Avaliação do uso da terra e cobertura vegetal natural da bacia hidrográfica do rio Turvo e rio dos Bois - Goiás/ Brasil

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1 Avaliação do uso da terra e cobertura vegetal natural da bacia hidrográfica do rio Turvo e rio dos Bois - Goiás/ Brasil Mirna Karla Amorim da Silva 1 Roberto Rosa 2 1 Universidade Federal de Uberlândia UFU Av. João Naves de Ávila, Uberlândia/MG - Brasil mirna_karla@yahoo.com.br 2 Universidade Federal de Uberlândia UFU Av. João Naves de Ávila, Uberlândia/MG - Brasil rrosa@ufu.br Abstract. Important biomes areas potentially threatened require the management of their resources and the geotechnologies (Remote Sensing, GIS, PDI, etc.) are important tools for this purpose. Therefore, this research aims to evaluate the land use and natural vegetation of the river basin of Turvo and Bois rivers Goiás state/brazil. The mapping of land use was accomplished using the methodology of automatic segmentation (Idrisi Taiga), associated with visual interpretation and classification (ArcGis 9.2) mosaic with color compositions (4R5G3B) of satellite images TM/Landsat-5 (August/2010) that cover the basin area (Envi 4.3). The classes identified were: natural vegetation cover, reforestation, sugar cane, irrigated crops (pivot), annual crops, pasture, urban area and water body. This mapping was validated by Kappa s statistics method. The research results allowed us to observe that the predominant use classes in this area are: annual crops (48%), natural vegetation cover (25.7%) and pasture (16.6%). In the whole, it was possible to verify that 25.7% of the studied area are still covered by native vegetation while 74% have suffered some kind of anthropic influence. The geotechnologies used in the research were satisfactory for the mapping and evaluation of the environmental conditions of the studied area in order to preserve the natural resources that have not been degraded by human action. Palavras-chave: remote sensing, environmental management, geotechnologies. thematic mapping, sensoriamento remoto. gestão ambiental, geotecnologias, mapeamento temático 1. Introdução O Cerrado apresenta uma das diversidades mais ricas dentro da vegetação savânica no mundo. É grande a responsabilidade em manter e conservar tamanha biodiversidade, visto que a intensidade de exploração dos recursos físicos e biológicos desta área não pode ultrapassar os limites de sua capacidade. Para conservar tamanha biodiversidade de recursos são necessárias ações eficientes no sentido de promover o uso adequado do território e o aproveitamento racional dos recursos naturais existentes (LIMA et al., 1998). No entanto, como esclarece Guerra (1980), antes de se pensar em planejar a utilização dos recursos naturais, faz-se necessário o conhecimento prévio dos mesmos, ou seja, suas características qualitativas e quantitativas. Neste sentido, Miranda (2005), Rocha (2000), Novo (2008), Moreira (2011), entre outros estudiosos do tema, ressaltam que as geotecnologias existentes, como o Sensoriamento Remoto, Sistemas de Informação Geográfica (SIG), Processamento Digital de Imagens (PDI), entre outras, possibilitam este conhecimento necessário, como ferramentas fundamentais para a aquisição e manipulação de informações espaciais, auxiliando o levantamento, monitoramento e mapeamento dos recursos naturais existentes. A Bacia Hidrográfica do rio Paranaíba (BHRP) é a segunda maior bacia da região hidrográfica do Paraná ( km 2 ). Sua bacia de captação abrange parte dos Estados de Goiás (63.4%), Minas Gerais (31.7%), Mato Grosso do Sul (3.5%) e Distrito Federal (1.4%), com um total de 91% de sua área recobertos pelo bioma Cerrado (CBHRP, 2012). Devido a sua tamanha extensão territorial e importância ecológica, a mesma foi subdividida para 7594

2 melhor gerenciamento dos seus recursos. O Comitê da Bacia Hidrográfica do Rio Paranaíba, baseado na metodologia de ottobacias (proposto pelo engenheiro Otto Pfafstetter e aprovada pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos - CNRH), utilizou as subdivisões relacionadas ao nível 4 de ottocodificação para a divisão desta bacia em 8 sub-bacias: Rio Turvo e Rio dos Bois, Rio Meia Ponte, Rio Aporé, Sudoeste Goiano, Sudeste Goiano, Baixo Paranaíba, Alto Paranaíba e Rio Araguari. A área de estudo desta pesquisa compreende uma das sub-bacias do rio Paranaíba, a Bacia Hidrográfica dos rios Turvo e dos Bois (BHRTB), com uma área de drenagem de km 2, pertencente ao Estado de Goiás. A BHRTB é considerada uma região hidrográfica de grande importância para o Estado em termos populacionais, econômicos e ambientais. Sua localização geográfica é definida pelo intervalo das coordenadas geográficas de 16º8' e 18º41' de latitude sul e 49º20' e 51º48' de longitude a oeste de Greenwich, conforme Mapa 1, a seguir. Mapa 1. Localização geográfica da área de estudo O Rio dos Bois nasce no município de Americano do Brasil (Serra de Congumé) e deságua no reservatório da UHE de São Simão, na margem direita do Rio Paranaíba. Destacam-se na bacia os Rios Turvo e Verde ou Verdão ambos pela margem direita do Rio dos Bois, entre outros rios que compõem a bacia a exemplo do Rio São Tomaz, Rio Ponte de Pedra, Rio Monte Alegre, Rio Verdinho e Ribeirão Pindaíba, etc. O regime hidro-climático da bacia é caracterizado como tropical, com precipitação em torno de 1260mm/ano. A variabilidade espacial e temporal das condições climáticas é bastante irregular, com as temperaturas médias oscilando entre 20 a 22.7ºC, com uma média anual de 21.2ºC. Os meses de outubro a abril são os meses com altos índices pluviométricos ou período chuvoso (80.1 a 243.5mm). Nos meses de maio a setembro ocorre a estação seca, marcado por baixos indicies pluviométricos (6.5 a 46.4mm) (ALLERCE, 2010). 7595

3 A BHRTB está compartimentada em três áreas geológica e geomorfologicamente distintas: A primeira área envolve a sub-bacia do rio dos Bois a montante do rio Turvo, incluindo o rio Turvo, onde predominam rochas do embasamento cristalino, solo relativamente espesso e argiloso, grosso modo, com terreno ondulado e impermeável. A segunda área envolve a sub-bacia do rio Verde, a montante da foz do rio Ponte de Pedra e as sub-bacias dos seus afluentes, Monte Alegre e Verdinho, onde predominam as chapadas em rochas sedimentares permeáveis e porosas, formando bons aqüíferos subterrâneos, intercaladas com rochas basálticas no fundo dos vales. Por último, a terceira área, a jusante das duas acima citadas, no rio dos Bois e no rio Verde, em terreno plano suave, sobre rocha basáltica impermeável e argissolos (ALLERCE, 2010). A área de estudo se encontra coberta, como já mencionado, em sua maior parte pelo Bioma Cerrado, com a presença de diversas tipologias vegetais diferenciadas. No entanto, o Cerrado não se apresenta homogêneo ao longo de sua distribuição latitudinal, mas como formação dominante com inclusões de outras formações campestres e florestais. A economia local é bastante diversificada, abrangendo áreas utilizadas para a agropecuária (bovinos, suínos, galináceos, grandes regiões de monocultura como a cana-deaçúcar, soja, milho, etc.), atividades industriais (unidades de beneficiamento de bens minerais, de produtos alimentícios, beneficiamento de minerais não-metálicos, madeira e mobiliário, papel e papelão). Sem deixar de mencionar a participação da energia hidráulica nas UHE s da região (ANA, 2012). Diante de grande importância ambiental e econômica na região, a BHRTB requer, para preservação dos seus recursos, que a gestão e utilização destes recursos sejam feitas de forma a garantir sua sobrevivência como sistema e habitat natural de diversas espécies. Neste sentido, reconhecendo a contribuição da metodologia de estudo dos elementos naturais em bacias hidrográficas, esta pesquisa apresenta como objetivo geral a avaliação do uso da terra e cobertura vegetal natural da BHRTB com vistas à quantificação/qualificação dos elementos naturais e antrópicos da bacia para o monitoramento e gestão dos seus recursos. 2. Materiais e métodos Após a definição do tema e área de estudo desta pesquisa, a realização da mesma foi possível a partir da utilização dos seguintes materiais: Dados vetoriais: hidrografia, malha viária, limite das BHRTB, etc. (IBGE, 2012); Dados matriciais: imagens do satélite TM/Landsat-5, de Agosto/2010 (INPE, 2012); Softwares: ArcGis 9.2, Envi 4.3, Idrisi Taiga; Referencial bibliográfico pertinente ao tema da pesquisa: livros, artigos, páginas eletrônicas, etc. Adquiridos e/ou consultados os materiais necessários, a pesquisa foi realizada seguindo as etapas sucintamente descritas, a seguir. Inicialmente foi consultado um referencial bibliográfico referente ao tema e metodologia da pesquisa, assim como foram consultados órgãos institucionais e outras pesquisas acadêmicas relacionados ao objeto desta pesquisa. Os dados espaciais (vetoriais e matriciais) foram adquiridos via download gratuito por instituições como o IBGE (dados vetoriais) e INPE (dados matriciais) e foram processados/analisados com o auxílio dos softwares ArcGis 9.2, Envi 4.3 e Idrisi Taiga. Com a utilização dos dados vetoriais (limite da bacia, malha viária, rede de drenagem, etc.) e das ferramentas do ArcGis 9.2 foi elaborada a base cartográfica da área de estudo. Com as imagens de satélite e o auxílio do Envi 4.3 foi realizada a correção geométrica das cenas 7596

4 que recobrem a área da bacia (órbitas/ pontos: 222/71, 223/72, 222/72 e 222/73) e, logo após, elaborado um mosaico com as composições coloridas (4R5G3B) de cada cena. Esse mosaico foi realizado com o intuito de ampliar o contraste da imagem e aumentar o poder de discriminação dos alvos presentes na imagem. Tomando-se a base cartográfica e o recorte do mosaico da imagem de satélite a partir do limite da bacia em estudo, foi elaborado e analisado o mapeamento do uso da terra e cobertura vegetal para a avaliação da ocupação natural e antrópica da área de estudo, com o intuito de quantificar/qualificar e analisar as classes de uso da terra presentes nesta bacia. A delimitação dos polígonos de uso da terra e cobertura vegetal na área de estudo foi feita a partir da ferramenta de segmentação automática do software Idrisi Taiga. A partir do arquivo gerado por esta segmentação, foram realizados os ajustes necessários para a união e/ou exclusão de polígonos e a classificação dos mesmos a partir da interpretação visual, com o auxílio do ArcGis 9.2, conforme a chave de fotointerpretação mostrada no Quadro 1, a seguir. Quadro 1. Chave de fotointerpretação das imagens TM/Landsat-5, para elaboração do mapa de uso da terra e cobertura vegetal natural da BHRTB Classes de uso Elementos de Interpretação Exemplo na composição colorida RGB/453 Cobertura vegetal natural Cor: Variada Textura: Média/Rugosa Forma: Irregular Tamanho: Pequeno Reflorestamento Cor: Vermelho escuro Textura: Média Forma: Geométrica Tamanho: Grande Cana-de-açúcar Cor: Variada Textura: Média Forma: Geométrica Tamanho: Grande Cultura irrigada (Pivô) Cor: Variada Textura: Lisa Forma: Geométrica Tamanho: Pequeno Cultura anual Cor: Variada Textura: Lisa Forma: Geométrica Tamanho: Grande Pastagem Cor: Verde claro Textura: Média/Rugosa Forma: Variada Tamanho: Grande Área Urbana Cor: Variada Textura: Rugosa Forma: Irregular Tamanho: Pequeno Corpo d água Cor: Preta Textura: Lisa Forma: Irregular Tamanho: Médio 7597

5 Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE A fotointerpretação da imagem permitiu verificar que as classes mapeadas dentro da área de estudo foram: cobertura vegetal natural, reflorestamento, cana-de-açúcar, cultura irrigada (pivô), cultura anual, pastagem, área urbana e corpo d água. Após a fase de fotointerpretação foi realizada a validação das classes mapeadas com a utilização das imagens de alta resolução espacial do Google Earth e/ou trabalhos de campo e do método de estatística Kappa. Essa etapa foi realizada a partir da análise de uma amostra composta de 103 pontos escolhidos de forma estratificada e aleatória sobre o mapa elaborado. Os resultados deste estudo estão descritos e discutidos na parte final da pesquisa a partir de mapas, tabelas, gráficos e o texto final do artigo. 3. Resultados A bacia hidrográfica em estudo é uma das bacias do Estado de Goiás mais povoadas, com maior grau de intensidade de atividades econômicas, e, por conseguinte, maiores impactos ao seu ambiente e recursos naturais. O mapa de uso da terra e cobertura vegetal elaborado com apoio das imagens TM/Landsat-5, foi validado a partir da verificação de 103 pontos amostrais (amostragem estratificada e aleatória), onde foi possível verificar que, dos 103 pontos selecionados pela amostragem, 85 pontos foram mapeados corretamente, resultando em um coeficiente de concordância Kappa = 0.74, considerado, de acordo com Landis e Koch (1977), como muito bom. O mapeamento do uso da terra e cobertura vegetal natural da BHRTB permite verificar que esta área apresenta grande ocupação por atividades de uso antrópico e que os cuidados com a cobertura vegetal nativa ainda remanescente devem ser reforçados com vias a preservar não somente a vegetação, como as águas e os solos presentes na região. Neste sentido, o mapeamento do uso da terra e cobertura vegetal natural da BHRTB permite verificar a distribuição das diferentes classes existentes na área de estudo, conforme Mapa 2, Tabela 1 e Gráfico 1, a seguir. Mapa 2. Uso da terra e cobertura vegetal natural da área de estudo 7598

6 Tabela 1 e Gráfico 1. Distribuição das classes de uso da terra e cobertura vegetal natural na BHRTB (km 2 e %) Uso da terra e cobertura vegetal natural Cobertura vegetal Área (km 2 ) natural Reflorestamento 27.4 Cana-de-açúcar Cultura Irrigada (Pivô) Cultura anual Pastagem Área urbana Corpo d água Total Org.: Silva, M.K.A./ 2012 Classes de uso Cobertura vegetal natural 25.7 Reflorestamento 0.1 Cana-de-açúcar 8.0 Cultura Irrigada (Pivô) 0.9 Cultura anual 48.0 Pastagem 16.6 Área urbana Corpo d água Área (%) De acordo com o Mapa 2, Tabela 1 e Gráfico 1, pode-se verificar que a magnitude da atividade agrícola é intensa na região. Mais da metade da área da bacia em estudo (56.9%) é ocupada por algum tipo de cultura (cana-de-açúcar, soja, milho, sorgo, arroz, algodão, etc.). O município de Rio Verde (município com relevante destaque produtivo na área de estudo) tem destaque para a produção de grãos, sendo considerado o maior produtor de grãos e maior arrecadador de impostos sobre produtos agrícolas do Estado de Goiás (GOIÁS, 2012). Esse ramo de atividade quando não manejado corretamente acarreta grandes prejuízos para o meio ambiente, desde a retirada indiscriminada da cobertura vegetal nativa, a ocupação de áreas de preservação permanente, a contaminação do solo e recursos hídricos por meio do uso de produtos químicos, processos erosivos, compactação do solo, assoreamento de cursos d água e lagos, etc. A grande concentração de áreas de cultura irrigada por pivô central na BHRTB (0.9% da área da bacia, ou seja, 549 unidades de pivô central mapeadas) também desperta cuidados, especialmente em áreas com crescente necessidade de utilização da água. Os principais usos dos recursos hídricos na bacia são para abastecimento público e para fins agrícolas, com destaque para as culturas irrigadas por pivôs centrais. A gestão dos recursos hídricos na região deve ser rigorosa, visto que alguns municípios da bacia, como Rio Verde e Acreúna, são acometidos por conflitos de uso da água e a demanda cada vez mais crescente por esse recurso vital e finito (GOIÁS, 2012). No que se refere à pecuária, a bacia se encontra ocupada por pastagem em 16.5% de sua área total. O município de Rio Verde também é destaque na região nesse ramo de atividade econômica, sendo considerado referência na participação do rebanho nacional, e ainda considerado um dos maiores produtores de leite do Estado de Goiás. Esse ramo de atividade suprime a cobertura vegetal natural com vistas à destinação de áreas extensas para as criações, reduzindo assim a biodiversidade, ocasionando a compactação do solo pelo pisoteio dos animais, aumento de erosões no solo, entre outros. A área de reflorestamento na BHRTB é insignificante, com um total de 0.1% da área da bacia. No entanto, essa atividade não deixa de ter como fator degradante ao meio ambiente a prática da retirada da cobertura vegetal nativa na região. As aglomerações urbanas também são responsáveis por inúmeras atividades nos setores industrial, de comércio e de serviços, que podem ser potencialmente prejudiciais ao meio ambiente. A exemplo do município de Rio Verde (6º município mais populoso do Estado de 7599

7 Goiás) o crescimento populacional desordenado pode favorecer o surgimento de diversos problemas ambientais. Na BHRTB o percentual de ocupação urbana ocupa 0.4% de sua área total. Junto ao desenvolvimento das cidades surge o crescente ramo das atividades produtivas que, na região, são destacadas pelas atividades agroindustriais, como já mencionado. Estas atividades trazem desenvolvimento, emprego e renda para a região, mas de outro lado, demandam que sejam tomados sérios cuidados para que a expressiva produtividade da região não se converta em agressões ao meio ambiente e aos recursos naturais ali presentes. Por fim, verifica-se na BHRTB, que apenas uma parcela de 25.7% da área da bacia ainda se encontra recoberta por cobertura vegetal natural (floresta, cerrado, campos, mata de galeria, veredas, entre outras) e que esta requer cuidados e conservação em toda a sua extensão. Os remanescentes da cobertura nativa do Cerrado se encontram, em sua maioria, fragmentados, exceto em áreas de reserva natural e onde as condições de relevo dificultam a utilização desta área para fins produtivos. Deve-se dar atenção especial às áreas de preservação permanente. De forma geral, a avaliação do uso da terra da BHRTB nos permite verificar que 74% da área total da bacia já se encontram recobertas por algum tipo de atividade antrópica, com destaque para as atividades agropecuárias. E apenas 25.7% da área da bacia ainda se encontram recobertos por cobertura vegetal natural. Os valores correspondentes a essa análise podem ser melhor visualizados conforme Tabela 2 e Gráfico 2, a seguir. Tabela 2 e Gráfico 2. Distribuição das classes de uso da terra e cobertura vegetal na BHRTB (km 2 e %) Uso da terra e cobertura vegetal natural Área (km 2 ) Antrópico Natural Água Total Org.: Silva, M. K. A. /2012 Uso da terra Antrópico Natural Água Área (%) 74.0 Ao consideramos que se trata de uma bacia inserida dentro de um bioma rico em biodiversidade deve-se pensar em planos e ações que promovam o desenvolvimento da região sem, no entanto, degradar e devastar a cobertura vegetal nativa remanescente. Atividades como a utilização de plantio direto na agricultura, projetos de recolhimento de embalagens de defensivos e agrotóxicos, tratamento adequado e reaproveitamento/reciclagem de resíduos animais e vegetais, planejamento de expansão urbano-territorial, entre outras, devem ser práticas comuns para o desenvolvimento sustentável e preservação dos recursos naturais existentes nesta bacia e nas demais existentes. 4. Conclusões O conhecimento e avaliação da distribuição das classes de uso da terra e cobertura vegetal natural são fundamentais para a compreensão dos padrões de organização do espaço e planejamento de políticas de uso da terra não somente para o desenvolvimento da região, mas principalmente para a utilização racional dos recursos naturais ali existentes. A avaliação do uso da terra e cobertura vegetal natural na BHRTB nos permitiu verificar que o uso da terra nessa bacia tem apontado para a utilização acentuada de atividades agrícolas (56.9%) enquanto nas outras sub-bacias da Bacia Hidrográfica do Rio Paranaíba e ainda do Estado de Goiás, a classe de uso da terra que predomina é a classe de pastagens. 7600

8 Constata-se assim, que os remanescentes da cobertura vegetal nativa (25.7%), cada vez mais, cedem lugar especialmente a pastagens e áreas agrícolas (73.5%), além de áreas de expansão urbana, etc. A cobertura vegetal nativa que ainda é preservada na região corresponde, especialmente, às áreas de preservação permanente, reservas florestais, unidades de conservação, entre outras, que legalmente devem ser resguardadas como patrimônio natural. As geotecnologias utilizadas nessa pesquisa (Sensoriamento Remoto, SIG, PDI, etc.) nos possibilitaram detectar, de forma satisfatória, as informações (qualitativa e quantitativamente) relevantes para o gerenciamento e uso racional dos recursos presentes na bacia hidrográfica estudada. Assim, verifica-se a necessidade de um monitoramento contínuo dos recursos naturais presentes nas bacias hidrográficas para a sua adequada gestão e essencial preservação. Agradecimentos A Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e ao Instituto de Geografia (IG) pela formação e espaço físico oferecidos. Ao Professor e Orientador Roberto Rosa por todo o apoio e ensinamentos. E a FAPEMIG pela bolsa de doutorado e auxílio concedidos. Referências ALLERCE SOLUÇÕES AMBIENTAIS. Estudo de Impacto Ambiental da PCH Verde. Volume II, Tomo IV, Análise Integrada, ANA. Agência Nacional de Águas. Ministério do Meio ambiente. Disponível em: < Acesso em CBHRP Comitê da bacia hidrográfica do rio Paranaíba. Disponível em: < Acesso em GOIÁS. Estatísticas básicas trimestrais. Ano XIII 1º Trimestre de Goiânia: Secretaria de Gestão e Planejamento do Estado de Goiás, p. GUERRA, A. T. Recursos naturais do Brasil. 3 ed. /Rio de Janeiro: IBGE, p. IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Mapeamento topográfico. Disponível em: < Acesso em INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Catálogo de imagens. Disponível em: < Acesso em LANDIS, J. R., KOCH, G. G. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics, 33(1), , Mar.,1977. Disponível em: << Acesso em LIMA, S. C.; ROSA, R.; BACCARO, C. A. D.; GUIMARÃES, R. M.; CHAGAS, I. Avaliação dos Cerrados de Minas Gerais e indicação de áreas potenciais para a preservação. In: Sociedade & Natureza, Uberlândia, 10 (19): 5 44, Janeiro/Junho, MIRANDA, J. I. Fundamentos de Sistemas de Informações Geográficas/ Miranda, José Iguelmar. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica, p. MOREIRA, M. A. Fundamentos do Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação. 4ª edição. Viçosa: Ed. da UFV, p. NOVO, E. M. L. M. Sensoriamento Remoto: princípios e aplicações. 4ª edição. São Paulo, Ed. Edgard Blücher Ltda, p. ROCHA, C. H. B. Geoprocessamento: tecnologia transdisciplinar/ Cezar Henrique Barra Rocha. Juiz de Fora, MG: Ed. do Autor, p. 7601