Estimativa da degradação da biomassa da vegetação de caatinga através de índices de vegetação, Notas de estudo de Engenharia Agrícola

Baixe Estimativa da degradação da biomassa da vegetação de caatinga através de índices de vegetação e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Agrícola, somente na Docsity! LABORE 306 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro ESTIMATIVA DA DEGRADAÇÃO DA BIOMASSA DA VEGETAÇÃO DE CAATINGA ATRAVÉS DE ÍNDICES DE VEGETAÇÃO1 PAULO ROBERTO MEGNA FRANCISCO Tecnólogo Agrícola, Mestre em Manejo e Conservação de Solo e Água e Doutorando em Engenharia Agrícola pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Campina Grande/UFCG. IÊDE DE BRITO CHAVES Engenheiro Agrônomo, Doutor Professor do Departamento de Solos e Engenharia Rural do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba/UFPB. LÚCIA HELENA GARÓFALO CHAVES Engenheira Agrônoma, Doutora Professora do Departamento de Engenharia Agrícola do Centro de Recursos Naturais da Universidade Federal de Campina Grande/UFCG. EDUARDO RODRIGUES VIANA DE LIMA Geógrafo, Doutor Professor do Departamento de Geografia do Centro de Ciências Exatas da Natureza da Universidade Federal da Paraíba/UFPB. Resumo: O uso inadequado dos recursos naturais contribui para a degradação do bioma caatinga, sendo frequente o aparecimento de áreas desertificadas. Na atualidade, o sensoriamento remoto vem se constituindo como meio imprescindível para o planejamento, o uso racional e o monitoramento dos recursos naturais terrestres. Neste sentido, este trabalho objetivou estimar e avaliar a degradação da biomassa da vegetação de caatinga na Bacia Hidrográfica do rio Taperoá, utilizando índices de vegetação e imagens de satélite. Pode-se concluir que, com o uso de imagens de média resolução espacial e dos índices de vegetação, foi possível classificar e analisar satisfatoriamente a área de estudo; com a metodologia utilizada para estimar a degradação da vegetação através do IDVL, constatou-se que 61,98% da área útil da bacia está em processo de perda de biomassa e degradação; através do cálculo de volume de biomassa da vegetação pelo VBVL, pôde- se constatar que a bacia hidrográfica do rio Taperoá está degradada apresentando 38,02% da área com 24.925.080 m3 de biomassa. Palavras chave: desertificação, vulnerabilidade, semiárido. ESTIMATE OF VEGETATION DEGRADATION OF BIOMASS CAATINGA BY VEGETATION INDEXES Abstract: Improper use of natural resources contributes to the degradation of the savanna biome, and the frequent appearance of desertified areas. Nowadays, remote sensing is becoming an essential means for planning, monitoring and rational use of natural resources land. In this sense, this study aimed to estimate and evaluate the degradation of the biomass of caatinga vegetation in the river basin Taperoá using vegetation indices and satellite images. It can be concluded that the use of images of medium spatial resolution and 1 Parte da tese do primeiro autor. laboreuerj@yahoo.com.br www.polemica.uerj.br Polêm!ca, v. 12, n.2 , abril/junho de 2013 LABORE 307 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro vegetation indices was possible to classify and analyze satisfactorily the study area, with the methodology used to estimate the degradation of vegetation through IDVL, it was found that 61.98 % of basin area, is in the process of degradation and loss of biomass, by calculating the volume of vegetation biomass by VBVL, it was noted that the river basin of Taperoá is degraded presenting 38.02% of the area with 24.925.080 m3 biomass. Keywords: desertification, vulnerability, semiarid. Introdução A desertificação é o processo de degradação das terras nas zonas áridas, semiáridas e subúmidas secas, resultante da ação de vários fatores, dentre os quais se destacam as variações climáticas e as atividades humanas (Brasil, 1999). Por ser um processo dinâmico, é difícil determinar uma causa para a desertificação das terras (Sampaio & Sampaio, 2002). O uso indiscriminado de madeira, lenha e carvão; o pastejo intensivo de animais; o fogo; o uso e o manejo irracional das terras pela agricultura; a mineração; além do baixo nível de renda e cultural da população têm sido apontados como fatores determinantes do desequilíbrio ambiental, indutores de processos de desertificação da região semiárida brasileira (Sampaio, Sampaio, Araújo & Sampaio, 2003; Oliveira-Galvão & Saito, 2003; Sarmento, 2001). Grande parte dos problemas de degradação ambiental das terras nordestinas, segundo Mantovani, Rossi e Romaniuc Neto (1989), relacionam-se com a ausência de uma cultura de ocupação de espaços, desrespeitando as riquezas e diversidades características dos diversos ecossistemas (Guimarães, 2009). A Paraíba, em particular a região do Cariri, é mapeada como grau de desertificação muito grave. Neste contexto, apesar de ter havido uma menor utilização dos campos, com o êxodo rural provocado pelo declínio das atividades agrícolas tradicionais (algodão e gado), a pressão sobre o bioma Caatinga continua grande. É crescente a demanda por carvão e lenha, por parte dos pólos gesseiro e cerâmico do Nordeste e do setor siderúrgico, além da demanda difusa de inúmeras indústrias de pequeno e médio porte e residências, como mostra o trabalho do Ministério do Meio Ambiente/Portalbio (2010). laboreuerj@yahoo.com.br www.polemica.uerj.br Polêm!ca, v. 12, n.2 , abril/junho de 2013 LABORE 310 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro Esta classificação no seu primeiro nível categórico apresenta uma dicotomização que separa a vegetação nativa dos diferentes tipos de vegetação e usos da terra, passando em seguida, de forma hierárquica, a considerar apenas a vegetação de caatinga. Segundo Chaves et al (2008), é um método de classificação prático, de fácil aplicação e baixo custo, que permite descrever 201 padrões de vegetação de Caatinga, podendo auxiliar na interpretação automática de imagens de satélite, contribuindo para a agilização de trabalhos de mapeamento. Na classificação da vegetação, são considerados quatro níveis categóricos: Tipo, Grupo, Classe e Subclasse. Conforme Chaves et al (2008), é calculado para cada classe de vegetação homogênea quanto ao porte das plantas, o valor do IBVL, que é o produto entre os valores correspondentes às características das plantas em relação ao porte (Ip) e ao recobrimento do solo (Ir). Pelo produto destes índices é obtido o Índice de Biomassa da Vegetal Lenhosa (IBVL), que varia de 0 a 1 (Equação 1). Índice de Vegetação de Diferença Normalizada Neste trabalho, foram utilizadas imagens do sensor TM/LANDSAT 5, órbita 215, ponto 65, de 28/10/2009. As imagens foram tratadas utilizando o software ERDAS 8.5, onde foram executadas as correções radiométrica, e obtidas as imagens de radiância e reflectância, de acordo com o modelo obtido por Bastiaanssen (Silva, Lopes & Azevedo, 2005a). As etapas seguintes correspondentes ao índice de vegetação estão bem descritas em Silva et al. (2005b). Para a obtenção do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (IVDN) foi utilizada a equação 2: Onde: NIR = banda 4; RED = banda 3. laboreuerj@yahoo.com.br www.polemica.uerj.br Polêm!ca, v. 12, n.2 , abril/junho de 2013 LABORE 311 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro Análise dos dados Após a obtenção das imagens-índices de vegetação, foi realizada a extração dos valores de seis pixels em torno de cada ponto identificado no campo, criando uma tabela com os valores dos índices, a média destes valores, as informações obtidas em campo com as classes de maior predominância de porte e recobrimento, como também o cálculo de seus respectivos valores de IBVL, onde se puderam escalonar nove classes de cobertura vegetal (Tabela 1). Tabela 1. Classes de vegetação e valores de reflectância Classes de IBVL Valores de IVDN Arbórea muito densa >0,350 Arbórea densa 0,320 a 0,350 Subarbórea densa 0,300 a 0,320 Subarbórea arbustiva densa 0,285 a 0,300 Arbustiva subarbórea densa 0,265 a 0,285 Arbustiva subarbórea aberta 0,250 a 0,265 Arbustiva subarbustiva aberta 0,225 a 0,250 Subarbustiva arbustiva rala 0,200 a 0,225 Subarbustiva arbustiva muito rala 0,150 a 0,200 Solo exposto 0,000 a 0,150 Corpos d’água -1 a 0,000 Base de dados e mapeamento da caatinga Com o objetivo de mapear a vegetação de caatinga através do IVDN, foi criada uma base de dados no SPRING 5.2, na projeção UTM/SAD 69, importando as imagens-índices de vegetação e classificando-as com a utilização do programa LEGAL de acordo com a Tabela 1. Índice de Degradação da Vegetação A estimativa do índice de degradação da vegetação (IDV), desenvolvida por Chaves et al (2008), foi determinada pela diferença entre o índice de biomassa da vegetação laboreuerj@yahoo.com.br www.polemica.uerj.br Polêm!ca, v. 12, n.2 , abril/junho de 2013 LABORE 312 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro lenhosa (IBVL), para uma condição hipotética de máxima preservação, e a condição da vegetação que se quer avaliar conforme a equação 3. Sendo 1, o valor do índice de biomassa da vegetação lenhosa (IBVL) de condição de máxima preservação; e IBVL, o índice de biomassa para a condição de vegetação que se quer avaliar. Volume de Biomassa da Vegetação Conforme Chaves et al (2008), para cada bioma de caatinga representativo de uma região fisiográfica de estudo é necessário que se estabeleça, um valor de referência da biomassa para uma condição de máxima preservação; só assim é possível se fazer a estimativa do volume da biomassa para as demais áreas de estudo, bastando multiplicar o volume padrão de referência pela superfície da área considerada e pelo IBVL obtido da descrição da vegetação. Ao considerar que para uma região de Caatinga, o volume da biomassa da vegetação lenhosa para uma área com máxima preservação seja de 120 m3ha-1 (Francelino, Fernandes Filho, Resende, & Leite, 2003), a estimativa do volume da biomassa para um hectare, seria conforme a Equação 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Método da classificação O método de amostragem deste trabalho realizado na época seca permitiu cumprir os objetivos estabelecidos com praticidade e rapidez. O conhecimento prévio e a amostragem não aleatória seletiva permitiu a localização no campo, facilitado pela acessibilidade, diminuindo o tempo de deslocamento e percurso entre os pontos de coleta. laboreuerj@yahoo.com.br www.polemica.uerj.br Polêm!ca, v. 12, n.2 , abril/junho de 2013 LABORE 315 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro Figura 1. Mapa de tipologias de vegetação de caatinga. Índice de Degradação da Vegetação Na Tabela 3, observam-se os valores em área e percentagem de ocupação das classes de degradação. laboreuerj@yahoo.com.br www.polemica.uerj.br Polêm!ca, v. 12, n.2 , abril/junho de 2013 LABORE 316 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro Tabela 3. Valores do IDV total e sua distribuição pelas classes de IBVL Área VBVL DBVL Classes IBVL (km2) (%) % Arbórea muito densa 1,00 420,54 420,54 7,70 - Arbórea densa 0,80 281,94 225,55 4,13 - Subarbórea arbórea densa 0,68 344,79 234,46 4,29 - Subarbórea densa 0.60 370,25 222,15 4,07 - Arbustiva subarbórea densa 0,48 668,31 320,79 5,87 - Arbustiva subarbórea aberta 0,36 584,17 210,30 3,85 - Arbustiva subarbustiva aberta 0,24 1.103,70 264,89 4,85 - Subarbustiva arbustiva rala 0,14 917,93 128,51 2,35 - Subarbustiva arbustiva muito rala 0,07 712,90 49,90 0,91 - Solo exposto 0 56,26 0 0 - Valores totais cobertura vegetal - 5.460,79 2.077,09 38,02 61,98 Corpos d’água - 32,28 - - - Nuvens - 193,30 - - - Área Total 5.686,37 Pode-se observar que os valores totais das classes de 2.077,09 km2 representando 38,02% da área com cobertura vegetal, demonstrando pelos cálculos que 61,98% da área útil da bacia estão em processo de perda de biomassa. As áreas das classes Arbustiva subarbustiva aberta, Subarbustiva arbustiva rala e Subarbustiva arbustiva muito rala, perfazem um total de 2.734,53 km2, representando 8,11%, dos valores totais de biomassa encontrado de 38,02%, os 8,11% representam 21,33%. Resultado esse muito significativo, pois as classes de baixo índice de biomassa indicam que boa parte da superfície do solo está exposta ao impacto das chuvas e susceptível ao processo de erosão, segundo Paes-Silva, Chaves & Sampaio (2003). laboreuerj@yahoo.com.br www.polemica.uerj.br Polêm!ca, v. 12, n.2 , abril/junho de 2013 LABORE 317 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro Volume de Biomassa da Vegetação Na Tabela 4, observam-se os valores de volume de biomassa da vegetação da área de estudo. Tabela 4. Volume de biomassa Área VBVL VBVL Classes IBVL (km2) (%) (m3) Arbórea muito densa 1,00 420,54 420,54 7,70 5.046.480 Arbórea densa 0,80 281,94 225,55 4,13 2.706.600 Subarbórea arbórea densa 0,68 344,79 234,46 4,29 2.813.520 Subarbórea densa 0.60 370,25 222,15 4,07 2.665.800 Arbustiva subarbórea densa 0,48 668,31 320,79 5,87 3.849.480 Arbustiva subarbórea aberta 0,36 584,17 210,30 3,85 2.523.600 Arbustiva subarbustiva aberta 0,24 1.103,70 264,89 4,85 3.178.680 Subarbustiva arbustiva rala 0,14 917,93 128,51 2,35 1.542.120 Subarbustiva arbustiva muito rala 0,07 712,90 49,90 0,91 598.800 Solo exposto 0 56,26 0 0 0 Valores totais cobertura vegetal - 5.460,79 2.077,09 38,02 24.925.080 Corpos d’água - 32,28 - - - Nuvens - 193,30 - - - Área Total 5.686,37 Pelos resultados obtidos, pode-se observar que o valor para a bacia em estudo, em todo a sua área, para um índice de biomassa da vegetação de maior porte com IBVL igual a 1, seria um valor total de 65.529.480 de m3. Os valores de volume encontrados para toda a bacia representam somente 38,02% do volume ideal proposto por Chaves et al (2008). Para a classe Arbórea muito densa foram obtidos os maiores valores de volume de 5.046.480 m3 representando 7,7% da área e somando-se com os valores da classe Arbórea densa de 2.706.600 m3, perfaz-se um total de 11,83%, neste caso, abaixo do ideal de conservação da vegetação da área de estudo. laboreuerj@yahoo.com.br www.polemica.uerj.br Polêm!ca, v. 12, n.2 , abril/junho de 2013 LABORE 320 Laboratório de Estudos Contemporâneos POLÊM!CA Revista Eletrônica Universidade do Estado do Rio de Janeiro Mantovani, W., Rossi, L. Romaniuc Neto, S. Estudo fitossociológico de áreas de mata ciliar em Mogi-Graçu, SP, Brasil, In: Simpósio Sobre Mata Ciliar. Campinas: Fundação Cargil, Anais. São Paulo 1989. p 235-267. Medeiros, E. R. de. Caracterização dos processos degradacionais no município de São João do Cariri-PB. (Monografia) UFPB. João Pessoa-PB, 2006. Moreira, M. A. 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