USO DE SENSORIAMENTO REMOTO NA IDENTIFICAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DE ALTERAÇÕES NA COBERTURA VEGETAL EM SÃO JOSÉ DOS AUSENTES, CAMPOS DE CIMA DA SERRA-RS.

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1 USO DE SENSORIAMENTO REMOTO NA IDENTIFICAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DE ALTERAÇÕES NA COBERTURA VEGETAL EM SÃO JOSÉ DOS AUSENTES, CAMPOS DE CIMA DA SERRA-RS. Jussara Alves Pinheiro Sommer 1 ; Dejanira Luderitz Saldanha 2 Diego Skieresz de Oliveira 3 1Geógrafa, Profa. Adjunta do Curso de geografia, ULBRA, Canoas-RS, japsommer@sinos.net 2Geóloga, Profa. Dra. Depto. Geodésia -Instituto de Geociências, UFRGS-RS, dejanira.saldanha@ufrgs.br 3Geólogo, Mestrando Instituto de Geociências, UFRGS-RS, dgosz1@gmail.com RESUMO: O uso de sensoriamento remoto e processamento digital de imagens do LANDSAT5/TM dos anos de 1995 e 2009 foram utilizadas para investigar as alterações na cobertura vegetal e os novos usos do solo no município de São José dos Ausentes, região dos Campos de Cima Serra-RS. Foram geradas imagens NDVI dos anos de 1995 e 2009 para identificar a alteração temporal da vegetação. Com o triplete de imagens NDVI2009 (R); NDVI (G) e TM2009/b3(B) foi gerada uma imagemmudança. A associação de cores na imagem-mudança permitiu uma resposta visual rápida na identificação e localização de áreas onde ocorreram mudanças que foram definidas em subtrativas, aditivas ou não-mudança na cobertura vegetal, permitindo inferir novos usos do solo. A análise visual da imagem-mudança permitiu a seleção de alvos para verificação a campo. A análise das imagens e os trabalhos de campo revelaram que a vegetação de campos nativos foi a mais alterada no período investigado com a sua conversão para atividades agrícolas e áreas de florestamento exótico de Pinus s.p.. PALAVRAS-CHAVE: florestamento, campos, uso do solo INTRODUÇÃO: As formações vegetais, originais, encontradas nos Campos de Cima da Serra são: i)estepe Gramíneo-lenhosa (campos); ii)floresta Ombrófila Mista (Floresta com Araucária); iii) Floresta Estacional Decidual; iv) Floresta Estacional Semidecidual (IBGE 2004). A formação campestre definida por estepe gramíneo-lenhosa recobre o relevo ondulado e forma um mosaico com a Floresta Ombrófila Mista com Araucária (BEHLING et al., 2009). Os campos naturais são a formação vegetal mais antiga desta região e, em grande parte, relictos de um clima mais seco resultante da última glaciação e das condições climáticas quentes e secas do Holoceno superior (BEHLING et al., 2009; BEHLING, H. et al, 2007; RAMBO, 1956). A flora campestre se caracteriza pela grande diversidade florística e por muitos endemismos com a ocorrência espécies megatérmicas de ciclo estival e microtérmicas de ciclo hibernal (BOLDRINI, 2009a). Este trabalho apresenta a investigação sobre as mudanças na cobertura vegetal e usos do solo no município de São José dos Ausentes na região dos Campos de Cima da Serra, nordeste do RS, que partir dos anos de 1990 apresenta expansão agrícola em detrimento da pecuária bovina de corte (PINHEIRO-SOMMER, 2013), com significativo impacto aos ecossistemas dos Campos de Cima da Serra (PINHEIRO- SOMMER; SALDANHA, 2012; CARVALHO et al., 2008,). O município se localiza entre as coordenadas geográficas W S e W e S com extensão territorial de 1.173,947km 2, limita-se a norte e leste com o estado de Santa Catarina, ao sul com o município de Cambará do Sul, a sudoeste com o município de Jaquirana e a oeste com o município de Bom Jesus (Figura 1). O objetivo geral foi identificar e qualificar as alterações na cobertura vegetal original e os novos usos do solo utilizando imagens do LANDSAT5/TM do período de 1995 a

2 Figura 1 Localização de São José dos Ausentes e municípios limítrofes nos Campos de Cima da Serra-RS. MATERIAL E MÉTODOS: Foram selecionadas duas imagens LANDSAT5/ TM com datas de aquisição em 05/07/1995 e 12/08/2009, órbita 221 ponto 080. Na seleção das imagens optou-se pelo período de inverno devido às atividades agrícolas e ao comportamento fisiológico dos campos nativos, que se apresentam sob stresse hídrico gerado pelas baixas temperaturas da região, contribuindo para a diferenciação espectral da cobertura vegetal e do uso do solo. Os processamentos das imagens foram realizados no programa ENVI 4.5. A imagem TM2009 foi utilizada como base, para o georreferenciamento a partir de pontos de controle obtidos nas cartas topográficas da Diretoria de Serviços Geográficos (DSG), escala 1: de São José dos Ausentes, Silveira, Jacinto Machado. As imagens foram recortadas utilizando uma mascara, visando manter a dimensionalidade entre elas. Realizou-se o corregistro das imagens TM1995 e TM2009 com ajuste do erro médio quadrático (RMS) dos pontos de controle abaixo de 0,5 pixel (KIEL, 2008) através de uma função polinomial de primeiro grau com o método de reamostragem vizinho-mais-próximo. A técnica razão de bandas NDVI (Normalize Difference Vegetation Index) envolve a diferença e a soma entre as bandas do infravermelho próximo e do vermelho é utilizada com o propósito de detecção de mudanças no uso e na cobertura dos solos no decorrer de épocas diferentes (LIU et al. 2006; PONZONI; SHIMABUKURO, 2007). Com o objetivo de identificar alterações na cobertura vegetal ocorrida no período investigado foram geradas imagens NDVI de 1995 e A imagem TM/2009 banda 3 foi selecionada para compor o triplete da composição colorida devido ao comportamento espectral da vegetação, que absorve a REM neste comprimento de onda em oposição às imagens NDVI. A seguir gerou-se uma imagem mudança composição colorida com as imagens NDVI2009 (R), NDVI1995(G) e b3/2009(b). Este procedimento baseou-se nas respostas espectrais contrastadas das imagens NDVI de 1995 e 2009 e b3/2009 que ao serem associadas às cores vermelho, verde e azul permitiram a identificação visual de áreas que sofreram alterações na cobertura vegetal de forma automática. A análise visual da imagem-mudança permitiu a definição e seleção de alvos para investigações a campo das áreas que sofreram alterações entre as datas, a geração de um banco de dados e produção de outros produtos cartográficos com o uso de SIG. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Nas imagens NDVI 2009 (Figura 2A) e NDVI 1995 (Figura 2B) a vegetação arbórea está representada por tons de cinza com alto brilho. A distinção entre as formações 606

3 florestais com Araucária e de Pinus s.p ocorre, principalmente, pela estrutura geométrica dos cultivos arbóreos, bem como pela distribuição espacial, sobre antigas áreas de campo nativo. Na imagem NDVI de 1995 a vegetação campestre é dominante e está representada por tons de cinza com níveis de brilho de média intensidade informando a mistura espectral do solo da vegetação rasteira. Os cultivos arbóreos de Pinus s.p são identificados pelo formato geométrico e pelo alto nível de brilho, definidos alta reflexão espectral da vegetação no infravermelho próximo. Na imagem NDVI/2009 observa-se tons de cinza com baixa intensidade de brilho gerando manchas escuras que estão associados às áreas em manejo agrícola (cultivos recentes e solo exposto). Na imagem TM2009/b3 (Figura 2C), comprimento de onda do vermelho, a vegetação arbórea esta representada em tons de cinza escuro com baixo nível de brilho, indicando absorção da REM. Nesta imagem a vegetação de campos nativos, composta por gramíneas está associada aos tons de cinza com alto nível de brilho, indicando a resposta espectral do substrato. Há ocorrência de áreas geométricas em tons de cinza com nível de brilho médio as quais estão associadas aos cultivos e, espacialmente distribuídas no centro do município. As distintas respostas espectrais das coberturas vegetais das imagens selecionadas definiram sua seleção na geração de uma imagem-mudança em composição RGB, com o objetivo de identificar, em análise visual, as áreas com alterações na cobertura vegetal. Figura 2 São José dos Ausentes (A) NDVI2009; (B) NDVI 1995; (C) TM2009/b3 Na imagem-mudança TM2009/1995 (Figura 3) a cor amarelo (a) indica não mudança, devido à contribuição positiva das imagens NDVI2009 (R) e NDVI1995 (G) e contribuição negativa da b3/tm2009 (B), decorrente da absorção da REM da vegetação arbórea, ou seja, em ambas as datas há presença de vegetação arbórea. A cor vermelha (b) representa a contribuição positiva da imagem NDVI2009 (G), indicando a existência de vegetação arbórea nesta data e ausência no ano de As diferentes tonalidades de vermelho podem ser atribuídas aos distintos estágios de desenvolvimento da vegetação arbórea. A cor ciano (c) é o resultado da contribuição das imagens NDVI 1995 (G) e b3/tm2009 (B) indicando a presença de vegetação arbórea no ano de 1995 e ausência no ano de 2009, portanto, uma mudança subtrativa. A cor magenta (d) representa à mistura espectral do solo e da vegetação rasteira que nesta banda possui uma baixa reflexão, indicando a contribuição positiva da imagem b3/tm2009 em ambas as datas. A cor verde (e) indica a contribuição positiva da NDVI 1995 em relação à NDVI 2009 e b3/tm2009 que apresentam absorção da REM. Este comportamento está associado às áreas com presença de vegetação rasteira no ano de 1995 e que no ano de 2009 estão em preparo agrícola e/ou com o solo exposto. Estas conclusões foram corroboradas com os trabalhos de campo (Figura 3). 607

4 Figura 3 - Imagem-mudança composição de bandas NDVI 2009 (R), NDVI 1995 (G) e b3/tm 2009(B), com sobreposição de vetorial do limite administrativo de São José dos Ausentes. Detalhe da imagem ampliada com amostra de área e legenda. Figura 4 Campos nativos (a); Pinus sobre campo nativo (b); área agrícola -cultivo de batata (C) CONCLUSÕES: O uso de sensoriamento remoto e as técnicas e processamentos digitais realizados nas imagens LANDSAT5/TM foram satisfatórios devido i) rápido resultado visual da imagemmudança; ii) identificação das áreas com alteração na cobertura vegetal; iii) redução nos custos dos trabalhos de campo visto a extensão territorial e dificuldade de acessos. No período de 1995 a 2009 houve grande alteração na cobertura vegetal, especialmente sobre campos nativos com a expansão de cultivos agrícolas. Os principais cultivos são fruticultura de maçã e lavouras de batata. Estas últimas com impacto maior sobre os campos, pois necessitam de áreas de relevo suave a suave ondulado para o uso de equipamentos mecânicos. Os cultivos arbóreos de Pinus sp. são facilmente identificados, por diferença espectral (tons vermelhos), extensão e formas geométricas. Os trabalhos de campo revelaram a implantação de novas áreas de Pinus s.p., diretamente sobre os campos nativos e que 608

5 devido ao seu estágio de desenvolvimento não foram detectados pelo sensor. A expansão agrícola seletiva sobre os campos nativos, no período de 24 anos, está associada às estratégias de diversificação econômica dos proprietários rurais ao reduzir a atividade pecuária com arrendamento de terras para cultivos agrícolas e florestais. A mata nativa com Araucária apresentou-se menos impactada em relação à vegetação de campos, no período observado. Esta situação pode ser atribuída à legislação ambiental que restringe o corte da Araucária angustifólia, e a localização da mata em áreas de relevo forte ondulado que dificulta a utilização agrícola destas áreas. REFERÊNCIAS: BEHLING, H. et al. Late-Holocene fire history in a forest-grassland mosaic in southern Brazil: Implications for conservation. Applied Vegetation Science, n. 10, p , BEHLING, H. et al. Dinâmica dos Campos no sul do Brasil durante o quaternário tardio. In: PILLAR, V. P. et al. (Org.) Campos Sulinos: Conservação e Uso Sustentável da Biodiversidade, Brasília; MMA, 2009 p BOLDRINI, I. I (Org.) Biodiversidade dos Campos do Planalto das Araucárias. Brasília: MMA, 2009a, 240p. Série Biodiversidade, v.30. CARVALHO, A. L. et.al.; (Org.). Raízes de Cambará do Sul. Porto Alegre: EST, p. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA.Mapa da vegetação do Brasil, Disponível em: Acesso em 05 jan KIEL, R. Detecção de mudanças no uso e cobertura do solo em uma série temporal de imagens da região da Campanha no Rio Grande do Sul f. Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento). Curso de Pós-Graduação em Sensoriamento Remoto, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, LIU, W. T. H. Aplicações de Sensoriamento remoto. Campo Grande: Ed. UNIDERP, p. PINHEIRO-SOMMER, J. A; SALDANHA, D. L. Análise temporal do uso e cobertura dos solos no município de São José dos Ausentes, Rio Grande do Sul, Brasil. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 5, n.1, p Disponível em <http//: PINHEIRO-SOMMER, J.A. As mudanças na paisagem dos campos de cima da serra, RS: estratégias de diversificação econômica em São José dos ausentes f. Tese (Doutorado). Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Graduação em Geografia. Instituto de Geociências. Porto Alegre, RS PONZONI, F. J.; SHIMABUKURO, Y. E. Sensoriamento remoto no estudo da vegetação. São José dos Campos, SP: A. Silva Vieira Ed., p. RAMBO B. A fisionomia do Rio Grande do Sul, 2. ed. Porto Alegre: Editora Selbach, Brasil, p. 609