Degradação de áreas ribeirinhas utilizando a análise por NDVI em um munícipio da zona da mata de Pernambuco

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1 Degradação de áreas ribeirinhas utilizando a análise por NDVI em um munícipio da zona da mata de Pernambuco Alcione Santana da Silva¹ Luciana Mayla de Aquino França¹ Estudantes de Graduação em Geografia Universidade Federal de Pernambuco UFPE/DCG, Av. Prof. Moraes Rego, 1235 Cidade Universitária, Cep: , Recife/PE-Brasil. alcione.geografia@gmail.com; lucianamayla@hotmail.com; Resumo Com as contribuições de algumas técnicas de monitoramento por satélite vem contribuindo diretamente na evolução dos estudos e melhor caracterização do ambiente. Este estudo tem como objetivo principal avaliar a degradação que ocorre no município da Vitória de Santo Antão-PE, através do NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Para isso foram utilizadas imagens do satélite Landsat5 referentes aos anos de 1989 e 2007 durante a estação de alta pluviosidade e calculado o NDVI através do software ERDAS Imagine 9.1, sendo bastante utilizado na avaliação das mudanças anuais da vegetação, bem como a evolução de áreas urbanas e degradadas. Também foi realizado um mapa de altimetria utilizando uma imagem SRTM avaliando-se os valores altimétricos e um mapa com tipos de solos, ambos utilizando o software livre QGis1.8, para correlacionar a altitude com os tipos de solos e como isso tendeu a avançar o estado de degradação. Os resultados indicam que entre os anos estudados obteve crescimento da área urbana e uma queda na vegetação densa, estando os solos em áreas ribeirinhas degradados pelas habitações. Palavras-chave: área urbana, altimetria, solos. 1. Introdução As ações antrópicas são umas das causas da poluição e degradação do meio ambiente. É provável que a degradação do Rio Tapacurá tivesse e continua tendo 1

2 influência significativa das ações antrópicas. O crescimento desordenado de habitações realiza nas margens do rio uma degradação absurda. No, caso do Rio Tapacurá, tem se observado que umas das causas dos impactos ambientais na área é o despejo de resíduos sólidos. O espaço atual do município da Vitória de Santo Antão, especialmente as margens do Rio Tapacurá obtém aglomerações devido à falta de planejamento urbano adequado nos anos de maior dinâmica populacional um fato histórico e econômico. Para compreender toda a dinâmica que está envolvida nas margens do rio, se faz necessário o conhecimento prévio dos tipos de solo e suas características e funções no ambiente. O solo contribui, num sistema complexo e interativo, são através dos espaços vazios dos solos os poros que a água fica armazenadas fazendo que o solo se torne um grande reservatório de água, e para regularizar a quantidade e qualidade da água, nomeadamente através da sua capacidade de transformação, filtro e tampão. O uso do sensoriamento remoto e do geoprocessamento vem se mostrando eficaz para avaliar o estado de degradação ambiental de determinadas áreas associadas ao crescimento urbano. Através das técnicas do monitoramento por satélite, foram desenvolvidos vários índices, dentre eles há o NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), com valores oscilando entre -1 e 1,é bastante utilizando para monitorar o comportamento da vegetação e a evolução das áreas urbanas. Neste estudo, pretende-se estabelecer as principais causas da degradação do Rio Tapacurá em Vitória de Santo Antão, e qual a influência dos solos neste processo. 4. Metodologia de trabalho 4.1 Caracterização e localização da área O município da Vitória de Santo Antão está localizado na Mesorregião da Zona da Mata Pernambucana, distante cerca de 50 km da capital. Situa-se entre 08 07' 35" de latitude sul e 35 18' 27" de longitude oeste de acordo com o sistema de coordenadas geográficas. Segundo a classificação climática de Köppen, o clima do município é As com chuvas de outono-inverno bastante rigorosas especialmente entre os meses de maio e julho com aproximadamente 1309,9 mm de precipitação média anual, o clima é do tipo Tropical Chuvoso com o verão seco. O relevo da Vitória de Santo Antão faz parte da 2

3 unidade das Encostas Oriental do Planalto da Borborema que é formada por áreas que têm sofrido retrabalhamento interno, com o relevo bastante dissecado e vales profundos, com solos pobres e vegetação de floresta hipoxerófila, predominantemente do tipo Floresta Subperenifólia. O município está inserido nos domínios das Bacias Hidrográficas do Rio Capibaribe e Grupo Litorâneo 2 (GL2), seus principais tributários são os rios: Capibaribe, Tapacurá, Tamatá-Mirim, Joboatão, Cueira de Suassuna e Ipojuca, e estando o Rio Tapacurá na Bacia do Capibaribe. Os principais cursos d água no município têm regime de escoamento perenizado e o padrão de drenagem é dendrítico. Existe uma diversidade de classes de solo nesta unidade geoambiental. Próximo às margens do rio estão distribuídos os Argissolos Vermelho (PV) e os Argissolos Amarelo (PA), caracterizados pelo incremento no teor de argila no horizonte B, sendo pouco a medianamente profundos e bem drenados e sua principal limitação é a baixa fertilidade natural (Araújo et al., 2008). Os Gleissolos (G) estão presentes nos fundos dos vales estreitos, em grande extensão do Rio Tapacurá. É solos com alto teor de matéria orgânica, de média a alta fertilidade, mas tem limitações para uso agrícola por ficar encharcada a maior parte do ano (Araújo et al., 2008). Os Planossolos (PL) são mal drenados, com muita argila, baixa permeabilidade, sendo um lençol freático suspenso de existência temporária, esses são os solos que mais influência na área em estudo. 4.2 Aquisição dos dados e processamento das imagens Foram utilizadas imagens de satélite da órbita e ponto 214/66, com passagem nos dias 10 de Julho de 1989 e 29 de Agosto de 2007 do mapeador temático (TM) do satélite Landsat5 adquiridas gratuitamente através do catálogo de imagens do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). As imagens foram escolhidas por conter pouca ou nenhuma nuvem. Também foram utilizados dados fornecidos pelo Zoneamento Agroecológico de Pernambuco (ZAPE) e dados de solo adquiridos no site da EMBRAPA SOLOS, além de uma imagem SRTM intitulada SC-25-V-A adquirida na página da EMBRAPA MONITORAMENTO POR SATÉLITE. Para poder obter as informações das ocupações desordenadas nas margens do rio, utilizou-se a classificação conceitual de BORSATO e FILHO (2004), consideram que dependendo do grau ou da intensidade das modificações no meio natural, os desequilíbrios são inevitáveis. 3

4 Para a confecção dos mapas de solo e altimetrico, foi utilizado o software Quantum GIS 1.8 que proporciona ambiente SIG, a caracterização da área em estudo por meio de informações digitais especializadas. Para o mapa de NDVI, foram utilizados os softwares Erdas Imagine 9.1 para o empilhamento das bandas espectrais, a calibração radiométrica, a reflectância e o NDVI e o ArcGis 9.3 para a divisão das classes de vegetação e solo exposto/área urbana. Ambos os softwares são licenciados pelo Laboratório de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento, do Departamento de Ciências Geográficas da UFPE. 4.3 Calibração radiométrica A calibração radiométrica é obtida pela intensidade do fluxo radiante por unidade de ângulo sólido e seu conceito pode ser comparado ao conceito de brilho, ou seja, um objeto é considerado mais brilhante quanto maior for sua radiância medida. (Oliveira, Oliveira, Galvíncio, 2009). A radiância ou calibração radiométrica é obtida pela seguinte equação proposta por Markham e Baker (1987). Onde a e b são as radiâncias espectrais mínima e máxima, ND é a intensidade do pixel (entre 0 e 255) e i corresponde as bandas (1 a 7) do satélite Landsat Reflectância A reflectância de cada banda é definida como sendo a razão entre o fluxo de radiação solar refletido pela superfície e o fluxo de radiação solar global incidente (Allen et al., 2002). A reflectância é obtida pela equação: Onde é a radiância espectral de cada banda, é a irradiância solar espectral de cada banda no topo da atmosfera, Z é o ângulo zenital solar e é o quadrado da razão entre as distâncias média Terra-Sol e a distância Terra-Sol em dado dia do ano. 4.5 NDVI O NDVI (Normalized Difference Vegetagion Index), segundo Jansen (2009), é importante porque sua aplicação permite observar as variações sazonais e interanuais da vegetação, contribuindo para o seu monitoramento. O NDVI pode ser obtido através da seguinte fórmula. Onde, é a reflectância no infravermelho próximo (banda 4) e o é a reflectância no vermelho (banda 3). Através da imagem de NDVI foi realizada uma classificação multiespectral supervisionada, que classificou a região em áreas com vegetação, solo 4

5 exposto e corpos hídricos (CHAGAS, GALVÍNCIO E PIMENTEL, 2010). As áreas com vegetação foram classificadas seguindo a metodologia de Lourenço e Landim (2004). 5.Resultados e discussões O solo presente na área urbana tem contato com o lençol freático. Apresenta teor de argila, pouca profundidade, encharcados com pouco desenvolvimento e muito rasos ou rasos, que atribui altos riscos de inundação em períodos de chuvas nas épocas de intensa pluviosidade, que influência diretamente na dinâmica hidrológica do rio e principalmente nos períodos de grandes índices pluviométricos. É importante ressaltar que a área urbana está construída em Argissolos Vermelhos (PV), com grande quantidade de argila, e Gleissolos (G) com poros permanentemente encharcados, sendo exatamente a área de percurso do rio que passa pela cidade, destacando essa área como imprópria à ocupação habitacional. Figura (1). Figura 1: Classes dos solos na cidade vitoriense em Zona da Mata Centro, Pernambuco. Fonte: ZAPE IBGE Pela formação estrutural do solo orgânico e encharcado que contribui positivamente na vegetação do tipo. É um município com vegetação úmida e a agricultura está bem estruturada que depende de irrigação das águas do Rio Tapacurá e de um solo com alta fertilidade como o Argissolo Vermelho e Argissolo Amarelo, que estão presente em Natuba, principal polo de plantação de hortaliças irrigadas da região. 5

6 Com relação a altimetria da região, podemos fazer as seguintes análises: o açude do Tapacurá está há 89 m de altitude. No caso da malha urbana e parte do rio que fica dentro do município localiza-se entre aproximadamente 117 à 145m de altitude, em um local classificado como mares de morros. A imagem de camada raster de banda única (cor cinza) foram configuradas no QGis 1.8 onde a cor varia de verde (muito baixo) á rosa-cinza (muito alto), como pode ser visto na Figura (2). Figura 2: Classificação altimétrica do município da Vitória de Santo Antão, zona da mata centro, Pernambuco. Fonte: EMBRAPA Relevo-SRTM No índice de vegetação para o município da vitória de Santo Antão nos dias 10 de julho de 1989 e 29 de Agosto de 2007 (figura 3), podemos notar que a água apresenta valores negativos e fica restrita mais a leste do município onde está presente um açude. O solo exposto/área urbana apresenta valores entre -0,003 e 0,104 e nota-se claramente que entre os anos de 1989 e 2007 há um aumento considerável nessa classe. A área urbana cresce desordenadamente e vai tomando as margens do Rio Tapacurá. A vegetação rala apresenta valores de 0,104 a 0,208 e também sofre um aumento considerável entre os anos em estudo, principalmente na região onde está localizada a área urbana. A vegetação esparsa apresenta valores entre 0,208 e 0,404 e sofre pouca alteração. A vegetação de transição apresenta valores entre 0,404 e 0,600, no ano de 2007 essa classe está espalhada por toda a área municipal e a Vegetação Densa apresenta valores maiores que 0,600 e entre os anos estudados há uma queda neste tipo 6

7 de classe, principalmente ao redor da área urbana. Associando a vegetação com os tipos de solo e a altimetria, vemos que a maior área degrada está sob os solos Podzólicos vermelhos e com cotas altimétricas entre 117 e 174 metros. Figura 3: NDVI colocar por extenso para o município da Vitória de Santo Antão, zona da mata centro, Pernambuco. 6. Conclusões Foram identificadas algumas classes para solo e 4 de vegetação, solos esses que se encontram expostos, sem proteção da cobertura vegetal. As características dos mesmos resultam como área impropria de urbanização devido ao encharcamento excessivo de água no solo do tipo Gleissolo. Durante as estiagens o solo ainda permanece encharcado e nos períodos de chuvas intensas o solo não consegue absorver as águas das chuvas ocasionando o escoamento superficial que acaba gerando as enchentes em algumas partes da cidade. Com a análise da altimetria, podemos comprovar esta teoria, pois a área urbana está presente nas áreas mais baixas da cidade. Com relação ao avanço da área urbana, podemos perceber que houve um aumento considerável em direção as margens do rio e uma imensa retirada da vegetação densa, ocasionando perda das características dos solos e a degradação do ambiente. Desse modo, fica evidente que a utilização de mapa de solo e altimetria associados ao uso e cobertura da terra são viáveis para a área em estudo por dar maior suporte ao estudo das características do ambiente. 7

8 7.Referências bibliográficas Araújo, M.S.B.; Sampaio, E.V.S.B.; Silveira, M.M.L. Estoques de fósforo em solos do semiárido de Pernambuco e da Paraíba.In: Fertilidade do solo e produção de biomassa no semiárido. Menezes, S.C.R.; Sampaio, E.V.S.B.; Salcedo, I.H. (organizadores). Recife, Editora Universitáriada UFPE, p. Chagas, M.; Galvíncio, J.; Pimentel, R.. Avaliação da Dinâmica Espectral da Vegetação de Caatinga. Revista de Geografia (Recife), América do Norte, Duarte, C. C. Análise fisiográfica da bacia hidrográfica do rio Tapacurá PE. Revista de Geografia. UFPE/DCG-NAPA, Recife, v.24 n.2 Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Disponível em: Acesso em: 20 de setembro de Jensen, J.R. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres. São José dos Campos: Parêntese, p. Lourenço, R.W.; Landim, P.M.B. Estudo da variabilidade do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada/NDVI utilizando krigagem indicativa. Holos Environment, 4:3855, Markham, B. L.; Barker, L. L. Thematic mapper bandpass solar exoatmospherical irradiances. International Journal of Remote Sensing, v.8, n.3, p , Miranda, E. E. de; (Coord.). Brasil em Relevo. Campinas: Embrapa Monitoramento por Satélite, Disponível em: < Acesso em: 30 de setembro de Projeto cadastro de fontes de abastecimento por água subterrânea- Pernambuco. Frederico Claúdio Peixinho... [et al.] Diagnóstico do município de Vitória de Santo Antão. Ministério de Minas e Energia, Secretaria de Geologia, Mineração e Transformação Mineral, Souza, S. F.; Araújo, M. S. B.; Caracterização fisiográfica da sub-bacia do rio Natuba PE. Revista Brasileira de Geografia Física, América do Norte. v.01 n.02, ZAPE digital. Zoneamento Agroecológico do Estado de Pernambuco/Fernando Barreto Rodrigues e Silva... [et al.] Recife: Embrapa Solos Unidade de execução de Pesquisa e Desenvolvimento UEP Recife; Governo do Estado de Pernambuco (Secretaria de Produção Rural e Reforma Agrária),