Após diagnosticar a situação da fragmentação florestal na área de estudo, se faz necessário também avaliar o estado de conservação dos fragmentos. Para isso, foi utilizado o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI/IVDN), de modo a identificar nos fragmentos florestais possíveis perturbações e a distribuição da vegetação verde sadia.
O NDVI, proposto por Rouse et al.(1973), se baseia no comportamento espectral da vegetação em relação aos comprimento de onda do vermelho (0,63 a 0,69μm) e infravermelho próximo (0,76 a 0,90μm). Ao passo que a vegetação verde aumenta, a reflexão da banda infravermelha próximo aumenta e a da banda vermelha diminui (absorção da clorofila), elevando a razão entre as mesmas, realçando a vegetação. Dessa forma, o cálculo para o índice fundamenta-se na razão entre a diferença e a soma das bandas infravermelho e vermelho (JENSEN, 1996).
Diversos estudos constataram correlação entre o NDVI e estado de degradação, quantidade de biomassa e estoque de carbono. Os resultados do estudo proposto por Gusson (2014) indicaram correlação positiva entre NDVI e quantidade de biomassa em florestas restauradas da Mata Atlântica e confirmaram a viabilidade do uso desse índice para a estimativa de biomassa em florestas. Resultados semelhantes foram encontrados em Bolfe et al.(2012) para biomassa e estoque de carbono em sistemas agroflorestais.
Como exemplos de outros estudos que testaram e confirmaram a relação entre NDVI e quantidade de biomassa, podem ser citados: Rahetla et al. (2014) e Jin et al.(2014) para sistemas agrícolas e Goswami et al. (2015), Das e Singh (2012), Gizachew et al.(2016) para florestas. Além disso, é importante destacar que de acordo com Prado et al. (2015), essa relação entre NDVI e quantidade de biomassa torna o referido índice, também efetivo para a distinção e classificação de florestas primárias e secundárias em diferentes estágios de regeneração.
Os valores do NDVI variam de -1 a 1. Os valores mais próximos de 1 indicam vegetação fotossinteticamente ativa, enquanto que valores mais próximos de -1 podem ser traduzidos como pixels com pouca vegetação, não vegetados ou que representam sombras na imagem (PONZONI; SHIMABUKURO, 2010).
Utilizando as bandas infravermelho próximo e vermelho do satélite KOMPSAT 2 do ano de 2015, a distribuição do NDVI nos fragmentos florestais do município de Tibau do Sul/RN foi mapeada, conforme representado na Figura 39.
Referindo-se, tão somente, a distribuição do NDVI dos pixels que compõem os fragmentos florestais da área de estudo, o menor e maior valor foram –1 e 0,91, respectivamente, com média total de 0,30 e desvio padrão de 0,59.
Segundo Parkinson (1997), as áreas vegetadas apresentam NDVI a partir de 0,1. De modo geral, valores típicos de NDVI de florestas tropicais úmidas estão na ordem de 0,6 a 0,8 (JENSEN, 2009). Os resultados para a área de estudo mostraram que cerca de 56,70% dos pixels referentes aos remanescentes florestais são maiores ou iguais a 0,6. Valores de NDVI abaixo de 0,1 representaram cerca de 22,04%, percentual esse que está associado a áreas de solo desnudo, vegetação degradada, em recuperação e sombras resultantes do ângulo de iluminação solar no momento de aquisição da imagem orbital.
Prado et al. (2015) relacionaram intervalos de valores do NDVI com estágios sucessionais de Mata Atlântica (Floresta Estacional Decidual) no Rio Grande do Sul. No estudo supracitado, a vegetação do bioma foi subdividida conforme os seus estágios sucessionais/de regeneração em: Estágio Inicial (até 10 anos), Estágio Médio (15 a 35 anos), Estágio Avançado (50 a 60 anos) e Floresta Primária/Madura (acima de 70 anos).
Para o Estágio Inicial de regeneração, os valores de NDVI apresentaram amplitude de 0,2 a 0,5 e média de 0,35. Para o Estágio Médio de regeneração, os valores do índice variaram de 0,5 a 0,7 com média de 0,6. Os valores de NDVI com amplitude de 0,7 a 0,8 e média de 0,75 estiveram associados ao Estágio Avançado de Regeneração, enquanto que os valores maiores que 0,8 foram atribuídos às Florestas Maduras ou Primárias. Analisando sob essa ótica, para a área de estudo, cerca de 56% da área dos fragmentos florestais seria caracteristicamente de florestas em estágios sucessionais Médio (20,6%), Avançado (15%) a Floresta Madura (21%). De forma geral, constata-se que a situação de conservação dos remanescentes florestais da área de estudo é de regular a boa, considerando a grande quantidade de valores de NDVI acima de 0,6 e a influência dos grandes fragmentos florestais bem conservados na composição desses altos valores. Existem casos específicos de alguns fragmentos, sobretudo os menores, que apresentam grandes porções de área com valores de NDVI muito baixos, associados a situações de reduzida conservação ambiental.
Figura 39: Distribuição dos valores NDVI dos fragmentos florestais da área de estudo.
De forma a identificar a situação de conservação dos fragmentos, a proposta de Prado et al. (2015) foi adaptada e o estado de conservação dos fragmentos florestais foi mapeado com base nos valores de NDVI. Para Prado et al. (op.cit), os estágios de regeneração da Mata Atlântica, previstos nas Resoluções do CONAMA nº 32/1994 e nº388/2007 tem estreita relação com intervalos de valores de NDVI.
Esses valores foram relacionados aos estágios de regeneração da Mata Atlântica, da seguinte forma: 0,2 a 0,5 refere-se ao Estágio Inicial; 0,5 a 0,7 correspondem ao Estágio Médio; 0,7 a 08 dizem respeito ao Estágio Avançado e os valores maiores que 0,8 conexos a Floresta Primária/Madura.
As classes supracitadas foram adaptadas para classes de conservação, de forma que esses valores de NDVI passaram a conformar as classes de Baixa Conservação, Média Conservação e Alta Conservação associadas aos intervalos de valores: 0,2 a 0,5, de 0,5 a 0,7 e acima de 0,7, respectivamente. Ainda foi acrescida a classe “Degradado” referente aos pixels com valores de NDVI menor ou igual a 0.
As características de cada classe de conservação correspondem às características básicas de cada estágio de regeneração da Mata Atlântica, prevista na Resolução CONAMA nº 32/1994 (CONAMA, 1994), que define vegetação primária e secundária nos estágios inicial, médio e avançado de regeneração da Mata Atlântica, a fim de orientar os procedimentos de licenciamento de atividades florestais no Estado do Rio Grande do Norte.
As áreas dos fragmentos enquadradas na classe “Baixa Conservação” apresentam fisionomia herbáceo/arbustiva de porte baixo com cobertura vegetal variando de fechada a aberta. As áreas dos remanescentes florestais relativas a classe “Média Conservação” apresentam fisionomia arbórea/arbustiva predominando sobre a fisionomia herbácea, altura média de 4 a 10 metros com cobertura vegetal variando de fechada a aberta. Por fim, a classe “Alta Conservação” caracteriza-se por apresentar fisionomia arbórea predominante sobre as demais, com porte alto (10 a 15 metros) com cobertura vegetal fechada.
Da área ocupada pelos fragmentos florestais da área de estudo, cerca de 38% corresponde ao “Estado Médio de conservação”, 28% refere-se ao “Estado Alto de conservação”, 13% ao Estado Baixo de conservação” e 20% diz respeito a classe “Degradado”. Quando analisados de forma geral, os resultados relativos ao estado de conservação dos fragmentos indicam uma situação de regular a boa, dada a grande quantidade de área pertencente às classes de conservação Média e Alta. No entanto, esse percentual é influenciado pela situação de conservação dos maiores fragmentos florestais.
Os maiores fragmentos florestais da área de estudo apresentam um melhor estado de conservação em comparação com os pequenos fragmentos. Os indícios de degradação naqueles fragmentos ocorrem, na maioria dos casos, nas suas bordas. No processo de fragmentação florestal, existe uma tendência para ocorrência de alterações estruturais e funcionais dos remanescentes florestais que passam a estar mais expostos às condições dos ecossistemas circundantes, o que pode ser chamado de efeito de borda (RANTA, 1995; LAURANCE, 2006). Os grandes fragmentos florestais da paisagem são importantes para a conservação da biodiversidade e manutenção de processos ecológicos. Contudo, os pequenos fragmentos florestais também desempenham funções como trampolins ecológicos (stepping stones) entre as grandes áreas e podendo servir como refúgio para espécies que demandam ambientes particulares encontrados nessas áreas (FORMAN; GODRON, 1986; BOSCOLO et al., 2008; MUELLER et al., 2014).
Dessa forma, os pequenos fragmentos florestais necessitam de ações de manejo para recuperação e conservação da biodiversidade, visando a redução das chances de extinção dos mesmos com o decorrer dos anos. Além disso, muitos desses fragmentos podem se constituir como núcleos de colonização de florestas secundárias (PIROVANI et al., 2014).
As Figuras 40, 41 e 42 representam, respectivamente e considerando o seu estado de conservação com base nos valores de NDVI, a visão geral de todos os fragmentos da área de estudo, os cinco maiores fragmentos e os fragmentos mais degradados.
Analisando as Figuras, é evidente a diferença no estado de conservação dos fragmentos florestais dos grandes fragmentos e pequenos fragmentos. Além do fator tamanho, a forma de alguns fragmentos também influencia no sentido de tornar mais intenso o efeito de borda oriundo da pressão da cobertura do solo circundante.
Além dos fatores relacionados ao tamanho, forma e isolamento dos fragmentos florestais, outro aspecto que influencia na dinâmica desses relativo aos efeitos da fragmentação florestal diz respeito a vizinhança no entrono dos fragmentos, que por sua vez, pode influenciar na estrutura e composição florística do remanescente florestal (VIANA; PINHEIRO, 1998).
O tipo de cobertura do solo circundante também é um fator preponderante sobre o estado de conservação dos fragmentos florestais. A pressão sobre esses será tão mais intensa, a depender das atividades que são desenvolvidas no seu entorno. Neste sentido, fragmentos com tamanho e formas semelhantes, mas com matriz de paisagem circundante diferentes podem apresentar características de conservação e riscos de degradação futura diferenciados.
Figura 41: Situação de conservação dos maiores fragmentos da área de estudo.
Figura 42: Fragmentos com maior degradação na área de estudo.
Em avaliação sobre a influência de diversos tipos de vizinhança no entorno de fragmentos florestais de Mata Atlântica (Floresta Ombrófila Montana) na Reserva Florestal do Morro Grande em São Paulo, Blumenfeld et al.(2016) constataram diferenças de temperatura e no diâmetro de árvores a depender do tipo de vizinhança do fragmento. O estudo revelou que quando a vizinhança do fragmento era composta por áreas urbanizadas, houve influência mais expressiva do que quando nas adjacências do fragmento apresentavam áreas agrícolas.
Em estudo sobre os fragmentos florestais de Mata Atlântica no estado do Rio Grande do Norte, Oliveira e Mattos (2014) verificaram que os efeitos dos usos da terra incidem de forma mais evidente na bordas dos fragmentos florestais e variam de acordo com a intensidade de cada atividade, sendo a cultura temporária, principalmente relacionada ao cultivo da cana- de-açúcar, a atividade mais danosa para os fragmentos florestais do estado.
Assim como são influenciados pela cobertura e uso da terra, os fragmentos florestais também influenciam o seu entorno, sobretudo, sob a forma de serviços ecossistêmicos relacionados a biodiversidade, à água, ciclagem de nutrientes, temperatura do ar e umidade (OLIVEIRA et al., 2017). No entanto, esses serviços são também potencialmente afetados pelos usos atual e histórico do solo no entorno dos fragmentos (FERRAZ et al., 2014).
Nesse contexto, a análise sobre a situação de conservação dos fragmentos florestais pode ser complementada, através do diagnóstico sobre a situação da vizinhança dos mesmos, com ênfase no grau de potencialidade de perturbação que os remanescentes estão sujeitos atualmente.
Para isso, a cobertura da terra foi classificada segundo a sua potencialidade de perturbação dos fragmentos florestais. Adotou-se como referência uma área de 50 m no entorno de cada fragmento e a sua cobertura do solo de contato, classificada em potenciais de perturbação Alto, Médio e Baixo.
No grupo de potencial de perturbação Alto estão as coberturas da terra associadas a: áreas urbanizadas, estradas pavimentadas e não pavimentadas, cultura temporária (cana-de- açúcar) e solo exposto. A cultura permanente compõe a classe de potencial de perturbação Médio, enquanto que a classe de potencial de perturbação Baixo engloba aos cursos d’água e vegetação campestre e/ou com influência fluvial.
A distribuição das classes de potencial de perturbação, segundo o percentual de área ocupada foi de: 58,16% para a classe Alto; 36,55% para a classe Baixo e 5,30% para a classe Médio. A Figura 43 representa a espacialização das classes supracitadas e a variação do NDVI para cada fragmento florestal da área de estudo.
Os resultados mostraram que mais da metade (58,16%) das áreas no entorno dos fragmentos é ocupada por atividades com alto potencial de perturbação, como as áreas urbanas, estradas e, principalmente, a cultura temporária da cana-de-açúcar, que por sua vez, se constitui como atividade predominante no município de Tibau do Sul.
De acordo com Oliveira e Mattos (2014), indiscutivelmente, essa é a atividade mais danosa desenvolvida nas bordas dos fragmentos florestais de Mata Atlântica do Rio Grande do Norte, em razão dos desmates laterais para a construção de vias de acesso, queimadas da palha da cana e expansão da área cultivada. A Figura 44 diz respeito a uma compilação de duas fotografias, que mostram o cultivo temporário da cana-de açúcar nas bordas dos fragmentos florestais na área de estudo.
Figura 44: Exemplos de Cultivo da cana-de-açúcar nas bordas dos fragmentos florestais da área de estudo (Alto potencial de perturbação).
Foto: Vitor Hugo Campelo Pereira, Abr.2016.
Além da cultura temporária da cana-de-açúcar, as estradas são cicatrizes permanentes na paisagem e facilitam o desmatamento e a fragmentação da floresta a partir do aumento da acessibilidade e da valorização da terra (FREITAS et al., 2010), agem como barreiras impedindo movimentos de animais e restringindo o uso do espaço (CHEN; KOPROWSKI, 2016) e tendem a gerar danos sobre a biodiversidade dos fragmentos florestais remanescentes,
originando efeitos sobre a diversidade de pequenos mamíferos (RUIZ-CAPILLAS et al., 2013), pássaros (LAURANCE, 2004), diversidade e estrutura de árvores de Floresta Estacional Semidecidual da Mata Atlântica (PEREIRA et al., 2015). A Figura 45 compila duas fotografias de estradas, sendo uma pavimentada (RN-003) e outra não pavimentada, que dividem fragmentos florestais na área de estudo.
Figura 45: Exemplos de estradas (Alto potencial de perturbação) que dividem fragmentos florestais na área de estudo.
Foto: Vitor Hugo Campelo Pereira. Abr.2016.
As outras coberturas e usos do solo desenvolvidos no entorno dos fragmentos florestais e encontrados na área de estudo, no entanto, com menor potencial de perturbação, foram a cultura permanente, mais notadamente, do coco-da-baía (Médio potencial de perturbação), vegetação campestre e corpos d’água (Baixo potencial de perturbação). Em razão de sua dinâmica e manejo, essas áreas receberam classificação Médio e Baixo quanto ao seu potencial de perturbação relativo aos remanescentes florestais. Nas Figuras 46, 47 e 48 é possível visualizar essas coberturas e usos do solo no entorno de fragmentos da área de estudo.
Figura 46: Exemplo de Cultura permanente no entorno de fragmento florestal na área de estudo.
Foto: Vitor Hugo Campelo Pereira. Abr.2016.
Figura 47: Corpo d’água (rio Piau) entre dois fragmentos florestais na área de estudo.
Foto: Vitor Hugo Campelo Pereira. Abr.2016.
Figura 48: Vegetação campestre no entorno de fragmento florestal na área de estudo.
Foto: Vitor Hugo Campelo Pereira. Abr.2016.
Os remanescentes florestais de Mata Atlântica da área de estudo foram analisados com base nas características extraídas de suas métricas, no estado de conservação e no potencial de perturbação do seu entorno.
O diagnóstico sobre a situação desses remanescentes, em síntese, constatou que a área possui poucos grandes fragmentos, mas que esses apresentam um estado de conservação de regular a bom, mas apresentam risco de perturbação pelas atividades desenvolvidas em suas bordas. Os pequenos fragmentos, que são maioria, além de sofrerem pressão do seu entorno,
apresentam, no geral, uma situação de conservação que pode ser considerada preocupante, pois considerando a somatória das características de métricas, conservação e potencial de perturbação do seu entorno, existe uma evidente tendência de extinção desses fragmentos.
3.4 Hierarquização dos fragmentos florestais
Considerando o objetivo de estabelecer conexões entre fragmentos florestais, se faz necessário avaliar quais desses fragmentos são mais relevantes. Características relacionadas a tamanho, forma, situação de conservação são aspectos importantes nessa avaliação, uma vez que essas informações podem fornecer evidências sobre a situação de conservação da biodiversidade dos fragmentos florestais (MUNGUÍA-ROSAS; MONTIEL, 2014; MURCIA, 1995; TABARELLI et al., 2006).
Além disso, outro dado de grande utilidade refere-se a posição geográfica dos fragmentos. A localização do fragmento florestal, sobretudo nas imediações de cursos d’água, pode ser concebida como estratégica para o fluxo de organismos, como demonstrado em alguns estudos, a exemplo de: Ferreira et al. (2017) e Vasudev et al. (2015).
O planejamento visando o aumento da conectividade entre os fragmentos florestais pode ser realizado com base na Teoria dos Grafos. Essa teoria foi criada por Leonhard Euler em 1736 para encontrar as melhores rotas para dar origem a diversas pontes na cidade de Königsberg/Russia (BOAVENTURA NETTO, 2001).
Um grafo G = (N, E) é um conjunto não vazio N, que são chamados Nós ou Vértices, e um conjunto A chamado de arestas, que por sua vez é um par não ordenado (ni,nj), onde ni e nj são elementos de N (TRUDEAU, 1993). Geralmente, os grafos são representandos graficamente, conforme a Figura 49.
Figura 49: Representação gráfica de um grafo.
Aplicando a Teoria dos Grafos ao objetivo de conectar fragmentos florestais, em síntese, os nós/vértices seriam os fragmentos florestais e as arestas seriam os corredores ecológicos. Neste sentido, partindo dessa concepção os fragmentos foram classificados como nós e hierarquizados de acordo com a sua relevância para o aumento da conectividade da paisagem. Dessa forma, aqueles foram subdivididos em: Nós primários, Nós secundários e Nós terciários, de acordo com o enquadramento em características de tamanho/forma, situação de conservação e posição geográfica estratégica.
Os Nós primários são os mais relevantes para o estabelecimento de conexão com outros fragmentos florestais. Nessa classe estão os fragmentos florestais que apresentam, simultaneamente três aspectos: tamanho e forma, que possibilitem existência de área-núcleo mesmo após o desconto de efeito de borda de 35 m; Situação de conservação com degradação menor que 50% do tamanho do fragmento e localização junto a corpos d’água. Também estão nessa classe os fragmentos florestais que se enquadrem no aspecto de tamanho e forma, associado concomitantemente a qualquer um dos outros dois aspectos.
Os Nós secundários são fragmentos que apresentam, conjuntamente, situação de degradação menor que 50% e posição geográfica estratégica junto a corpos d’água ou ainda que estejam em situação de tamanho e forma que possibilite a existência de área núcleo mesmo após o desconto de 35m do efeito de borda.
Por fim, os Nós terciários, que estão na base da hierarquia, são constituídos por fragmentos que apresentam situação de degradação menor que 50% ou posição geográfica estratégica junto a corpos d’água ou não se enquadram em nenhum dos três critérios supracitados.
Após análise dos 83 fragmentos florestais com base nos critérios/aspectos supracitados, os resultados mostraram que 38 fragmentos florestais (45,78% do total) satisfazem o critério 1 (tamanho e forma). Foram enquadrados no critério 2, que refere-se a situação de conservação, 65 fragmentos florestais, correspondendo ao percentual de 78,31% em relação ao total. No que diz respeito a posição geográfica estratégica (Critério 3), 18 fragmentos florestais (21,69%) apresentaram essa característica.
Os resultados indicam que grande parte dos fragmentos florestais da área de estudo apresentam características de tamanho e forma que os deixam totalmente expostos ao efeito de borda advindo dos usos do solo dos seus entornos. No entanto, apesar disso, a degradação da maioria desses fragmentos não é severa e os fragmentos florestais próximos aos cursos d’água possuem boa situação de conservação, com menos de 50% de suas áreas degradadas. A
espacialização dos fragmentos florestais da área de estudo, de acordo com cada critério pode ser visualizada a partir da Figura 50.
Figura 50: Fragmentos florestais da área de estudo, segundo os critérios de hierarquização.
Considerando a distribuição dos fragmentos florestais, segundo os critérios de hierarquização, os resultados mostraram que 51% dos fragmentos florestais são Nós terciários, 36% são Nós primários e 13% são Nós secundários, conforme representado pelo Gráfico 6.
Gráfico 6: Hierarquia dos fragmentos florestais: distribuição por classes.
Fonte: Elaborado pelo autor.
O topo da hierarquia dos fragmentos em relação ao planejamento da rede de corredores ecológicos é composto pelos Nós primários. O resultado de 36% do total relativo aos Nós primários, o que equivale a 17 fragmentos florestais, apesar de não constituir a maioria em relação a quantidade de fragmentos, é a classe que ocupa a maior área, pois nela estão contidos os maiores fragmentos, somado a isso, a referida classe está espacialmente bem distribuída ao longo da área de estudo, o que pode se constituir como fator positivo, visto que uma distribuição espacial de forma não concentrada tende a possibilitar um maior número de conexões utilizando esses fragmentos florestais, que são os mais relevantes na hierarquia da rede de corredores ecológicos.
No tocante aos Nós secundários formados por fragmentos florestais que satisfazem apenas o critério de tamanho e forma, mas não atendem aos critérios 2 (conservação) e 3 (posição geográfica estratégica), destaca-se a importância da adoção de alternativas voltadas a