ANÁLISE DAS MÉTRICAS DE ECOLOGIA DE PAISAGEM EM FRAGMENTOS FLORESTAIS NO MUNICÍPIO DE SALGADO FILHO/PR RIBOLDI, Leonardo Coelho de Oliveira¹; RÉCIO, Larissa Vareschi²; FERREIRA, Igor José Malfetoni³; FERREIRA, José Hilário Delconte⁴; COUTO, Edivado Vitor⁵ RESUMO: A diminuição, perda e fragmentação de habitats são as principais ameaças contra a biodiversidade. A maioria dos resquícios de vegetação natural hoje encontrada em todo o mundo está fragmentada, com escassez de conectividade, complexidade, e baixa qualidade biótica e abiótica. Através do auxílio de imagens de satélite e Sistemas de Informação Geográfica é possível obter métricas e distribuição dos fragmentos ao longo de uma paisagem. O presente trabalho tem por objetivo analisar os fragmentos florestais da paisagem que compõem o município de Salgado Filho, Paraná, fazendo uso de ferramentas de geoprocessamento e métricas em ecologia de paisagem. Foram levantados e observados 3175 fragmentos florestais que totalizam 42% da área territorial do município. Apesar do resultado para o Índice de Patton ter indicado baixa complexidade entre os fragmentos, a relação perímetro e área apresenta baixa qualidade de fragmentos, sendo frágeis quanto à proteção da diversidade biológica. Palavras-chave: Fragmentação, biodiversidade, SIG, Patton. ANALYSIS OF LANDSCAPE ECOLOGY METRICS IN FOREST FRAGMENTS IN THE MUNICIPAL OF SALGADO FILHO - PR ABSTRACT: The decline, loss and fragmentation of habitats are the main threats to biodiversity. Most of the remnants of natural vegetation now found all over the world are fragmented, with scarcity of connectivity, complexity, and low biotic and abiotic quality. Through the aid of satellite images and Geographic Information Systems it is possible to obtain metrics and distribution of the fragments along a landscape. The present work aims to analyze the forest fragments of the landscape that compose the municipality of Salgado Filho, Paraná, making use of geoprocessing tools and metrics in landscape ecology. 3175 forest fragments were collected and observed, totaling 42% of the territorial area of the municipality. Although the result for the Patton Index has indicated low complexity among the fragments, the perimeter and area ratio presents low fragment quality, being fragile in terms of protection of biological diversity. Keywords: Fragmentation, Biodiversity, GIS, Patton ¹ Graduando de Engenharia Ambiental - UTFPR. E-mail: leo_riboldi@hotmail.com. ²Graduando de Engenharia Ambiental - UTFPR. E-mail: larissa.vrecio@gmail.com. ³ Professor do curso de Engenharia Ambiental - UTFPR, Mestrando em Sensoriamento Remoto (INPE). E-mail: igor_malfetoni@hotmail.com. ⁴ Professor Doutor do curso de Engenharia Ambiental - UTFPR. E-mail: jferreira@utfpr.edu.br ⁵ Professor Doutor do curso de Engenharia Ambiental - UTFPR. E-mail: edivandocouto@gmail.com Rev. GEOMAE Campo Mourão, PR v.8n.especial SIAUT p. 177-185 2017 ISSN 2178-3306
RIBOLDI, L.C. de O. et al INTRODUÇÃO A taxa com que o homem está alterando as paisagens naturais é muitas vezes maior do que a da dinâmica de perturbação natural dos ecossistemas (TABARELLI e GASCON, 2005). Esta fragmentação antrópica está ligada a perda de diversidade, de ordem física ou biológica, a qual resulta em mudanças na formação e no desempenho das comunidades animais e vegetais. Os fragmentos florestais podem ser considerados ilhas de diversidade, pois se encontram desconectados de outras formações florestais, cercados por diversos outros usos da terra presentes na paisagem (GUARIZ et al., 2011). Porém, nem sempre esses fragmentos possuem a diversidade necessária para a sua manutenção e existência. A avaliação da estrutura da paisagem através das métricas da paisagem é considerada um método eficiente que permite analisar os padrões de fragmentação, com base para análises que visam quantificar e qualificar a mesma por meio da Ecologia de Paisagem, considerando o tamanho dos fragmentos, a forma e o grau de isolamento (METZGER, 2001). O Sensoriamento Remoto entra em uso já que permite o estudo da evolução ambiental de uma região, desde o início da intensificação dos processos antrópicos. Com base na análise de imagens de satélites é um dos meios que se dispõe hoje para acelerar e reduzir custos dos mapeamentos e da detecção de mudanças geoambientais (GRIGIO, 2003). Estes levantamentos e controles da fragmentação são necessários para conter efeitos de borda, perda da biodiversidade e baixo fluxo gênico. Além disso, processos ecológicos, como dispersão de sementes e polinização, que dependem de determinados animais, serão alterados por conta da fragmentação e acarretará na perda de outras em efeito cascata. O presente trabalho tem por objetivo analisar os fragmentos florestais da paisagem que compõem o município de Salgado Filho, Paraná, fazendo uso de ferramentas de geoprocessamento e métricas em ecologia de paisagem. MATERIAL E MÉTODOS Salgado Filho localiza-se na região geográfica do sudoeste do estado do Paraná, entre as Latitudes 71 16' 92'' S e 70 97' 56'' S e Longitudes 24 52' 36'' W e 27 03' 09'' W, pertencente à microrregião de Francisco Beltrão (IPARDES, 2011). Atualmente o 178
Revista GEOMAE - v.8, n. Especial SIAUT, 2017 município possui uma área territorial de 189,315 km² (IBGE, 2016) e população estimada de 4.142 mil habitantes (IBGE, 2010), sendo a densidade demográfica de 23 hab/km² (IBGE, 2016). Com predominância do bioma Mata Atlântica (IBGE, 2016), a preservação desta área ganha maior importância. Segundo Fundação SOS Mata Atlântica, o Paraná lidera o ranking de desmatamento acumulado dos últimos 30 anos, com 456.514 ha desmatados, restando apenas 11% de floresta remanescente deste bioma no estado. As atividades econômicas com maior empregabilidade no munícipio são nas áreas industriais e de prestações de serviço. A pecuária e a criação de outros animais também tem grande significância na economia de Salgado Filho (IPARDES, 2015). A principal atividade econômica no início da colonização era a criação de suínos, portanto, faziam a derrubada da mata, a queima e plantio de milho (IBGE, 2016). A madeira era utilizada para construção de moradias, pontes e engenhos. Com a melhoria das condições de transporte, a atividade madeireira intensificou-se por volta dos anos de 1975 e 1985, chegando a funcionar mais de dez serrarias no município. Nos dias atuais é uma atividade em decadência, devido ao grande desmatamento ao longo dos anos (IBGE, 2016). Usando o programa SIG livre QGIS 2.14.4 foram elaborados em formato digital e com sistema de referência de coordenadas em datum SIRGAS 2000 zona 22 Sul, um banco de dados geográficos de Salgado Filho. Tendo limite do município fornecido pelo ITCG (Instituto de Terras, Cartografia e Geociências). A base de dados dos fragmentos florestais e da hidrografia, obtidas da Fundação SOS Mata Atlântica, foram usadas no SPRING 5.3 (CÂMARA et al.,1996) utilizando imagens do satélite BING (2014) com resolução de 0.5 a 5 metros, adquiridas no SASPlanet. A classificação desses fragmentos foi supervisionada e semi-supervisionada, utilizando o classificador Bhattacharya. Os rios foram classificados em ordem através do SPRING 5.3 (CÂMARA et al.,1996) corrigidas no SIG livre QGIS 2.3.8. O gráfico das áreas dos fragmentos florestais foi feito no Microsoft Excel 2010, utilizando os dados obtidos na Tabela de Atributos, gerada por sua vez através de operações geométricas e dados calculados pelo programa SIG livre QGIS 2.14.4. A partir de um levantamento de dados estatísticos foram feitas análises de métricas da paisagem como: área do fragmento, relação entre o perímetro e a área do fragmento, tamanho médio dos fragmentos e Índice de Patton, que utiliza área e perímetro do fragmento florestal e quantifica o efeito de borda através da análise de complexidade de forma do fragmento. Assim, quanto maior o valor do Índice de Patton, mais complexa é a forma do fragmento, o que resulta em uma alta probabilidade de 179
RIBOLDI, L.C. de O. et al ocorrer maior número de micro habitats e maior efeito de borda. O cálculo da complexidade de forma do fragmento é realizado usando a equação (1) e o gráfico do Índice de Patton foi realizado no BioEstat 5.3. Onde: C : Índice de complexidade de forma de Patton; P : perímetro do fragmento florestal; e AREA : Área do fragmento florestal. Os valores de C variam entre 1 (círculo perfeito) e infinito (formas não circulares). Os valores foram agrupados em 5 categorias, baseadas na classificação de Henao (1988), conforme Guariz et al. (2011) sendo: Redondo: C < 1.25, Oval redondo: 1.25 >C < 1.75, Retangular: 1.76 > C < 2 e Amorfo: C > 2. RESULTADOS E DISCUSSÕES Salgado Filho possui 3175 fragmentos florestais (Figura 1), em sua maioria com pequenas áreas de extensão, que totalizam uma área total de cobertura vegetal de 79.35 km², aproximadamente, 42% da área territorial do município. A partir de estudos realizados por Riberio et. al (2009), foi gerado um gráfico que apresenta a distribuição dos fragmentos florestais encontrados em classes de tamanhos, suas respectivas somas e a porcentagem do número de fragmentos de cada classe em relação ao número total dos mesmo existente no município (Figura 2). As áreas dos fragmentos tem uma média de, aproximadamente, 2,5 ha e sua mediana correspondendo a 0,12 ha. Conforme Ranta et al. (1998), a maior parte da Mata Atlântica remanescente existe em pequenos fragmentos, menores do que 100 ha. Tal dado mostra que o fragmento com valor de área máximo é um outlier, ou seja, este remanescente apresenta grande afastamento dos demais, no que se refere à área, sendo assim uma exceção. Visto tais dados e por meio da classificação de Ribeiro et. al (2009), é possível afirmar que a grande maioria dos fragmentos (99,5%) possui valores baixos de área, menores que 50ha, sendo assim considerados pequenos. Há existência de poucos fragmentos médios e grandes, tendo 0,4% destes com área entre 50 e 1000 ha, e apenas 0,0003% superior a 1000 ha. De acordo com Saunders et al. (1991), fragmentos pequenos apresentam risco de não se manterem na área, tal a intensidade do efeito borda a que estão sujeitos. 180
Revista GEOMAE - v.8, n. Especial SIAUT, 2017 Figura 1 Mapa de Cobertura Vegetal dos Fragmentos Florestais de Salgado Filho-PR. Figura 2 Somatória das Áreas dos Fragmentos Florestais De Salgado Filho-PR. A presença de três outliers tornou possível à elaboração de um mapa contendo apenas os fragmentos de maior área (Figura 3). Dado que a somatória de áreas de fragmentos florestais no município equivale a 8047,25 ha e que estes fragmentos maiores 181
RIBOLDI, L.C. de O. et al medem, respectivamente, 539,96 ha, 853,29 ha e 3459,32 ha, é possível afirmar que a área florestal dos mesmos equivale a 60%. Segundo Saunders et al. (1991), citado por Borges Rocha (2004), remanescentes de área pequena apresentam frágeis padrões de sustentabilidade ao longo do tempo, diferente de fragmentos de área grande que têm capacidade de proteger a diversidade biológica. Figura 3 Três Maiores Fragmentos Existentes No Município De Salgado Filho-PR. Para analisar a forma e tamanho de cada fragmento foi realizada a relação perímetro área, esta diretamente relacionada ao efeito de borda. Os resultados estatísticos obtidos mostraram a discrepância entre os fragmentos estudados, representando baixa qualidade entre eles, ou seja, a área de borda é muito maior do que a área de núcleo. A grande maioria dos fragmentos apresentou Índice de Complexidade de Patton inferior a 1,25, o que mostra baixa complexidade dos fragmentos em geral. Segundo Souza et al. (2008), quanto maior o valor do índice, maior a probabilidade de ocorrência de microambientes e maior a complexidade dos fragmentos; contudo, a proporção de biota será maior em relação à área do fragmento, resultando num grande efeito de borda. Pela análise do índice, aproximadamente 99,94% dos fragmentos possuem formato redondo, enquanto apenas dois fragmentos possuem formato amorfo, 182
Revista GEOMAE - v.8, n. Especial SIAUT, 2017 porém estes representam metade da cobertura vegetal do município. O fragmento de maior área apresentou elevada complexidade, segundo o Índice de Patton. A grande quantidade de corredores, ecológicos influencia positivamente na biodiversidade, tendo assim maior riqueza e abundância de espécies dentro da área. O oposto do que apresentam os demais fragmentos presentes no município, que tem grande influência de efeito de borda e baixa conectividade, possuindo assim, menor número de nichos e habitats. Foi realizado o mapa de hidrografia do município (Figura 4), no qual é perceptível a grande quantidade de cursos d'água compreendendo a distribuição dos fragmentos florestais do município, sendo a maioria deles áreas de preservação permanente. Tal levantamento é necessário para determinar a importância dos cuidados e proteção de tais fragmentos, já que seu número é proporcional ao número de coleções de águas existentes. Figura 4 Hidrografia Do Município De Salgado Filho-PR. Ao observar o Mapa de Fragmentos Florestais e o Mapa de Hidrográfica (Figuras 1 e 4) do município, nota-se que a maioria dos fragmentos está ao longo do curso dos rios, como mata ciliar, pelo fato da dinâmica fluvial dificultar a ocupação e haver 183
RIBOLDI, L.C. de O. et al contenções da legislação. Assim como afirma Silva et al. (2007), os poucos fragmentos grandes sobreviveram em locais onde o relevo é íngreme, feitas ocupação humana particularmente difícil. CONCLUSÃO A partir da análise e da interpretação dos resultados deste trabalho, é possível concluir que o município de Salgado Filho tem alto grau de fragmentação florestal com variados índices de Patton e valores de área. O fato de apenas 13 fragmentos possuírem área maior que 50ha pode refletir diretamente na perda da biodiversidade local devido aos efeitos de borda, principalmente, nas manchas florestais proporcionando maior vulnerabilidade aos fragmentos e limitando a diversidade local. Apesar do elevado grau de fragmentação, o município possui quase que metade de sua extensão territorial coberta por vegetação. Medidas que contribuiriam para o aumento e conservação da biodiversidade dos fragmentos, tendo em vista a importância do equilíbrio ecológico, seria a criação de matrizes de habitat com cobertura vegetal semelhante à vegetação encontrada nos fragmentos e mais corredores ecológicos, visando melhorar a relação perímetro área, priorizando assim fragmentos de formatos circulares. REFERÊNCIAS BORGES ROCHA, Luís Fernando et al. Inventário de fragmentos florestais nativos e propostas para seu manejo e o da paisagem. Cerne, v. 10, n. 1, 2004. CÂMARA, G.; SOUZA, R.C.M.; FREITAS, U. M.; GARRIDO, J. C. P. Spring: Integrating Remote Sensing and GIS with Object-Oriented Data Modelling. Computers and Graphics, v.15, n.6, p.13-22, 1996. FERREIRA, I.J.M.; COUTO, E.V.; COUTO, L.M.V. Landscape Ecology Analysis of Mata Atlantica's Patches From South Brazil Using Free Gis. In Semana Latinoamericana de Percepción Remota - en FIDAE, Santiago, Cl, 2016. GRIGIO, A.M. Aplicação de sensoriamento remoto e sistema de informação geográfica na determinação da vulnerabilidade natural e ambiental do Município de Guamaré (RN): simulação de risco às atividades da indústria 184
Revista GEOMAE - v.8, n. Especial SIAUT, 2017 petrolífera. 2003. GUARIZ, H.R.; CAMPANHARO, W.A.; PICOLI, M.H.S. Avaliação do Tamanho e Forma de Fragmentos Florestais por meio de Métricas de Paisagem. Apresentado no Congresso Brasileiro de Reflorestamento Ambiental 14 a 16 de setembro de 2011 SESC Centro de Turismo de Guarapari, Guarapari ES. IBGE. Cidades: Salgado Filho. IPARDES. Caderno Estatístico do Salgado Filho. Fevereiro de 2015. METZGER, J. P. O Que É Ecologia De Paisagens? Biota Neotropica, [s.l.], v. 1, n. 12, p. 1 9, 2001. RANTA et al. 1998. In: Mata Atlântica: biodiversidade, ameaças e perspectivas / editado por Carlos Galindo-Leal, Ibsen Gusão Camara; traduzido por Edma Reis Lama- São Paulo: Fundação SOS Mata Atlântica Belo Horizonte: Conservação Internacional, 2005. RIBEIRO, Milton Cezar et al. The Brazilian Atlantic Forest: How much is left, and how is the remaining forest distributed? Implications for conservation. Biological conservation, v. 142, n. 6, p. 1141-1153, 2009. SAUNDERS, Denis A.; HOBBS, Richard J.; MARGULES, Chris R. Biological consequences of ecosystem fragmentation: a review. Conservation biology, v. 5, n. 1, p. 18-32, 1991. SILVA, Fernando Rodrigues da; ROSSA-FERES, Denise de Cerqueira. The use of forest fragments by open-area anurans (Amphibia) in northwestern São Paulo State, Brazil. Biota Neotropica, v. 7, n. 2, p. 0-0, 2007. SOUZA, B.; COSTA, R. I. F.; LOUZADA, J. N. C. Influência do tamanho e da forma de fragmentos florestais na composição da taxocenose de crisopídeos (Neuroptera: Chrysopidae). Arquivos do Instituto Biológico, v. 75, n. 3, p. 351-358, 2008. TABARELLI, M; GASCON, C. Lições da pesquisa sobre fragmentação: aperfeiçoando políticas e diretrizes de manejo para a conservação da biodiversidade. Megadiversidade, v. 1, n. 1, p. 181-188, 2005. 185