Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE

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1 Comparação temporal da rede de drenagem por classe de uso em uma área de proteção ambiental no município de Botucatu, SP Paula Oddone Souza¹ Vanessa Durante Polônio² Fábio Ávila Nossack³ Célia Regina Lopes Zimback 4 1 Bióloga. Pós-graduanda em Agronomia, Programa Irrigação e Drenagem - UNESP/Botucatu. Rua José Barbosa de Barros, 1780 CEP: , Botucatu SP, Brasil. Tel: paddones@yahoo.com.br 2 Bióloga. UNESP/Botucatu. Rua José Barbosa de Barros, 1780 CEP: , Botucatu SP, Brasil. Tel: van_polonio@hotmail.com 3 Eng. Florestal Pós-graduando em Agronomia, Programa Irrigação e Drenagem - UNESP/Botucatu. Rua José Barbosa de Barros, 1780 CEP: , Botucatu SP, Brasil. Tel: fnossack@gmail.com 4 Professor Dr a., UNESP/Botucatu. Rua José Barbosa de Barros, 1780 CEP: , Botucatu SP, Brasil. Tel: czimback@gmail.com Abstract. All Conservation Units (CU) have as main objective the protection of its natural resources. The degree of restriction to their use varies according to the type of UC. The Environmental Protection Areas (EPA) are among the Protected Areas of Sustainable Use, and the exploitation of their natural resources is allowed since it occurs in a sustainable manner. However, the EPA Botucatu does not have a management plan to restrict the agricultural activities occurring on its territory, thereby the exploitation of that UC s resources have been occurring indiscriminately since its inception in The area analyzed in this study refers to the EPA s area inside Botucatu s territory, and the analysis consisted in evaluate the extension of the drainage network between 1977 and 2010 in the areas of continuing land use between 1985 and 2010 using Remote Sensing tools as methodology. The results from monitoring the study area s hydrography indicated a decrease of the drainage network in most classes of land use. The class Annual Culture and Perennial Culture showed the greatest decrease of water resources and Native Vegetation was the class with the highest conservation of these resources. The results point to an adaptation for appropriate agricultural management as well the preservation of Native Vegetation in APA Botucatu, once the combination of these two items is the key to preserving water resources. Palavras-chave: geoprocessamento, monitoramento ambiental, unidade de conservação, geoprocessing, environmental monitoring, conservation unit. 1. Introdução As Áreas de Proteção Ambiental (APA) têm seu surgimento com a lei federal nº de 27 de abril de 1981 (Brasil, 1981). Duas décadas depois, o Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC), datado de 18 de julho de 2000, estabelece critérios e normas para a criação, implantação e gestão das unidades de conservação. Esse texto institui que as APA pertencem à classe das Unidades de Conservação de Uso Sustentável cujo objetivo básico é compatibilizar a conservação da natureza com o uso sustentável de parcela dos seus recursos naturais (Brasil, 2000). A Área de Proteção Ambiental Corumbataí Botucatu Tejupá, criada em 8 de junho de 1983 através do Decreto Estadual n , foi dividida em três perímetros distintos, com uma área total de km² (São Paulo, 2010). A criação do perímetro Botucatu teve por objetivo conservação dos fragmentos de vegetação natural, a Cuesta Basáltica, o Aquífero Guarani, cuja zona de recarga ocupa grande 7624

2 parte da APA, e o Abrigo Sarandi, sítio arqueológico localizado na cidade de Guareí (São Paulo, 2010). Alguns dos objetivos que levaram à criação desta unidade de conservação foram: o de promover adequação das atividades econômicas considerando as características ambientais da APA, fomento de atividades de desenvolvimento sustentável, identificação de remanescentes ou áreas de interesse para recuperação e conservação da biodiversidade (São Paulo, 2009), uma vez que a substituição de ambientes naturais por agrossistemas tem se tornado cada vez mais comum. O Aquífero Guarani é o maior manancial de água doce subterrânea do mundo, ocupando uma área de 1,2 milhões km² no total, estendendo-se além do Brasil, pelo Paraguai, Uruguai e Argentina. Suas águas são de boa qualidade para o abastecimento público e representa uma importante reserva estratégica para o abastecimento da população (Zimback, 2008). Esta reserva de água subterrânea ocupa 70% da área da APA Botucatu que constitui uma das áreas de recarga desse manancial subterrâneo. (São Paulo, 2009). A atividade agrícola que ocorre nas zonas de recarga de aquíferos têm mostrado efeitos direto e indireto na composição e quantidade de recarga das águas subterrâneas, desse modo, é de extrema importância monitorar a atividade agrícola que ocorre nessas áreas. Alguns dos efeitos diretos são: dissolução e transporte de quantidades excessivas de fertilizantes e materiais associados e alterações hidrológicas devido à irrigação e drenagem (Böhlke, 2002). Para que os atributos naturais sejam de fato preservados e utilizados de forma sustentável em consonância com as atividades humanas é necessário que haja um planejamento ambiental do uso e ocupação do seu território. O SNUC prevê no artigo 27º que toda unidade de conservação deve dispor de um Plano de Manejo que deverá ser elaborado no prazo de cinco anos da data de sua criação (Brasil, 2000). O plano de manejo da APA Botucatu foi concluído em 2010, entretanto, sua aprovação ainda não foi efetivada pelo órgão responsável, portanto, a ocupação do seu território tem ocorrido de forma desorganizada desde sua criação, podendo comprometer a conservação dos recursos naturais. Desse modo, é importante monitorar as mudanças na cobertura dessa área decorrentes da ocupação, para que se possam compreender os impactos causados aos recursos naturais. As mudanças ocorridas no uso do solo estão entre as transformações mais significativas da superfície da Terra e podem ser a maior causa das mudanças ambientais globais. Diversos satélites oferecem dados com resoluções espaciais e temporais adequadas para detectar e monitorar mudanças na cobertura da Terra (Gillanders et al., 2008). O Sensoriamento Remoto permite uma visão abrangente da paisagem, tornando-o uma importante ferramenta para o monitoramento e gestão de áreas protegidas, uma vez que permite a compreensão da dinâmica da paisagem ao longo do tempo. (Kennedy et al, 2009). O objetivo deste trabalho foi analisar a variação da extensão da rede de drenagem nas áreas que permaneceram com as mesmas classes de uso no período de 1985 à 2010 na área da APA inserida no município de Botucatu 2. Material e Métodos 2.1 Descrição da Área de Estudo A área de estudo situa-se nos limites do município de Botucatu ocupado pela APA Botucatu, entre os paralelos de 22º 35' e 23º 06' de latitude Sul e entre os meridianos de 48º 12' e 48º 52' de longitude Oeste de Greenwich ou mais precisamente entre as coordenadas m; m e m; m do fuso 22 da projeção Universal Transversa de Mercator UTM. 7625

3 O clima predominante no município, classificado de acordo com o sistema de Köppen é do tipo Cwa, que se trata do clima temperado chuvoso, seco no inverno e chuvoso no verão. A vegetação é classificada como Cerrado Tropical Subcaducifólio, entretanto, atualmente há alguns vestígios na forma de pequenos maciços nas encostas íngremes de morros ou em galerias (Embrapa, 1988 apud Piroli 2002). 2.2 Material Os materiais utilizados durante a execução do projeto foram: - imagem Landsat 5, órbita ponto 220/076, de 13/10/1985, com resolução espacial de 30 metros; - mosaico de imagens Spot 5 multispectral com resolução espacial de 10 metros de 10/04/2009 a 27/06/2010; - cartas do Instituto Geográfico e Cartográfico (1: ) de 1977 correspondentes a área de estudo. - todos os procedimentos foram realizados no gvsig (Generalitat Valenciana). 2.3 Métodos A rede de drenagem presente na área de estudo antes da criação da APA foi obtida através da vetorização de cartas do Instituto Geográfico e Cartográfico (IGC) (1:10.000) de 1977 correspondentes a área de estudo, uma vez que é a data mais próxima à imagem utilizada para definir os usos (1985) do IGC. Já a rede de drenagem de 2010 foi atualizada a partir do mosaico de imagem SPOT com base na vetorização da carta de A imagem do satélite Spot 5, cedida pela Fundação Florestal, responsável pela gestão da APA Botucatu, já encontrava-se georreferenciada e devidamente composta para identificação da paisagem. Já a imagem correspondente ao ano de 1985, do satélite Landsat 5, foi georreferenciada com base em uma imagem já georreferenciada de mesma cena, obtida gratuitamente através do site O melhor conforto visual para diferenciação da ocupação da área estudada no ano de 1985 foi obtido com a composição das bandas RGB 743 que correspondem respectivamente ao infravermelho médio (2,080-2,350 цm), infravermelho próximo (0,760-0,900 цm) e vermelho (0,630-0,690 цm). Em estudo realizado por Rosa et al. (2011), a composição RGB 743 mostrou-se mais adequada para a distinção dos recursos naturais, possibilitando diferenciar com nitidez água, solo e vegetação. O mosaico de imagem SPOT foi utilizado para classificação da ocupação territorial da área em 2010, e a imagem Landsat para a classificação de A técnica empregada para identificação das feições de ambas as imagens foi realizada por meio da classificação em tela, também chamada de análise visual da imagem. Este tipo de classificação consiste em examinar uma imagem, identificar os objetos e estabelecer julgamentos sobre suas propriedades, assim, um analista irá interpretar as cores, padrões e formas a partir de uma inspeção visual da imagem (Novo, 2008). A diferença temporal entre a classificação territorial de 1985 e a rede de drenagem de 1977, de oito anos, não é relevante para este estudo, uma vez que a intensificação do uso agrícola na área analisada data da década de 1980, ocasionando pouca ou nenhuma alteração na rede de drenagem em decorrência do uso agrícola durante os oito anos citados. Após a identificação das feições, os diferentes usos do solo foram delimitados e classificados entre: Vegetação Nativa, Represas, Cultura Perene (citros, eucalipto e pinus), Cultura Anual (cana-de-açúcar e culturas de cereais) e Pastagem nas duas épocas. 7626

4 Gerados os mapas de uso e ocupação dos dois períodos, foi realizada uma sobreposição dos mesmos resultando em um terceiro mapa. Este último mapa denominado mapa de persistência das classes de uso, representa os usos que persistiram na área de estudo entre 1985 e A partir dele foram extraídas e calculadas as extensões das redes de drenagens de 1977 e 2010, que se encontravam nas classes persistentes no período analisado, gerando então o mapa Comparação Temporal da Rede de Drenagem por Classe de Uso da APA no período de 1977 e 2010 no município de Botucatu. Todos os procedimentos foram realizados em um SIG. 3. Resultados e Discussão O mapa a seguir (Figura 1) traz espacializadas as extensões das redes de drenagem de 1977 e 2010, de acordo com as classes de uso que persistiram no período de 1985 a Figura 1. Comparação Temporal da Rede de Drenagem por Classe de Uso da APA no período de 1977 e 2010 no município de Botucatu, SP. A partir do mapa representado na figura 1 é possível verificar que as classes de maior área de persistência são Pastagem e Vegetação Nativa, seguida da Cultura Perene, com 9562, 8718 e 2960 ha, respectivamente, como descrito na tabela 1. Esta última classe, também amostrada na tabela 1, obteve a maior perda, reduzindo 48% da extensão da rede de drenagem. 7627

5 Tabela 1. Tabela contendo dados de extensão da drenagem de 1977 e 2010, porcentagem da variação dessa rede e, área de persistência por classe de uso. Uso Extensão Drenagem1977 (km) Extensão Drenagem 2010 (km) Variação da Extensão da Rede de Drenagem(%) Área Persistente (ha) Cultura Anual 8,6 4,8-44, Represas 4,6 6,8 32,4 79 Pastagem , Vegetação Nativa , Cultura Perene 13,5 7-48, Total 466,7 434, Cultura Anual e Represas foram as classes que menos persistiram em área, com 1552 e 79 ha respectivamente. A extensão da rede de drenagem na classe Cultura Anual diminuiu 44% no período analisado, já a classe de Represas aumentou sua extensão em 32%. Os proprietários agrícolas passaram a represar maiores áreas, por esse motivo a variação positiva da rede de drenagem dessa área. A classe com menor variação da rede de drenagem foi a Vegetação Nativa, com 1,5% de variação. Em 1977, a rede de drenagem nessa área possuía 279 km de extensão, passando para um total de 275 em 2010 (tabela1). Logo, essa foi a classe que apresentou a menor diminuição da extensão dos recursos hídricos, indicando maior preservação dos mesmos. A vegetação possui papel fundamental na regulação dos ciclos biológicos e biogeoquímicos nas bacias hidrográficas. Interfere tanto na qualidade quanto na quantidade de água disponível no sistema. O fluxo de água e nutrientes nas relações vegetação/solo/água superficial/água subterrânea é essencial para a manutenção equilibrada dos ecossistemas naturais. A estrutura da cobertura vegetal natural altera a energia potencial, reduz a erosão e altera a química da água de superfície e a química da água subterrânea. (Tundisi; Tundisi, 2010). A substituição dessa cobertura pelos agrossistemas podem ocasionar importantes mudanças na hidrografia da área modificada. Scanlon (2010) afirmou que os agroecossistemas provocam um impacto nos recursos hídricos, pois esse recurso é muito utilizado para irrigação, além disso, há uma mudança na partição da água da superfície na terra, uma vez que a cada classe de cobertura consome uma quantidade diferente de água. As classes de uso com diminuição mais representativa da extensão da rede de drenagem na unidade de conservação estudada foram Cultura Perene e Cultura Anual. No município de Botucatu essas classes são representadas principalmente pela cultura da cana de açúcar e Reflorestamento de eucalipto, cujas áreas de plantio muitas vezes adentram a Área de Preservação Permanente, importante para preservação dos recursos hídricos. A principal consequência do impacto causado pelo uso agrícola intensivo dos recursos naturais é o assoreamento que modifica ou até mesmo deteriora a qualidade da água, desequilibra a fauna e flora existente e, provoca o decréscimo da velocidade da água, resultando na redução da disponibilidade hídrica (Vanzela,2010). Portanto, a remoção da vegetação gera efeitos diretos na quantidade e qualidade dos recursos hídricos. Sem o devido planejamento, o uso intensivo dos recursos naturais na agricultura pode ocasionar o assoreamento, modificar ou até mesmo deteriorar a qualidade da água, podendo provocar desequilíbrios na fauna e flora, causando decréscimo na velocidade da água resultando assim, na redução da disponibilidade hídrica (Vanzela et al, 2010). A ocupação desordenada da unidade de conservação estudada, assim como a falta de manejo adequado do solo nas áreas de culturas agrícolas e florestais são fatores relacionados 7628

6 com a diminuição da extensão da rede de drenagem, uma vez que as áreas que permaneceram com a vegetação nativa tiveram pouca ou nenhuma diminuição. 4. Conclusão A partir do levantamento realizado, foi observada diminuição da rede de drenagem de todas as classes de uso, com exceção da classe Represas. As classes Cultura Anual e Cultura Perene foram as classes que obtiveram maior diminuição da extensão da rede de drenagem, já a Vegetação Nativa foi a classe que se mostrou mais importante para conservação dos recursos hídricos uma vez que a diminuição da drenagem foi de menor extensão. Os resultados apontam para uma necessidade imediata do monitoramento da utilização dos recursos naturais na APA. Além disso, é necessário um manejo agrícola adequado nessa área, assim como a preservação da vegetação nativa e, nos locais necessários, a recomposição da mesma, uma vez que a combinação desses fatores é essencial para a preservação dos recursos hídricos. O geoprocessamento se mostrou uma ferramenta fundamental no monitoramento das alterações ocorridas na área de estudo. Agradecimentos Gostaria agradecer ao Instituto Florestal por ceder a imagem SPOT utilizada no trabalho, à FAPESP por financiar o projeto e ao GEPAG (Grupo de Estudos e Pesquisas Agrárias Georreferenciadas) por todo auxílio durante o desenvolvimento do trabalho. Referências Bibliográficas BÖHLKE, J. K., Groundwater recharge and agricultural contamination. Hydrogeology Journal. v. 10 p , BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Sistema Nacional de Unidades de Conservação, 6ª ed., Brasília, p. BRASIL. Lei no 6.902, DE 27 DE ABRIL DE Dispõe sobre a criação de Estações Ecológicas, Áreas de Proteção Ambiental e dá outras providências. Disponível em Acesso em 14 mar GILLANDERS, S. N; COOPS, N. C; WULDER, M. A; GERGEL, S. E; NELSON, T. Multitemporal remote sensing of landscape dnamics and pattern change: describing natural and anthropogenic trends.progress. Physical Geography, :523. KENNEDY, R. E; TOWNSEND, P. A; GROSS, J. E; COHEN, W. B; BOLSTAD, P; WANG, Y. Q; ADAMS, P. Remote sensing change detection tools for natural resource managers: Understanding concepts and tradeoffs in desing of landscape monitoring projects. Remote Sensing of Environment, n.113, p , 2009 NOVO, E. M. L. M., Métodos de Extração de Informações. In: Sensoriamento Remoto Princípios e Aplicações. São Paulo: 3ª edição, Cap 1 e 7. PIROLLI, E. L; Geoprocessamento na determinação da capacidade e avaliação do uso da terra do município de Botucatu SP. 108 p.,tese (Doutorado em Agronomia-Área de Concentração em Energia na Agricultura). Faculdade de Ciências Agronômicas. UNESP- Botucatu,

7 PIROLLI, E. L; Geoprocessamento na determinação da capacidade e avaliação do uso da terra do município de Botucatu SP. 108 p.,tese (Doutorado em Agronomia-Área de Concentração em Energia na Agricultura). Faculdade de Ciências Agronômicas. UNESP- Botucatu, 2002 ROSA, L., ALVES, M. C., SANCHES, L. Uso de composições de bandas do satélite Landsat 5 TM para caracterizar a dinâmica da variação de áreas alagadas no Pantanal mato-grossense, In Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, XV, Anais, Curitiba, Brasil, 2011, p.5292 SÃO PAULO, Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo. Disponível em: < Acesso em: 14 dez SÃO PAULO, Secretaria do Meio Ambiente. Fundação Florestal Termo de referência para elaboração de plano de manejo de área de proteção ambiental Corumbataí, Botucatu e Tejupá - perímetro Botucatu, Disponível em: < Acesso em: 15 mar SCANLON, B. R; REEDY, R. C; GATES, J. B; GOWDA, P. H. Impact of agroecosystems on groundwater resources in the Central High Plains, USA. Agriculture, Ecosystems and Environment. N. 139, p , TUNDISI, J. G.,TUNDISI, T. K., Impactos potenciais das alterações do Código Florestal nos recursos hídricos. Biota Neotrop., vol. 10, no. 4 P.67-75, Disponível em: acesso: Nov/2012 VANZELA,L. S., HERNANDEZ, F. B. T., FRANCO, R. A. M. Influência do uso e ocupação do solo nos recursos hídricosdo Córrego Três Barras, Marinópolis1. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.14, n.1, p.55 64, ZIMBACK, C.R.L. A Geologia do Município de Botucatu, In SILVA, R. B., ORSI, A. C., CHINELATO, F. C. S. Lavapés, Água e Vida: nos caminhos da educação ambiental, Ed. 1ª, Botucatu SP SABEP,