Análise da Cobertura Vegetal com Uso de Sensoriamento Remoto e Ecologia da Paisagem nas sub-bacias do rios Claro e Peixes

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1 Análise da Cobertura Vegetal com Uso de Sensoriamento Remoto e Ecologia da Paisagem nas sub-bacias do rios Claro e Peixes (Goiás Brasil) no ano de AUTORES: Gabriel Tenaglia Carneiro; Karla Maria Silva de Faria; Diego Antônio B. de Cedro; Selma Simões de Castro INSTITUIÇÃO(ÕES): Universidade Federal de Goiás (Brasil)/Doutorado em Ciências Ambientais CIAMB/Programa de Pós Graduação em Geografia - IESA dos AUTORES: gabrieltenaglia@hotmail.com; karlairam@gmail.com; deadac@gmail.com; selma@iesa.ufg.br Resumo A expansão da agricultura e da pecuária no centro-oeste brasileiro ocorreu principalmente a partir da década de 1970, estimulada pelo II Plano Nacional de Desenvolvimento (II PND, ) que, resultou num intenso desmatamento e fragmentação dos remanescentes das coberturas originais de Cerrado. Desta forma, este trabalho objetiva avaliar o estado da fragmentação dos remanescentes de Cerrado nas sub-bacias Rio do Peixe e Rio Claro utilizando técnicas de geoprocessamento e de ecologia da paisagem com o uso do software FRAGSTATS 3.3. A análise da complexidade espacial e ecológica de fragmentos de Cerrado baseouse na elaboração de mapas temáticos relacionados à dinâmica do uso da terra nas subbacias do rio Claro e Peixe no ano de 2000 através das imagens LANDSAT TM do ano de 2000 na escala 1: , realizada pelo software Spring e calculadas com o uso do software FRAGSTATS 3.3. Os resultados obtidos mostraram que as sub-bacias Claro e Peixe, tinham como atividade predominante a pecuária seguido pela agricultura, mas ressalta-se que mesmo com esse uso antrópico, as sub-bacias, apresentavam-se de acordo com a legislação que reje os estados localizados no bioma Cerrado que obriga ter 20% da área na forma de remanescentes. As sub-bacias neste período se apresentaram com 30% da área com remanescentes o que indica um resultado satisfatório. Podemos observar também que os fragmentos de Cerrado apresentavam conectividade física, fator importante para conservação. Em síntese as análises permitiram observar que a dinâmica de uso das sub-bacias são similares e que devido ao potêncial econômico da região baseado na agropecuária os fragmentos de

2 Cerrado necessitam de mecanismos de planejamento e fiscalização para conservação, manutenção e recuperação do Cerrado nas sub-bacias Claro e Peixe. Palavras-Chaves: ecologia de paisagens, geoprocessamento, fragmentação. INTRODUÇÃO O Cerrado era o segundo maior bioma do Brasil, quando ocupava uma área de aproximadamente km 2, o que representava cerca de 21% do território nacional (BORLAUG, 2002), sendo superado apenas pela Floresta Amazônica. O termo Cerrado é muito utilizado para designar tipos de vegetação como savanas e campos de vários tipos, além de palmeiras e matas ciliares e de galeria. Predomina na região Centro-Oeste brasileiro (EITEN, 1977; RIBEIRO et al., 1981). A sua biodiversidade é estimada, quanto à sua participação, em 1/3 da biota brasileira e 5% da flora e fauna mundiais. Segundo Machado et al (2004) existem hoje aproximadamente espécies de plantas catalogadas no cerrado, 212 espécies de mamíferos, 837 espécies de aves, 150 espécies de anfíbios, 180 espécies de répteis, espécies de peixes e espécies de invertebrados. A expansão da agricultura e da pecuária no Centro-Oeste brasileiro ocorreu principalmente a partir da década de 1970, estimulada pelo II Plano Nacional de Desenvolvimento ou II PND ( ) que, resultou num intenso desmatamento e na fragmentação dos remanescentes das coberturas originais de Cerrado. Atualmente, a paisagem do Cerrado em Goiás apresenta muitos fragmentos, na maioria isolada por extensas áreas de pastagem e/ou monoculturas. Cerca de 90% desses fragmentos são menores ou iguais a 1ha revelando que as atividades de expansão econômica em Goiás vêm crescendo de forma descontrolada. Pesquisas confirmam que fragmentos dessa dimensão dificilmente suportam populações de animais de grande porte. Restam poucos fragmentos com dimensões equivalentes aos tamanhos das Unidades de Conservação conhecidas em Goiás (CUNHA et al, 2007). A Ecologia da Paisagem é uma área de conhecimento da Ecologia, marcada pela existência de duas principais abordagens: (1) uma geográfica, que privilegia o estudo da influência do homem sobre a paisagem e a gestão do território; e outra (2) ecológica, que enfatiza a importância do contexto espacial sobre os processos

3 ecológicos e a importância destas relações em termos de conservação biológica (METZGER, 2001). Para trabalhar nessa área específica do conhecimento foi desenvolvido o software estatístico FRAGSTATS 3.3 (MCGARIGAL & MARKS, 1995), que calculam um conjunto de mais de 50 métricas de Ecologia da Paisagem (VOLOTÃO, 1998), as quais significam medições várias de paisagem e são usadas tanto na abordagem geográfica como na ecológica. Nesse sentido, as métricas geradas por essa ferramenta são muito importantes para avaliações do estado de fragmentação no caso do Cerrado. METODOLOGIA Para analisar a composição da paisagem, utilizou-se o programa FRAGSTATS 3.3, que teve por base um mapa de uso e ocupação do solo do município. Na obtenção dos dados de uso do solo e dos fragmentos remanescentes de Cerrado utilizou-se a imagem digital do satélite Landsat TM+ com resolução espacial de 30 m, espectral de 0,45-0,90 μm, discriminados nos seguintes intervalos espectrais (azul - 0,45-0,52 μm, verde - 0,52-0,60, vermelho - 0,63-0,69 e IV próximo - 0,76-0,90), obtida no mês de agosto de 2005 e 2008 e adquirida junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE, 2003) Após o georreferenciamento, composição nas bandas 5/4/3 RGB, elaboração do mosaico e recorte da imagem no limite do município de Rio verde, realizou-se no programa de Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas (SPRING 5.0.2) a segmentação, sendo adotado para os limiares de similaridade e de área o valor de 10. Trata-se, portanto de um estudo em escala de detalhe. As métricas calculadas pelo programa FRAGSTATS 3.3 podem ser definidas em três níveis de análise: mancha, classe e paisagem (METZGER, 2001). Neste estudo, foram usadas métricas estruturais, que medem a configuração espacial da paisagem, analisadas em nível de classe. As métricas de classe estão associadas a todas as manchas de um determinado tipo de habitat (classe) presentes na paisagem e medem a quantidade e a configuração espacial de cada tipo de mancha, fornecendo uma medida de fragmentação.as métricas da paisagem utilizada neste estudo foram: CA, PLAND, NP, TE, TCA, CPLAND e COHESION.

4 As métricas, Total de Bordas (TE), Área Central Total (TCA) e Percentual da Área Central (CPLAND) foram influenciadas pela Matriz de Profundidade em Efeito de Borda. Em muitos casos não há nenhuma base empírica para especificar quaisquer valores de profundidade em efeito de borda particular, e assim devem-se escolher os valores de maneira um tanto arbitrárias (MCGARIGAL & MARKS, 1995). Esses valores são proporcionais ao tamanho do pixel e numa imagem LANDSAT TM 5, que possui resolução espacial de 30m, os valores de profundidade de efeito de borda serão 30m, 60m, 90m, 120m e assim por diante. Esta assimetria é importante em muitas aplicações, quando o efeito de borda urbano penetra profundamente no Cerrado, mas efeito de borda de Cerrado penetra muito pouco, ou quase nada, em áreas urbanas (MCGARIGAL & MARKS, 1995). Neste estudo com base na imagem de satélite que possui uma resolução de 30 m, optamos por determinar uma profundidade de no mínimo 30 metros, sendo que de acordo com o status da antropização do fragmento essa profundidade aumenta para múltiplos de 30 metros. LOCALIZAÇÃO A área de pesquisa corresponde às sub-bacias dos rios Peixe e Claro, localizadas na porção centro-leste da Alta Bacia do rio Araguaia (Goiás), drenando uma área de aproximadamente de km ² ² (Figura1).

5 Figura 1 Mapa de localização. Alta Bacia do rio Araguaia e suas sub-bacias. Na sub-bacia do rio dos Peixe a formação rochosa predominante na área é a Formação Aquidauana (45,3%), que consiste de um pacote de sedimentar, principalmente de arenitos avermelhados (LACERDA FILHO, 1999). Os solos predominantes são os Argissolos Vermelho distróficos (43%) distribuídos principalmente na porção central, os quais são pobres, constituídos por argila de atividade baixa e horizonte B textural imediatamente abaixo do horizonte A ou E, o que os torna suscetíveis à erosão hídrica. Seguem-se os Latossolos Vermelho Amarelo distróficos (17%) menos suscetíveis e os Cambissolos álicos (14%) suscetíveis à erosão (SALOMÃO, 1999). O predomínio desses solos pobres, embora em relevo suave (altitudes de m e declividade predominante de 3 a 6%), favoreceu o desenvolvimento e predomínio das atividades de pastagens que se instalaram após o relatado desmatamento intenso, resultando em fragmentação e isolamento dos remanescentes (FARIA, 2006). A sub-bacia do rio Claro está localizada na porção leste da Alta Bacia do rio Araguaia, em território goiano. De acordo com a classificação climática de Köppen, a sub-bacia do rio Claro apresenta clima do tipo Aw, caracterizado como tropical

6 chuvoso, com verões quentes e invernos secos, com temperaturas médias anuais entre 18 e 32 o C e precipitação anual entre 1500 e 1650 mm (Santana, et al., 2007).As Formações Aquidauana; Furnas, Ponta Grossa e Araguaia que somadas compreendem a mais de 40% da área. As demais unidades mais representativas são os Granito- Gnaisses indiferenciados e os Ortognaisses do Oeste de Goiás, que juntos ocupam mais de 33% da área. O relevo é predominantemente plano a suave ondulado, dominando as classes de declividade entre 0 a 12%, logo favorável a atividades agropecuárias. Os solos predominantes são na área, da classe dos Cambissolos (27,4% da área), sendo seguidos dos Argissolos Vermelho-Amarelos (23% da área); Latossolos Vermelho- Amarelo e Latossolos Vermelho (respectivamente 14,99% e 14,98% da área); os Neossolos Quartzarênicos (11,49% da área ). As demais classes de solos ocupam cerca de 3,98% da área total da sub-bacia. RESULTADOS Para avaliar e entender a fragmentação dos remanescentes de Cerrado nas sub-bacias do rio do Peixe e Claro, foi necessária uma análise das métricas geradas a partir do mapa de Uso do solo de A análise da métrica (CA) total da área e (PLAND) porcentagem da área total revelou que a situação dos remanescentes da sub-bacia do rio do Peixe no ano de 2000 era satisfatória, pois o somatório das classes de Cerrado representa 30,32% da área total. Mas ressalta-se que a atividade predominante na sub-bacia é a pecuária com 59,65% da área com uso de pastagem, seguida pela agricultura 9,35% da área. Observa-se o mesmo padrão na sub-bacia do rio Claro (Figura 2), que apresentava no ano de 2000, a pecuária como atividade predominante com 63,3% da área, ressaltando que a agricultura neste período não representava nem 1% da área da sub-bacia. Segundo as métricas, os remanescentes dessa região apresentavam 34,66% e de acordo com a legislação que rege os estados localizados no bioma Cerrado, que obriga ter 20% da área na forma de remanescentes, a sub-bacia neste período se apresentou satisfatória.

7 PLAND (%) 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Claro Peixe Figura 2 Porcentagem da Paisagem (PLAND), nas sub-bacias. O numero de fragmentos (NP) da sub-bacia do rio Peixe totalizaram fragmentos sendo que as classes de Cerrado Denso e Mata Ciliar se destacam por apresentarem a maior densidade de fragmentos por hectare. Mas observa-se que mesmo com uma maior densidade de fragmentos, estas classes apresentam 55,97% e 58,43% de seus fragmentos superiores a 100 hectares, que segundo ao PROBIO, é uma área mínima para a conservação dos animais de topo da cadeia alimentar que consequentemente mantém um equilíbrio de diversidade e densidade de diversos tipos de habitats. Observa-se que a sub-bacia do Claro acompanha a situação do rio Peixe (Figura 3), o total de fragmento na sub-bacia do Claro foi fragmentos, e que as classes de Cerrado Denso e Mata Ciliar também se destacaram com as maiores densidades de fragmentos por hectare. Mas ressalta que diferente da sub-bacia do rio do Peixe, os fragmentos de Cerrado Denso e Mata Ciliar apresentaram 54,39 % e 54,58 % de seus fragmentos nos intervalos de 10 a 50 ha, o que representa uma ameaça à conservação destas fitofisionomias.

8 NP Claro Peixe Figura 3 Número de Fragmentos (NP), nas sub-bacias. Acompanhando a mesma tendência das outras análises, ás áreas de Cerrado com as maiores quantidades de área central (TCA) e porcentagem de área central (CPLAND) na sub-bacia do rio do Peixe foi o Cerrado Denso 11,2% seguido por Mata Ciliar com 7,8% da área central, na sub-bacia do rio Claro mantém a situação, com o Cerrado Denso apresentando 7,4% seguido pela Mata Ciliar com 6,4% da área central (Figura 4). Isso confirma que mesmo com o avanço da pastagem na região, estas áreas apresentaram uma parcial proteção a sua vegetação nuclear. O que se torna muito importante para a sua conservação, pois quanto maior sua área central menor o efeito de borda, menor o risco de especiação. 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0,000 CPLAND (%) Claro Peixe Figura 4 Porcentagem das áreas centrais (CPLAND), nas sub-bacias.

9 Em relação à conectividade dos fragmentos, quantificada pela métrica (COHESION), podemos afirmar que no de 2000 tanto a sub-bacia do Peixe quanto à sub-bacia do rio Claro, apresentaram uma conectividade física, o que é excelente para a conservação destes remanescentes e também para a biota da região (Figura 5). 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 COHESION (%) Claro Peixe Figura 5 Conectividade física dos fragmentos (COHESION), nas sub-bacias. Os resultados obtidos mostraram que as sub-bacias Claro e Peixe, tinham como atividade predominante a pecuária seguido pela agricultura, mas ressalta-se que mesmo com esse uso antrópico, as sub-bacias, apresentavam-se de acordo com a legislação que reje os estados localizados no bioma Cerrado que obriga ter 20% da área na forma de remanescentes. As sub-bacias neste período se apresentaram com 30% da área com remanescentes o que indica um resultado satisfatório. Podemos observar também que os fragmentos de Cerrado apresentavam conectividade física, fator importante para conservação. CONCLUSÕES O uso integrado das ferramentas básicas do geoprocessamento (Sensoriamento Remoto e SIG) mostrou-se eficiente para esse tipo de trabalho, produzindo informações úteis em formato de indicadores geoespaciais e alfanuméricos para a melhor compreensão do processo de fragmentação na área e no período estudado. Em síntese as análises permitiram observar que a dinâmica de uso das subbacias são similares e que devido ao potêncial econômico da região baseado na

10 agropecuária os fragmentos de Cerrado necessitam de mecanismos de planejamento e fiscalização para conservação, manutenção e recuperação do Cerrado nas sub-bacias Claro e Peixe. REFERÊNCIAS BORLAUG, N.E. 2002, Feeding a World of 10 billion people: the miracle ahead. In: R. Bailey (ed). Global Warming and other eco-myths.competitive Enterprise Institute, Roseville, EUA. CUNHA, H.L.da; FERREIRA, A.A. & BRANDÃO, D. 2007, Composição e fragmentação do Cerrado em Goiás usando Sistema de Informação Geográfica (SIG). Boletim Goiano de Geografia (IESA),Goiânia-GO. EITEN, G. 1977,Delimitação do conceito de Cerrado. Arquivos do Jardim Botânico, Rio de Janeiro. FARIA, K. M.S de. 2006, Caracterização dos Remanescentes de Cerrado e suas relações com o Uso e Ocupação das Terras da Alta Bacia do Rio Araguaia Dissertação (Mestrado em Geografia) - Instituto de Estudos Sócio Ambientais, Universidade Federal de Goiás, Goiânia. KÖEPPEN, W. 1948, Climatologia: con un estudio de los climas de la tierra. Fondo de Cultura Econômica, México. INPE. 2003, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Imagens de satélite LANDSAT TM+, agosto. LACERDA FILHO, J.V.de. 1999, Programa Levantamentos Geológicos Básicos do Brasil. Geologia e Recursos Minerais do Estado de Goiás e Distrito Federal. 1: Goiânia: CPRM,(Conv.CPRM/METAGO S.A./UNB). Machado, R.B., M.B.; Ramos Neto, P.G.P.; Pereira, E.F.; Caldas, D.A.; Gonçalves, N.S.; Santos, K.Tabor e M. Steininger.2004, Estimativas de perda da área do Cerrado brasileiro. Conservação Internacional, Brasil.

11 McGARIGAL, K. & MARKS, B.J. 1995, Fragstats: Spatial pattern analysis program for quantifying landscape structure. Forest Service General Technical Report PNW. Portland, OR USA, U.S. METZGER, J.P. 2001, O que é Ecologia de Paisagens?Biota Neotropica: Acessado em28/10/2008: RIBEIRO, J.F., S.M. SANO e J.A. DA SILVA Chave preliminar de identificação dos tipos fisionômicos da vegetação do Cerrado. pp In: Anais do XXXII Congresso Nacional de Botânica. Sociedade Botânica do Brasil, Teresina, Brasil. Santana, N.M.P. de et al. 2007, Chuvas, Erosividade, Uso do solo e suas relações com focos erosivos lineares na Alta Bacia do Rio Araguaia. Natureza,Goiânia, Brasil. Sociedade e SALOMÃO, F. X. de T. (1999) Controle e prevenção dos processos erosivos. Cap. 7. In: GUERRA, A. J. T. et al. (Orgs.) Erosão e conservação dos solos: conceitos, temas e aplicações. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil. VOLOTÃO, C.F. de SÁ.1998, Trabalho de análise espacial: Métricas do Fragstats. INPE; São José dos Campos SP.