Rede Temática de Pesquisa em Modelagem Ambiental da Amazônia

Transcrição

1 Rede Temática de Pesquisa em Modelagem Ambiental da Amazônia INPA, MPEG, IDSM, LNCC, INPE, IMPA, CBPF Apresentação para MCT Maio de 2004

2 Podemos conhecer o passado. Estimativa do Desmatamento da Amazônia (INPE)

3 O que nos reserva o futuro?

4 Como Prever o Futuro? Cenários para a Amazônia em 2020 segundo Laurance et al, 2001 Cenário otimista 28% de desmatamento Cenário pessimista 42% de desmatamento Necessidade de resposta do Estado brasileiro Gerou a rede GEOMA

5 O Desafio Atual do GEOMA: GT DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE MUDANÇA NO USO DA TERRA (DESMATAMENTO) PARA DIFERENTES CENÁRIOS DE POLÍTICAS PÚBLICAS Resultados Esperados Caracterizar a dinâmica do desmatamento em bases georreferenciadas; Avaliar os impactos sócio-ambientais das políticas públicas e dos investimentos da Amazônia, comparando os cenários prospectivos de diferentes políticas públicas, como subsídio para tomada de decisão; Desenvolvimento de um projeto piloto de modelagem ambiental na região do Arco do Desmatamento; Consolidar o Projeto Geoma (Geoprocessamento e Modelagem Ambiental na Amazônia) e outros estudos prioritários sobre dinâmicas do desmatamento na Amazônia brasileira. Indicador de Resultado: Modelos apresentados a tomadores de decisão e publicados em artigos interdisciplinares e multi-institucionais.

6 Áreas de Atuação Modelos de mudanças do uso e cobertura da terra na Amazônia. Modelos da dinâmica populacional da Amazônia. Modelos de distribuição da biodiversidade na Amazônia. Modelos de ecossistemas inundáveis amazônicos. Modelos das bacias hidrográficas da região. Banco de dados socioambiental da Amazônia e modelos integrados multi-escala que incorporem diferentes dimensões da sustentabilidade na Amazônia

7 Modelos de Uso da Terra e Dinâmica de Ocupação FOCO 1: Aplicação de Modelo CLUE para toda a Amazônia. FOCO 2: Pará/Terra do Meio: combinação de modelos empíricos e de processos para projeção de cenários como apoio a políticas públicas. Foco 3: BR-163 Dinâmica Territorial e Socioambiental das Frentes de Ocupação e Áreas Consolidadas: O Caso da Região de Marabá Dinâmica Territorial e Socioambiental das Frentes de Ocupação e Áreas Consolidadas: O Caso de São Felix do Xingu e da Frente Iriri Cenários de expansão com base em diagnóstico de campo

8 Modelos de Uso da Terra: Áreas Previstas de Expansão do Desmatamento Terra do Meio South of Amazonas State Hot-spots map for Model 7: (lighter cells have regression residual < -0.4)

9 Fatores Correlacionados ao Desmatamento Sete fatores estão relacionados à variação de 83% das taxas de desmatamento na Amazônia nos últimos anos: (a) Estrutura Agrária (2 fatores): percental de área ocupada por grandes fazendas e número de pequenas propriedades. (b) Ocupação Populacional (1 fatores): densidade de população. (c) Condições do Meio Físico (2 fatores): Precipitação média e percentual de solos férteis. (d) Infraestrutura (1 fator): distância a estradas. (e) Presença do Estado (1 fator): percentagem de áreas indígenas

10 Efeito de Tenaz na Terra do Meio

11 Apropriação de Terras na Amazônia

12 Dinâmica Populacional Redistribuição Espacial da População

13 Dinâmica Populacional Redistribuição Espacial da População

14 Biodiversidade Modelos de distribuição de espécies 1. As espécies respondem a gradientes ambientais de uma forma previsível; 2. A forma da relação para uma parte da área de distribuição reflete a forma desta relação em toda a área; 3. É possível estimar a forma desta distribuição e extrapolar este resultado para toda a área de ocorrência Workshop Ferramentas para a modelagem de distribuição de espécies em ambientes tropicais 11 modelos apresentados Mais recomendado GARP (menor efeito de ausências)

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16 GEOMA COMPONENTE ÁREAS ALAGÁVEIS

17 Water-level Rio Japurá (m) Pulso de inundação 16 (Junk et al. 1989) Calendar year Fase Aquática Fase Terrestre March 1999 September 1999

18 Análises Preliminares 1 Nível da Água em Mamirauá Hidrógrafa para a RDSM no período entre segundo os valores modelados (Jardim-Lima et al. 2003): 16 Water Level (m) Days

19 Lago do Curuai Óbidos Juruti Satarem Óbidos O S Km O S Km Barbosa et al., 2002

20 Estudos hidrológicos na microbacia do Igarapé Asu

21 INSTRUMENTAÇÃO

22 Modelo Hidrológico Distribuído (SASHI) source: Rennó (2001)

23 Modelagem Climática Temas de Pesquisa Modelos de mudança global Modelos acoplados clima-bioma Impactos cruzados de mudanças climáticas, biodiversidade e desertificação Suporte ao governo brasileiro em negociações internacionais Resultados Preliminares Modelo acoplado bioma-clima prevê a existência de equilibros múltiplos bioma-clima na Amazônia.

24 Comparação Visual do CPTEC-PVM versus um Mapa Natural de Vegetação VEGETAÇAO NATURAL VEGETAÇÃO POTENTIAL SiB Biome Classification Oyama and Nobre, 2002

25 Dois estados de equilíbrio bioma-clima estáveis para a América do Sul! -- current state (a) -- second state (b) Soil Moisture Rainfall anomalies Oyama and Nobre, 2003

26 Ambiente Computacional de Modelagem: TerraLib Realidade Moore GPM GPM+Lote Geoinfo (Aguiar, 2003), Submetido GIScience (Câmara et al, 2004)

27 Bancos de Dados Gestão de Dados Compromisso do LNCC Mecanismos de Busca (metadados) Uso da infra-estrutura do LBA-DIS - Uakari (Beija-Flor Livre) Serviços Web para Modelos Projeto institucional (LNCC, INPA, IMPA, MPEG, INPE)

28 Dados do Consórcio ZEE Brasil Conteúdo 220 Planos de Informação 50 Tabelas informações sócio-econômicas Participação de todo o consórcio Informação inédita Requer consistência espacial para fazer simulação e modelagem.

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30 Visão de Longo Prazo : Modelos Integrados Modelos Ambientais Mudança Climática Modelos Hidrológicos Modelos de Vegetação Cenários Socioeconômicos Economia, Tecnologia, Demografia, Modelos LUCC Modelagem regional multiescala Modelos Vulnerabilidade Áreas Urbanas Disponibilidade Alimentos Biodiversidade

31 Auto-avaliação das Áreas de Pesquisa A área tem uma agenda científica definida? Existem projetos interinstitucionais bem-definidos? A área de abrangência dos estudos é regional ou macroregional? Qual a contribuição para um modelo integrado? Já foram produzidos resultados? Há equipes multi-institucionais estabelecidas? Há necessidade de buscar interação externa para cumprir a agenda científica? A área precisa de aportes institucionais?

32 Orçamento Anual 2004 (R$) Consumo Terceiros Pass/Dia Equip Pessoal BDado Hidro Pop Varzea Biodiv LUCC

33 Desafios do Desenvolvimento Sustentável Ao contrário de outros fatores de produção (como capital e trabalho), os recursos naturais são inflexíveis em termos de localização. A Floresta Amazônica está onde ela está; os recursos hídricos para nossas cidades não podem ser transportados. O dilema colocado pelo desenvolvimento sustentável é que não podemos mais tratar estes fatores como substituíveis, e mover pessoas e capital para novas áreas quando os recursos naturais tornam-se escassos ou exauridos: não há novas fronteiras num mundo globalizado.

34 Porque Modelagem Ambiental? Políticas Públicas na Amazônia Conflito entre as ações humanas e preservação ambiental Decisões de Governo necessitam de cenários prospectivos Exemplos de Questões O que vai acontecer se pavimentarmos a rodovia Cuiabá- Santarém? Qual é a distribuição da biodiversidade na Amazônia?

35 Desmatamento

36 Fogo...

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38 Umidade do solo no baixio, Tubos 8 e 12 Tubo 8 Tubo 12

39 Cenários para Amazônia (Laurance) Cenário otimista (exemplos) Degradação completa até 20 km de estradas (existentes e projetadas) Degradação moderada até 50 km de estradas Degradação reduzida até 100 km de estradas Cenário pessimista Degradação completa até 50 km de estradas Degradação moderada até 100 km de estradas Qual o problema com esta abordagem?

40 Cenários e Modelos Cenários requerem modelos! Modelos Descrever quantitativamente um fenômeno e predizer sua evolução, integrando suas escalas temporal e espacial Um modelo deve responder: O que muda? Quando? Onde? Porquê?

41 Modelagem e o Trabalho de Laurance The Future of the Brazilian Amazon? O que muda? Transição floresta-desmatamento é suficiente? Onde muda? Modelo é espacialmente explícito Quando muda? Modelo não possui equações de mudança Porquê muda? Modelo não indica que forças provocam a mudança

42 Porque Modelos? Papel dos Modelos (1) explicitar hipóteses (2) avaliar as consequências das diferentes opções de ação pública; (3) encorajar a produção de indicadores quantitativos que possam ser utilizados pelo governo e pela sociedade.

43 Modelos Espaciais: Princípios Básicos f ( I (t) ) f ( I (t+1) ) f ( I (t+2) ) f ( I (t n )) F F... Célula: localização Input: processo ocorre no lugar (ex. chuva) Função: entrada -> estado

44 Modelos: Uma Visão Geral O que modelar? Fatores dinâmicos de mudança do território Hipótese Agentes humanos realocação do uso de território Fatores de mudança são refletidos no uso da terra Modelos de mudança de uso e cobertura da terra LUCC ( land use and land cover change ) Ampla literatura internacional Pouco esforço de pesquisa no Brasil

45 Modelos: Uma Visão Geral Demanda Econômica Mudanças População tempo Alocação Uso Terra Produtividade Terra

46 Modelos: Uma Visão Geral Políticas Públicas Demanda Econômica Mudanças População tempo Alocação Uso Terra Produtividade Terra Atores Sociais

47 Porque Modelos? Papel dos Modelos (1) explicitar hipóteses (2) avaliar as consequências das diferentes opções de ação pública; (3) encorajar a produção de indicadores quantitativos que possam ser utilizados pelo governo e pela sociedade.

48 Uma Nova Forma de Atuação Cooperação Institucional Formação de redes temáticas Junção de competências LNCC, CBPF, IMPA: Modelagem Matemática INPE: Geoinformação, Sensoriamento Remoto, Modelos Climáticos INPA, MPEG, Mamirauá: Biodiversidade, Ciências da Natureza, Ecologia GEOMA é o único projeto cooperativo entre os institutos do MCT

49 Visão de Longo Prazo : Modelos Integrados Mudanças Climáticas: Aumento de temperatura Mudanças nos níveis de precipitação Aumento do nível do mar Variabilidade e eventos extremos Sistemas Humanos e Naturais Recursos terrestres e aquáticos Ecossistemas e biodiversidade Áreas povoadas e infra-estrutura Sistemas agrícolas Saúde humana Vulnerabilidade Adaptação Emissões e Concentrações Gases do efeito estufa e aerosóis provenientes Queima de combustíveis fósseis e mudanças de cobertura Caminhos de Desenvolvimento Sócio-econômico Mudanças demográficas Crescimento Econômico Tecnologia Políticas Públicas e Instituições