. O corredor 5, no cenário atual, divide-se em pequenos polígonos dispersos em uma matriz, a qual sofre grande pressão antrópica devido à existência da rodovia estadual SP-52, principal rodovia de ligação entre o Vale do Paraíba e o Sul de Minas Gerais. A Tabela , apresenta os valores de incremento relativo para área, citado anteriormente e, para perímetro, de 108%, com aumento absoluto de 33,3km. A relação Perímetro/Área para o cenário atual foi de 9,15 e para o cenário alternativo diminuiu 124

127 para 3,33, possibilitando o aumento do efeito de borda de 1,62 para 6,17 km, porém a proporção da borda diminuiu de 57% para 32%, uma vez que a área aumentou 470%. A área de interior aumentou de 1,5 km² para 13,14 km². A amplitude altimétrica desse polígono foi a maior encontrada entre os polígonos de corredores, a qual aumentou 259 metros de altitude, passando de 840 m no corredor atual para 1099 m no corredor alternativo. TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O CORREDOR 5 Corredor 5 Atual Corredor 5 Alternativo Área (km²) 3,4 19,3 Perímetro (km) 31,0 64,3 Incremento relativo (área) 4,70 Incremento absoluto (área/km²) 15,9 Incremento relativo (perímetro) 1,08 Incremento absoluto (perímetro/km) 33,3 Perímetro/Área 9,15 3,33 Amplitude altimétrica Efeito de Borda (km²) 1,92 6,17 Proporção de borda 0,57 0,32 Floresta de Interior (km²) 1,50 13,14 Proporção de floresta de interior 0,43 0,68 Floresta Primaria (km²) 3,14 4,21 Floresta Secundaria (km²) 0,21 0,29 Pasto/Agricultura (km²) 0,02 14,80 A análise da Figura aponta que o desmatamento encontram-se concentrado principalmente na parte Oeste e Sudoeste do polígono devido ao intenso desmatamento das matas ciliares e de áreas de uso restrito, principalmente em função do fluxo contínuo gerado pela rodovia estadual SP

128 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor CORREDOR 6 O corredor 6 apresentou um incremento relativo de 88% e absoluto de 2,2 km², sendo o polígono a possui o terceiro maior incremento relativo entre os polígonos de corredor devido ao fato de possuir atualmente uma área muito pequena, com 4,7 km². O perímetro obteve um incremento relativo de 94% do cenário atual para o cenário alternativo. A relação Perímetro/Área foi de 4,26 para o cenário atual e de 4,40 para o cenário alternativo, possibilitando um aumento no efeito de borda que varia de 1,03 no cenário atual para 2,03 no cenário alternativo, consequentemente a proporção de área de interior do polígono diminui de 59% para 57%. A amplitude altimétrica desse polígono aumentou 70 metros de altitude, passando de 706 m no corredor atual para 776 m no corredor alternativo (Tabela ). 126

129 TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O CORREDOR 6 Corredor 6 Atual Corredor 6 Alternativo Área (km²) 2,5 4,7 Perímetro (km) 10,7 20,7 Incremento relativo (área) 0,88 Incremento relativo (perímetro) 0,94 Perímetro/Área 4,26 4,40 Amplitude altimétrica Efeito de Borda (km²) 1,03 2,03 Proporção de borda 0,41 0,43 Floresta de Interior (km²) 1,50 2,69 Proporção de floresta de interior 0,59 0,57 Floresta Primaria (km²) 2,48 2,69 Floresta Secundaria (km²) 0,02 0,03 Reflorestamento (km²) 0 0,15 Pasto/Agricultura (km²) 0 1,81 A análise da Figura aponta que o desmatamento encontram-se concentrado na parte Norte do polígono devido ao desmatamento de matas ciliares e áreas de uso restrito. Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor

130 CORREDOR 7 O corredor 7 possui a maior área dentre os polígono de corredores, com 53,9 km², porém obteve o segundo menor valor de incremento relativo, com 25% e um incremento absoluto de 10,6 km². O incremento relativo para perímetro também foi pequeno, com apenas 2% e, a relação Perímetro/Área variou de 1,42 no cenário atual para 1,17 no cenário alternativo. Com relação ao efeito de borda, não houve grandes variações, embora a área de interior tenha aumentado de 37,10 para 47,13 km², a proporção em relação a área de cada polígono aumentou apenas 1% do cenário atual para o cenário alternativo. A amplitude altimétrica desse polígono apresentou o segundo maior aumento, de 239 metros de altitude, passando de 1280 m no corredor atual para 1519 m no corredor alternativo (Tabela ). TABELA ANÁLISE DE PARÂMETROS PARA O CORREDOR 7 Corredor 7 Atual Corredor 7 Alternativo Área (km²) 43,3 53,9 Perímetro (km) 61,7 63,0 Incremento relativo (área) 0,25 Incremento absoluto (área/km²) 10,6 Incremento relativo (perímetro) 0,02 Perímetro/Área 1,42 1,17 Amplitude altimétrica Efeito de Borda (km²) 6,20 6,82 Proporção de borda 0,14 0,13 Floresta de Interior (km²) 37,10 47,13 Proporção de floresta de interior 0,86 0,87 Floresta Primaria (km²) 39,61 40,94 Floresta Secundaria (km²) 0,80 2,24 Reflorestamento (km²) 0,01 1,13 Pasto/Agricultura (km²) 2,01 8,73 Campos Altitude (km²) 0,85 0,85 A análise da Figura demonstra que o incremento encontram-se concentrado nas bordas do polígono que entram em contato com a matriz antropizada devido ao intenso desmatamento das matas ciliares e de áreas de uso restrito. 128

131 Paisagem Atual Incremento da Paisagem Alternativa Fig Análise do incremento da paisagem alternativa para o corredor TRANSIÇÃO A área de transição trata-se de um caso especial entre os polígonos analisados, pois foi classificada dessa forma devido ao grande potencial para formar um fragmento e ao mesmo tempo possuir uma grande perturbação antrópica em seu interior. Possui um incremento relativo de 86% e um incremento absoluto de 27,3 km². O perímetro apresenta um aumento de apenas 4%, com incremento absoluto de 4,9 km². A relação Perímetro/Área variou de 4,04 no cenário atual para 2,26 no cenário alternativo e, dessa forma o efeito de borda diminuiu com conseqüente aumento da área de interior. O efeito de borda no cenário atual é de 37% diminuindo para 23% no cenário alternativo e a área de interior aumentou de 19,90 para 45,66 km² no cenário alternativo (Tabela ) 129

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