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APLICAÇÃO DE GEOTECNOLOGIAS LIVRES NO ESTUDO DO USO

E OCUPAÇÃO DO SOLO NO MUNICÍPIO DE GOVERNADOR

DIX-SEPT ROSADO-RN

João Pereira da Silva Filho.1_{, Daniela da Costa Leite Coelho}2_.

1 _{Graduando do Curso Bacharelado em Ciência e Tecnologia, UFERSA, Mossoró – Rio Grande do Norte, Fone}

(084) 9 9911-3516. E-mail: rosadojoao02@gmail.com. Autor(a) apresentador(a) correspondente*.

2_{Doutora em Manejo de Solo e Água, Professora Adjunta, UFERSA, Mossoró – Rio Grande do Norte,}_{Fone (84)} 98830-9726. E-mail: daniela.coelho@ufersa.edu.br.

Resumo: A responsabilidade ambiental é um tema diariamente debatido no mundo, isso porque apresenta uma suma importância entre o desenvolvimento sustentável e as necessidades que o homem tem. Se essa harmonização entre homem e natureza não for feita de forma responsável, problemas a longo e curto prazo serão uma situação cada vez mais constante. O município de Governador Dix-Sept Rosado-RN vem apresentando um crescimento cada vez maior durante os últimos anos, sobretudo, na sua área urbanizada. O presente trabalho teve por objetivo analisar o processo de crescimento e ocupação do solo no município de Governador Dix-Sept Rosado nos anos de 2014, 2016 e 2018, identificando as áreas que compõem o sistema com o uso de geotecnologias livres. Para que houvesse sucesso na identificação dessas áreas, foi realizado um estudo bibliográfico afim de abordar e conceituar o tema proposto com o auxílio de artigos, sites e livros com o intuito de expandir o conhecimento sobre o desenvolvimento econômico, social do município e, posteriormente, um estudo com imagens de satélite dos anos de 2014, 2016 e 2018. As imagens foram obtidas de forma gratuita e livre no satélite de sensoriamento remoto Landsat 8/ OLI e processadas no software livre e gratuito QGIS afim de identificar melhor as classes de estudo. A partir dessas imagens, foram feitas análises entre os diversos tipos de ocupação do solo com a variação anual citada anteriormente e chegou-se à conclusão que a cidade de Governador Dix-Sept Rosado cresceu, aproximadamente, 62 km² no período de 4 anos.

Palavras-chave: Sensoriamento remoto. Qualidade ambiental. QGIS. Landsat 8.

1. INTRODUÇÃO

O crescimento populacional junto com a expansão urbana, vem ocasionando diversas mudanças no meio ambiente, sobretudo no aspecto físico, social e econômico. E reconhecer esses efeitos é um passo primordial para elaborar técnicas que evitem que essas mudanças ajam negativamente no meio ambiente. Um dos principais efeitos desse crescimento desordenado, é o uso e ocupação indevida do solo, isso porque esse problema traz consigo diversos outros fatores que contribuem para o aumento do efeito estufa, seja a contaminação do solo e dos aquíferos, o crescimento da desertificação pelo mau uso de agrotóxicos e pela exploração de matas nativas.

Essa má exploração do solo se dá por diversos fatores, seja pelo aumento de terras para agricultura, pecuária e até mesmo por parte do Poder Público nas obras de infraestrutura.

Devido a isso, o desenvolvimento sustentável é pauta em diversas conferências mundiais que visam discutir o futuro do planeta de acordo com as estatísticas atuais. Em setembro de 2015, líderes de 193 países membros da Organização das Nações Unidas (ONU) aprovaram um plano global de desenvolvimento sustentável que visa melhorar os indicadores econômicos, sociais e ambientais a partir de algumas medidas, como acesso à água potável, erradicação da fome, economia sustentável, preservação dos recursos hídricos e dos ecossistemas.

O estudo da qualidade ambiental urbana é um importante subsídio ao planejamento urbano, pois fornece UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO - UFERSA

CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA

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gravemente o ciclo hidrológico, pois causa drásticas alterações na drenagem, elevando a possibilidade de ocorrências de enchentes e deslizamentos, impondo riscos à saúde e vida humana.

Um estudo da Organização das Nações Unidas (ONU) juntamente com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA, 2016) [3], mostrou que, cerca de 30% dos solos do mundo estão degradados devido à ação desordenada do homem na exploração de terras.

O estudo verificou ainda que um dos principais problemas encontrados no solo são os de erosão, compactação e perca da matéria orgânica que, juntamente com as mudanças climáticas, podem causar diversos problemas de ordem de infraestrutura como é o caso da baixa permeabilidade do solo devido à compactação, que pode causar alagamentos e enchentes. E de ordem ambiental como empobrecimento do solo e o aumento da desertificação, tornando o solo inapropriado para plantio (EMBRAPA, 2016) [4].

Apesar do assunto ser bastante debatido em conferências internacionais e nacionais, e o acesso à informação está cada vez maior, os problemas relacionados à má exploração do meio ambiente só vem crescendo, sobretudo, porque a capacidade de consumismo do ser humano só aumenta assim como a suabusca por novas tecnologias que facilitem o seu dia-a-dia.

Apesar do avanço tecnológico está diretamente ligado aos problemas relacionados ao meio ambiente, notou-se também muitos pontos positivos, sobretudo, no estudo dos impactos ambientais. A partir de tecnologias de sensoriamento remoto, georreferenciamento e imagens de satélite, tem ficado cada vez mais fácil estudar o uso e ocupação do solo de forma precisa e sem deslocamento de grandes equipamentos.

As metodologias que utilizam a geotecnologia como ferramenta principal vêm se destacando, sendo a alternativa mais viável para se reduzir significativamente o tempo gasto com o mapeamento das áreas a serem protegidas e, por consequência, agilizar o período hábil de fiscalização do cumprimento das leis pertinentes à legislação (EUGENIO et al. 2017) [5].

O geoprocessamento é, segundo Câmara e Davis (2004) [6], a disciplina do conhecimento que utiliza técnicas matemáticas e computacionais para o tratamento da informação geográfica e que vem influenciando de maneira crescente nas áreas de Cartografia, Análise de Recursos Naturais, Transportes, Comunicações, Energia e Planejamento Urbano e Regional. As ferramentas computacionais para o geoprocessamento, chamadas de Sistema de Informação Geográficas (SIG's), permitem realizar análises complexas, ao integrar dados de diversas fontes e ao criar bancos de dados georreferenciados.

O geoprocessamento funciona como uma ferramenta de aumento da eficiência e eficácia das ações governamentais, isso porque aumenta a eficiência ao permitir decisões mais rápidas e facilitar o processamento de informações ao elevar o acervo de informações disponíveis para a tomada de decisões. O uso do geoprocessamento pode aumentar a capacidade operativa das prefeituras, em termo de tempos de intervenção e em termos de qualidade de decisões (SILVA, 2005) [7].

No sensoriamento remoto, os objetos estudados agem de formas diferentes com relação ao espectro eletromagnético, devido apresentarem propriedades físico-químicas e biológicas diferenciadas e capacidade de reflectância diferentes. Isso proporciona a distinção entre vegetação densa, vegetação rasteira, solo, espelhos de água e área urbanizada de determinados locais, entre outras classes de estudo.

Diante do problema proposto, o objetivo da presente pesquisa foi analisar as mudanças referentes à exploração e o uso do solo no município de Governador DixSept Rosado-RN, Brasil, no período referente aos anos de 2014, 2016 e 2018, através do uso de geotecnologias livres e gratuitas, afim de identificar as mudanças ocorridas durante o período e quais causas elas tiveram.

2. DESENVOLVIMENTO 2.1. Metodologia

A presente pesquisa foi realizada no Município de Governador Dix-Sept Rosado, localizado na região nordeste do Brasil, na mesorregião do Oeste Potiguar e microrregião de Mossoró, no estado do Rio Grande do Norte. O referente município possui uma área territorial de 1.129,548 km² (IBGE, 2016) [8], encontra-se localizadas sobre as coordenadas geográficas 05° 27' 32" de latitude sul e 37° 31' 15" de longitude oeste, e 50 m de altitude (Figura 1).

O município consta com uma população estimada em 13.157 habitantes (IBGE, 2017) [9] e uma densidade demográfica de 10,96 hab/km² (IBGE, 2010) [10] sendo considerada, portanto, baixa.

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Figura 1. Mapa de localização do Município de Governador Dix-Sept Rosado-RN. (Autoria própria). O clima do Município de Governador Dix-Sept Rosado se enquadra no tipo BSw', caracterizado como " semi-árido muito quente, apresentando uma precipitação média anual de 406mm", de acordo com a classificação climática de Koppen, apresentando precipitação pluviométrica muito irregular e média anual de 406 mm, com uma temperatura média de 27.9 ºC (LACERDA FILHO et al., 2004) [11].

A economia local gira em torno, principalmente, da agricultura que fomenta a geração de emprego e renda. No entanto, com o período de estiagem, que acomete boa parte do ano, a economia é diretamente afetada. A cidade também possui um pequeno potencial de exploração de petróleo que fomenta a economia através da geração de emprego e renda.

A princípio, para a elaboração da seguinte pesquisa foi realizada uma revisão bibliográfica contextualizando todo o tema geoprocessamento, partindo assim, para o estudo do uso e das suas aplicações como ferramenta para observar o uso e ocupação territorial do município.

As imagens obtidas através da plataforma livre de sensoriamento remoto Landsat 8/OLI, administrada pelo Serviço Geológico dos Estados Unidos – USGS (http://earthexplorer.usgs.gov/) [12] , onde se priorizou imagens com pouca incidência de nuvem, o que melhora a visualização do local a ser estudado. A seguir, na Tabela 1, são especificadas as bandas do satélite Landsat 8.

Tabela 1 – Características espectrais (bandas) dos instrumentos imageadores OLI e TIRS do satélite Landsat 8. Satélite Landsat 8

Bandas Comprimento de onda (µm) Resolução (m)

Banda 1 – Costeira / aerossol 0,43 – 0,45 30

Banda 2 – Azul 0,45 – 0,51 30

Banda 3 – Verde 0,53 – 0,59 30

Banda 4 – Vermelho 0,64 – 0,67 30

Banda 5 – Infravermelho próximo (NIR) 0,85 – 0,88 30

Banda 6 – Infravermelho médio (SWIR) 1,57 – 1,65 30

Banda 7 – Infravermelho médio (SWIR) 2,11 – 2,29 30

Banda 8 – Pancromática 0,50 – 0,68 15

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Para o presente trabalho foram escolhidas as seguintes imagens:

LC08_L1TP_216064_20140611_20170422_01_T1, de 11 de junho de 2014;

LC08_L1TP_216064_20160616_20170323_01_T1, de 16 de junho de 2016; e,

LC08_L1TP_216064_20180606_20180615_01_T1, de 06 de junho de 2018.

Para a importação, o recorte e edição das imagens foi utilizado o software de geoprocessamento livre e gratuito QGIS 2.18.19 (QGIS, 2018) [13].As bandas importadas para a elaboração do banco de dados das imagens (Red - Green - Blue – RGB) foram as bandas: 5 – infravermelho próximo, 4 – vermelho e 3 – verde.

As imagens colhidas foram trabalhadas com o sistema de projeção cartográfica Universal Transversa de Mercator (UTM), datum WGS 84, Zona 24 sul, onde, por meio de aplicação de coloração nas composições e classificação dos pixels, utilizando o plugin Semi-Automatic Classification Plugin (SCP) do QGIS, foi possível identificar as áreas correspondentes às classes de estudo, sendo elas: 1 – Recursos hídricos e/ou Rio Apodi-Mossoró , 2 – Solo urbanizado, 3 – Solo exposto, 4 – Solo exposto parcialmente; 5 - Vegetação densa e/ou plantio agrícola; e, 6 – Vegetação rasteira.

Na classe de recursos hídricos foram englobadas tanto os corpos d’agua presente longe do Rio Apodi-Mossoró quanto o próprio rio; o solo urbanizado foi englobado as áreas construídas pelo homem; o solo exposto representa as áreas totalmente desprovidas de vegetação; solo exposto parcialmente englobou áreas que continham pouca vegetação nativa; áreas com vegetação de maior altura foi identificada como vegetação densa ou plantio agrícola; vegetação rasteira englobou aquelas áreas que continham vegetação pouco desenvolvida devida a falta de luminosidade.

Após a classificação das áreas, foram obtidos mapas temáticos, salvos em bancos de dados no formato Shapefile, e, posteriormente foram realizados os cálculos de área utilizando a ferramenta Plugin Group States, onde finalmente, foi gerada a impressão dos mapas temáticos.

2.2. Resultados e Discussões

A seguir, serão evidenciados mapas referentes à variação espacial e temporal das manchas urbanas nos anos de 2014, 2016 e 2018 dentro do município de Governador Dix-Sept Rosado-RN, como também a diferenciação das classes por cores de modo a observar a variação espacial da cidade no decorrer dos anos de estudo.

2.2.1. Distribuição espacial das classes de uso e ocupação do solo do Município de Governador Dix-Sept Rosado-RN no ano 2014

No ano de 2014, se constatou com referência na Figura 2 que, o município estudado apresentava uma grande área de solo exposto parcialmente nas regiões oeste, sudoeste e noroeste do município nas quais ficam mais distantes do centro urbano e onde há maior presença da atividade agrícola e uso mais frequente do solo.

Notou-se também uma baixa presença de corpos d’água, o que representa 0,21%, ou seja, menos de 1% da área total do município era composta por recursos hídricos no respectivo ano, embora a cidade seja um dos eixos principais do Rio Apodi-Mossoró, isso porque as chuvas que elevaram o nível do rio anteriormente, tinha acontecido em meados dos anos 2008 e 2009 e município foi um dos mais afetados com a crise hídrica que viveu todo o estado durante o período.

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Figura 2. Mapa de classes de uso e ocupação do solo do Município de Governador Dix-Sept Rosado-RN no ano 2014. (Autoria própria).

De acordo com a Tabela 2, a imagem destacada para o estudo do município apresenta uma área total de 126.377,10 hectares em 2014, onde 1,26% são construções feitas pelo homem representando a 2° menor porcentagem de ocupação do solo. Neste mesmo ano 11,12% do solo era de vegetação densa, a qual é, principalmente, composta por mata ciliar e que estava presente no curso do rio e é de extrema importância para a preservação do dos recursos hídricos. Posteriormente, nota-se ainda a presença de vegetação rasteira que representa 49,7% de todo o solo do município, ou seja, quase metade da área total e que pode ser compreendida por solos reservados para agricultura que é uma das atividades econômicas mais antigas da região.

Tabela 2. Áreas das classes de uso e ocupação do solo do Município de Governador Dix-Sept Rosado-RN no ano 2014. (Autoria própria).

Classes de uso e ocupação do solo do Município de

Governador Dix-Sept Rosado-RN no ano 2014 Área (ha) Área (%)

Recursos hídricos e/ou Rio Apodi-Mossoró 267,48 0,21

Solo urbanizado 1.588,86 1,26

Solo exposto 9.963,27 7,88

Solo exposto parcialmente 37.872,00 29,97

Vegetação densa e/ou plantio agrícola 14.050,53 11,12

Vegetação rasteira 62.634,96 49,56

Total 126.377,10 100,00

No ano de 2016, como mostra a Figura 3, fica perceptível o crescimento do solo exposto parcialmente nas mais diversas direções do munícipio em estudo. Na direção leste, percebe-se ainda a presença do curso normal do rio, porém, em um comparativo do ano anterior com a Tabela 3, onde os recursos hídricos representam 0,07% da ocupação do total do munícipio, notou-se um decaimento ainda maior nos corpos d’água que pode ser explicado

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Se comparado a Tabela 2 (2014) com a Tabela 3 (2016) nota-se que houve quase uma duplicação na área que representa o solo exposto parcialmente, que saiu de 37.872,00 hectares em 2014 para 71.976,51 hectares em 2016. Notou-se também uma grande diminuição de vegetação rasteira no mesmo período, onde em 2014 ocupava aproximadamente 62.634,96 hectares e em 2016 já ocupava 14.095,62 hectares.

Quanto ao solo parcialmente exposto, vale ressaltar que durante o período diversos empreendimentos foram lançados na zona onde se localiza essa área de ocupação, sobretudo, na criação de loteamentos para a venda e construção de casas.

A exposição total ou parcial do solo é de extremo risco à qualidade, isso porque solos descobertos de vegetação são muitos susceptíveis à erosão hídrica e eólica causando a remoção de nutrientes importantes das áreas degradadas (GUTIÉRREZ E SQUEO, 2004) [14].

Já o solo urbanizado obteve um crescimento de 3,22% em relação ao mesmo período de 2014. Isso porque o centro urbano começou a se expandir devido a criação de moradias populares por meio de programas sociais do Governo o que aumentou a procura de pessoas por moradia própria.

Tabela 3. Áreas das classes de uso e ocupação do solo do Município de Governador Dix-Sept Rosado-RN no ano 2016. (Autoria própria).

Classes de uso e ocupação do solo do Município de

Solo exposto 29.333,79 23,21

TOTAL 126.377,10 100,00

No ano de 2018 observa-se um crescimento significativo na vegetação rasteira, queaumentou quase seis vezes a área de ocupação do solo em relação ao ano de 2016. Esse fenômeno pode ser explicado pelo retorno das chuvas

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do Norte, (EMPARN, 2018) [15], o volume de chuvas no primeiro semestre do ano de 2018 foi o melhor nos últimos 7 anos, acumulando uma média pluviométrica de aproximadamente 734,6mm, retomando o desenvolvimento da vegetação nativa do local.

Além disso, a vegetação densa ou plantio agrícola teve um crescimento se comparado ao ano anterior na Tabela 3, isso porque a incidência de chuvas também fomentou o campo da agricultura.

O aumento da vegetação no local é de extrema importância, sobretudo, para as questões climáticas que segundo (BELMIRO et al. 2012) [16], tem um importante papel na proteção contra a insolação prolongada, reduzindo o desconforto térmico causado pela urbanização, além de servir de parâmetro para avaliar a qualidade de vida nas cidades, isso porque a temperatura avaliada nas cidades pobres em vegetação são bem maiores que as analisadas em cidades com presença densa de vegetação.

No ano de 2018, se comparado com o ano de 2016 e a Tabela 3 com a Tabela 4, percebeu-se que a quantidade de solo exposto decresceu, passando de 29.333,79 hectares em 2016 para 2.179,35 hectares em 2018. Isso porque, além da ocupação do solo pelas diversas formas de vegetação, a área rural do município teve durante esse período diversos locais que se tornaram loteamentos e comercializados se constituindo assim, as construções antrópicas. Outro fator que pode explicar esse decaimento, é que boa parte do rio que corta a cidade estava totalmente assoreada e expondo o solo.

A área de solo urbanizado 2,2% se comparado o ano de 2016 com o ano de 2018 e a Tabela 3 com a Tabela 4. Esse crescimento se deu, principalmente, na área urbana devido as construções civis de um novo bairro denominado de Planalto Boa Vista composto por moradias populares e por intermédio do governo. Ou seja, uma expansão no uso do solo em cerca de 2.120,22 hectares.

Os recursos hídricos também tiveram um significante aumento se comparado com os anos anteriores, onde os corpos de água do município em 2016 observados na Tabela 3 representava menos de 1% de ocupação do solo. Porém, as chuvas do período que acometeram a região no 2° trimestre do ano citado no tópico anterior, aumentou os níveis hídricos do município que, anteriormente, representava 90,00 hectares (0,07% da área total do solo) e atualmente representa 531,00 (0,42 % da área total do solo). Vale ressaltar que, durante o período de seca, boa parte do Rio Apodi-Mossoró que corta toda a área rural do município permaneceu seca e assoreada, o que propiciou alguns pontos de alagamentos durante o período chuvoso.

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Tabela 4. Áreas das classes de uso e ocupação do solo do Município de Governador Dix-Sept Rosado-RN no ano

2018. (Autoria própria). Classes de uso e ocupação do solo do Município de

Solo exposto 2.179,35 1,72

TOTAL 126.377,10 100,00

3. CONCLUSÕES

Observou-se, com o presente estudo, um expressivo crescimento na mancha que representa o solo urbanizado, com uma variação de aproximadamente, 6.200,00 hectares em relação aos anos de 2014, 2016 e 2018 no município de Governador Dix-Sept Rosado-RN.

Com relação a atividade agrícola, verificou-se uma queda na atividade no ano de 2016 devido à crise hídrica e o assoreamento do Rio Apodi-Mossoró, podendo ser notada a retomada da atividade em 2018 com o período chuvoso reativando os corpos d’água que estavam secos.

A expansão urbana quando verificada próxima ao centro urbano pode ser considerada de forma positiva, isso porque a área está apta ao crescimento. Porém, no aspecto do crescimento urbano na área rural traz consigo o desmatamento e empobrecimento do solo na criação de loteamentos e áreas antrópicas, o que prejudica o bioma e causa danos irreparáveis ao ambiente.

Existe muito a ser feito, sobretudo, no quesito governamental com o intuito de fiscalizar as áreas de exploração desordenada do solo e estabelecer regras para o uso correto do ambiente de forma que haja harmonização entre o homem e a natureza sem que haja problemas a curto e longo prazo.

4. REFERÊNCIAS

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[3] EMBRAPA – EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Estudo revela que cerca de 30% dos solos do mundo estão degradados. 2016. Disponível em: <https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/14343883/estudo-revela-que-30-dos-solos-do-mundo-estao-degradados>. Acessado em 30 de Julho de 2018.

[4] EMBRAPA – EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Estudo revela que cerca de 30% dos solos do mundo estão degradados. 2016. Disponível em: <https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/14343883/estudo-revela-que-30-dos-solos-do-mundo-estao-degradados>. Acessado em 30 de Julho de 2018

[5] EUGENIO, FERNANDO; DOS SANTOS ROSA, ALEXANDRE; FIEDLER, NILTON CESAR, RIBEIRO, GUIDO A.; SILVA, ADERBAL G.; SOARES, VICENTE P.; GLERIANI, JOSÉ M. Mapeamento das areas de preservação permanente do estado do Espirito Santo, Brasil. Ciênc. Florest. Santa Maria , v. 27, n. 3, p. 897-906, Setembro, 2017. Disponível em: < http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1980-50982017000300897&lng=en&nrm=iso>. Acessado em 30 de Julho de 2018

[6] CÂMARA G. et al Introdução à Ciência da Geoinformação. 2004. Disponível em: <http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/>. Acessado em 30 de Julho de 2018.

[7] SILVA, FABRICIO BRITO. Importância do Geoprocessamento na fundamentação de políticas públicas,

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[8] IBGE – INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Governador Dix-Sept Rosado, 2016. Disponível em: <https://www.ibge.gov.br/estatisticas-novoportal/por-cidade-estado-estatisticas.html?t=destaques&c=2404309>. Acessado em 31 de Julho de 2018

[11] FILHO, RAIMUNDO LACERDA; DA SILVA, ANA VERUSKA C.; MENDONÇA, VANDER; TAVARES, JOSÉ CELESMARIO. Revista Brasileira de Fruticutura. Densidade do sistema radicular da bananeira

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[16] BELMIRO, ALICIEL; CRISTINA, BRUNA; FELISBERTO, CAMILA; BATISTA, DAMIÃO; ORLANDO, DAYANE; PEREIRA, RAFAEL. Area verde: beneficios para a humanidade, saúde pública e qualidade de vida. Revista educação ambiental em ação. Disponível em: < http://www.revistaea.org/artigo.php?idartigo=1441>. Acessado em: 23 de Agosto de 2018