FORÇANTES DE MUDANÇAS NO MUNICÍPIO DE SÃO JOSÉ DO NORTE RS. RESUMO

Transcrição

1 Mostra Nacional de Iniciação Científica e Tecnológica Interdisciplinar III MICTI Fórum Nacional de Iniciação Científica no Ensino Médio e Técnico - I FONAIC-EMT Camboriú, SC, 22, 23 e 24 de abril de 2009 Universidade Federal de Santa Catarina - Colégio Agrícola de Camboriú FORÇANTES DE MUDANÇAS NO MUNICÍPIO DE SÃO JOSÉ DO NORTE RS. Carlos Magno R. Cantero 1 ; José Alberto C. Coutinho Júnior 2 ; Tatiana S. da Silva 3 RESUMO O presente trabalho visa analisar as principais mudanças ocorridas na cobertura e uso do solo no município de São José do Norte, situado na planície costeira do Rio Grande do Sul, entre os anos de 1987 e 2000, a fim de dar subsídios técnicos para o planejamento ambiental na região. O objetivo principal é quantificar e mapear tais mudanças e, a partir de seus padrões espaciais, relaciona-las às principais forçantes, ou seja, às condicionantes ambientais e de infra-estrutura que levam uma área a ser mais suscetível a modificações que outras. Para tal, foram utilizadas diversas ferramentas de geoprocessamento, principalmente os métodos de tabulação cruzada e redes neurais. As principais mudanças detectadas foram a diminuição de matas e florestas e o aumento de áreas urbanas. Mudanças relacionadas às classes banhados, ambientes aquáticos e campos associados à agricultura e pecuária refletem, basicamente, diferenças na pluviosidade no momento da obtenção das imagens base de 1987 e Não houveram mudanças significativas em florestamentos. As variáveis espaciais mais fortemente relacionadas às mudanças ocorridas foram: o número de classes de cobertura e uso do solo por área modificada, a distância das áreas modificadas às vias de acesso e o grau de umidade do solo. O mapeamento das mudanças que ocorreram entre 1987 e 2000, bem como a determinação de seus contribuintes, trazem subsídios importantes ao planejamento ambiental no município de São José do Norte e constituem um passo importante para a modelagem espacial, ramo novo da ciência, com alta aplicabilidade na gestão ambiental. Palavras-chave: planejamento ambiental, geoprocessamento, modelagem espacial, planície costeira do Rio Grande do Sul 1 Aluno do Colégio Técnico Industrial, curso de Geomática. carlosmagno.cantero@gmail.com 2 Aluno do Colégio Técnico Industrial, curso de Geomática. jcvirtual@bol.com.br 3 Professora do Colégio Técnico Industrial, curso de Geomática. doctss@furg.br

2 2 1 INTRODUÇÃO A zona costeira do sul do Brasil é caracterizada por uma vasta planície costeira gerada pelas variações do nível do mar do Pleistoceno ao Recente, o que resultou em um importante sistema de lagoas ao longo de toda a sua extensão. A Lagoa dos Patos constitui o mais expressivo desses corpos d água, compreendendo cerca de km2. Por sua importância ecológica e socioeconômica, tem sido foco de estudo por cerca de trinta anos. Entretanto, a consciência da necessidade de pesquisas integradas é relativamente recente. Os primeiros esforços nesse sentido datam da década de 80, através do Projeto Lagoa e dos trabalhos de Asmus et al. (1988 e 1989). O Projeto Lagoa foi realizado entre maio de 1987 e abril de 1988 através de um convênio entre Comissão Interministerial para os Recursos do Mar (CIRM) e a Fundação Universidade Federal do Rio Grande (FURG), e tinha como objetivo conhecer a estrutura e funcionamento do ecossistema da Lagoa dos Patos, já visando orientar a exploração racional de seus recursos. Os trabalhos de Asmus e pesquisadores associados, por sua vez, inserem de forma mais expressiva, a visão sistêmica e a preocupação com o caráter espacial dos fenômenos na pesquisa concernente à Lagoa dos Patos e áreas continentais adjacentes. Entretanto, ainda existe uma lacuna que estudos abrangentes que lidem com a estrutura e dinâmica das paisagens em suas margens em uma escala espacial e temporal adequada. Também não existe uma base de dados espacializada que possa suprir as demandas do processo de tomada de decisão nos municípios ao seu redor. O objetivo geral deste trabalho é melhor entender a estrutura e dinâmica recente das paisagens no município de São José do Norte, pertencente ao litoral médio da planície costeira do Rio Grande do Sul, às margens da Lagoa dos Patos (Figura 1).

3 3 Figura 1. Área de estudo: município de São José do Norte, litoral médio da planície costeira do Rio Grande do Sul. 2 METODOLOGIA O presente trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Geomática do Colégio Técnico Industrial, entre Outubro e Dezembro de A base de dados utilizada no presente trabalho foi construída a partir de uma série de fontes de informações espaciais que podem ser divididas nas seguintes categorias: (1) Limites políticos do município de São José do Norte, baseado nos registros digitais do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). As informações, no formato vetorial e geodificadas, em escala original de 1: ,

4 4 foram importadas para o sistema de trabalho, onde passaram por algumas correções de contorno, tendo como suporte composições coloridas das imagens Landsat, descritas a seguir. (2) Imagens classificadas de cobertura e uso do solo, referentes a 7 diferentes classes (dunas e praias, banhados, co4rpos d água, matas e florestas, campos associados à agricultura / pecuária, florestamentos e áreas urbanas), obtidas pelo trabalho de Silva (2008). (3) Imagens de sensoriamento remoto. As imagens obtidas pelos satélites Landsat foram usadas para gerar e corrigir a base de dados. Foram utilizadas 2 diferentes cenas do satélite Landsat (221_081 e 221_082), coletadas em 2 períodos (anos de 1987 e 2000). As imagens foram obtidas gratuitamente pelo Global Land Cover Facility ( e seus detalhes estão citados nas referências bibliográficas. Também foram utilizadas imagens derivadas destas, a saber, imagens de brilho, umidade e densidade vegetal e composições coloridas diversas. (4) Acessibilidade e Hidrografia, digitalizadas a partir de dados analógicos (cartas topográficas na escala original de 1:50.000), obtidas através da 1 Divisão de Levantamento do Exército. As cartas topográficas foram escanerizadas em scanner de mesa e corrigidos geometricamente (RMS em torno de 1 pixel, equivalente a 10 metros). Os rios e canais e o sistema rodoviário foram digitalizados em tela. Os limites políticos dos municípios, obtidos no formato digital e geocodificados, passaram somente por algumas correções de seu contorno, como nas margens nos rios/lagoas e outras feições geográficas que os determinaram, com base em composições coloridas das imagens Landsat geometricamente corrigidas. Depois de digitalizados, todos os dados foram rasterizados, mantendo-se os mesmos parâmetros geométricos utilizados para as imagens de satélite (resolução espacial, sistema de projeção e retângulo envolvente), a fim de permitir a sobreposição de todas as camadas de informação geradas. As imagens Landsat foram reamostradas a 30m, utilizando o método do vizinho mais próximo de 1 ordem. Foi utilizado como material de referência geográfica cartas topográficas do exército em escala de 1: Cada cena foi georreferenciada separadamente para o formato UTM com cerca de pontos de

5 5 correspondência para cada uma, selecionados com base nas bandas 3 e 5. A acuracidade do registro geométrico (erro RMS) foi de 0,5 (~ 15m) ambas as cenas. Desvios geométricos entre bandas foram desprezados (registro band-to-band). Com base nos mapas de cobertura e uso do solo nos dois períodos analisados, as principais mudanças ocorridas entre 1987 e 2000 foram detectadas, através de procedimentos de tabulação cruzada. Algumas das mudanças detectadas correspondem, na verdade, a interferências dos diferentes níveis de precipitação no momento de obtenção das imagens e, em alguns casos, aos erros inerentes ao método de mapeamento. Entretanto, embora os dados quantitativos não sejam uma medida altamente exata, evidenciam uma tendência e permitem o mapeamento de onde essas mudanças ocorreram. Além de fornecer um quadro geral sobre as mudanças ocorridas em termos numéricos e espaciais, as mudanças no uso e cobertura do solo foram usadas para testar o poder explanatório de algumas variáveis espaciais para as mudanças ocorridas. A detecção e o mapeamento das mudanças ocorridas bem como a determinação do poder explanatório das variáveis espaciais para tais mudanças foram realizadas através do módulo Land Change Modeler, do software Idrisi Andes. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 MUDANÇAS OCORRIDAS ENTRE OS ANOS DE 1987 a Considerando as mudanças líquidas ocorridas entre 1987 e 2000 (Figura 2), a classe mais modificada foi áreas urbanas, com um aumento de cerca de ha, equivalente a aproximadamente 10 % da área do município de São José do Norte. O aumento detectado em dunas e praias provavelmente é resultado de confusão espectrais com a classe áreas urbanas, o que sugere que a urbanização no período tenha sido ainda mais intensa. As principais perdas foram encontradas na classe matas e florestas, com redução de cerca de ha, seguida da classe campos associados à agricultura e pecuária, com redução de cerca de ha. O principal contribuinte para o aumento das áreas urbanas foi a ocupação de campos

6 6 associados à agricultura e pecuária (Figura 3). Já a diminuição da classe matas e florestas teve como principal fator o desmatamento associado à agricultura e pecuária (Figura 4). A diminuição dos banhados e bmbientes aquáticos provavelmente se deu devido a diferentes níveis de umidade e alagamento no momento de obtenção das imagens que deram origem aos mapas de cobertura e uso do solo dos anos de 1987 e Figura 2. Mudanças líquidas ocorridas entre 1987 e 2000 em hectares. Valores à direita representam aumentos em área e à esquerda, diminuições. Figura 3. Contribuições às mudanças ocorridas em áreas urbanas.

7 7 Figura 4. Contribuições às mudanças ocorridas em matas e florestas. 3.2 FORÇANTES DE MUDANÇA A análise de mudanças ocorridas entre 1987 e 2000 aponta todas as modificações detectadas pela tabulação cruzadas das imagens. O que inclui mudanças de origem antrópica, mudanças causadas por processos naturais e mudanças detectadas em função de erros inerentes ao processo de mapeamento. Somente foram usadas para a determinação das forçantes de mudança aquelas relacionadas a processos antrópicos. Nesse grupo incluem-se as mudanças relacionadas ao desmatamento, urbanização e florestamento. Das diversas variáveis testadas, as que mais tiveram relação com as modificações ocorridas foram as imagens: (a) número de classes de cobertura e uso do solo por área modificada (Figura 5); (b) distância das vias de acesso (Figura 6); e (c) umidade do solo (Figura 7). Tal relação foi determinada por um teste estatístico, cuja variável que a exprime é chamada de Cramer s V, que varia de 0 a 1 de acordo com o poder explanatório de cada imagem. Os valores obtidos variaram de 0,18 a 0,54, sendo que valores acima de 0,2 são considerados úteis na modelagem de um processo de mudança.

8 8 Figura 5. Número de classes de cobertura e uso do solo por área modificada entre 1987 e 2000 em São José do Norte. Figura 6. Distância aos acessos em São José do Norte.

9 9 Figura 7. Umidade do solo em São José do Norte. 4 CONCLUSÃO A análise das mudanças na cobertura e uso do solo mostra que houveram modificações significativas no mosaico ambiental de São José do Norte. Áreas vitais sob o ponto de vista ambiental, representadas principalmente pelas matas, que sofreram uma redução de cerca de há. Além disso, manchas propagadoras de diversos impactos ambientais, representadas pelas áreas urbanas, foram aquelas que mais cresceram no período, com um aumento equivalente a 10% do território do município. Tais informações, juntamente com a análise de forçantes, que consiste no primeiro passo da construção de modelos preditivos, esclarecem questões a cerca da dinâmica espacial do município, trazendo importante subsídio técnico para a gestão e planejamento ambiental em São José do Norte. REFERÊNCIAS ASMUS, H.E., ASMUS, M.L., TAGLIANI, P.R.A O estuário da Lagoa dos Patos: um problema de planejamento ambiental. III Encontro de Gerenciamento Costeiro. Anais. Fortaleza ASMUS, H.E., GARRETA-HARKOT, P.F., TAGLIANI, P.R.A Geologia ambiental da região estuarina da Lagoa dos Patos, Brasil. Anais do VII Congresso Latino-Americano de Geologia. Belém. 1: NASA Landsat Program Cena Landsat ETM+ 221_081 ortorretificada. US Geological Survey. Sioux Falls. 24/02/2000. NASA Landsat Program Cena Landsat ETM+ 221_082 ortorretificada. US Geological Survey. Sioux Falls. 12/11/2002. SILVA, T.S. Planejamento ambiental nas margens da Lagoa dos Patos, planície costeira do Rio Grande do Sul. (Tese de Doutorado) Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande. 105p.

10 10