Avaliação temporal da paisagem com o uso de geoprocessamento no córrego Pinguim, Paranaíta, Mato Grosso, no período de 1986-2013.
Temporal assessment of landscape with the use of GIS in the stream Pinguin, Paranaíta, Mato Grosso, in the period 1986-2013
Sylvia Karla Ferreira Pinheiro
1Roberto Vasconcelos Pinheiro
1Rubens Marques Rondon Neto
2Ademilso Sampaio de Oliveira
21
Universidade do Estado de Mato Grosso–UNEMAT/Sinop-MT Av.dos Ingás, 3001–Jd. Imperial
78555-000 - Sinop - MT, Brasil
sylvia.florestal@hotmail.com; rpinheiro@unemat-net.br
2
Universidade do Estado de Mato Grosso - UNEMAT/Alta Floresta - MT Av. Perimetral Rogério Silva, s/nº, Jardim Flamboyant, C.P. 324,
78580-000, Alta Floresta - MT rubensrondon@yahoo.com.br ademilsosampaio@gmail.com
Resumo – Este trabalho teve como objetivo principal avaliar, em escala temporal (25 anos - 1986 a 2011), o Uso e Ocupação da Terra em uma sub-bacia hidrográfica do Córrego Pinguim (BHCP),no município de Paranaíta-MT.
A análise da BHCP constitui-se em vital importância para o referido município, pois a conservação e recuperação das condições ambientais de suas nascentes formam o ribeirão Taxidermista, cujas águas abastecem todo o núcleo urbano. O desenvolvimento do trabalho se deu a partir de técnicas de sensoriamento remoto e sistemas de infor- mação geográfica (SIG), com imagens do satélite LANDSAT-5 e bases cartográficas obtidas pela ANA e IBGE, que permitiram caracterizar o uso da terra através do algoritmo de classificação supervisionada através do método de máxima verossimilhança, empregando o software ArcGis 10.0. A BHCP compreende, em sua área total, as seguintes classes de uso e ocupação da terra: pecuária (67,79%); florestal (18,42%); campestre (8,87%); área ur- banizada (2,37%); extração mineral (1,16%); piscicultura (0,91%); corpos d´água (0,48%). Os resultados também demonstram que 52,08% da Área de Preservação Permanente está degradada e, nela, encontra-se 126 nascentes (63,32%), de um total de 199. Por isso, a extrema relevância do trabalho, sendo necessárias medidas mitigadoras de recuperação e conservação, atuando, principalmente, como subsídios para adoções de futuras políticas públicas.
Palavras-chave: bacia hidrográfica, desmatamento, classificação de imagens.
Abstract - This work aimed to evaluate, in time scale (25 years - from 1986 to 2011), the Use and Occupancy of land in a Watershed of the Stream Pinguin (BHCP), in the city of Paranaíta-MT. The analysis constitutes BHCP into vital importance to the city, as the conservation and restoration of environmental conditions in their nascent form the Taxidermista stream, whose waters supply the entire urban core. The development work was done from remote sensing and geographic information systems (GIS) and satellite imagery with LANDSAT-5 and cartogra- phic bases obtained by the IBGE, which allowed to characterize land use through the supervised classification algorithm using the maximum likelihood method, using the software ArcGIS 10.0 software. The BHCP has, in its total area, the following classes of use and occupation of the land, livestock (67,79%); forest (18,42%); country (8,87%); urbanized area (2,37%); mining (1,16%); fish farming (0,91%); water bodies (0,48%). The results also show that 52,08% of Permanent Preservation Area is degraded and in it lies 126 springs (63,32%), a total of 199.
Therefore, the extreme relevance of screen work, being necessary mitigation measures for recovery and conserva- tion, acting mainly as subsidies for adoptions of future public policies.
Key-words: hydrographic basin, deforestation, image classification.
1. Introdução
A Amazônia Legal Mato-grossense, região onde se encontra inserida a área de estudo, no mu- nicípio de Paranaíta-MT, desde a sua colonização durante, o regime militar (1964-1985), sofre com o processo de conversão de suas áreas naturais para outros usos, devido às fortes pressões justificadas pela melhoria da qualidade de vida e aumento na produção de alimento, resultando nas mudanças das paisagens, hoje, fortemente dominadas por pastagem. Ressalta-se que, o projeto original da cidade foi prejudicado pela descoberta do ouro na região, introduzindo-se a atividade garimpeira dos colonos e, posteriormente a este evento, se desenvolveu a agro- pecuária extensiva e a exploração madeireira, Arruda et al. (2012).
Grande parte desse bioma em território Mato-grossense está sendo impactado ao longo de diversos ciclos “desenvolvimentistas”, implicando em uma perda significativa de biodivers- idade de espécies e de recursos naturais, tais como os geológicos, pedológicos, hídricos, atmos- féricos e biológicos. Nesse sentido, a análise temporal do uso da terra é muito importante para identificar as formas de ocupação dos espaços urbanos e rurais.
Segundo Silva et al. (2009), os dados de sensoriamento remoto, aliados aos sistemas de informações geográficas – SIG´s, promovem a elaboração de mapas temáticos de uso da terra, favorecendo análises eficazes da constante transformação do meio natural através da ocupação humana.
Alguns aspectos, tais como o relevo, o tipo de solo, a cobertura vegetal e a distância em relação aos centros urbanos, são importante na identificação das tendências de uso dos recursos naturais e de ocupação das terras, por indicarem a situação da biodiversidade dos ecossistemas e as alterações ambientais causadas por atividade antrópicas, Ipardes (2010).
Até 2001, o Sistema de Monitoramento do Desmatamento na Amazônia Legal PRODES apresentou, para Paranaíta - MT, resultados de desmatamento de 27,39% (1.323,60 km²) da área do município. Com o avanço da agropecuária em Mato Grosso, as mudanças ocorridas na Bacia Hidrográfica Córrego do Pinguim (BHCP) não foram diferentes, ocorrendo de forma descontrolada em resposta aos interesses econômicos do mercado.
A conservação e recuperação das condições ambientais da BHCP constituem-se em vital
importância para o município de Paranaíta, pois suas nascentes formam o ribeirão Taxidermis-
ta, cujas águas abastecem todo o núcleo urbano. Nesse sentindo, da preocupação ambiental a
área de estudo se assemelha a região do Pantanal em relação ao nível critico do impacto sofrido
pela ação antrópica, em que o Pantanal em seu histórico desde a década de 70, a expansão da
pecuária e da soja em áreas do planalto tem aumentado o desmatamento e a erosão pelo fato
de vários rios da região, apresentar elevada capacidade de transporte de sedimentos o que tem aumentado a deposição de sedimentos no Pantanal e o conseqüente assoreamento dos rios lo- calizados nas regiões de menor altitude.
Ao encontro deste cenário, técnicas de sensoriamento remoto têm sido utilizadas em estu- dos temporais de análise das mudanças da cobertura e uso do solo, Cunha et al. (2012), Gómez et al. (2011), Foody (2010) e Miranda (2004) para um diagnóstico ambiental do nível critico de conservação de bacias hidrográficas.
2. Objetivo
Em face da contextualização apresentada, o objetivo deste trabalho, foi gerar informações que contribuem na conservação ambiental e na manutenção do fornecimento de água para a popu- lação urbana paranaitense, com o conhecimento dos aspectos da transformação da paisagem ao longo do tempo (período de 25 anos, através da análise multitemporal da paisagem, utilizando imagens do sensor TM do satélite Landsat 5 e sensor LISS 3 do satélite ResourceSat, empre- gando técnicas de processamento digital de imagens e geoprocessamento. Como sub-produto, gerou informações que contribuem na conservação ambiental e na manutenção do fornecimento de água para a população urbana paranaitense.
3. Material e Métodos
A BHCP possui uma área de 21.403,33 hectares, situada à margem esquerda do Rio Teles Pires, município de Paranaíta-MT. O perímetro urbano está inserido, em sua totalidade, dentro da sub- bacia hidrográfica em estudo, que compreende as coordenadas geográficas de: 09º27’21,659”S e 56º34’8,124” W e 09º43’44,982” S e 56º23’44,982” W (Figura 1).
O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é chuvoso, com nítida estação seca, tipo Awi, com temperaturas entre 20 e 40 ºC e a precipitação média anual é de 2.300 mm. Con- forme classificação proposta por Ministério do Meio Ambiente (MMA) (2007), a área da BHCP está caracterizada pela presença de relevos residuais, associados a intrusões graníticas e a ro- chas metassedimentares, com tendência moderada à erosão. Apresentam predominantemente Neossolos Litólicos e, secundariamente, Plintossolos Pétricos, ambos com aptidão agrícola res- trita e manchas de Nitossolo Vermelho, de Argissolo Vermelho-Amarelo, com baixa fertilidade e de Gleissolo Háplico e apresentam declividade moderada (SiBCS, 2013).
Nestas áreas, refletindo a variedade pedológica, a cobertura vegetal forma um mosaico con- tendo contatos de Floresta Ombrófila Aberta alterada, seguida da floresta de transição Amazôni- ca Cerrado, (Seplan, 2004).
Neste trabalho foram aplicadas técnicas de geoprocessamento, ou seja, cartografia digital, com o procedimento de classificação supervisionada e técnicas de processamento digital de imagens de sensores remotos (PDI), com a integração em ambiente de sistema de informação geográfica (SIG) para o tratamento de dados geoambientais, sobre o meio físico e a dinâmica de uso do solo aplicado a sub-bacia hidrográfica.
Para tanto, na geração do mapa de cobertura vegetal e uso da terra da área de estudo, foram utilizadas a mosaicagem das cenas do satélite SPOT (mosaicos: 14843SO; 15582NE; 15582SE;
15591NO; 15591SO), de 2009, adquiridas pela Companhia Hidrelétrica Teles Pires (CHTP),
com resolução espacial de 2,5 metros. O arquivo vetorial da BHCP, utilizada para recorte da
imagem da área de estudo (máscara), foi adquirido junto à Agência Nacional das Águas (ANA),
sendo a classificação de Ottobacias nível 06, que são áreas de contribuição dos trechos da rede
hidrográfica codificada segundo o método de Otto Pfafstetter para classificação de bacias.
Figura 1. Mapa de localização, BHCP, Paranaíta-MT, 2013.
Para a avaliação e quantificação multitemporal do uso da terra, foram utilizadas as imagens
Landsat-TM, órbita-ponto 227-067, referente aos anos 1986, 1991, 1996, 2001, 2006 e 2011
(último ano de funcionamento do satélite) e imagem do satélite Resourcesat LISS-3, com res-
olução espacial de 23,5 metros, órbita-ponto 319-083, referente a 27 de Julho do ano de 2013,
como sendo a imagem mais atual adquirida gratuitamente do Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (INPE). Foi realizado a composição colorida das bandas (3,4,5) RGB, no ArcGis 10.0
e posteriormente georreferenciou-se as imagens à partir das imagens do satélite SPOT que já se apresentavam ortorretificadas, com alguns pontos de apoio conhecidos.
Foi realizado o recorte da imagem pela máscara da bacia (arquivo vetorial) empregando a ferramenta “Extract by mask” disponível no ArcGis versão 10.0. Para a execução da classifi- cação supervisionada no ArcGis, utilizaram-se as ferramentas “Create Signature e Maximum likelihood Classification”, considerando todas as bandas espectrais na separação das unidades, a partir de um limiar de similaridade (em níveis de cinza). Tomou-se como base uma área mínima (pixels), definida pelo usuário, através do método da máxima verossimilhança, que uti- liza a média e covariância das amostras computando a probabilidade de um pixel desconhecido pertencer a uma ou outra classe. Esse procedimento aplicado gera um arquivo vetorial com uma série de polígonos, necessitando que o intérprete o edite para que equívocos derivados da clas- sificação sejam corrigidos.
A nomenclatura do Uso e da Cobertura da Terra se deu a partir do esquema teórico da cobe- rtura terrestre, que abrange os dois primeiro níveis hierárquicos propostos, IBGE (2006).
Figura 2. Fluxograma de construção para cobertura terrestre. Adaptado de IBGE (2006) Foram realizados os desdobramentos, devido às atividades locais, para níveis de maior detalhe, sendo: a) áreas antrópicas agrícolas (pecuária) e não-agrícolas (área urbanizadas e extração mineral); b) áreas naturais (florestal e campestre); c) corpos d´água continentais (corpos d’água e piscicultura). Feito isso, foram geradas as Áreas de Preservação Permanente (APP’s) e, em seguida, analisou-se a evolução temporal do uso e ocupação dentro das mesmas.
Sabe-se que até 2010 vigorava a Lei Complementar Nº 038, de 21 de novembro de 1995 e, a partir de 2013, passou a vigorar a Lei Complementar nº 412, de 13 de Dezembro de 2010. Desta forma, foram gerados dois mapas para as APP´s, considerando as citadas leis.
4. Resultados e Discussão
Das análises realizadas com a classificação supervisionada, através da interpretação e vetorização
da imagem de satélite Resourcesat/2013 e das classes de Cobertura e Uso da Terra, obtiveram-
se os resultados da situação atual da BHCP (Tabela 1).
Tabela 1. Classes de Cobertura e Uso da Terra da BHCP, Paranaíta-MT, 2013.
1º Nível 2º Nível 3º Nível 4º Nível Área Total (ha) % Terra
Área Antrópica
Agrícola Pecuária 14.509,70 67,79
Não Agrícola Área urbanizada 508,19 2,37 Extração Mineral 248,86 1,16 Áreas
Naturais Florestal - 3.941,68 18,42
Campestre - 1.897,51 8,87
Água Corpos
d´água continentais
Corpos d´água - 103,15 0,48
Piscicultura - 194,24 0,91
Total 21.403,33 100,00
Atualmente, é possível observar que a maior porcentagem de Cobertura e Uso da Terra para a BHCP encontra-se na Área antrópica, com um total de 71,32%, desdobradas em pecuária (67,79%), área urbanizada (2,37%) e extração mineral (1,16%). Seguindo 27,29% para as Áreas naturais e 1,39% para Corpos d´água continentais, (Figura 3).
(A) (B)
Figura 3. (A) Mapa temático de classificação supervisionada do Uso e Cobertura da Terra, e (B) Distribuição das classes de uso atual da BHCP, Paranaíta-MT, 2013.
As distribuições geográficas dos níveis de área antropizada na BHCP mostram que são
áreas localizadas próximas ao centro urbano e a área florestal não degradada é de apenas 18,42%
do total da área e está distribuída de forma bem fragmentada em toda a área da bacia. A classe Florestal para a BHCP apresentou-se em formas de sítios e até ilhas ao longo dos corpos d´água, tendo aparente presença da classe Campestre (vegetação mais rala e secundária). Isto agrava o cenário, pois essas regiões estão muito vulneráveis e encontram-se em processo de perda da sua função, já mostrando a conseqüência do efeito de borda, bem como reduzindo a proteção aos longos dos rios, tornando-os mais sensíveis ao assoreamento e à erosão, comprometendo, assim, mananciais e a qualidade da água de toda a bacia. Assim sendo, observa-se que a conectividade ou corredores ecológicos estão distanciados e perdendo a sua função no equilíbrio de toda a bacia, podendo vir a comprometer a disponibilidade do recurso hídrico ao longo do tempo.
Dessa forma, em uma análise detalhada da APP, para a BHCP, foi possível verificar a existência de 199 nascentes, totalizando 159,37 ha (Tabela 2). Desta área, 52,08% está inserida na classe Área antropizada. Vale ressaltar que a perda de 47,89% de área de cobertura vegetal para esta classe provém, principalmente, da pecuária. Das áreas das nascentes, têm-se aproximadamente 126 unidades localizadas em áreas degradadas.
Tabela 2. Composição das classes de Cobertura e Uso da Terra da APP´s da Bacia hidrográfica Córrego Pinguim, Paranaíta/MT, 2013.
Nível 1º 2º
Nível 3º
Nível 4º
Nível
Área Total Rios
(ha)
Área Total Nascentes
(ha)
% Total de APP
(ha) %
Terra
Área Antró- pica
Agrícola Pecuária 931,13 99,76 62,59 1030,89 47,89
Não Agrícola
Área urbani-
zada 20,19 1,75 1,10 21,94 1,02
Extração
Mineral 68,16 0,02 0,01 68,18 3,17
Áreas Natu-
rais Florestal - 459,5 27,73 17,40 487,23 22,63
Campestre - 386,39 29,08 18,25 415,47 19,30
Água Corpo d´água con-
tinental
Corpos
d´água - 38,98 0,1 0,06 39,08 1,82
Piscicultura - 88,88 0,93 0,58 89,81 4,17
Total 1993,23 159,37 100,0 2152,60 100,0
A área legal prevista para a APP da BHCP é de 2.152,60 ha e, até 2013, tem-se 52,08% da área degradada (APPD). Segundo dados do IBGE (2013),51,92% do abastecimento da água para a população do município é proveniente de poços ou nascentes.
Através das análises realizadas com a classificação supervisionada para os anos de 1986
a 2011, os resultados obtidos sobre a dinâmica do desmatamento, por meio da interpretação e
vetorização das imagens de satélite Landsat-TM órbita-ponto 227-67, para o Uso e cobertura
da Terra para a classe florestal, são: 1986 de 16.142,11 ha (75,42%); 1991 de 13.869,32 ha
(64,80%); 1996 de 9.831,72 ha (45,94%); 2001 de 9.022,30 ha (42,15%); 2006 de 3.481,00
ha (16,26%); 2011 de 3.552,98 ha (16,60%) (Figura 4). É possível observar que houve uma
evolução na transformação das áreas naturais em usos antrópicos com uma diminuição de
floresta de 58,82% ao longo de 25 anos, sendo 10,62% de 1986 até 1991. Para o final da década
de 1980 e início de 1990, a formação de pastagens para a produção de carne bovina e o avanço
da agricultura ganharam preponderância no desmatamento.
Figura 4. Uso da Terra (1986 a 2011 – Satélite Landsat 5 TM) de vegetação natural original na BHCP, Paranaíta-MT.
Considerando que a transformação da paisagem natural para o cultivo agropastoril, tenha iniciado com a chegada e desbravamento do município (década de 80), verifica-se que houve um aumento significativo do desmatamento das áreas de vegetação natural em relação ao período do final da década de 80 e início da década de 90, com um incremento de desmatamento de 29,48%. A evolução temporal para o Uso e Ocupação da Terra das classes para os anos de 1986 a 2011, para a BHCP, é demonstrado no gráfico da discriminação normalizada (Figura 5). Na Figura 6 é possível verificar que a vegetação diminuiu drasticamente, cedendo espaço para a pecuária, área urbanizada e mineração.
Figura 5. Evolução do Uso e Cobertura da Terra (1986 a 2011), BHCP, Paranaíta-MT.
Figura 6. Mapa da BHCP (1986 a 2011), satélite Landsat-TM 227/67, Paranaíta-MT.
Da Tabela 3, verifica-se uma concentração de 54,88% de residências na área urbana (até 2011), sendo que, em 1991, as mesmas representavam 61,86%. Portanto, no período de 1991 a 2011, houve uma diminuição e, consequentemente, um incremento na zona rural.Em relação à quantidade de moradias para o mesmo período, houve um aumento de 33,81% no total de residências. A população (até 2011) estimada pelo IBGE (2013) era de 10.717 pessoas.
Tabela 3. Domicílios segundo a localização, município de Paranaíta-MT.
Localização 1991 % 2000 % 2010/2011 %
Urbana 1.486 61,86 1.416 55,29 1.764 54,88
Rural 916 38,14 1.145 44,71 1.450 45,12
Total 2.402 100,00 2.561 100,00 3.214 100,00
Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, estimativa 2013.
Diante desses dados, é possível verificar que o aumento do desenvolvimento rural, sob a cobertura vegetal, provoca vários efeitos que alteram os componentes do ciclo hidrológico natural. Segundo Tucci et al. (1997), a cobertura da bacia nessa situação é alterada para pavimentos impermeáveis e são introduzidos condutos para escoamento pluvial, gerando redução da infiltração no solo, aumentando, o escoamento superficial, ocorrendo uma redução do tempo de deslocamento, aumentando dessa forma, as vazões máximas, antecipando, assim os picos no tempo. Com a redução da infiltração, o aquífero tende a diminuir o nível do lençol freático, seja por falta de alimentação e/ou uso por parte da população por meio de poços.
Devido à substituição da cobertura natural, ocorrendo uma redução da evapotranspiração,
já que a superfície degradada não retém água como a cobertura vegetal e não permite a evapotranspiração das folhagens e do solo.
Diante do exposto, observa-se que, no mesmo período apesar da população migrar para a área rural, houve um crescimento geral na ocupação. Nesse sentido, a BHCP refletiu o interesse de ocupar os locais disponíveis na área para a formação de pastagens. Sendo a função ecológica das áreas das margens de drenagens e do entorno das nascentes fundamentais para a manutenção da qualidade, equilíbrio e funcionalidade ambiental, daí a necessidade de implementação de medidas para a adequação destas áreas ao Código Florestal Brasileiro.
5. Conclusões e Sugestões
A classificação supervisionada, utilizando as imagens de satélites Landsat (1986 a 2011), representou de maneira adequada a evolução temporal e espacial do Uso e Ocupação das Terras da BHCP, observando uma redução significativa da cobertura florestal, em torno de 58,82%.
A ocupação da APP apresenta níveis alarmantes de áreas antropizada ou degradadas,atingindo 52,08% de sua área e, além disso, contém 126 nascentes (63,32%), de um total de 199.Com o uso da geotecnologia foi possível visualizar o processo de migração e desenvolvimento, comprovando o aumento da área ocupada na BHCP e, consequentemente, uma redução da área de vegetação.
Este fato possibilita o entendimento do aumento dos impactos ambientais existentes na região norte do Mato Grosso e,por isso, a extrema relevância do trabalho em questão. Sabendo- se disto, sugere-se a continuidade de elaboração de novos trabalhos, visando subsidiar futuras políticas públicas, com o intuito principal de mitigar os problemas atuais e, consequentemente, conservar e recuperar o meio ambiente.
6. Referências
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Brasil. Lei complementar nº 412, de 13 de Dezembro de 2010. Dispõe sobre alterações na Lei Complementar nº 38, de 21 de novembro de 1995, na Lei Complementar nº 232, de 21 de dezembro de 2005, Lei Complementar nº 233, de 21 de dezembro de 2005, a Lei Complementar nº 343, de 24 de dezembro de 2008 e dá outras providências.
Diário Oficial nº 25456. Data de publicação: 13/12/2010. Matéria nº 353308.
Cunha, J.E.B.L.; Rufino, I.A.A.; Silva, B. B.; Chaves, I. B. Dinâmica da cobertura vegetal para a Bacia de São João do Rio do Peixe, PB, utilizando-se sensoriamento remoto. Ver. Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande PB, v.16, n.5, p. 539-548, 2012.
Foody, G.M. Assessing the accuracy of land cover change with imperfect ground reference data. Remote Sensing of Environment, v.114, p.2271-2285, 2010.
Gómez, C.; White, J.C.; Wulder, M.A. Characterizing the state and processes of change in a dynamic forest environment using hierarchical spatio-temporal segmentation.Remote SensingofEnvironment, v.115, p.1665-1679, 2011.
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www.ipardes.pr.gov.br/biblioteca/docs/Capitulo_4_Gestao_Ambiental.pdf. Acesso em: 04/09/2013.
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