PROPOSTA METODOLÓGICA PARA AVALIAÇÃO DE IMPACTES NA PAISAGEM

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PROPOSTA METODOLÓGICA PARA

AVALIAÇÃO DE IMPACTES NA PAISAGEM

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PROPOSTA METODOLÓGICA PARA AVALIAÇÃO DE

IMPACTES NA PAISAGEM

Dissertação orientada por:

Professor Doutor Nuno de Sousa Neves

Dissertação coorientada por:

Professor Doutor António Pedro Santos

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AGRADECIMEN

AGRADECIMENTOS

TOS

Expresso em primeiro lugar a minha estima e agradecimento ao Professor Nuno de Sousa Neves pela orientação e ao Professor António Pedro Santos pela coorientação desta dissertação. Ambos demonstraram total disponibilidade e as suas sábias sugestões foram fundamentais na redação do presente documento. Agradeço também ao meu amigo e colega Sérgio Godinho as muitas horas de debate e esgrima intelectual acerca deste e de outros temas relacionados, desde que despertámos para o mundo da Ecologia da Paisagem.

Uma palavra final de agradecimento para a Liliana Duarte pelo apoio constante, pela leitura cuidada e pela revisão valiosa do documento.

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iv

PROPOSTA METODOLÓGICA PARA AVALIAÇÃO DE

IMPACTES NA PAISAGEM

R

RESUMO

ESUMO

A perda e a fragmentação de habitat são considerados dois dos mais graves problemas afetando negativamente a biodiversidade. Embora existam muitos estudos acerca dos seus impactes, encontram-se na bibliografia da especialidade várias inconsistências quer semânticas quer conceptuais respeitando ambos os termos. Este trabalho apresenta uma abordagem metodológica assente numa base de sistemas de informação geográfica (SIG) que permite quantificar separadamente os impactes da perda e da fragmentação de habitat. Apresenta-se um modelo de operações que utiliza conjuntos de dados geográficos (CDG), nomeadamente cartografia de ocupação do solo disponibilizada de forma gratuita pelas entidades oficiais.

Os resultados da sequência de operações do modelo de geoprocessamento desenvolvido são o cálculo de métricas de uma classe de ocupação do solo e a definição de classes de impactes na paisagem, que representam diferentes combinações da composição e configuração paisagística. O modelo é editável e portanto atualizável e passível de ser melhorado. Fazendo uso da presente ou de futuras versões do software é possível extrair informação relevante acerca da dinâmica da paisagem, o que permite integrar esta ferramenta num contexto de análise mais amplo, juntamente com outro tipo de instrumentos.

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v

METHODOLOGICAL PROPOSAL FOR LANDSCAPE

IMPACT ASSESSMENT

ABSTRACT

Habitat loss and fragmentation are considered two of the most severe problems affecting biodiversity. Although there are plenty of studies relating to their impacts, semantic as well as conceptual inconsistencies concerning both terms can be found in published works. This work presents a methodological GIS-based approach which allows quantifying habitat loss and fragmentation impacts separately. The operational model presented uses geographic data such as land cover maps released at no cost by official entities.

The outputs obtained from the implemented geoprocessing model are calculated metrics regarding one land cover class and the definition of landscape impacts classes which represent different landscape composition and configuration combinations. The model is editable and thus updatable and improvable. Using this or a future version of the software it is possible to extract valuable information concerning landscape dynamics which allow this tool to be integrated in a broader analytic framework, together with other type of instruments.

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vi

PALAVRAS

PALAVRAS----CHAVE

CHAVE

Ecologia da Paisagem Fragmentação de Habitat Perda de Habitat

Métricas da Paisagem

Sistemas de Informação Geográfica

KEYWORDS

Landscape Ecology Habitat Fragmentation Habitat Loss

Landscape Metrics

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ACRÓNIMOS

CAOP CAOP CAOP

CAOP – Carta Administrativa Oficial de Portugal CDG

CDG CDG

CDG – Conjunto de Dados Geográficos CLC

CLC CLC

CLC – CORINE Land Cover CO

CO CO

CO – Classe de Ocupação ESRI

ESRI ESRI

ESRI – Environmental System Research Institute GIS

GIS GIS

GIS – Geographic Information Systems MAUP

MAUP MAUP

MAUP – Modifiable Areal Unit Problem NM

NM NM

NM – Número de Manchas SAF

SAF SAF

SAF – Sistemas Agro-Florestais SIG

SIG SIG

SIG – Sistemas de Informação Geográfica V

V V

VAreaAreaAreaArea – Variação da Área da Classe de Ocupação VGCO

VGCO VGCO

VGCO – Variação Geométrica da Classe de Ocupação VNM

VNM VNM

VNM – Variação do Número de Manchas VPT

VPT VPT

VPT – Variação do Perímetro Total da Classe e Ocupação VQCO

VQCO VQCO

VQCO – Variação da Quantidade da Classe de Ocupação

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viii

ÍNDICE

ÍNDICE DO TEXTO

DO TEXTO

AGRADECIMENTOS ... iii

RESUMO ... iv

ABSTRACT ... v

PALAVRAS-CHAVE ... vi

KEYWORDS ... vi

ACRÓNIMOS ... vii

ÍNDICE DE TABELAS ... x

ÍNDICE DE FIGURAS ... xi

1. INTRODUÇÃO ... 1

2. SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA E AVALIAÇÃO DA PAISAGEM ... 4

2.1. Espaço e escala ... 4

2.2. Sistemas de Informação Geográfica ... 5

2.3. Métricas da Paisagem ... 7

2.4. Ferramentas SIG para avaliação da paisagem ... 8

3. IMPACTES NA PAISAGEM E NA BIODIVERSIDADE ... 10

3.1 Fragmentação e perda de habitat ... 10

3.2 Uma visão alternativa ... 11

3.3 Variação da Quantidade da Classe de Ocupação ... 13

3.4 Variação Geométrica da Classe de Ocupação ... 16

3.5 Relações entre VGCO e VQCO ... 18

3.6 Efeitos da perda de habitat na biodiversidade ... 22

3.6.1 Impactes no tamanho das manchas ... 23

3.6.2 Efeitos no isolamento das manchas ... 25

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3.7 Efeitos da fragmentação do habitat na Biodiversidade ... 26

3.7.1 Efeitos negativos da fragmentação ... 31

3.7.2 Efeitos positivos da fragmentação... 33

4 MODELAÇÃO GEOGRÁFICA E AVALIAÇÃO DE IMPACTES NA PAISAGEM . 35 4.1 Modelos de geoprocessamento em SIG ... 35

4.2 Implementação do modelo de geoprocessamento ... 40

4.2.1 Informação de base ... 41

4.2.2 Estrutura do modelo de geoprocessamento ... 45

4.2.3 Resultados da implementação do modelo de geoprocessamento . 48 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 55

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 57

7 ANEXOS ... 66

7.1 Anexo I - Layouts ... 66

7.2 Anexo II – Modelo Operacional ... 68

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x

ÍNDICE DE TABELAS

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xi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 – Processo de fragmentação de habitat (Fahrig, 2003) ... 10 Figura 2 - Perda de habitat e fragmentação per se (Fahrig, 2003) ... 12 Figura 3 - Diferentes padrões espaciais originados pela perda de habitat (Fahrig, 2003) ... 13 Figura 4 - Quantidade de habitat versus métricas da paisagem (Fahrig, 2003) .... 15 Figura 5 - Tamanho médio e número de manchas ... 16 Figura 6 - Fragmentação per se (Fahrig, 2003) ... 17 Figura 7 - Tamanho médio da mancha e fragmentação per se ... 17 Figura 8 - Tamanho da mancha, estabilidade e resiliência das populações (The Biodiversity Partnership) ... 25 Figura 9 - Efeito da fragmentação na orla das manchas (The Biodiversity

Partnership) ... 27 Figura 10 - Permeabilidade de estradas e canais de rega (Godinho e Onofre, 2005) ... 32 Figura 11 – Estrutura e grupos de operações no modelo de geoprocessamento 46 Figura 12 – Carta temática de ocupação do solo referente ao ano 1990 (CLC’90) com Sistemas Agro-Florestais representados a preto ... 48 Figura 13 - Carta temática de ocupação do solo referente ao ano 2006 (CLC’06) com Sistemas Agro-Florestais representados a preto ... 49 Figura 14 – Localização das quadrículas onde se verificou ganho, perda ou manutenção da área de SAF entre 1990 e 2006 ... 50 Figura 15 - Variação da área de SAF (nº. quadrículas vs. classes de área) ... 51 Figura 16 - Localização das quadrículas onde se verificou ganho, perda ou

manutenção da área de SAF entre 1990 e 2006. As quadrículas apresentam-se categorizadas em classes de magnitude de VQCO, expressas em diferentes cores conforme a legenda apresentada. ... 52 Figura 17 - Nº de quadrículas por classe de impacte. As diferentes classes de impacte resultam de combinações distintas entre a VQCO e a VGCO estão

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1.

1. INTRODUÇÃO

INTRODUÇÃO

O presente trabalho debruça-se sobre uma temática do âmbito da Ecologia da Paisagem, pelo que é de todo o interesse apresentar sucintamente este domínio do conhecimento.

A própria Ecologia é uma ciência relativamente nova (Brewer, 1979) que estuda as interações entre os organismos vivos e o meio (Sutton e Harmon, 1973). A sua designação foi avançada em meados do século XIX pelo zoólogo alemão Ernst Heackel, baseando-se na palavra grega oikos que significa “casa” ou “lugar onde se vive”. Desta forma, a Ecologia pode ser entendida como a ciência que estuda as ligações ou relações entre os organismos vivos e o seu ambiente (Odum, 1971).

Um conceito mais difícil de clarificar é o de “paisagem” devido à sua complexidade e por permitir um largo espetro de aproximações, que são geralmente determinadas pela especialidade de quem as utiliza (Cancela D’Abreu et al., 2004). A isto acresce o facto do conceito de paisagem ter vindo a mudar no tempo, acompanhando a consolidação da ideia de território, bem como a sua representação. Por ser um termo comummente utilizado pelo grande público, é importante destacar também aqui algumas diferenças entre aquilo que é o entendimento leigo e o que corresponde a uma noção mais técnica. Em 1981, o Grande Dicionário da Língua Portuguesa definia paisagem como sendo a “extensão de terreno que se abrange de um só lance de vista, e que se considera pelo seu valor artístico, pelo seu pitoresco”.

Em 2012, o dicionário Priberam da Língua Portuguesa define-a como “Extensão de território que se abrange com um lance de vista“. Em círculos mais técnicos, devido ao progresso do conhecimento científico no domínio da ecologia, é inevitável atribuir à paisagem uma dimensão ecossistémica, que sugere que esta seja entendida como uma “figuração da biosfera”, resultante da “ação complexa dos homens e de todos os seres vivos em equilíbrio com os fatores físicos do ambiente” (Caldeira Cabral, 1973). Outra definição alternativa foi avançada em 2000, na Convenção Europeia da Paisagem: “Landscape means an area, as perceived by people, whose character is the result of the action and interaction of natural and/or human factors” (Council of Europe, 2000).

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sobreposição significativa entre áreas afins (Zonneveld e Forman, 1990). O surgimento da Ecologia da Paisagem deve-se precisamente a uma fusão entre as abordagens e metodologias clássicas da ecologia com a perspetiva de trabalho à escala da paisagem, entendendo-a como um todo e adotando-a como objeto de estudo.

A Ecologia da Paisagem é uma sobreposição nítida de várias disciplinas (Hobbs, 1997), que se consolidou como um campo individual da ciência mas continua a suscitar discussões, a começar pela própria definição ou alcance. A problemática da definição deve-se mormente à grande diversidade de formações académicas que os seus técnicos apresentam. Por sua vez, o alcance da disciplina parece estar em constante expansão devido ao aparecimento ou aperfeiçoamento de ferramentas tecnológicas de grande capacidade analítica, como é o caso dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e da Deteção Remota. Segundo Antrop (2001), os estudos em Ecologia da Paisagem têm focado maioritariamente zonas rurais e florestais onde o impacte humano não é muito intenso e os conceitos-chave são a ocupação e uso do solo e processos de mudança.

A presente tese versa sobre a Fragmentação de Habitats que é um dos temas mais discutidos em Ecologia da Paisagem. Neste trabalho pretende analisar-se as alterações geométricas e quantitativas de uma classe de uso do solo, entre duas datas. A construção de um modelo de geoprocessamento em SIG é parte integrante do processo analítico.

A estrutura do documento, para além da presente introdução, assenta em quatro outros capítulos principais: Sistemas de Informação Geográfica e Sistemas de Informação Geográfica e Sistemas de Informação Geográfica e Sistemas de Informação Geográfica e Avaliação da Paisagem

Avaliação da Paisagem Avaliação da Paisagem

Avaliação da Paisagem – onde se abordam os conceitos de espaço e escala avançando algumas conceções de espaço menos conhecidas para o público em geral e se distinguem diferentes noções do que se entende por “escala”; onde também se apresentam e descrevem sucintamente alguns dos aspetos mais importantes dos SIG enquanto ferramentas analíticas; Impactes na Paisagem Impactes na Paisagem Impactes na Paisagem e Impactes na Paisagem e e e Biodiversidade

Biodiversidade Biodiversidade

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3

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4

2.

2. SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA E

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA E

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA E AVALIAÇÃO DA

AVALIAÇÃO DA

PAISAGEM

2.1.

2.1. Espaço e escala

Espaço e escala

Devido à intuitiva afinidade entre escala e espaço, torna-se importante refletir acerca da forma como cada um de nós entende este último. A representação espacial é a forma como as pessoas representam mentalmente a informação espacial, particularmente localizações de objetos (McNamara, 1998). Mas o que é o espaço? Certamente todos temos uma noção do que é mas não sabemos ao certo explicá-la e expô-la a terceiros de forma clara. Vários autores elencaram tipos de espaços, caracterizando-os segundo determinados critérios. Um exemplo concreto é o de Freundschuh e Egenhofer (1997), que apresentaram tipologias de espaços modeladas com base em três critérios: manipulação, locomoção e dimensão. A manipulação refere-se à capacidade de mover objetos no espaço, a locomoção remete para a necessidade de viajar num espaço para o percecionar totalmente e a dimensão do espaço considera a forma como a experiência espacial é condicionada. No que respeita a dimensão, os espaços podem ser designados como de pequena ou grande escala. Contudo, em linguagem cartográfica, os termos pequena e grande escala referem-se a reduções do espaço e não tanto à dimensão do espaço em si. Grande escala reflete uma pequena redução da realidade para o mapa (p. ex. 1:5.000) e pequena escala significa que houve uma grande redução (p. ex. 1:1.000.000). Em Ecologia, e particularmente em Ecologia da Paisagem, a escala remete para a dimensão espacial ou temporal na qual um organismo, um padrão ou um processo é identificável (Farina 1998).

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Freska (1998) centra-se em questões relacionadas com a representação e descreve a escala como sendo transversal a diferentes “mundos”: o real, o modelo e a relação entre ambos. O termo é usado de forma diferente nos três mundos: no real refere-se à dimensão do espaço ou de objetos; no mundo abstrato fala-se em escala decimal, logarítmica, etc., e na relação entre os dois trata-se justamente da transformação entre eles como num processo de construção de mapas.

Tomando a ocupação do solo como objeto de estudo, como tantas vezes acontece, a abordagem metodológica é à partida função da escala de trabalho a utilizar. Podemos querer estudar um fenómeno considerando determinada mancha, ou todas as manchas da mesma classe de ocupação, ou talvez todas as manchas que compõem a nossa área de estudo, independentemente da sua classe, etc. Esta mesma ideia é expressa por McGarigal et al. (2012) e está presente no software por si desenvolvido ao possibilitar análises a três níveis: “patch”, “class” e “landscape”.

No presente trabalho, o fenómeno é estudado à escala do território de Portugal Continental e a unidade de análise é uma quadrícula de 10 Km x 10 Km.

2.2.

2.2. Sistemas de Informação Geográfica

Sistemas de Informação Geográfica

São várias as definições de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) avançadas por diversos autores. De entre muitas destaco a seguinte, pela sua simplicidade e abrangência:

A GIS is "an organized collection of computer hardware, software, geographic data, and personnel designed to efficiently capture, store, update, manipulate, analyze, and display all forms of geographically referenced information." (ESRI, 1990)

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Podendo ser vistos como uma evolução dos sistemas de informação tradicionais devido à sua capacidade de albergar e trabalhar dados com referências geográficas, os SIG representam mais do que uma forma moderna de fazer mapas. A definição de SIG anteriormente apresentada toca nos aspetos fundamentais respeitantes às capacidades destes sistemas. Em primeiro lugar surge a obtenção de dados que pode ser feita diretamente no terreno (recolha de dados geográficos mediante uso de recetor GPS ou dados alfanuméricos quantitativos ou qualitativos) ou em ambiente de gabinete (digitalização de documentação analógica, utilização de imagens de satélite, etc.). Como qualquer sistema de informação, um SIG está talhado para o armazenamento, manipulação e atualização de dados. Com uma estrutura assente em bases de dados espaciais, respetivos sistemas de gestão (p.e.: PostGIS e Oracle Spatial), dotados de interoperacionalidade entre softwares e tirando partido dos servidores de mapas na internet (p.e.: GeoServer e ArcGIS Server), os SIG afiguram-se como uma ferramenta tecnológica poderosa no âmbito da gestão de dados. No que diz respeito à capacidade analítica, surge de imediato o “chavão” “Análise Espacial”. O exemplo mais generalizado é provavelmente a Álgebra de Mapas. De facto, a desconstrução de uma realidade complexa como é o território em camadas temáticas tem analogia direta com a representação de entidades em folhas de papel transparente que uma vez sobrepostas mostram a totalidade das entidades presentes na área representada. Contudo a Análise Espacial tem uma abrangência mais lata e faz uso de outras ferramentas do âmbito da Geoestatística e da Análise Multicritério, etc.

No que diz respeito a outputs dos SIG, é sobremaneira conhecida aptidão para a produção de mapas. Existem contudo outros produtos que merecem destaque como sejam os cartogramas (mapas propositadamente distorcidos com o objetivo de salientar valores), gráficos, tabelas, relatórios e vídeos. Pela possibilidade de produzir tais elementos, os SIG surgem como preciosos auxiliares em processos de tomada de decisão.

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2.3.

2.3. Métricas da Paisagem

Métricas da Paisagem

As métricas da paisagem medem e descrevem a estrutura espacial de manchas, classes de manchas ou da totalidade do mosaico de manchas (i.e. paisagem) (Leitão et al., 2006).

Quando se analisa uma paisagem deve distinguir-se a sua composição da sua configuração. A composição remete para uma noção quantitativa do que lá existe enquanto a configuração diz respeito à sua organização espacial. Um hipotético território pode ter 150 hectares de uma classe de ocupação do solo agrupados numa só mancha e outro possuir a mesma quantidade mas dividida em 10 manchas. Neste caso e atendendo apenas a esta classe de ocupação, a composição é a mesma, mas a configuração pode ser bastante diferente.

A composição e configuração podem afetar os processos ecológicos separadamente ou em conjunto (McGarigal et al., 2012). Contudo, apesar de as métricas fornecerem informação útil acerca da composição ou configuração de uma paisagem (Leitão et al., 2006) tem-se revelado difícil integrar estes dois aspetos de forma escorreita e pragmática.

Consoante a característica em que se baseiam ou a grandeza que pretendem medir, as métricas podem ser agrupadas e classificadas como métricas de Área/Densidade/Orla, de Forma, de Isolamento/Proximidade, de Contágio, de Conectividade, etc. (McGarigal et al., 2012). O aparecimento destas ferramentas expeditas foi visto como um desenvolvimento importante no estudo ecológico das paisagens e, consequentemente, o número de métricas não parou de crescer nas últimas duas décadas. Hoje a quantidade de métricas à disposição é de tal forma grande que a sua seleção para determinado objetivo se tornou uma tarefa complexa (Cushman et al., 2008).

Escolher as métricas adequadas é um exercício que requer alguma cautela por várias razões. Em primeiro lugar existe uma grande redundância entre métricas e torna-se desejável usar poucas métricas e independentes entre si. Por outro lado, resultados redundantes podem dever-se não a redundância das métricas utilizadas mas a correlações existentes entre alguns aspetos da estrutura paisagística estudada (Cushman et al., 2008).

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Hargis et al., 1998, McGarigal et al., 2012, Neel et al., 2004), pelo que não é indiferente escolher uma de duas métricas aparentemente semelhantes.

As métricas são simplificações da realidade e por vezes, para melhor compreender e descrever processos ou fenómenos, torna-se benéfica a utilização simultânea de várias métricas de diferentes tipos. Zeng e Wu (2005) afirmam que o uso conjunto de métricas baseadas na orla e de métricas baseadas na classe de ocupação é uma mais-valia para a compreensão de padrões e dinâmicas na paisagem, facilitando a monitorização da fragmentação. Finalmente, muitas métricas misturam aspetos da composição e da configuração da paisagem (Gustafson, 1998), facto este que está diretamente ligado ao tema deste trabalho.

2.4.

2.4. Ferramentas SIG para avaliação da paisagem

Ferramentas SIG para avaliação da paisagem

Em primeiro lugar importa enumerar algumas das tarefas mais triviais para as quais os SIG são utilizados no estudo de paisagens. São frequentes, entre outras, a medição de distâncias (Léonard et al. 2008), o cálculo de métricas focadas numa única mancha (Renfrew e Ribic, 2008) ou em porções de paisagem (Concepción et al, 2008), a extração de informação derivada a partir de modelos digitais de elevação e a deteção de alterações de ocupação do solo (Hall e Hay, 2003). Em termos de softwares independentes, vulgo “programas SIG”, as hipóteses de escolha são várias e diferenciadas. Desde logo existem as dicotomias entre produtos gratuitos e comercializados, de código-aberto ou não, com e sem restrições de uso e partilha. Existem também diferentes tipologias de produtos que se complementam de modo a aumentar a funcionalidade do sistema.

Um SIG desktop é composto por um computador com um software SIG e desempenha geralmente tarefas de aquisição, edição e análise de dados e apresentação de informação. Por sua vez, uma unidade de SIG móvel agiliza a recolha de informação no terreno e suporta softwares que integram dados de localização a partir de recetores GPS. Para além dos Desktop que abrangem todas as tarefas básicas de um SIG, existem também Extensões SIG que fornecem funções adicionais a um software SIG específico.

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Neteler e Mitasova (2008) apontam que, nesta esfera, o mais utilizado deverá ser o GRASS GIS devido à sua já relativa maturidade, à possibilidade de ligação com o software estatístico R e à implementação de uma extensão que permite o cálculo de métricas da paisagem (r.le package) (Baker, 2001). O Quantum GIS conta com uma das maiores comunidades de utilizadores de FOSS SIG e devido à sua interface com o GRASS e pelas possibilidades de customização oferecidas, é considerado um dos desktop SIG mais promissores (Steiniger e Hay, 2009). Outro exemplo bem-sucedido é o gvSIG, cujo desenvolvimento é suportado financeiramente pelo Governo Regional de Valência (Espanha) com o intuito de substituir o software comercializado ArcView para fins administrativos (Alfaro e Rico, 2005).

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10

3.

3. IMPACTES NA PAISAGEM

IMPACTES NA PAISAGEM

IMPACTES NA PAISAGEM E NA BIODIVERSIDADE

E NA BIODIVERSIDADE

3.1

3.1 Fragmentação e

Fragmentação e

Fragmentação e perda de habitat

Fragmentação e

perda de habitat

A ideia global de fragmentação foi claramente expressa por Forman quando a definiu como: “The breaking up of a habitat, ecosystem or land-use type into smaller parcels.” (Forman, 1995). Na mesma linha de pensamento, Wilcove et al. (1986), entendem a fragmentação como sendo um processo durante o qual uma fração de habitat é transformada num número de manchas de menor dimensão isoladas umas das outras pela matriz de habitats distintos do original (Figura 1). Segundo esta definição, a paisagem pode ser classificada qualitativamente em paisagem contínua ou paisagem fragmentada, onde a primeira categoria se refere à paisagem antes da fragmentação e a última representa o “produto final” do processo de fragmentação (Fahrig, 2003).

Figura 1 – Processo de fragmentação de habitat (Fahrig, 2003)

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11

“The term ‘habitat fragmentation’ is often used inconsistently as a broad umbrella for many patterns and processes that accompany landscape changes.”

(Lindenmayer e Fischer, 2007)

O descuido mais comum prende-se com o facto de não ser feita uma separação entre fragmentação do habitat e a perda de habitat. Este segundo fenómeno é bem mais simples de entender pois é intuitivo e facilmente quantificável. Ao contrário da fragmentação que se reveste de um cariz espacial e geométrico, a perda é por definição uma diminuição de quantidade. Na realidade, é comum ocorrerem de forma conjunta, sob a forma de várias combinações, sendo os seus impactes também diversos. Por esta razão, considerar ambos os fenómenos, como se apenas de um se tratasse, sob a designação “fragmentação de habitat” não é a forma indicada para quantificar e avaliar os seus verdadeiros impactes ao nível da paisagem ou da biodiversidade. Foi neste contexto que, em 2003, Fahrig propôs uma conceptualização na qual separa nitidamente a perda do habitat e a fragmentação per se.

3.2

3.2 Uma

Uma

Uma visão

Uma

visão

visão alternativa

alternativa

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12

Figura 2 - Perda de habitat e fragmentação per se (Fahrig, 2003)

Provavelmente advindos de estudos ligados aos impactes antrópicos no território, os termos “fragmentação” e “perda” são conotados negativamente. Ao contrário da perda que, pelo menos quantitativamente, é prejudicial, a fragmentação, ainda que possa ter aspetos positivos, raramente é vista como benéfica. Não havendo razões para considerar apenas a parte negativa dos fenómenos, incluo no estudo também a Agregação de Habitat e o Ganho de Habitat, como opostos à Fragmentação de Habitat e Perda de Habitat, respetivamente. Deste modo, o conceito objeto do presente estudo apresentou-se como “fragmentação de habitat”, dividiu-apresentou-se entre esta e a “perda de habitat” e evoluiu para a Variação Geométrica do Habitat e a Variação da Quantidade de Habitat. Finalmente, para evitar equívocos semânticos e incorreções conceptuais do que é na realidade um “habitat”, substituo o termo por Classe de Ocupação (do Solo) (CO) e estabeleço como objetos de estudo a Variação Geométrica da Variação Geométrica da Variação Geométrica da Variação Geométrica da Classe de Ocupação (VGCO)

Classe de Ocupação (VGCO) Classe de Ocupação (VGCO)

Classe de Ocupação (VGCO) e a Variação da Quantidade da Classe de Ocupação Variação da Quantidade da Classe de Ocupação Variação da Quantidade da Classe de Ocupação Variação da Quantidade da Classe de Ocupação (VQCO)

(VQCO) (VQCO) (VQCO).

“As ‘habitat’ is a species-specific concept (based on species perception of its environment), habitat loss and fragmentation studies should be conducted on a species-specific basis”

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13

Não obstante, ressalvo que em determinados contextos e exemplos respeitantes a impactes na biodiversidade, mantenho o termo “habitat” para uma melhor compreensão e para reter a ideia original dos autores.

3.3

3.3 Variação da Quantidade d

Variação da Quantidade d

Variação da Quantidade da Classe de Ocupação

a Classe de Ocupação

Embora, conceptualmente, o inverso não se verifique, uma VQCO implica uma VGCO. É difícil de conceber um aumento ou uma diminuição da quantidade de CO inócuo do ponto de vista geométrico. Quando ocorre fragmentação, não é obrigatório mas na prática, é de esperar que haja uma perda de CO associada. E nesse caso, para além da perda verificam-se alterações nas propriedades da CO remanescente como aumento do isolamento, entre outras (van den Berg et al. (2001). Verifica-se que, tendo à partida uma dada paisagem, é possível retirar-lhe CO de várias formas originando padrões espaciais distintos (Figura 3).

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14

A quantificação de uma perda de CO é imediatamente obtida através da comparação da quantidade existente (menor) relativamente a uma anterior (maior). Mas nem sempre dispomos dos elementos que permitem cálculos simples e céleres. Quando o cálculo de uma métrica não é possível ou comportável, podemos recorrer a outras métricas semelhantes ou parcialmente redundantes. Para avaliar uma VQCO pode utilizar-se o isolamento, que mais não é do que uma medida da quantidade da CO presente nas imediações da mancha considerada. Desta forma, se uma mancha está muito isolada pode dizer-se que, pelo menos na sua proximidade, a disponibilidade da CO é reduzida ou nula. Se esta medição for repetida em instantes temporais distintos afere-se a VQCO nas proximidades da mancha.

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Figura 4 - Quantidade de habitat versus métricas da paisagem (Fahrig, 2003)

A VQCO pode originar um aumento ou diminuição do Número de Manchas (NM) (medida pelo VGCO), quer através da perda quer através de ganho. Mas, das métricas apresentadas acima, destaco o Tamanho Médio das Manchas por ter uma relação aproximadamente linear com a percentagem de quantidade de CO.

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16

É essencial assegurar que o número de manchas se mantém inalterado, sob pena de

adulterar as conclusões. A Figura 5 exemplifica como se pode chegar a conclusões falsas

por se ignorar o aumento do número de manchas.

Figura 5 - Tamanho médio e número de manchas

De A para B, verifica-se uma diminuição do tamanho médio das manchas. Contudo, a

área total de habitat sofreu um aumento e não um decréscimo. Esta aparente incoerência

acontece porque foi adicionada, à paisagem inicial, uma mancha menor que a dimensão

média das manchas (3ha < 7,5ha).

3.4

3.4 Variação Geométrica d

Variação Geométrica d

Variação Geométrica da Classe de Ocupação

a Classe de Ocupação

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17

Figura 6 - Fragmentação per se (Fahrig, 2003)

Também aqui, o Tamanho Médio da Mancha pode revelar-se uma métrica útil para efeitos de quantificação. Se a VQCO for nula, uma diminuição do tamanho médio da mancha indica inequivocamente que ocorreu fragmentação (por aumento do número de manchas). Ao invés, o seu aumento aponta para uma fusão entre manchas que anteriormente estavam separadas (Figura 7).

A figura seguinte mostra dois momentos temporais distintos de uma mesma paisagem.

Figura 7 - Tamanho médio da mancha e fragmentação per se

A área total de habitat não varia de A para B e, validado este pressuposto, a redução do

tamanho médio da mancha deve-se exclusivamente ao processo de fragmentação. A

Classe de Ocupação manteve a sua quantidade inalterada, mas sofreu um rearranjo

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18

A VGCO pode originar um aumento ou diminuição do Número de Manchas. Numa perspetiva conceptual podemos anular a VQCO, para ilustrar que uma diminuição do Número de Manchas indica que houve fusão de pelo menos duas manchas. Se se verificar um aumento, indica que houve fragmentação da CO. Na realidade, é comum a VQCO ocorrer com a VGCO e quando assim é, o Número de Manchas pode aumentar ou diminuir também por responsabilidade desta última.

Tendo em vista uma avaliação real desta dinâmica parece ser imprescindível a análise conjunta de métricas orientadas para a configuração e de outras orientadas para a composição. No ensaio apresentado nesta tese, tomaram-se como exemplo a Quantidade de Classe de Ocupação e o Número de Manchas. Fixando uma destas variáveis e registando a tendência da outra clarificam-se as conclusões quanto à variável responsável pelas alterações paisagísticas e eventuais dominâncias. Contudo, convém ter em mente que a sua atuação conjunta na Natureza é um fenómeno complexo onde podem surgir efeitos sinérgicos, que aqui não conseguimos prever.

3.5

3.5 Relações entre VG

Relações entre VG

Relações entre VGCO

CO

CO e VQ

e VQ

e VQCO

e VQ

CO

Ao avaliar uma paisagem pode surgir a necessidade de perceber a qual dos processos se devem os impactes, ou no caso de uma atuação conjunta, qual a contribuição de cada um no resultado final.

(31)

19

A Tabela 1 resume as combinações possíveis entre a VGCO e a VQCO, classificando-as nas Classes de Impacte a seguir descritas:

• Classe “A” – Fragmentação por ganho de CO; a geometria inicial manteve-se mas surgiu uma nova mancha, o que se reflete em ganho de CO bem como aumento do número de manchas.

• Classe “B” – Fragmentação por perda de CO; a geometria inicial sofreu uma alteração por via de uma perda de CO que dividiu uma mancha em duas. Deste modo, a perda de CO levou a um aumento do número de manchas.

• Classe “C” – Agregação por perda de CO; a geometria inicial sofreu uma alteração por via de uma perda de uma mancha completa. A perda de CO levou a um decréscimo do número de manchas.

• Classe “D” – Agregação por ganho de CO; duas manchas da geometria inicial encontram-se agora ligadas devido a ganho de CO e constituem uma só mancha. O Ganho de CO originou um decréscimo do número de manchas.

As classes de A a D mostram de forma simplificada como a variação de quantidade pode influenciar a geometria da CO. Nos exemplos apresentados a geometria nunca se altera per se mas sempre devido a variações de quantidade.

• Classe “E” – Ganho de CO; pelo menos uma mancha aumenta de tamanho e este ganho de CO não altera o número de manchas.

• Classe “F” – Perda de CO; pelo menos uma mancha diminui de tamanho e esta perda de CO não altera o número de manchas.

(32)

20

que já vimos não ser fácil. Considerando a VNM como indicador da fragmentação como aqui sucedeu é verosímil que este objetivo tenha sido atingido, mas se considerarmos outras métricas, como o isolamento, concluímos que a ação dos dois processos continua por separar.

• Classe “G” – Agregação; uma mancha desaparece e a sua área exata de CO é reposta noutra mancha previamente existente.

• Classe “H” – Fragmentação; surge uma mancha nova com a área exata de CO que foi retirada de uma mancha previamente existente.

(33)

21 Representação gráfica Representação gráfica Representação gráfica

Representação gráfica Processo observadoProcesso observadoProcesso observadoProcesso observado

A

Fragmen FragmenFragmen

Fragmentação por ganho de COtação por ganho de COtação por ganho de CO tação por ganho de CO

O aumento de quantidade leva ao aumento do NM

B

Fragmentação por perda de CO Fragmentação por perda de COFragmentação por perda de CO Fragmentação por perda de CO

A diminuição de quantidade leva ao aumento do NM

C

Agregação por perda de CO Agregação por perda de COAgregação por perda de CO Agregação por perda de CO

A diminuição de quantidade leva à diminuição do NM

D

Agregação AgregaçãoAgregação

Agregação por ganho de COpor ganho de COpor ganho de COpor ganho de CO

O aumento de quantidade leva à diminuição do NM

E

Ganho de CO Ganho de COGanho de CO Ganho de CO

O aumento de quantidade não influencia o NM

F

Perda de CO Perda de COPerda de CO Perda de CO

A diminuição de quantidade não influencia o NM

G

Agregação AgregaçãoAgregação Agregação

Perda e ganho independentes e espacialmente separados

H

Fragmentação FragmentaçãoFragmentação Fragmentação

Perda e ganho independentes e espacialmente separados

(34)

22

3.6

3.6 Efeitos da perda de habitat na biodiversidade

Efeitos da perda de habitat na biodiversidade

A fragmentação das paisagens é frequentemente apontada como um dos processos mais severos na redução de biodiversidade (Farina, 1998). Quando associada a atividades humanas, ameaça a conservação dos ecossistemas naturais e, mesmo em áreas protegidas, o seu impacte pode ser significativo devido à ação antrópica dentro ou nas imediações das reservas (Zheng et al., 1997). Tais conclusões serão apropriadas nos devidos contextos mas importa ressalvar que não devem ser generalizadas indiscriminadamente. É sabido, por exemplo, que a fase climácica de um sistema ecológico se caracteriza pela sua estabilidade e não pela diversidade biológica que apresenta. O Homem perturba frequente e intencionalmente o processo de sucessão ecológica obrigando-o a recuar para fases de maior dinâmica que adicionalmente comportam uma maior diversidade. A criação e manutenção do montado na região mediterrânica é um exemplo incontornável, onde a gestão feita através do fogo, pastoreio, e desmatação, entre outras atividades, transformou os Sobreirais e Azinhais (e outros Carvalhais) em montados. Os Sobreirais e Azinhais por serem formações climácicas são muito estáveis e pouco produtivos. São sistemas florestais maduros onde a densidade arbórea é elevada e o estrato arbustivo tende a ser escasso devido ao ensombramento. Em contraste, o montado é um sistema produtivo designado como agro-silvo-pastoril cuja heterogeneidade lhe confere um cariz multifuncional do ponto de vista da exploração e simultaneamente lhe permite albergar uma elevada riqueza biológica.

Pela sua importância e complexidade, a integração desta temática em estudos de cariz conservacionista tem todo o interesse, uma vez que as implicações dos padrões espaciais nas dinâmicas temporais dos movimentos dos animais são de especial importância não só para a conceptualização teórica mas também para a concretização de medidas de conservação (Tischendorf, 1997). A perda de habitat tem implicações em aspetos diretamente relacionados com a biodiversidade, tais como a riqueza específica, a abundância e a distribuição populacionais.

(35)

23

as espécies apresentam diferentes requisitos de espaço (dimensão dos territórios) para sobreviver e se perpetuar. Esta necessidade diferenciada advém de vários fatores, tais como a posição na cadeia trófica, a dimensão das populações viáveis, entre muitos outros. Assim, é possível especular sobre quais as espécies ou grupos de espécies mais afetados pela perda de habitat. As espécies situadas no topo da cadeia trófica são geralmente grandes predadores que necessitam de vastos territórios para caçar e como tal têm grandes áreas vitais e efetuam deslocamentos amplos. Perante isto, a perda de habitat reduz o tamanho da teia trófica (Komonen et al., 2000), altera as interações entre as espécies (Taylor e Merriam, 1996) e reduz o número de espécies especialistas e com grande dimensão corporal (Gibbs e Stanton, 2001). Quaisquer que sejam os ecossistemas em estudo existem espécies mais ou menos dependentes da sua manutenção. Por exemplo, Moreira et al. (2005) estudando paisagens seminaturais originadas por práticas agrícolas definiu três classes de dependência das espécies face a este sistema: altamente dependentes, moderadamente dependentes e pouco dependentes. A perda de habitat tem também efeitos negativos no sucesso reprodutivo (Kurki et al., 2000), na dispersão de juvenis (Bélisle et al., 2001, With e Crist, 1995, With e King, 1999), na taxa de predação (Bergin et al., 2000; Hartley e Hunter, 1998) e na procura de alimento (Mahan e Yahner, 1999). Boulinier et al. (2001) comprovaram ainda a influência da dimensão média das manchas na riqueza específica e na taxa de extinção local de aves florestais.

Embora a dimensão média das manchas possa diminuir ocorrendo ganho de CO (aparecimento de nova mancha, mais pequena do que as previamente existentes), a perda de habitat pode ter o mesmo efeito por decréscimo da dimensão das manchas já existentes. Importa portanto considerar o impacte que o tamanho das manchas pode ter na biodiversidade.

3.6.1

3.6.1 Impactes no tamanho das manchas

Impactes no tamanho das manchas

(36)

24

É sabido que as espécies necessitam de uma área mínima para se manter. Este requisito espacial determina que manchas menores contenham menos espécies do que manchas maiores (Debinski e Holt, 2000). Há inúmeras variáveis suscetíveis de determinar a presença ou ausência das espécies, mas a afirmação anterior é reforçada pelo facto de o conjunto de espécies presentes numa área menor ser muitas vezes um subconjunto de espécies de uma área maior (Ganzhorn e Eisenbeiß, 2001; Kolozsvary e Swihart, 1999; Vallan, 2000). Um estudo em particular realizado por Robbins et al. (1989) avança a evidência de que a riqueza específica de aves, bem como a ocorrência e abundância de algumas espécies, estão fortemente correlacionadas com o tamanho da mancha. A quantidade de habitat necessário, numa paisagem, para a ocorrência de uma espécie é uma característica da própria espécie (Gibbs, 1998, Vance et al., 2003). Estas conclusões resultam de trabalhos antigos (Preston, 1962; MacArthur e Wilson, 1967) acerca das relações entre as espécies e a disponibilidade de área em contextos insulares. A analogia deve, contudo, ser moderada uma vez que é muito mais provável a mobilidade dos animais e a dispersão de plantas entre classes de ocupação diferentes do que entre ilhas (Zimmerman e Bierregaard, 1986; Merriam, 1988; Wiens, 1994).

(37)

25

Figura 8 - Tamanho da mancha, estabilidade e resiliência das populações (The Biodiversity Partnership)

Apesar desta correspondência aparente entre os efeitos às escalas da mancha e da paisagem, a interpretação do efeito da dimensão da mancha depende do contexto da mancha na paisagem envolvente. Assim, uma mancha de determinada dimensão pode ter diferentes impactes para uma espécie ou população consoante a paisagem em que está inserida, sendo importante realçar o papel da quantidade de CO favorável existente na sua vizinhança.

3.6.2

3.6.2 Efeitos no isolamento das manchas

Efeitos no isolamento das manchas

(38)

26

Para aplicação concreta no caso da fauna, Tischendorf et al. (2003) refere que as métricas de isolamento são menos fiáveis no caso de espécies especialistas por estas serem mais reticentes ao abandono da matriz estruturante do seu habitat. Este argumento demonstra que, dependendo do objeto e do objetivo do estudo, existem outros aspetos a considerar para além da abordagem numérica de quantidades de habitat ou de aspetos geométricos da paisagem. Outra forma de olhar para o isolamento é encará-lo como intrinsecamente ligado à conectividade paisagística, que representa a “capacidade” de uma paisagem facilitar ou dificultar o movimento entre manchas de habitat (Taylor et al., 1993). A persistência de uma população depende em grande medida de uma relação funcional entre manchas de habitat adequado, ou seja, é necessário um contágio espacial do habitat no seio da estrutura paisagística (With et al., 1997).

3.6.3

3.6.3 Limiar da Extinção

Limiar da Extinção

Intuitivamente pode pensar-se que o número de indivíduos comportável por uma paisagem é diretamente proporcional à quantidade de habitat disponível. Contudo, vários estudos teóricos sugerem que a relação não é proporcional e apontam para uma quantidade de habitat abaixo da qual uma população não consegue manter-se: o Limiar da Extinção(Bascompte e Solé, 1996, Boswell et al., 1998, Fahrig, 2001, Flather e Bevers, 2002; Hill e Caswell, 1999, Lande, 1987, With e King, 1999). Note-se que, na prática, o Limiar da Extinção atinge-se muito por ação da perda de habitat e não apenas pela fragmentação. Contudo, os efeitos desta última parecem aumentar, atingindo uma importância considerável, abaixo de determinados níveis de quantidade de habitat (Andrén, 1994).

3.7

3.7 Efeitos da

Efeitos da

Efeitos da ffffragmentação

Efeitos da

ragmentação

ragmentação do habitat

do habitat

do habitat na Biodiversidade

na Biodiversidade

(39)

27

paisagem, a fragmentação pode ser (e geralmente é) um vetor de introdução de diversidade no meio. Ao traduzir-se por uma descontinuidade do que antes era (mais) homogéneo, criam-se oportunidades de ocupação espacial por parte de indivíduos de espécies diferentes daquelas que lá existiam à partida. Nesta ótica, um episódio de fragmentação cria condições benéficas para estas espécies, podendo ser prejudicial para outras. Do ponto de vista da diversidade paisagística e extrapolando para diversidade biológica, importa compreender que algumas atividades humanas se afiguram benéficas (Blondel et al., 2010) e essenciais para a manutenção dos valores naturais.

Na presença de fragmentação, verifica-se geralmente um aumento de orla das manchas. Basta uma mancha ser dividida em duas, ou que uma mancha seja “deformada” tornando-se menos compacta, para que a extensão e influência da sua orla aumente (Figura 9).

(40)

28

(41)

29

Considerando uma mancha circular com 1Km de raio (r=1), a sua área e perímetro são: = = 3,14 Km

= 2 = 6,28 Km

Se a forma da mancha for alterada para uma forma quadrangular, mantendo a mesma mantendo a mesma mantendo a mesma mantendo a mesma

área área área

área, o seu novo perímetro é:

= 3,14 = = √3,14 = 1,77 = 4 = 7,08 Km

Um quadrado mais não é do que um retângulo cujo comprimento é igual à largura, pelo

que, embora seja menos compacto que o círculo (a mais compacta das formas

geométricas), é ainda consideravelmente compacto. Para exemplificar um caso em que a

mancha é pouco compacta preciso de considerar uma forma onde algumas extremidades

estejam significativamente afastadas do centróide.

Para este efeito, e mantendo a áreae mantendo a áreae mantendo a áreae mantendo a área, utilizando um retângulo cuja largura apresenta uma

dimensão reduzida relativamente ao comprimento = 0,1Km verifica-se que o seu perímetro é:

= 3,14 = . . 0,1 = 31,4 = 2 + 2 = 63,00

De seguida apresenta-se a Tabela 2 que sintetiza os resultados anteriores, ajudando a

visualizar as implicações que a forma das manchas pode ter no que respeita a sua orla:

Forma Forma Forma

Forma PerímetroPerímetroPerímetroPerímetro1111 (Km)(Km)(Km) (Km)

Círculo 6,28

Com a Com a Com a Com a mesma Área, mesma Área, mesma Área, mesma Área,

o Perímetro o Perímetroo Perímetro o Perímetro Aumenta AumentaAumenta Aumenta Quadrado 7,08

Retângulo

(31,4X0,1) 63,00

(42)

30

Do ponto de vista das chamadas “espécies de orla” a fragmentação de habitat pode representar uma melhoria devido ao aumento da extensão da orla. Analisando a diversidade biológica ao nível da paisagem (diversidade gama) é expectável encontrar riquezas específicas maiores em paisagens moderadamente fragmentadas do que em paisagens homogéneas. Então porque razão é a fragmentação de habitats considerada uma ameaça à biodiversidade? Em primeiro lugar, quando a análise é feita consoante os requisitos de uma espécie ou grupos de espécies é o seu habitat que está a ser considerado. A fragmentação afigura-se como uma forma de degradação desse habitat que dificulta, e por vezes impossibilita, o livre fluxo dos indivíduos e consequentemente dos genes. Outra razão deve-se ao já mencionado facto de nem sempre se separar os efeitos da perda de habitat dos efeitos da fragmentação per se. Quando tal acontece, a conclusão é invariavelmente de que a alteração acarreta impactes negativos para a biodiversidade (Fahrig, 2003).

Quando o efeito de orla é positivo para uma espécie é de esperar uma relação negativa entre o tamanho das manchas e a densidade populacional. Logicamente, o contrário também se verifica, pois em espécies de habitats interiores que evitam as orlas verifica-se uma relação positiva entre o tamanho das manchas e a densidade populacional (Bowman et al., 2002). Estas considerações remetem-nos para as vantagens e desvantagens da fragmentação.

(43)

31

3.7.1

3.7.1 E

E

Efeitos negativos da fragmentação

feitos negativos da fragmentação

Os efeitos negativos mais imediatos resultantes do processo de fragmentação são a formação de paisagens de textura demasiado fina e a perda de conectividade territorial. Se a fragmentação é intensa e origina grande número de pequenas manchas, cada uma delas pode ser demasiado pequena para sustentar uma população local ou até mesmo um território individual.

Aumentando o detalhe da análise até ao nível do espécime, temos que a paisagem é composta por “habitat” (constituído por uma diversidade de biótopos) e pela restante ocupação que podemos denominar “não-habitat”. Quanto maior for a fragmentação, menor é a mobilidade dos indivíduos ao longo da paisagem. Por sua vez, esta limitação na conectividade origina atravessamentos das zonas de não-habitat que são mais frequentes quanto mais fragmentada estiver a paisagem. A presença em zonas de não-habitat acarreta diversos riscos, consoante o caso em questão: um espécime (presa) marcadamente florestal que tenha de percorrer uma clareira ou uma seara vê aumentadas as probabilidades de ser predado; um indivíduo que pretenda atravessar uma estrada corre o risco de ser colhido por um veículo, etc. A questão da conectividade, ou falta dela, é mais pertinente quanto menor for a mobilidade da espécie ou grupo. No caso dos anfíbios, que são marcadamente pouco móveis quando comparados com outros grupos, a falta de conectividade pode ser particularmente gravosa. Cushman (2006) menciona que a conectividade de habitat aparenta ser um fator chave para assegurar a viabilidade de populações de anfíbios à escala regional.

(44)

32

Já no caso de um canal de rega verifica-se que a partir de uma determinada dimensão este se torna um obstáculo intransponível. Mesmo que o canal esteja vazio, trata-se normalmente de uma estrutura com taludes bastante íngremes e pouco aderentes para a maioria das espécies faunísticas (Figura 10).

Figura 10 - Permeabilidade de estradas e canais de rega (Godinho e Onofre, 2005)

Este exemplo, onde a estrada tem alguma permeabilidade e o canal de rega constitui uma barreira intransponível, serve para realçar que num estudo prático as diferenças entre tipologias de infraestruturas lineares não são desprezáveis e devem, portanto, ser tidas em conta. Os impedimentos impostos à mobilidade dos indivíduos e à conectividade do habitat são prejudiciais para a fauna, podendo as espécies ver reduzido o tamanho das populações e, consequentemente, a probabilidade de persistência e resiliência.

(45)

33

potenciando o aumento da taxa de mortalidade global e reduzindo a taxa de reprodução global da população (Fahrig, 2002).

Um outro aspeto negativo do efeito de orla, na ótica das espécies-presa, prende-se com a interação interespecífica que se estabelece e que aumenta as taxas de predação, tal como verificado num estudo sobre predação de aves florestais nas zonas de orla (Chalfoun et al., 2002).

3.7.2

3.7.2 E

E

Efeitos positivos da

feitos positivos da

feitos positivos da ffffragmentação

ragmentação

A melhor forma de provar a complexidade desta temática e destacar mais uma vez que os benefícios e prejuízos são relativos e dependem do objetivo que pretendemos alcançar, é mencionar um exemplo aparentemente oposto ao anterior. Huffaker´s (1958, in Fahrig, 2003) sugere que a subdivisão da mesma quantidade de habitat num número elevado de manchas mais pequenas pode aumentar a persistência no sistema predador-presa. A hipótese lançada defende que a subdivisão do habitat em várias manchas poderia ser benéfica, pois providenciaria um refúgio temporário para as espécies-presa, onde estas poderiam aumentar o número e dispersar antes que os predadores as capturem até à sua eliminação total.

Existem pelo menos mais três efeitos positivos possíveis, impostos pela fragmentação per se, na biodiversidade. O primeiro, de acordo com Bowman et al. (2002), é que para muitas espécies a taxa de imigração é mais uma função da dimensão linear da mancha de habitat do que propriamente da sua área. Para estas espécies, a taxa de imigração global pode revelar-se mais acentuada quando a paisagem possui um maior número de manchas de dimensão pequena do que em paisagens com menor número de manchas maiores. Deste ponto de vista, e quando a imigração é um fator determinante para a densidade populacional, este facto pode resultar num efeito positivo advindo da fragmentação de habitat na densidade da população. Não confundir com respostas a eventos negativos, como por exemplo, uma acumulação de indivíduos nas manchas de habitat remanescentes imediatamente após um episódio de fragmentação ou perda de habitat de magnitude relevante.

(46)

34

mais do que um tipo de coberto do solo para o seu ciclo de vida (Law e Dickman, 1998), numa paisagem homogénea dificilmente veriam supridas as suas necessidades em termos de habitat. Como exemplo, salienta-se o caso de indivíduos imaturos de insetos e anfíbios que usam espaços distintos daqueles que usam na fase adulta. O sucesso do ciclo de vida destas espécies depende da capacidade de os indivíduos adultos poderem movimentar-se para os locais onde passaram a fase de imaturos para depositarem os seus ovos e dar início a uma nova geração.

Por fim, o terceiro efeito positivo da fragmentação, está associado ao efeito de orla. Muitas espécies evidenciam um efeito positivo advindo das orlas (Carlson e Hartman, 2001) e como foi já referido a fragmentação promove o aumento do perímetro total. Uma vez que o efeito de orla afeta positivamente a abundância e a distribuição de algumas espécies, é legítimo concluir que a fragmentação pode ter um efeito positivo na riqueza biológica de determinadas paisagens.

(47)

35

4

4 MODELAÇÃO GEOGRÁF

MODELAÇÃO GEOGRÁF

MODELAÇÃO GEOGRÁFICA E

ICA E

ICA E AVALIAÇÃO DE IMPACTES NA

AVALIAÇÃO DE IMPACTES NA

PAISAGEM

4.1

4.1 Modelos de geoprocessamento em SIG

Modelos de geoprocessamento em SIG

Um modelo é uma representação abstrata de um processo ou sistema do mundo real. A criação de um modelo visa a simplificação da realidade, mais complexa, para fins analíticos. Quando num processo de modelação se divide um sistema complexo em subsistemas que são estudados individualmente, diz-se que estamos perante uma abordagem sistémica (Cabral, 2008).

Os conjuntos de dados geográficos (CDG), requisito necessário para modelação geográfica, representam uma estruturação artificial das entidades e fenómenos geográficos. Desta forma podem ser utilizados no contexto de programas informáticos orientados para a sua análise integrada. A visualização de entidades espaciais sob a forma de modelos de dados computacionais está intimamente ligada ao desenvolvimento do próprio conceito de SIG. Tal como num mapa, as entidades também podem estar separadas embora estejam organizadas internamente segundo a metáfora gráfica ou primitiva geométrica e computacional que melhor as descreve ou que melhor permita a sua exploração analítica. Neste contexto, a modelação de dados espaciais envolve em primeiro lugar a escolha da metáfora de representação e a definição da estrutura computacional de armazenamento em função do conjunto de análises a efetuar.

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36

A evolução na criação de novas operações analíticas depende, condiciona e potencia a evolução das estruturas e/ou modelos de dados espaciais. Novas formas de armazenamento e organização de dados espaciais condicionam e potenciam o desenvolvimento de novas ferramentas de análise espacial e geoprocessamento.

Os modernos programas de SIG, de que o ArcGIS constitui a referência metodológica fundamental, integram os processos de modelação de dados espaciais e o desenvolvimento de ferramentas e processos de análise espacial, criando “ambientes” de desenvolvimento que consideram esta dupla perspetiva na modelação geográfica. O extenso conjunto de ferramentas disponíveis está associado a requisitos particulares no que concerne às estruturas de dados passíveis de por elas serem utilizados. Existem ferramentas com elevado nível de generalidade e outras altamente especializadas, de que os processos de modelação hidrológica são exemplo. De uma forma geral, o mesmo se verifica nos processos de estruturação de dados espaciais, nomeadamente no que se refere às potencialidades de exploração permitidas pelo modelo geodatabase, muito embora um grande número de ferramentas continue a permitir a utilização de CDG organizados noutros formatos de armazenamento. O ambiente para definição de processos de geoprocessamento e análise espacial disponível no ArcGIS contém um extenso conjunto de funcionalidades que permitem o estabelecimento de estruturas de dados espaciais altamente especializadas, bem como a formalização de sequências ou processos de exploração analítica.

Neste trabalho foi considerada a definição de um conjunto de operações de geoprocessamento e análise espacial visando a sua adaptação ao processo de criação de um conjunto de métricas espaciais de análise da paisagem.

(49)

37

A partir de uma classificação do próprio fabricante (ESRI) podemos considerar duas categorias de ferramentas, cuja operacionalização ocorre de forma similar e pode ser encadeada em sequências de operações destinadas a alcançar um determinado objetivo de análise ou geoprocessamento:

Ferramentas de Sistema - São as ferramentas construídas e disponibilizadas pelo software. A sua maioria são ferramentas internas, mas que podem surgir igualmente como ferramentas de script ou modelo, permitindo ao utilizador a sua operacionalização num contexto combinado de análise;

Ferramentas personalizadas – São ferramentas especializadas desenvolvidas pelo utilizador visando a realização de tarefas específicas com parametrização particular, ou utilização integrada de ferramentas de sistema visando a produção de novos resultados.

Apresenta-se seguidamente uma listagem das ferramentas e respetivas descrições sumárias:

Toolboxes ou caixas de ferramentas Toolboxes ou caixas de ferramentas Toolboxes ou caixas de ferramentas Toolboxes ou caixas de ferramentas

Num contexto de criação de módulos aplicativos especializados, as ferramentas desenvolvidas podem ser organizadas e armazenadas em pequenos aplicativos que funcionam como Add On do software base. Trata-se de uma forma eficaz de organização e armazenamento que permite simultaneamente uma estruturação temática e funcional dos processos desenvolvidos.

Caixas de diálogo Caixas de diálogo Caixas de diálogo Caixas de diálogo

As caixas de diálogo são basicamente elementos de interface em que o utilizador final pode explicitar os parâmetros de análise e desencadear a ação de uma ferramenta personalizada. A conceção de caixas de diálogo é passível de customização limitada e está associação à definição de parâmetros e variáveis de funcionamento.

(50)

38 Ambientes

Ambientes Ambientes Ambientes

O conceito de “ambiente” na definição de parâmetros de funcionamento de uma ferramenta está associado à definição de valores de referência para a realização de um qualquer processo de análise ou geoprocessamento. Podemos considerar a definição de “ambientes” no contexto de criação de uma ferramenta como a explicitação de parâmetros de análise de características gerais, como o sistema de projeção, a extensão da análise e a utilização de máscaras de análise, entre outros.

Modelos em Modelos em Modelos em

Modelos em ModelBuilderModelBuilderModelBuilderModelBuilder

A interface de criação de modelos de ferramentas no ArcGIS é o ModelBuilder, que possibilita o estabelecimento de relações entre ferramentas primitivas (normalmente de sistema) e a definição dos seus parâmetros e variáveis de funcionamento. Quando ativo, o modelo segue um caminho sequencial no qual as ferramentas são operacionalizadas gradualmente, tendo em vista uma finalidade analítica em determinado contexto. Os modelos assim estruturados são armazenados sob a forma de caixa de ferramentas (toolbox).

Scripts Scripts Scripts Scripts

Os modelos/ferramentas de geoprocessamento podem igualmente ser armazenadas fora de uma caixa de ferramentas, se o conjunto dos seus parâmetros, sequências de análise e interfaces de diálogo for convertido através de uma linguagem de scripting, criando um objeto computacional autónomo, passível de inserção numa caixa de ferramentas ou utilizável num processo de customização da interface genérica do software.

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39 Ferramentas de seleção e extração Ferramentas de seleção e extração Ferramentas de seleção e extração Ferramentas de seleção e extração

O processo de extração de entidades é uma tarefa fundamental em SIG. Uma componente importante das operações de extração é a seleção de entidades que pode ser efetuada diretamente através da interface gráfica ou mediante a imposição de condições. As condições podem aplicar-se ao conjunto dos atributos ou à localização e relações espaciais de natureza topológica. As ferramentas de seleção e extração podem ser aplicadas em contextos vetoriais ou raster usando princípios diferentes de operação. Este conjunto de ferramentas funciona de forma associada com outras ferramentas podendo ser distinguidas: ferramentas de seleção; ferramentas de extração e/ou geração de novos CDG apenas com as entidades selecionadas.

Sobreposição e proximidade Sobreposição e proximidade Sobreposição e proximidade Sobreposição e proximidade

Tirando partido da estrutura e modelo de dados espaciais utilizados, um dos conjuntos de operações mais significativamente utilizados integra-se no conjunto de operações de sobreposição e proximidade. A partir das diversas metáforas gráficas e primitivas geométricas utilizadas, os diferentes softwares utilizam a estrutura de armazenamento de dados para a geração de novos CDG segundo um conjunto de operações de geoprocessamento tais como a união, interseção, inclusão, exclusão, geração de faixas envolventes (buffers), entre outras.

Criação de Criação de Criação de

Criação de superfíciessuperfíciessuperfíciessuperfícies e análise espaciale análise espaciale análise espacial e análise espacial