Análise da Evolução da Fragmentação da Paisagem com uso de Geotecnologias na Sub-Bacia do Rio Claro, entre 1990 e 2008, Brasil Central

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1 VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Análise da Evolução da Fragmentação da Paisagem com uso de Geotecnologias na Sub-Bacia do Rio Claro, entre 1990 e 2008, Brasil Central Karla Maria Silva de Faria; Selma Simões de Castro Instituto de Estudos Sócio Ambientais/ Universidade Federal de Goiás (Brasil) karlaairam@gmail.com; selma@iesa.ufg.br Introdução A Savana Neotropical brasileira, denominada no Brasil de Cerrado, é o segundo maior bioma do país em área contínua, constituído por diferentes fitofisionomias florestais, savânicas e campestres que recobriam originalmente uma área de 204,7 milhões de hectares, correspondente a cerca de 25% do território nacional. Esse bioma foi alvo de desmatamentos intensos e indiscriminados nas últimas quatro décadas, decorrentes da implementação da Revolução Verde, que resultou numa elevada conversão das coberturas originais em usos agropecuários e numa progressiva fragmentação da cobertura original, cujas unidades remanescentes podem apresentar graus variados de conservação. Devido sua elevada taxa de conversão agropecuária de habitats, impactos associados e elevado grau de endemismo, principalmente de plantas, foi classificado como uma das 34 áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade mundial (hotspots) (Myres, et al., 2000; Mittermeier et al., 2004; Klink e Machado, 2005). Esse processo de degradação vem induzindo, portanto, à necessidade e prioridade de monitoramento deste bioma, para auxiliar no planejamento, sugestões de políticas para a conservação, preservação e desenvolvimento sustentável na sua área de abrangência, em diferentes escalas, mas principalmente nas de detalhe, adotando-se uma abordagem geoecológica que auxiliados por dados e imagens obtidas por sensores orbitais, tratados em Sistemas de Informações Geográficas (SIG), possibilitam avaliar a interação entre os diferentes elementos que compõem o mosaico da paisagem, o que permite observar as causas e conseqüências da heterogeneidade espacial ao longo de uma classe de escala espaço-temporal e ainda delimitar áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade. A bacia do rio Araguaia, situada na porção sul do Bioma Cerrado, é representativa dessas transformações sócio-econômicas e ambientais descritas, pois, apresenta altos índices de antropização, que foram iniciados principalmente com o Programa de Desenvolvimento do Cerrado (POLOCENTRO a 1979), e substituído pelo 1

2 Tema 3 Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais Programa de Cooperação Nipo-Brasileira de Desenvolvimento do Cerrado (PRODECER - (1979 a 2002), que tinham como principal meta a incorporação rápida das terras ao sistema produtivo primário, voltado para a exportação. Esta incorporação foi realizada através de sucessivos desmatamentos da cobertura vegetal original (Castro et al., 2004) Faria e Castro (2007) ao analisarem o uso do solo e a evolução do total de remanescentes e de suas diversas fitofisionomias, na Alta Bacia do rio Araguaia, no ano de 2003, constataram que o processo de fragmentação do Cerrado não foi homogêneo entre as sub-bacias que compõem a área, indicando que a sub-bacia do rio Claro, situada na porção leste apresentava maiores índices de degradação e elevados índices de antropização (75,5% ocupados por áreas antrópicas e 23,8% ocupados por vegetação remanescente). Cabacinha e Castro (2008) constataram, também no setor sul da Alta Bacia, notável conversão das taxas de vegetação original em favor de usos para pastagens e agricultura, mas que os fragmentos remanescentes, mesmo sob forte ameaça ainda são passíveis de recuperação, devido ao seu grau de conservação e a proximidade com o Parque Nacional das Emas. Em função disso, Castro, et al., (2004), propuseram a criação de mini-corredores de recomposição ambiental. A análise da paisagem, no entanto, deve reconhecer as mudanças através do tempo, posto que a paisagem observada corresponde, em um dado momento, a um estágio no qual os processos dinâmicos estão ocorrendo, não sendo óbvio o destino dos elementos da paisagem. Portanto, qualquer estudo quantitativo das dimensões corológicas da paisagem requer que o tempo ou as mudanças temporais sejam considerados para compreender o relacionamento dos padrões aos processos naturais e antropogênicos que os originaram ou para fins de prognóstico ambiental (Soares Filho, 1998). Como a maioria das paisagens é influenciada por ações antrópicas, o mosaico de paisagens resultante é uma mistura de elementos naturais e antrópicos, que variam em tamanho, forma e arranjo, o que possibilita a aplicação dos índices descritores da paisagem ou métricas da paisagem na análise da estrutura da paisagem (Turner, 1990; Felizola, 2004). O objetivo deste trabalho foi, então, o de analisar os padrões da evolução da fragmentação da paisagem na sub-bacia do Rio Claro, entre os anos de 1990 e de 2008, em nível de detalhe, para compreender a dinâmica de transformação da paisagem na área. 2

3 VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Área de Estudo A sub-bacia do rio Claro está localizada na porção leste da Alta Bacia do rio Araguaia, em território goiano, entre as coordenadas geográficas 17º00-17º30 S e 50º00-52º00 W, drenando uma área de ,18 km 2 (Figura1). Sua área abrange parcial ou totalmente 24 municípios, dentre os quais alguns bastante conhecidos como Goiás, Iporá, Montes Claros de Goiás, Paraúna e São Luís dos Montes Belos, que apresentam, conforme os censos agrícolas elevada produtividade agropecuária. O relevo dissecado e aplainado dominando as classes de declividade entre 0 a 12%, a variação litológica constituída, sobretudo de rochas do embasamento cristalino antigo, sobre o qual se desenvolveram principalmente os Neossolos Quartzarênicos e Litólicos, Argissolos e os Latossolos, favoreceram a ocupação da área através da substituição da vegetação nativa por atividades agropecuárias. Segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), disponibilizados pela Superintendência de Estatística, Pesquisa e Informação, do Estado de Goiás (SEPIN), os municípios inseridos, total ou parcialmente na área, apresentaram em 2007, um efetivo bovino de cabeças de gado; uma produção leiteira de mil/litros de leite e, dentre os produtos agrícolas, destacaram-se a produção de arroz, cana-de-açúcar, soja, banana e milho, sendo que este último cultivo representou, no ano seguinte, de 2008, toneladas, o que configura os municípios dessa área de estudo como de elevada produtividade agrícola. 3

4 Tema 3 Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais IBGE. Figura 1 Mapa de Localização da Sub-Bacia do Rio Claro.Fonte: Cartas Topográficas do Métodos A análise do processo de fragmentação da área foi realizada com base na utilização de geotecnologias disponibilizadas em Sistema de Informações Geográficas (SIG), através do software SPRING Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas (Câmara et, al., 1996) e na análise espacial dos fragmentos remanescentes com base do software ArcGis 9, usando a extensão V-LATE (Vectorbased Landscape Analysis Tools Extension) em formato vetorial (ESRI, 2006). Os mapeamentos de uso e cobertura vegetal foram realizados através de tratamento, análise e interpretação das imagens de satélite Landsat 5 TM, com resolução espacial de 30m, 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), obtidas no meses de agosto de 1990 e agosto de 2008 e adquirida junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, tratadas para composição nas bandas 5/4/3 (RGB), combinando técnicas visuais e digitais de sensoriamento remoto e geoprocessamento, seguidas de validação em campo. 4

5 VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Conforme Sano et al., (2008), as imagens de satélite Landsat apresentam-se como produtos favoráveis para estudos da cobertura de uso do solo, pois apresentam resolução espacial e temporal favorável aos mapeamentos e ainda são disponibilizadas gratuitamente pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE e ainda pela Universidade de Maryland/USA. A interpretação da imagem em escala de 1/ e os trabalhos de campo realizados em novembro/2008 e abril/2009, permitiram a identificação das fisionomias do Bioma Cerrado presentes na área, adotando-se a nomenclatura proposta por Ribeiro e Walter (1998): Cerrado Rupestre, Cerrado Denso, Cerrado Ralo, Campo Limpo Úmido, Mata Seca e Mata Ciliar (sendo que nesta classe foram associadas todas as fisionomias associadas aos córregos e rios da sub-bacia) e das classes de uso antrópico, como Agricultura, Pastagem e Área Urbana. Foi possível identificar ainda, na imagem LANDSAT, a classe de drenagem que corresponde a áreas de lagos, reservatórios, canais de drenagem. As métricas utilizadas neste estudo foram escolhidas em função do objetivo do estudo, ou seja, uma quantificação adequada da fragmentação da paisagem. Neste estudo foram usadas as métricas de área e quantificação do número de fragmentos para analisar a dinâmica da paisagem. Resultados e Discussões Os mapeamentos de uso da terra e de remanescentes de cerrado da sub-bacia do rio Claro elaborados para os anos de 1990 e 2008 (Figura 2) indicam o predomínio das atividades agropecuárias na área e o processo de fragmentação da vegetação nativa. Verifica-se (Figura 2 e 3) que já no primeiro ano analisado (1990) que as áreas antrópicas (pastagens, agricultura e área urbana) já correspondiam a mais de 58,3% da área de estudo e que em 2008, após aumento de cerca de 17 %, já correspondiam a mais da metade da área com 75,8% da área, destacando-se o aumento das áreas agrícolas (aumento de 4,59 % de áreas agrícolas), que passaram a se concentrar na porção norte da área, onde predomina relevos planos. Trata-se, portanto, de uma bacia bastante antropizada, o que em si já pode representar forte fragmentação e influência nos remanescentes, que apresentaram no período analisado taxa de conversão de 34,3%. 5

6 Tema 3 Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais Figura 3 Gráfico comparativo de evolução do uso da terra e cobertura vegetal da subbacia do rio Claro. 6

7 VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 Figura 2 Mapas de uso da Terra e cobertura vegetal da sub-bacia do Rio Claro, nos anos de 1990 e

8 Vegetação Remanescente Tema 3 Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais Além da redução em área, e também participação em área na sub-bacia, constata que ocorreu aumento no número de fragmentos (NP), principalmente nas fitofisionomias de Mata Ciliar e Cerrado Ralo (Tabela 1). Classes de uso Campo Limpo Úmido Tabela 1 - Quantificação das métricas da Paisagem Métricas dos Fragmentos (CA)* Métricas dos Fragmentos PLAND (%)** NP*** (CA) PLAND (%)* NP** 5.270,04 1, ,67 0,9 255 Mata Ciliar ,41 33, ,07 35, Cerrado Denso ,31 36, ,84 17, Mata Ciliar Inundável 9.914,67 2, ,00 2,4 157 Cerradão ,67 2, ,16 2,2 130 Cerrado Rupestre 4.207,59 0, ,32 1,2 83 Mata Seca ,56 4, ,72 4,2 914 Cerrado Ralo ,70 18, ,58 35, Total dos remanescentes ,95 100, ,36 100, * área total da classe (medida- ha) **Em relação à área total dos remanescentes;** Número de Fragmentos (NP). As demais fitofisionomias apresentam queda em participação em área (CA e PLAND). Destaca-se a conversão durante o período analisado da classe de Cerrado Denso, que representou uma taxa de desmatamento de 19%, no entanto, como demonstra a tabela 1, não ocorreu no período analisado aumento do numero de fragmentos (NP) e sim diminuição, o que permite inferir que durante o processo de conversão houve desmatamento dos fragmentos. Ao se analisar a distribuição espacial e a evolução da fragmentação das fitofisionomias remanescentes, constata-se que houve conversão da vegetação em toda a área da bacia, inclusive em áreas naturalmente frágeis sob do domínio de solos areníticos situadas na porção sul, onde localizam-se as nascentes do rio Claro. Com exceção a fitofisionomia de Cerrado Denso e da Mata Ciliar/Galeria, as demais são encontradas em áreas restritas, correspondendo geralmente a alguma particularidade do meio físico (afloramento rochoso, declividade acentuada, tipo de solo), que, ainda impede a incorporação da vegetação remanescente as atividades antrópicas. Os dados analisados na forma de métricas e as observações em campo levaram a supor a existência de um nível elevado de risco ambiental, determinado pelo baixo 8

9 VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física Universidade de Coimbra, Maio de 2010 suporte à biodiversidade que se observa nas características físicas dos fragmentos existentes, que são constantemente afetados pelas atividades antrópicas. No entanto, ainda se faz é necessário uma análise geoestatísica das métricas estruturais para melhor espacialização da dinâmica da paisagem, assim como identificação dos aspectos legais dos remanescentes presentes na bacia, para a proposição de áreas para restauração ambiental. São necessários no entanto, estudos mais detalhados sobre o processo de fragmentação da área e testes com outras metodologías e software para análise espacial. Referências Bibliográficas Barbalho, M.G.S Impactos Ambientais nas bacias dos rios dos Bois e Claro afluentes do rio Araguaia Goiás Relatório de Qualificação. Doutorado em Ciências Ambientais (CIAMB), Universidade Federal de Goiás, Goiânia. BRASIL. 1970/1980/1996. Anuários Estatísticos do Brasil. 1970/1980/1996. IBGE- Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Rio de Janeiro: IBGE. Disponível em: <http// Cabacinha, C. D.; Castro, S. S Relationships between floristic diversity and vegetation indices, forest structure and landscape metrics of fragments in Brazilian Cerrado. Forest Ecology and Management, v. 257: Câmara, G.; Souza, R.C.M.; Freitas, V.;Garrido, J. SPRING: Integrating remote sensing and GIS by object oriented data modeling. IN: Computers e Graphics. Vol.20:3. pg Castro, S.S. et al. Condicionantes geológicos, geomorfológicos, pedológicos e de uso e manejo dos solos na circulação hídrica e processos de voçorocamento na alta bacia do Rio Araguia (GO/MT). In: Couto, E.G.; Bueno, J.F. (Orgs). Os (dês) caminhos do uso na agricultura brasileira. Cuiabá: UFMT, SBCS, ESRI (Environmental Systems Research Institute) Arc GIS. The Geographic Information System for Everyone. 9

10 Tema 3 Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais Faria, K. M. S. & Castro, S. S Uso da terra e sua relação com os remanescentes de cerrado na alta bacia do rio Araguaia (GO, MT e MS). Geografia (Rio Claro) 32, Felizola, E. R Avaliação de Fragmentação de Áreas Naturais de Cerrado para a Proposição de um Corredor Ecológico no Distrito Federal. Dissertação de Mestrado Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia. Departamento de Engenharia Florestal. Franco, S.M O grande vale do oeste: Transformações da Bacia do ARAGUAIA em Goiás Dissertação (Mestrado em Geografia) - Instituto de Estudos Sócio Ambientais, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, Klink, C. A.; Machado, R.B. Conservation of the Brazilian Cerrado. Conservation Biology. v. 19, Mittermeier et al Hotspots Revisited. Cemex, México. Myres, N.; Mittermeyer, R.A.;Mittermeyer,C.G.;Fonseca, G.A.;Kent, J. Biodiversity hotspots for conservation priorites. Nature. 403, Ribeiro, J. F.; Walter, B., T Fitofisionomias do bioma Cerrado. IN: Sano, S.M; Almeida, S.P. Cerrado:ambiente e flora. Planaltina: EMBRAPA - CPAC. 2, Sano, E.; Rosa, R.; Brito, J.L.S.; Ferreira, L.G Mapeamento Semidetalhado do uso da terra do Bioma Cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira. v. 43, n.1,p Soares Filho, B. S Análise da Paisagem: fragmentação e Mudança. Belo Horizonte: Departamento de Cartografia, Centro de Sensoriamento remot. Instituto de Geociências. UFMG, 88p. Superintendência de Estatística, Pesquisa e Informação, do Estado de Goiás (SEPIN). Anuário Estatístico de Goiás, Disponível em: <http// Turner, M. G. Spatial and temporal analysis of landscape patterns Landscape Ecology, v. 4 (2), p