Aplicações de Sensoriamento Remoto no Zoneamento da RPPN do Caju, em Itaporanga D ajuda, SE Márcia Helena Galina. (1) ; Lauro Rodrigues Nogueira (1) ; Alyne Fontes Rodrigues de Melo (2) ; Shalana Santos Carvalho (3) (1) Pesquisador, Embrapa Tabuleiros Costeiros; (2) Graduanda em Engenharia Florestal, Universidade Federal de Sergipe; (3) Graduanda em Engenharia Ambiental, Universidade Federal de Sergipe. RESUMO A Embrapa Tabuleiros Costeiros vem empregando esforços para a constituição do plano de manejo da Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) do Caju, em Itaporanga D Ajuda, SE. Trata-se de uma área componente do campo experimental, adquirido pela Embrapa em 1979, com o objetivo de fomentar a pesquisa científica sobre a cultura do coqueiro. O campo experimental conta com a área dedicada aos experimentos e outra que abriga a unidade de conservação com ecossistemas associados ao bioma Mata Atlântica. O objetivo desse estudo foi a análise da evolução do uso e ocupação do solo na área corresponde à RPPN do Caju, com o intuito de auxiliar no estabelecimento do zoneamento por meio de materiais e técnicas relacionados às geotecnologias, e assim minimizar as dificuldades de integração das inúmeras variáveis, introduzindo alternativas aos procedimentos de zoneamento ambiental. O trabalho empregou dados matriciais que corresponderam às imagens orbitais provenientes dos satélites Landsat5 (2004) e Landsat8 (2013), obtidas a partir do INPE e da USGS, respectivamente, e dados vetoriais, assim como softwares SIG e de Tratamento de Imagens. Os resultados mostraram a evolução do uso do solo, com destaque para o aumento de áreas de solo exposto/areia em substituição, principalmente, à vegetação rasteira. Palavras-chave: Sensoriamento Remoto, SIG, RPPN. INTRODUÇÃO O termo geotecnologias está associado à utilização de equipamentos específicos para coleta de dados e, sobretudo, à aplicação de técnicas matemáticas e computacionais no processamento e análise de dados espaciais, com a finalidade de gerar produtos para subsidiar decisões, no que se refere ao ordenamento territorial (JENSEN, 1986). Para Turner e Carpenter (1998) essas técnicas tornaram-se essenciais em ecologia da paisagem, porque têm a capacidade de caracterizar no espaço e no tempo, os padrões de uso e cobertura da terra, que são a base para posterior quantificação da estrutura e definição dos padrões da paisagem, extremamente importantes nos zoneamentos de Unidades de Conservação, por exemplo. - Resumo Expandido - [126] ISSN: 2318-6631
As Unidades de Conservação (UCs) da natureza são subdivididas em Unidades de Proteção Integral e Unidades de Uso Sustentável, sendo que a Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) se encaixa na segunda categoria (BRASIL, 2000). As UCs de uso sustentável têm como objetivo compatibilizar a conservação da natureza com o uso sustentável de parcela dos seus recursos naturais. O uso sustentável é entendido como a exploração do ambiente de maneira a garantir a perenidade dos recursos renováveis e dos processos ecológicos, de forma socialmente justa e economicamente viável. As RPPNs são áreas de conservação ambiental em terras privadas, reconhecidas pelo Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC) da Natureza como uma categoria de Unidade de Conservação. Por constituírem áreas privadas de proteção, criadas a partir do pedido do proprietário, as RPPNs não ensejam qualquer tipo de indenização por parte do Poder Público e desse modo, sua criação é extremamente vantajosa para o Estado, uma vez que se alcança um alto grau de proteção ambiental sem a necessidade de se usar recursos públicos. A Embrapa Tabuleiros Costeiros vem empregando esforços para a constituição da Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) do Caju em Itaporanga D Ajuda, SE (Figura 1). O Campo Experimental de Itaporanga (CEI) foi adquirido pela Embrapa em 1979 com o objetivo de fomentar a pesquisa científica sobre a cultura do coqueiro. O campo experimental possui 911 ha, sendo que 147,45 ha são destinados a experimentos de pesquisa científica e técnica. Os outros 763,37 ha foram destinados para a RPPN do Caju, compondo um segmento geoambiental típico de Baixada Litorânea como unidade de paisagem, que abriga ecossistemas associados ao bioma Mata Atlântica, como: a) Restinga: conjunto das comunidades vegetais, fisionomicamente distintas, sob influência marinha e fluvio-marinha; b) Mangue: ecossistema sujeito ao regime das marés e dominado por espécies vegetais típicas e; c) Apicum: associados aos manguezais, proporcionam uma sucessão natural desse ecossistema. O SNUC (BRASIL, 2000) determina a elaboração do Plano de Manejo e Zoneamento Ambiental para as unidades de conservação que costuma seguir as diretrizes do Roteiro Metodológico de Planejamento (GALANTE, BESERRA, MENEZES, 2002; FERREIRA, 2004). É nessa perspectiva que os objetivos desse estudo se enquadram, buscando nas geotecnologias o estudo da evolução do uso e ocupação do solo na RPPN do Caju e estratégias de investigação e de análise de dados que possam oferecer uma síntese, mais precisa e confiável aos procedimentos de zoneamento ambiental. Figura 01- Localização da RPPN do Caju do Campo Experimental Embrapa Tabuleiros Costeiros. - Resumo Expandido - [127] ISSN: 2318-6631
MATERIAL E MÉTODOS A Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) do Caju, objeto de estudo, está localizada em Itaporanga D Ajuda, SE e faz parte de um dos campos experimentais da Embrapa Tabuleiros Costeiros. O escopo do trabalho englobou o reconhecimento in situ da área e sobretudo o processamento de dados matriciais e vetoriais por meio de softwares SIG e de Tratamento de Imagens. Os dados matriciais corresponderam às imagens orbitais provenientes dos satélites Landsat5 (LANDSAT_5_TM_20040624_215_068) e Landsat8 (LC82150682013152LGN00) sendo a primeira de junho de 2004 e a segunda de junho de 2013, cena 215_68, obtidas a partir do INPE e da US Geological Survey, respectivamente (Figura 1). Os dados vetoriais, divisão política e localização da RPPN e do campo experimental da Embrapa, foram obtidos junto ao IBGE e ao Laboratório de Geotecnologias Aplicadas da Embrapa Tabuleiros Costeiros. Os softwares de processamento das imagens, tratamento, análise e preparação dos layouts foram o ENVI 5 e o ArcGis 10. Procedeu-se com a catalogação, seleção e coleta das cenas orbitais, com atenção às questões que envolvem cobertura de nuvens, estação do ano (umidade) e ruídos, houve ao menos três fases empregadas no tratamento dos dados de sensoriamento remoto: pré-processamento, classificação e pós-processamento das imagens. No pré-processamento foram elaboradas a correção geométrica (uma vez que as imagens Landsat possuem apenas a referência das efemérides do satélite), a correção atmosférica com base no algoritmo DOS - Dark Object Subtraction, além dos recortes necessários a partir da cena original, o tratamento considerou um buffer de 1Km a partir do local alvo de estudo. Foi utilizada a classificação não-supervisionada pelo método IsoData, que congrega os pixels segundo as características espectrais, organizando-os em agrupamentos, cujos parâmetros mais comuns de definição da proximidade espectral no espaço multidimensional são a média, variância e covariância. Há o fornecimento de parâmetros como o número mínimo e máximo de classes desejadas e o número de iterações. A cada iteração, recalculam-se e reclassificam-se os pixels, considerando os novos valores médios. A escolha por tal algoritmo se deu pelo fato de não se ter um total conhecimento total da área em virtude do acesso e pela necessidade da representação de todas as classes possíveis, dada a heterogeneidade do local. No pós-processamento houve a verificação da equivalência das classes, com base na imagem original e em outras de resolução mais alta, em seguida, procedeu-se com a combinação daquelas classes repetidas ou com informação similar. Novos recortes foram feitos segundo a área de estudo, assim como o processamento e a análise das mudanças identificadas. Jun 2004 Jun 2013 - Resumo Expandido - [128] ISSN: 2318-6631
LANDSAT_5_TM_20040624_215_068 LC82150682013152LGN00 Quadro 1- Imagens em composição falsa-cor (Landsat5: 4,3,2; Landsat8: 5,4,3) utilizadas no estudo, jun/2004 e jun/2013 RESULTADOS E DISCUSSÃO As classes de cobertura do solo, como indicado na Figura 02 e exemplificadas no Quadro 2, foram agrupadas em: corpos hídricos, vegetação arbórea densa, incluindo a vegetação ciliar; a vegetação arbustiva-arbórea; a vegetação rasteira e a área com solo exposto/areia, sendo que as duas últimas classes possuem indícios de provável intervenção antrópica, dada a tipologia do local identificada em imagens de melhor resolução espacial. Figura 02 Resultado da classificação: (1) imagem de jun/2004 (Landsat5) e (2) imagem de jun/2013(landsat8) Os resultados obtidos por meio do uso de geotecnologias foram sensíveis na detecção de mudanças do uso e ocupação do solo da RPPN do Caju. Pela tabela 01, nota-se que as classes que apresentaram diminuição da área de ocorrência de 2004 para 2013 foram: corpos hídricos (27,2%), vegetação arbustiva-arbórea (9,52%) e vegetação rasteira (9,52%); vale salientar que no caso da água, efeitos de maré e regime de chuva anual podem ter influência nesse resultado. Quantos às classes que apresentaram aumento na área, temos: solo exposto/areia (58,95%) e vegetação arbórea densa (2,2%). Chama a atenção o aumento de quase 60% da classe solo exposto/areia, nesse caso a classe vegetação rasteira foi a principal antecessora. Este fato parece estar relacionado a maior ocorrência de fogo na divisa da área mais ao sudeste da RPPN do Caju, que se agravou nos dois últimos anos, devido a uma forte ocorrência de estiagem associada a limpeza dos terrenos vizinhos por meio de roçagem e uso do fogo. Outra questão que vale destacar é o aumento da ocorrência de apicuns, que são terrenos formados por sedimentos arenosos margeando as áreas do ecossistema manguezal, podendo aparecer em variadas dimensões, sua provável origem está na deposição de sedimentos por ocasião da preamar. Classe Imagem tomada no campo Descrição - Resumo Expandido - [129] ISSN: 2318-6631
Corpos Hídricos Cena tomada de dentro da RPPN do Caju sentido Rio Paruí, onde se procedeu a um percurso de barco para reconhecimento da área. Arbórea Densa densa com exemplares arbóreos e ocorrência de mangue preservado. Nota-se a fauna local. Arbustiva-Arbórea arbustiva-arbórea com intervenção para abertura de caminhos. Rasteira Área com vegetação rasteira, exemplares de vegetação arbustiva e início de processo de exposição do solo. - Resumo Expandido - [130] ISSN: 2318-6631
Solo Exposto/Areia Solo exposto, neste caso um Apicum, com presença de vegetação arbustiva no fundo. Quadro 2- Imagens representando as classes de ocupação do solo identificadas. Tabela 1- Resultado (%) sobre a detecção de mudanças de acordo com as classes mapeadas Detecção de Mudanças (%) 2004 vs 2013 Corpos Hídricos Arbórea Densa Arbustiva- Arbórea Rasteira Solo Exposto/Areia Corpos Hídricos 62,80 1,45 0,70 1,84 2,20 Arbórea Densa 28,40 66,20 30,54 19,88 11,50 Arbustiva/Arbórea 1,59 9,30 31,79 22,93 8,21 Rasteira 6,15 18,12 25,18 32,02 43,24 Solo Exposto/Areia 1,00 4,90 11,80 23,29 34,86 Diferença Total entre as imagens -27,20 2,20-9,52-1,08 58,95 CONCLUSÕES Os resultados do trabalho indicaram aumento na área de solo exposto/areia, fato atribuído a ocorrência de incêndios, que será alvo de especial atenção no zoneamento da RPPN do Caju, principalmente em relação às zonas de transição (amortecimento dos impactos) e recuperação (mitigação e compensação dos impactos). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL. Lei nº 9.985, de 18 de julho de 2000. Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza/ SNUC. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília, DF, 19 jul 2000. FERREIRA, L. M.; CASTRO, R. G. S. E CARVALHO, S. H. C. Roteiro metodológico para elaboração de Plano de Manejo para Reservas Particulares do Patrimônio Natural. Ministério do Meio Ambiente, Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis. Brasília: MMA. p. 95, 2004. - Resumo Expandido - [131] ISSN: 2318-6631
GALANTE, M. L. V.; BESERRA, M.M.L.; MENEZES, E. O. Roteiro Metodológico de Planejamento: Parque Nacional, Reserva Biológica, Estação Ecológica. MMA IBAMA/DIREC/CGEUC/COPUC. 2002. 136p. INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE). Catálogo de Imagens de Satélite. INPE http://www.inpe.br/catalogodeimagens Acesso em 08/2013 JENSEN, J. R. Introductory digital image processing: a remote sensing perspective. New Jersey: Prentice-Hall. 1986. p 379. TURNER, M.; CARPENTER, S. At last: a journal devoted to ecosystems, Ecosystems 1(1), 1 4. 1998. U.S. Geological Survey. Landsat8. Gallery Image. <https://landsat.usgs.gov> Acesso em 08/2013 - Resumo Expandido - [132] ISSN: 2318-6631