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Floresta e Ambiente

On-line version ISSN 2179-8087

Floresta Ambient. vol.21 no.2 Seropédica Apr./June 2014

http://dx.doi.org/10.4322/floram.2014.032 

ARTIGO ORIGINAL

 

Identificação dos níveis de degradação de matas ripárias com o uso de SIG

 

Identification of level of degradation of riparian forest with the use of GIS

 

 

Roseli Mendonça DiasI; Nemésio Neves Batista SalvadorI; Magno Botelho Castelo BrancoII

IPrograma de Pós-Graduação de Engenharia Urbana, Universidade Federal de São Carlos - UFSCar, São Carlos/SP, Brasil
IIIniciativa Verde - Organização da Sociedade Civil de Interesse Público - OSCIP, São Paulo/SP, Brasil

Endereço para correspondência

 

 


RESUMO

O presente trabalho objetivou identificar níveis de degradação de matas ripárias com o emprego de Sistema de Informações Geográficas (SIG), para a determinação das categorias de degradação encontradas na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Tietê-Jacaré, no município de São Carlos-SP. O método consistiu na interpretação visual de imagens de satélite Landsat 5 da área de estudo, em amostragens de campo e no desenvolvimento de procedimentos para a classificação dos níveis de degradação de suas matas ripárias. Foi gerado um mapa das categorias de degradação das matas ripárias, o que permitiu avaliar os locais degradados, com floresta e em estágios de regeneração. A interpretação de imagens de satélite para a identificação dos níveis de degradação das matas ripárias apresenta-se como um instrumento útil para subsidiar informações sobre as matas ripárias das drenagens e nascentes de uma bacia hidrográfica. Outra possibilidade corresponde ao monitoramento do desenvolvimento da degradação ou da recuperação destas matas.

Palavras-chave: Área de Preservação Permanente, imagem de satélite, bacia hidrográfica, mata ripária.


ABSTRACT

The objective of this study is to identify degradation levels of the riparian forests using Geographic Information System (GIS) to determine the categories of degradation found in the Unit for Water Resources Management of the Tietê-Jacaré in the city of São Carlos - SP, Brazil. The method consisted in the use of visual interpretation of satellite images Landsat 5 of the study area, field samplings and the development of procedures to classify the degradation levels of the riparian forests. A map of the degradation categories of the riparian forests was generated, which provided evaluating degraded sites, with forest and regeneration stages. The interpretation of satellite images to identify the degradation levels of the riparian forests is presented as a good instrument to subsidize information on the riparian forests of the drainages and headwaters of a watershed. Another possibility corresponds to monitoring the development of degradation or recovery of those forests.

Keywords: Permanent Preservation Areas, satellite image, watershed, riparian forest.


 

 

1. INTRODUÇÃO

O modelo atual de desenvolvimento exerce uma pressão cada vez maior sobre as florestas, principalmente sobre as matas ripárias, responsáveis pela proteção dos recursos hídricos, pela manutenção das margens dos corpos d'água e pela contribuição para uma melhor qualidade de vida para a população sob a influência de uma bacia hidrográfica.

As formações ripárias são entendidas como os diversos tipos de vegetação arbórea vinculada às margens de cursos d'água (Ab'Sáber, 2001).

Visando à proteção dessas áreas, em 1965, o Código Florestal (Brasil, 1965), em seu Art. 1º, inciso II, incluído pela Medida Provisória nº 2.166-67 de 2001 (Brasil, 2001), definiu como Área de Preservação Permanente:

Área protegida nos termos dos arts. 2º e 3º desta Lei, coberta ou não por vegetação nativa e que tem a função ambiental de preservar os recursos hídricos, a paisagem, a estabilidade geológica, a biodiversidade, o fluxo gênico de fauna e de flora, proteger o solo e garantir o bem-estar das populações humanas. (Brasil, 2001, p. 1).

Nesse contexto, as matas ripárias fazem parte das Áreas de Preservação Permanente (APPs) de cursos d'água.

Segundo Gênova et al. (2007), a existência de vegetação no entorno dos corpos d'água auxilia as funções hidrológicas das bacias hidrográficas, tanto na qualidade quanto no regime de fluxo da água, sendo motivo de atenção em ações de planejamento e recuperação do ambiente ripário.

Os intensos processos de urbanização, a abertura de estradas, a construção de hidrelétricas, o cultivo agrícola, a formação de pastagens e até mesmo a visão de que seriam um obstáculo de acesso do gado ao curso d'água pelos produtores rurais são fatores que afetam as matas ripárias (Martins, 2007). O autor menciona que a degradação desta vegetação acarreta diversos problemas ambientais, visto que desobedece à legislação que obriga a preservação dessas matas.

Para a identificação da degradação das matas ripárias, as imagens de satélite são úteis instrumentos. A interpretação de imagens consiste em identificar objetos nestas contidos e apresentar um significado a esses objetos (Florenzano, 2002).

Elementos básicos de análise e interpretação das imagens, independentemente da resolução e da escala, são: tonalidade/cor, textura, tamanho, forma, sombra, altura, padrão e localização (Florenzano, 2002).

Como complementação aos elementos utilizados para interpretação das imagens de satélite, Ponzoni & Shimabukuro (2007) salientam que o levantamento bibliográfico sobre a região de estudo e os trabalhos de campo, para maior confiabilidade no resultado da interpretação das imagens, tornam-se fundamentais.

A interpretação visual pode ser descrita como a ação de analisar uma imagem com a finalidade de identificar objetos e estabelecer avaliações sobre seus atributos (Novo, 2010).

Desse modo, este trabalho teve como objetivo identificar níveis de degradação de matas ripárias por meio de Sistema de Informações Geográficas (SIG) e classificá-los em categorias de degradação empregadas na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) do Tietê-Jacaré, no município de São Carlos-SP, proporcionando, assim, subsídios para restauro florestal dessas matas.

O restauro florestal das áreas de mata ripária foi indicado como prioridade maior para o Comitê de Bacia da UGRHI do Tietê-Jacaré em seu Plano de Bacia, o que motivou a escolha desta como área de estudo (CPTI, 2008), como também a necessidade de preservação dessas áreas perante a intensa degradação que o uso e a ocupação do solo vêm ocasionando nessas áreas.

 

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1. Materiais

Os equipamentos, imagens de satélite e softwares utilizados no desenvolvimento do trabalho estão listados a seguir:

Equipamentos:

» Câmera digital da marca Samsung, de resolução 10.2 mega pixels;

» Aparelho GPS do modelo Garmin.

Imagens de satélite:

» Landsat 5, Quickbird e Google Earth.

Software:

» ArcGIS 10.

2.2. Caracterização da área de estudo

O estudo foi realizado nos limites da UGRHI do Tietê-Jacaré dentro do município de São Carlos, que está localizado na região central do Estado de São Paulo, entre as coordenadas 21° 30' S, 47° 30' W e 22° 30' S, 48° 30' W. Segundo o Censo de 2010 realizado pelo IBGE (2010), o município conta com uma população de 221.950 habitantes, em uma área de 1.137,303 km2.

O município de São Carlos situa-se na província geomorfológica das Cuestas Basálticas (Oliveira & Prado, 1984), estando a malha urbana localizada no Planalto de São Carlos. O clima é do tipo Cwa, segundo a classificação de Koeppen, constituindo-se em um clima tropical de altitude com verão chuvoso e inverno seco. De acordo com o CEPAGRI (2012), a precipitação média é de 1.422,8 mm.

A vegetação, conforme mencionado por Soares et al. (2003) e Oliveira (1996), é formada por Florestas Semidecídua e Ripariana, Cerrado e Cerradão. Considerando-se o uso do solo, as principais atividades do município são a agropecuária, a mineração e o reflorestamento.

São Carlos está contido nas Bacias Hidrográficas Rio Tietê-Jacaré (BHTJ) e Rio Mogi-Guaçu (BH-Mogi). As Sub-Bacias Hidrográficas da BHTJ, dentro do município, são as do Rio Chibarro, do Rio Monjolinho, do Ribeirão do Feijão e do Rio Jacaré-Guaçu, perfazendo uma área de aproximadamente 470 km2 (Figura 1). Essas Sub-Bacias constituíram as áreas de inspeção exploratória da degradação das matas ripárias de alguns dos cursos d'água pertencentes às malhas hídricas das mesmas.

 

 

2.3. Desenvolvimento do trabalho

O trabalho consistiu na identificação dos níveis de degradação das matas ripárias na área de estudo e na classificação destes em categorias de degradação, a seguir:

Arbóreo fechado

Arbóreo-arbustivo aberto

Herbáceo predominante

A categoria arbóreo fechado enquadrou as áreas de floresta estacional semidecidual e em estágio de regeneração; a arbóreo-arbustivo aberto enquadrou as áreas de capoeira sem predominância arbórea e áreas com gramíneas e apenas algumas árvores; e a herbáceo predominante enquadrou áreas de campo e área aberta.

Inicialmente, foram levantadas todas as informações disponíveis para o estudo por meio da revisão bibliográfica e foi elaborado o banco de dados para a análise da degradação das matas ripárias, utilizando o software ArcGIS 10 (ESRI, 2013). Obteve-se o arquivo digital, em formato shape, contendo a hidrografia da área de estudo, a qual foi digitalizada a partir das Cartas do IBGE na escala 1:50.000.

Em seguida, foram gerados os buffers de APP de cursos d'água sobre a drenagem, as nascentes e as represas. Os limites para as faixas de APPs foram aqueles estabelecidos no Código Florestal em seu Art. 4º (Brasil, 2012).

Foi utilizada uma imagem da área do satélite Landsat 5 ano de 2011, obtida do INPE (2012). A fim de corrigir as diferenças geométricas da imagem, ou seja, os deslocamentos desta, foi realizado o seu georreferenciamento. Fez-se a composição das Bandas Espectrais TM3, TM4 e TM5, tornando a imagem colorida. Isso permitiu também a aplicação do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada - NDVI, para melhor identificação da presença de vegetação na área de estudo.

Para a aplicação do NDVI, foram utlizadas as Bandas Espectrais TM4 (região espectral do infravermelho próximo) e TM3 (região espectral do visível), aplicadas na Equação 1.

Como complementação, foram utilizadas imagens do satélite Quickbird de resolução espacial de 61 cm e 50 cm dos anos de 2008 e 2010, de uma parcela da área de estudo, fornecidas pelo Serviço Autônomo de Água e Esgoto (SAAE) de São Carlos.

Imagens do Google Earth referentes ao intervalo anual de 2004 a 2012 também foram utilizadas como complemento à imagem Landsat 5.

Posteriormente, foi realizada uma interpretação visual das imagens, considerando-se os elementos tonalidade/cor, textura, tamanho, forma, sombra, altura, padrão e localização, o que orientou a coleta de pontos de controle que serviram de referência e proporcionou um ajuste para a classificação das categorias de degradação das matas ripárias.

Foram escolhidos pontos de controle nas quatro Sub-Bacias hidrográficas da BHTJ, permitindo o georreferenciamento de toda a área de estudo.

Parcelas de diferentes tamanhos, adaptadas de Macdicken (1997), foram estabelecidas para os pontos de controle escolhidos, de modo a definir o porte da vegetação. Este autor estabeleceu tamanhos de parcelas circulares para vegetação densa, moderadamente densa, moderadamente esparsa, esparsa e muito esparsa (Tabela 1).

 

 

Em face a esta divisão de parcelas, fez-se uma adaptação das parcelas circulares em quadrantes. Desse modo, foi possível fixar os níveis de degradação conforme o número de árvores em cada uma das áreas escolhidas. Para cada uma das categorias de degradação definidas para este trabalho, foram adaptadas as aplicabilidades apresentadas na Tabela 1. Fotografias dos locais possibilitaram também a classificação das categorias de degradação, bem como as imagens de satélite utilizadas, com zoom nas regiões de interesse.

A posse de todas as informações descritas propiciou a análise da degradação das matas ripárias da drenagem e das nascentes e represas da área de estudo, possibilitando a divisão em categorias de degradação dos buffers de APP gerados.

Ao final desta etapa, foi confeccionado o Mapa das Categorias de Degradação das Matas Ripárias.

A Figura 2 apresenta as etapas executadas neste trabalho.

 

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A inspeção exploratória das matas ripárias nas Sub-Bacias da área de estudo permitiu uma análise satisfatória dos locais escolhidos para a amostragem de campo, a qual aconteceu nos meses de agosto, outubro e novembro de 2012.

Na Sub-Bacia do Rio Chibarro, foram realizadas duas amostragens, que contaram 33 e 32 indivíduos (árvores) em uma parcela de 100 m2. Nos termos utilizados por Macdicken (1997), a vegetação apresenta-se densa.

Nas Figuras de 3 a 6, observam-se matas ripárias, junto às margens dos cursos d'água da Sub-Bacia do Rio Chibarro, conservadas e em degradação.

 

 

 

 

 

 

 

 

Na Sub-Bacia do Rio Monjolinho, a amostragem realizada em uma nascente, considerando uma parcela de 100 m2, encontrou 31 indivíduos; portanto, esta encontra-se conservada.

As Figuras de 7 a 10 apresentam córregos da Sub-Bacia do Rio Monjolinho, com mata ripária degradada e uma nascente conservada.

 

 

 

 

 

 

 

 

Na Sub-Bacia do Ribeirão do Feijão, duas amostras foram realizadas, apresentando 19 e 20 indivíduos em duas parcelas de 100 m2 cada. Em uma parcela de 1.000 m2, foram encontrados 55 indivíduos, o que significa que a vegetação é muito esparsa.

Nas Figuras de 11 a 14, notam-se algumas matas ripárias da Sub-Bacia do Ribeirão do Feijão conservadas, porém outras com degradação.

 

 

 

 

 

 

 

 

Devido ao nível de conservação das matas ripárias na Sub-Bacia do Rio Jacaré-Guaçu, alguns locais eram e são de difícil acesso, não sendo possível adentrar nas APPs para realizar uma amostragem.

As Figuras 15 a 18 apresentam matas ripárias conservadas. Locais com mata ripária fechada são fáceis de serem encontrados nesta Sub-Bacia, sinal de muitos benefícios proporcionados ao corpo d'água, como manutenção das margens para contenção de processos erosivos, embora ao redor de alguns fragmentos a presença de canaviais seja marcante.

 

 

 

 

 

 

 

 

O NDVI foi gerado com a intenção de colaborar na identificação da vegetação das matas ripárias da área de estudo.

A interpretação visual das imagens de satélite e do NDVI, e a amostragem de campo com os pontos de controle nas Sub-Bacias da área de estudo permitiram a confecção do Mapa das Categorias de Degradação das Matas Ripárias da BHTJ, no município de São Carlos (Figura 19).

 

 

Com base na análise visual do mapa, é possível notar que, na região sul da área de estudo, há mais APPs com florestas e fitofisionomias em estágio de regeneração, enquanto na região leste, há mais APPs degradadas por retirada das matas ripárias de córregos e nascentes.

Nota-se que a degradação está mais concentrada nas nascentes e nos cursos d'água próximos a estas, como também próxima aos locais antropizados, devido à supressão das matas ripárias, o que permitirá direcionar as políticas públicas do município.

Vale destacar que o principal manancial superficial do município é o Ribeirão do Feijão. Portanto, é de grande interesse a conservação da mata ripária desse manancial para fins de qualidade da água.

O Ribeirão do Feijão, ao sul, apresenta trechos com as categorias arbóreo fechado e arbóreo-arbustivo aberto, o que caracteriza que alguns trechos estão degradados.

O Rio Jacaré-Guaçu, também ao sul, é o rio que se encontra com melhor estado de conservação, apresentando várias APPs com matas fechadas ou em estágios de regeneração.

Ressalta-se que a zona urbana do município concentra-se na Sub-Bacia do Rio Monjolinho, onde alguns córregos foram canalizados, retirando-se as suas matas ripárias.

As APPs que deveriam existir nesses locais ocupados, mas que foram suprimidas, correspondem a aproximadamente 115,52 ha. Assim, essas APPs não foram consideradas na divisão das categorias de degradação.

A Tabela 2 apresenta as categorias consideradas neste trabalho com os respectivos valores de área. A Figura 20 retrata os valores das áreas de cada categoria em porcentagem.

 

 

 

 

Assim, foram encontrados aproximadamente 1.378,39 ha de matas ripárias com predominância arbórea fechada e fitofisionomias em regeneração, sendo 41% das APPs consideradas não degradadas ou em estado de regeneração.

Para a categoria arbóreo-arbustivo aberto, aproximadamente 1.630,18 ha, que correspondem a 48% das APPs, encontram-se sem a predominância de florestas fechadas, o que não constitui uma situação ideal para APPs nos termos da legislação ambiental; portanto, estas são consideradas áreas perturbadas ou degradadas.

Diversamente, as APPs com predominância de vegetação herbácea totalizaram aproximadamente 388,38 ha, ou seja, 11% de APPs degradadas, cujas matas ripárias foram suprimidas.

As áreas de mata ripária prioritárias da UGRHI do Tietê-Jacaré no município de São Carlos para o restauro florestal são as que se enquadram na categoria herbáceo predominante. Essas áreas requerem maior atenção devido ao déficit de vegetação de porte arbóreo.

Alguns autores realizaram trabalhos similares. Os resultados apresentados neste trabalho podem ser comparados aos resultados de Gomes et al. (2011). Os autores utilizaram técnicas de processamento digital de imagens de satélite para confecção de mapas temáticos dos níveis de degradação da cobertura vegetal na área da Bacia Hidrográfica do Rio Jaibaras, no Estado do Ceará, assim como trabalho de campo. A cobertura vegetal foi classificada em vegetação conservada, parcialmente degradada, degradada, fortemente degradada e solo exposto. Os mesmos autores constataram, na área de estudo, a evolução dos níveis de degradação, com tendência de crescimento nas áreas de solo exposto e diminuição das outras classes de vegetação, ressaltando a vegetação conservada.

Os resultados do trabalho de Candido et al. (2010) também são similares aos resultados deste trabalho. Os autores produziram um mapa de degradação ambiental para a Bacia Hidrográfica do Rio Uberada, situada no Triângulo Mineiro, contendo os níveis de degradação baixo, moderado, acentuado e severo. A partir da interpretação visual de imagens de satélite, trabalho de campo e confecção de mapas, os autores puderam avaliar a degradação ambiental da área de estudo, destacando as áreas com nível de degradação ambiental acentuado, as quais ocupam a maior extensão dessa Bacia Hidrográfica.

Moraes Neto et al. (2002) classificaram as principais áreas degradadas das regiões oeste e norte da cidade de Campina Grande, no Estado da Paraíba. Os autores fizeram uso de processamento digital de imagem de satélite, interpretação visual e dados de trabalho de campo. O estudo indicou áreas que se encontram em estado avançado de degradação.

Assim, fica clara a importância do uso de metodologias de interpretação de imagens de satélite em SIG como subsídio para trabalhos similares em outras regiões, que apresentem condições semelhantes.

 

4. CONCLUSÕES

A interpretação de imagens de satélite para a identificação dos níveis de degradação das matas ripárias da área de estudo apresenta-se como um instrumento favorável para subsidiar informações sobre as matas ripárias das drenagens e nascentes de uma bacia hidrográfica, como também um monitoramento do desenvolvimento da degradação ou recuperação destas. Isso permite um maior planejamento nas decisões do Comitê em prol de benefícios para a bacia em questão.

A identificação da degradação das matas ripárias por meio de SIG, portanto, proporciona subsídios para a preservação das mesmas por parte dos proprietários rurais e gestores do município.

Uma das alternativas de financiamento para a recuperação das áreas degradadas de mata ripária é o restauro florestal com fins de sequestro florestal de carbono, de modo a subsidiar os projetos de recuperação e incentivar os proprietários rurais a realizar tais projetos, cumprindo a legislação ambiental brasileira.

 

AGRADECIMENTOS

Ao Allan Yu, pelo auxílio com o sensoriamento remoto. À CAPES, pela concessão de Bolsa de Mestrado à primeira autora. À Prof.ª Adriana Pires do Departamento de Ciências Ambientais da UFSCar e ao Dirceu Azzolini Filho do SAAE de São Carlos, pela disponibilização de informações.

 

REFERÊNCIAS

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Endereço para correspondência:
Roseli Mendonça Dias
Programa de Pós-Graduação de Engenharia Urbana
Universidade Federal de São Carlos - UFSCar
CEP 13565-905, São Carlos, SP, Brasil
e-mail: roose_mendonca@yahoo.com.br

Recebido: 20 out., 2013
Aceito: 02 abr., 2014
Publicado: 30 jun., 2014

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