Extensão original e atual da cobertura florestal de Santa Catarina
1Original and present forest cover in Santa Catarina
Alexander Christian Vibrans, Ronald Edward McRoberts, Débora Vanessa Lingner, Adilson Luiz Nicoletti, Paolo Moser
Resumo
A taxa de cobertura florestal é um importante indicador da qualidade ambiental e é fundamental para o planejamento territorial. Por disponibilizar dados de campo coletados de forma independente, representativa e abrangente, o IFFSC proporcionou oportunidade para validar os dados obtidos por meio de sensoriamento remoto. De acordo com o mapa fitogeográfico de Klein, a Floresta Estacional Decidual originalmente cobria 8% do território catarinense, a Floresta Ombrófila Mista 45%, a Floresta Ombrófila Densa 31%, enquanto os campos cobriam 14% e outras formações 2%. A cobertura florestal atual foi estimada com base na avaliação da acuracidade de quatro recentes mapeamentos e nos dados de campo do IFFSC. Estes mapas foram elaborados entre 2005 e 2009, a partir da interpretação de imagens orbitais multiespectrais de resolução espacial média. Os seus resultados mostram grandes discrepâncias, com estimativas de cobertura florestal de Santa Catarina que variam entre 22,4 e 41,5%. Considerando vários parâmetros estatísticos, um estimador baseado na amostragem aleatória simples e outro assistido por modelagem ajustando os vieses dos mapas com os dados do IFFSC, chegou-se a uma estimativa de 27.555,0 km² (equivalentes a 28,9 % de sua área original) para a cobertura atual, com um IC de ± 1.897 km² para um nível de probabilidade de 95% (equivalentes a uma cobertura florestal entre 27,0 e 30,9%). A cobertura para a Floresta Estacional Decidual foi estimada em 16,1%, da Floresta Ombrófila Mista em 24,4% e da Floresta Ombrófila Densa em 40,5%. Constatou-se, no entanto, que a cobertura florestal está altamente fragmentada, com mais de 80% dos remanescentes na classe de tamanho até 50 ha. Estas pequenas áreas representam cerca de 14% dos remanescentes florestais; aproximadamente 60% da área de florestas são constituídos por fragmentos maiores que 1.000 ha, com ênfase na Floresta Ombrófila Densa que apresenta os maiores maciços florestais no estado.
Abstract
The forest cover rate is an important indicator for environmental quality and is essential for territorial planning.
By providing field data collected independently, representatively and comprehensively, the realization of IFFSC afforded opportunity to validate data obtained through remote sensing techniques. According to Klein’s phytogeographic map of Santa Catarina, Seasonal Deciduous Forests originally covered 8% of the state’s territory, Mixed Ombrophylous Forests covered nearly 45%, Dense Ombrophylous Forests 31%, while Savanas covered 14% and other formations 2%. The present forest cover was estimated based on an accuracy assessment of four recent cover maps using IFFSC ground data. The maps were executed between 2005 and 2009, based on classification of medium resolution imagery. Large discrepancies of forest cover of Dense Ombrophylous Forests were observed, ranging from 22,4 to 41,5%. Considering different statistic parameters of plot-based, simple random sampling and bias adjusting model-assisted estimates, the present forest area is estimated in 27,555.0 km² (equivalent to 28.9 % of it’s original extension), with a 95% CI of ±1.897 km² (27.0 to 30.9%).
Forest cover of Seasonal Deciduous Forests was estimated as 16.1%, of Mixed Ombrophylous Forests as 24.4%
and of Dense Ombrophylous Forests as 40.5%. That forest cover, however, is highly fragmented, more than 80%
of remnants belonging to size classes less than 50 ha. These small areas represent about 14% of total forest cover, while approximately 60% of forest area belong to fragments larger than 1,000 ha, with an emphasis on Dense Ombrophylous Forests that have the largest continuous forest areas in the state.
1 Vibrans, A.C.; McRoberts, R.E.; Lingner; D.V. Nicoletti, A.L.; Moser, P. 2012. Extensão original e atual da cobertura florestal de Santa Catarina. In: Vibrans, A.C.; Sevegnani, L.; Gasper, A.L. de; Lingner, D.V. (eds.). Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina, Vol. I, Diversidade e conservação dos remanescentes florestais. Blumenau. Edifurb.
R emanescentes F lorestais
3.1 Introdução
A quantificação da cobertura florestal e das taxas de mudanças desta cobertura por meio de técnicas de sensoriamento remoto, ainda constitui, nas regiões tropicais, um desafio técnico-científico muito perseguido e longe de ser resolvido (Mayaux et al. 1998; Defries & Townshend 1999; Defries
& Belward 2000). As razões são múltiplas e residem na diversidade das definições de “floresta”, no grande número de formas de uso do solo e de vegetação antropizada nas regiões tropicais (Steininger 2000) e, em muitas regiões, na baixa densidade de dados de sensoriamento remoto e na falta de um cadastro rural. Além disso, durante muitos anos, o mapeamento da cobertura florestal foi dominada pela questão da detecção do desmatamento de florestas primárias (Tucker & Townshend 2000), em detrimento de pesquisas sobre formações secundárias, florestas primárias exploradas e mosaicos de diversas formas de uso do solo. Tanto do ponto de vista silvicultural, como ecológico, as florestas secundárias têm atraído atenção bem menor dos pesquisadores do que as primárias (Corlett 1995;
Finnegan 1996; Guariguata et al. 1997; Guariguata 1999; Kammesheidt 2002). A importância das florestas secundárias, entretanto, tem sido destacada no contexto das mudanças climáticas (Fehse et al.
2002, Olschewskia & Benítez 2005). Embora tenha-se chegado a consensos e uma certa coerência para efeitos de levantamentos globais em virtude da demanda por dados estratégicos (FAO, IPCCC), dados que compõem estes levantamentos globais (FAO 2010) não satisfazem exigências para que possam servir de subsídio para o planejamento em escala nacional ou regional, em virtude de seu nível de generalização, relacionadas à sua escala e abrangência.
A confiabilidade de classificações de florestas tropicais secundárias baseadas em técnicas de sensoriamento remoto é limitada por dois fatores, pela complexidade da vegetação e pelo processamento digital automatizado das imagens. Há consenso que na Mata Atlântica brasileira as formações florestais secundárias, perturbadas e estruturalmente simplificadas, constituem a vasta maioria dos remanescentes (Oliveira-Filho 2000; Liebsch et al. 2008). Além disso, as diferenças entre florestas maduras bem conservadas, no sentido de Veloso et al. (1991), e outras formações compostas por espécies arbóreas e arbustivas, muitas vezes com mais de um tipo de uso do solo (silvipastoril, agrosilvicultural), intercaladas com culturas permanentes como erva-mate, café, chá, palmáceas e musáceas, são contínuas e não categóricas. Como as formações antropizadas da vegetação natural, de acordo com as estimativas de todos os autores, formam a grande maioria dos remanescentes, os problemas metodológicos citados incidem sobre a quase totalidade do objeto a ser examinado. Os fenômenos acima citados dificultam a aplicação de muitas das usuais técnicas de sensoriamento remoto, ainda mais quando se trata de mapeamentos envolvendo dezenas ou centenas de milhares de quilômetros quadrados, uma grande quantidade de cenas de imagens, formações florestais, condições ambientais (edafo-geoclimáticas), diferentes características das próprias imagens e uma gama de técnicas de processamento digital, entre paramétricas, não paramétricas e de segmentação (Carvalho & Scolforo 2008; Oliveira et al. 2010). O resultado destas interações são muitas vezes resultados substancialmente conflitantes entre mapas de uma mesma região.
Ribeiro et al. (2009) revisaram os levantamentos existentes na Mata Atlântica brasileira e corrigiram as estimativas da cobertura florestal para toda a área do bioma recentemente de 7 a 8% para 11,6 a 16%, responsabilizando pelo aumento do índice a inclusão nos levantamentos mais recentes das formações secundárias e de fragmentos com menos de 100 hectares, que correspondem a 32% a 40% do total, de acordo com as respectivas fontes citadas. Os autores apresentam resultados por região fitogeográfica (Silva & Casteleti 2003), no lugar de divisões políticas. A conclusão geral deste trabalho é a constatação da urgência de prover dados e métodos que permitem a estatisticamente rigorosa comparação de mapeamentos da cobertura florestal.
Na região do bioma Mata Atlântica a Fundação SOS Mata Atlântica realiza desde 1985, em cooperação com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e em intervalos de cinco anos, o mapeamento dos remanescentes florestais e ecossistemas associados da Mata Atlântica. Ao longo do
tempo, os métodos de interpretação visual de imagens multiespectrais Landsat, com resolução espacial de 30 m e 20 m, têm sido aperfeiçoados; a principal dificuldade, no entanto, continua existindo e de certa forma, prejudicando a validade dos dados levantados: não há uma metodologia que permita identificar, em grandes espaços territoriais, e com confiabilidade definida, as formações florestais perturbadas, simplificadas estruturalmente e as das fases iniciais da sucessão.
Dados da cobertura florestal, coletadas por via terrestre, de forma independente e representativa, com densidade adequada e em grandes extensões geográficas, poderiam contribuir sobremaneira à validação de dados oriundos de sensores remotos, mas raramente estão disponíveis.
A realização do IFFSC proporcionou a disponibilidade de informações a respeito da composição, estrutura e estado de conservação da cobertura florestal de Santa Catarina, geradas a partir de dados coletados durante os levantamentos terrestres, que satisfazem três importantes exigências para a validação de dados de sensoriamento remoto, por serem independentes, representativas e por terem sido coletadas com densidade adequada e em grandes extensões geográficas, o que raramente ocorre em outras situações e regiões do país. Desta forma, o conjunto de dados levantados pelo IFFSC representa uma oportunidade única para poder validar e aferir a acuracidade de informações extraídas de dados colhidas por meio de sensoriamento remoto.
A partir da contextualização acima detalhada foram definidos os objetivos específicos do presente trabalho: a) realizar a análise comparativa dos resultados de quatro mapeamentos temáticos da cobertura e do uso do solo realizados no estado de Santa Catarina e b) aferir a acuracidade destes mapeamentos, validando-os com os dados terrestres do IFFSC, coletados entre 2007 e 2010.
3.2 Cobertura original
O Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina utiliza como divisão fitogeográfica do estado aquela proposta por Klein (1978). De acordo com seu mapa fitogeográfico (Figura 2.1), a região fitoecológica da Floresta Ombrófila Densa (FOD) cobria originalmente uma área de aproximadamente 29.282,00 km², equivalentes a 31% da superfície do Estado, enquanto a Floresta Ombrófila Mista (FOM) cobria 45%, a Floresta Estacional Decidual (FED) 8%, os Campos Naturais 14% e demais regiões 2%. (Tabela 3.1). Há evidências de que antes do começo da colonização do interior do estado pelos imigrantes europeus, no século 18, todo o território catarinense, com exceção dos campos naturais, possa ser considerado como sendo coberto por densas florestas (Maack 1981; Behling & Pillar 2007;
Behling & Bauermann 2009).
A ação das populações indígenas limitava-se às queimadas dos campos e ao extrativismo nas florestas de araucária, não levando, ao que tudo indica, ao desmatamento propriamente dito (Santos 1987).
Tabela 3.1. Extensão original das regiões fitoecológicas em Santa Catarina, de acordo com Klein (1978).
Table 3.1. Original extension of vegetation types in Santa Catarina, according to Klein (1978).
Região Fitoecológica Superfície original em km² Percentual da superfície do Estado
Floresta Ombrófila Densa 29.282,00 30,71
Floresta Ombrófila Mista 42.851,56 44,94
Campos Naturais 13.543,00 14,20
Floresta Estacional Decidual 7.670,57 8,04
Outras (Restinga, Manguezais) 1.999,05 2,10
Total 95.346,18 100
3.3 Estimativas da cobertura florestal atual 3.3.1 Metodologia
Base de dados
São quatro os mapeamentos temáticos da cobertura florestal do território catarinense realizados na década passada (Tabela 3.2): a) o Levantamento da Cobertura Florestal Remanescente de Santa Catarina, denominado neste trabalho de LCF/SAR (SAR 2005); b) o Levantamento da Cobertura Vegetal Nativa do Bioma Mata Atlântica, denominado PROBIO (Cruz & Vicens 2007); c) o Atlas dos Remanescentes Florestais da Mata Atlântica, denominado Atlas 2008 (Fundação SOS Mata Atlântica 2009) e d) o Mapeamento Temático Geral do Estado de Santa Catarina, realizado no âmbito do Projeto de Proteção da Mata Atlântica, denominado PPMA/FATMA (Geoambiente 2008).
Tabela 3.2. Características dos levantamentos da cobertura florestal e do uso do solo realizadas em Santa Catarina.
Table 3.2. Characteristics of the land use and forest cover maps for Santa Catarina.
Map attribute Mapeamento
LCF/SAR (2005) PROBIO (2007) Atlas 2008 (2009) PPMA (2010)
Executor
Secretaria de Agricultura e Abastecimento de
Santa Catarina
Ministério do Meio
Ambiente SOS Mata Atlântica Fundação de Meio Ambiente de Santa Catarina (FATMA) Satélite e sensor
Ano de captura das imagens
Landsat-5 TM, Landsat-7 ETM+(2003/2004)
Landat-7 ETM+
(2001-2003), SRTM (2000)
CBERS-2 CCD (2005) Landsat-5 TM (2005-
2008) SPOT-4 2005
Escala de classificação e apresentação
1: 50.000/
1: 50.000 1:250.000/
1:250.000 1:50.000/
1:50.000 1:50.000/
1:50.000
Resolução espacial 30 x 30 m 30 x 30 m 30 x 30 m 20 x 20 m
(10 x 10 m pan) Área mínima
mapeada (nominal) 10 ha 40 ha 5 (3) ha 2,5 ha
Método de interpretação/
classificação Visual Classificação
baseada em objetos Visual Classificação
não-supervisionada (ISOSEG) Número de pontos
de controle em
campo Não informado 8.000 Não informado Não informado
Acuracidade média Não informado 86 % Não informado 90 %
Definição de floresta Floresta (exceto mangue e restinga)
Florestas (FOD, FOM, FED e ecótonos) (exceto mangue e restinga)
Formações florestais primárias e secundárias
(exceto mangue e restinga)
Florestas em estádio médio ou avançado
e/ou primárias (exceto estádio
inicial)
Os resultados destes quatro levantamentos foram validados com os dados de campo do IFFSC (Capítulos 2, 5 e 8) por Vibrans et al. (2013), com base em metodologia proposta por McRoberts (2010;
2011) e McRoberts & Walters (2012).
Para validação dos mapeamentos temáticos foi utilizado o conjunto de dados de 1074 pontos amostrais locados de forma sistemática em todo o território do estado, nas interseções de uma grade com equidistância de 10 km, dos quais 444 coincidentes com remanescentes florestais nos mapas LCR/
SAR (SAR 2005) que acusou 354 pontos com floresta e/ou PPMA (Geoambiente 2008) que indicou 356
pontos com floresta. Em 298 pontos foi encontrada cobertura florestal; em 260 pontos foram instaladas unidades amostrais e levantadas as variáveis da vegetação permitindo a sua caracterização florística, estrutural e quantitativa; nos 38 pontos amostrais restantes não foi possível instalar uma unidade de medição, devido a dificuldades ou falta de permissão de acesso ou de levantamento (paredão rochoso, banhado, fragmento muito pequeno ou estreito). Nestes pontos foi documentado, quando possível, o atual uso do solo, por meio de descrição e registro fotográfico. Em outros 146 pontos, não foi encontrada cobertura florestal em campo; em 98 deles foram instaladas Unidades Amostrais após deslocamento de até 500 m do ponto da grade, de acordo com o manual do campo do IFFSC. Por esta razão, essas 98 Unidades Amostrais não foram consideradas neste estudo para validação dos mapeamentos. Nos 48 pontos restantes, o fragmento mais próximo estava localizado em distancia maior de 500 m e a Unidade Amostral não foi implantada. Não há elementos para confirmar qualquer pressuposto de não aleatoriedade de localização, composição de espécies e estrutura das Unidades Amostrais não utilizadas na validação dos mapeamentos.
A grade de pontos com a localização das Unidades Amostrais do IFFSC foi carregada separadamente sobre cada um dos mapas temáticos vetoriais de base contínua, georreferenciados e registrados com o Datum WGS 84. Foi extraída do respectivo mapa a classe de uso do solo correspondente ao local de cada ponto/Unidade Amostral. Inicialmente foram mantidas as denominações originais das classes das legendas de cada levantamento; para o processamento dos dados as classes foram reduzidas a apenas duas (floresta e não floresta). Não foram consideradas floresta as classes “florestas em estágio inicial” (PPMA/FATMA) e “capoeira” (LRF/SAR), ambas ocupando menos que 0,05% da área e com definição incerta nos respectivos relatórios. Devido às dificuldades metodológicas na definição e reconhecimento em imagens (de restinga herbácea, arbustiva e arbórea), as formações pioneiras com influência marinha, fluviomarinha e fluvial e/ou lacustre, mapeadas pelo PROBIO e LRF/SAR, também foram excluídas da classe floresta. Desta forma tentou-se eliminar possíveis fontes de superestimação da cobertura florestal.
Procedimentos analíticos
Inicialmente a área da cobertura florestal de Santa Catarina foi estimada usando os dados de campo do IFFSC, assumindo uma amostragem aleatória simples (SRS) dos mesmos e multiplicando a área total do território catarinense pela proporção de pontos com cobertura florestal verificada em campo pˆSRS, segundo equação (1).
= ∑
= n 1
i i
SRS y
n pˆ 1
(1) onde n = número total de pontos amostrais , i indica a amostra e
=
observada é
floresta quando
1
observada é
floresta -
nao quando 0
yi (2)
O estimador SRS é intuitivo e não viesado, mas tem como desvantagem uma variância eventualmente grande. A variância de pˆSRS é estimada por,
( )
= ∑(
−)
= n 1 i
SRS 2 i
SRS y pˆ
n pˆ 1
r aˆ
V
( )
n pˆ 1 pˆSRS − SRS
= , (3) e um 95% intervalo de confiança pode ser construído com,
, (4)
onde t1 α2
− é o
1−α2 percentil da distribuição t de Student e SE significa o erro padrão, calculado conforme . Quando uma amostragem sistemática é usada, como no presente caso, a variância pode ser levemente superestimada em relação a estimativas baseadas em amostragem aleatória simples (Särndal et al. 1992).
Para avaliar a acuracidade dos quatro mapeamentos foram elaboradas matrizes de erro, com base nas observações de campo do IFFSC. Foram calculadas a acuracidade geral (OA), definida como a proporção de todas as observações classificadas corretamente; a acuracidade do usuário (UA), definida como a razão entre predições corretas e o total de predições para uma classe de uso do solo; a acuracidade do produtor (PA), que é a razão entre o total de predições e o total de observações de uma determinada classe; o erro de omissão que é a proporção de predições incorretas e o total de predições para uma classe; o erro de comissão que é a razão entre predições incorretas e número total de observações de cada classe (Richards 1993; Chuvieco 1996).
Inferências estatísticas, na forma do viés e de intervalos de confiança para as estimativas de cobertura dos quatro mapeamentos temáticos, foram construídas usando o estimador assistido por modelagem (pˆMAR) (Särndal et al. 1992; McRoberts & Walters 2012). Este método permite produzir para cada mapa estimativas com um intervalo de confiança, ajustadas em função de sua respectiva matriz de erro gerada por meio da comparação com os dados de campo. Quando há boa concordância entre os dados de campo e as predições dos mapas, a variância do estimador MAR tende ser menor que a do estimador pˆSRS, baseado na simples proporção entre o número de pontos com florestas e o total de observações de campo. As estimativas dos mapas e do campo foram submetidas ao teste t para detectar diferenças significativas (α=0,05), conforme
(
pSRS)
CôvSRSpSRSMARpMAR Var(
pMAR)
r a V
p t p
ˆ ) ˆ
, ˆ (ˆ ˆ 2
ˆ
ˆ ˆ
+
⋅
−
= −
(5)
Diferenças entre o desempenhos dos quatro mapeamentos ajustados foram investigados mediante teste equivalente, segundo
(
ˆ 1)
2 (ˆ1 1, ˆ 2 2) ˆ(
ˆ 2)
ˆ
ˆ ˆ
−
−
−
−
−
−
+
⋅
−
= −
MAR MAR
MAR MAR
MAR MAR
p r a V p
p Côv p
r a V
p t p
. (6)
3.3.2 Resultados
Pelo método da proporção, baseado no percentual dos pontos amostrais da classe floresta observados em campo, assumindo uma amostragem aleatória simples (SRS), obteve-se uma cobertura florestal remanescente de 26.337,8 km² (IC ± 2.594 km²), equivalente a 27,8% do território.
Os resultados das matrizes de erro elaboradas são representados nos gráficos da Figura 3.1, mostrando acuracidade geral, erro geral e, fazendo parte do último, os erros de comissão e omissão de cada mapa. Eles evidenciam que os mapas Atlas 2008 e PROBIO/MMA subestimaram a extensão dos remanescentes (tendo omitido mais pontos com florestas, do que erroneamente atribuída à classe floresta áreas sem cobertura florestal). O contrário foi constatado para os mapas LCF/SAR e PPMA, com erros de comissão (atribuição errônea da classe floresta) superando a taxa dos erros de omissão, o que leva, por consequência, à superestimação da cobertura florestal remanescente.
Figura 3.1. Acuracidade dos quatro mapas avaliados com dados de campo do IFFSC, obtida das matrizes de erro; p.a. = pontos amostrais.
Figure 3.1. Accuracies from error matrices for the four forest cover maps evaluated with IFFSC ground data; p.a.= sample points.
O teste t mostrou que as estimativas do mapa Atlas 2008 não diferem significativamente (α=0,05) da estimativa por proporção, baseada nas informações de campo do IFFSC, enquanto que os outros três mapas são significativamente diferentes.
O ajuste dos valores de cobertura por meio do estimador pˆMAR, permite corrigir os erros (viés) dos mapas e aproximar suas estimativas iniciais (nominais) das estimativas baseadas na proporção dos pontos amostrais com floresta verificados em campo. Este ajuste resulta na diminuição dos valores superestimados (mapas LCF/SAR e PPMA) e no aumento dos valores subestimados (mapas Atlas 2008 e PROBIO). Na Tabela 3.3 e nas Figuras 3.2 e 3.3 constam os respectivos valores nominais e ajustados com seus intervalos de confiança (α=0,05) para Santa Catarina e por região fitoecológica.
Considerando um conjunto de parâmetros estatísticos, como acuracidade geral, taxas de omissão e comissão, igualdade das estimativas (teste t), grandeza do viés e da variância e do intervalo de confiança das estimativas ajustadas, é possível afirmar que as estimativas ajustadas do mapeamento Atlas 2008 (Fundação SOS Mata Atlântica 2009), mostram desempenho melhor, tendo menor viés e variância, além de não serem significativamente diferentes das estimativas por proporção, ao contrário dos demais mapeamentos.
Estas estimativas (do mapa Atlas 2008) indicam uma cobertura florestal remanescente em Santa Catarina de 27.555,0 km² (equivalentes a 28,9 % de sua área original), com um intervalo de confiança entre 25.658,39 e 29.451,66 km² (equivalente a uma cobertura florestal entre 27,0 e 30,9%, valores em negrito na Tabela 3.3) para um nível de probabilidade de 95% (Vibrans et al. 2013). Seguindo o mesmo raciocínio, a cobertura para a Floresta Estacional Decidual é estimada em 16,1%, da Floresta Ombrófila Mista em 24,4% e da Floresta Ombrófila Densa em 40,5%. Nota-se que o intervalo de confiança é relativamente maior para as estimativas na Floresta Estacional Decidual, devido ao reduzido número de pontos amostrais nesta região.
Tabela 3.3. Remanescentes florestais em Santa Catarina e por região fitoecológica. pˆSRS = Área e percentual de cobertura florestal equivalente à proporção da amostragem aleatória simples; pˆMAR = Área e percentual de cobertura florestal ajustada a partir de matriz de erro considerando os dados de campo do IFFSC, de acordo com Vibrans et al. (2013).
Table 3.3. Forest cover of Santa Catarina and by phytoecological region. pˆSRS = estimation of forest cover using simple random sampling (SRS), pˆMAR = Model assisted forest cover estimation based on IFFSC ground data, according to Vibrans et al. (2013).
Base de dados e ano de
referência Estimador Santa Catarina Floresta Ombrófila
Densa
Floresta Ombrófila
Mista
Floresta Estacional
Decidual Área
(km2) % Área
(km2) % Área
(km2) % Área (km2) % IFFSC
(2008/10) pˆSRS 26.337, 8 27,8 12,632.7 40,4 12.317,2 22,0 1.250,6 16,3 LCF/SAR
(2003/04)
pˆSRS 35.498,7 37,2 16,726.1 53,4 17.023,2 30,3 1.749,3 22,8
pˆMAR 31.326,2 32,9 14,747.0 47,1 14.662,6 26,1 1.921,4 25,0 PROBIO
(2000)
pˆSRS 25.680,3 26,9 12,558.7 40,6 12.384,3 21,9 737,2 9,6
pˆMAR 30.563,0 32,1 13,493.2 43,6 15.491,9 27,4 1.600,1 20,9 Atlas 2008
(2008)
pˆSRS 21.340,7 22,4 11,079.5 35,6 9.462,9 16,8 798,3 10,4
pˆMAR 27.555,0 28,9 12,618.5 40,5 13.741,3 24,4 1.231,3 16,1
PPMA (2005) pˆSRS 39.531,2 41,5 16,723.6 52,7 20.919,8 36,9 1.887,8 24,6
pˆMAR 35.092,3 36,8 14,018.9 44,1 19.267,6 34,0 1.813,2 23,6
Figura 3.2. Estimativas da cobertura florestal de Santa Catarina baseadas no estimador pˆSRS,
usando os dados de campo do IFFSC, nos valores nominais dos mapas e nos valores ajustados pelo estimador assistido por modelagem (pˆMAR); as barras verticais indicam o intervalo de confiança para α=0,05.
Figure 3.2. Estimates of forest cover for Santa Catarina based on simple random sampling estimation (pˆSRS) with IFFSC ground data, nominal map estimates and model-assisted adjusted estimation (pˆMAR) using map classifications; vertical bars denote 95% confidence intervals.
Figura 3.3. Estimativas da cobertura florestal das três regiões fitoecológicas em Santa Catarina, baseadas no estimador SRS usando os dados de campo do IFFSC, nos valores nominais dos mapas e nos valores ajustados pelo estimador assistido por modelagem (MAR); as barras verticais indicam o intervalo de confiança para α=0,05.
Figure 3.3. Estimates of forest cover for for three phytoecological regions in Santa Catarina based on simple random sampling estimation (SRS) with IFFSC ground data, nominal map estimates and model-assisted adjusted estimation (MAR) using map classifications; vertical bars denote 95% confidence intervals.
As razões das discrepâncias entre os mapas podem ser causadas por uma série de fatores.
Diferentes características das imagens utilizadas, como resolução espacial e data de captura, bem como do seu processamento somente explicam parte das divergências encontradas. Composição de espécies, estado de conservação, história e intensidade de uso, grau de abertura do dossel, entre outras variáveis estruturais dos remanescentes, na maioria em processo de sucessão secundária, são muito diversos, como o IFFSC mostrou. Esta diversidade certamente dificulta a sua correta identificação em imagens orbitais, ainda mais quando os remanescentes fazem parte de um mosaico de vários tipos de uso do solo (Groeneveld et al. 2009) e sua resposta espectral é heterogênea nas imagens captadas. Estas áreas podem ter sido facilmente mal interpretadas, levando a superestimação (LCF/SAR e PPMA) ou subestimação (Atlas 2008 e PROBIO) dos remanescentes florestais. Além disso, esta diversidade de condições nas quais se encontra a vegetação, leva a questão crucial que é a falta de uma clara definição a priori do objeto a ser mapeado, da floresta. Ribeiro et al. (2009) observaram, que de fato é uma definição a posteriori: apenas vegetação lenhosa com altura do dossel >10 m e idade mínima de 15 anos é realmente detectável com razoável acuracidade em imagens de média resolução espacial. Estimativas envolvendo as demais formas de vegetação, principalmente os estádios iniciais da sucessão, são acompanhadas de muitas incertezas. De fato, 97,9% dos remanescentes florestais amostrados pelo IFFSC, apresentam altura do dossel superior a dez metros; considera-se, portanto, que as estimativas da cobertura florestal contidas neste trabalho, referem-se especialmente a este tipo de vegetação.
3.4 Classes de tamanho dos remanescentes florestais
Analisando a frequência dos fragmentos florestais por classe de tamanho em Santa Catarina (Tabela 3.4), percebe-se que a cobertura florestal está altamente fragmentada. Todos os mapeamentos, independentemente de sua área nominal mínima de mapeamento, indicam que mais que 80% dos remanescentes encontram-se na classe de tamanho até 50 ha (LCF/SAR 87%; PPMA 90%; Atlas 2008 81%, PROBIO 85%). Estes pequenos fragmentos florestais representam aproximadamente 10 a 14%
da área florestal total (de acordo com LCF/SAR 11,5%, PPMA 13,1%; Atlas 2008 14,4%; PROBIO 10,4%) (Figura 3.4). Os dados mostram, por outro lado, aproximadamente 60% da área de florestas distribuídos em fragmentos maiores que 1.000 ha, com ênfase na Floresta Ombrófila Densa que apresenta os maiores maciços florestais no estado. Vale destacar que, em muitos casos, remanescentes extensos são delimitados pelos mapeamentos que, de fato, são compostos por vários menores, unidos por estreitas faixas de vegetação, por exemplo, ao longo dos cursos d’água. Desta forma é indicada, em muitos casos, a existência de extensas áreas continuas de florestas que, na realidade, não possuem as características funcionais que sua área nominal possa fazer acreditar.
Tabela 3.4. Número de fragmentos florestais mapeados em Santa Catarina e percentual do total de fragmentos, de acordo com os quatro mapeamentos avaliados.
Table 3.4. Number of forest fragments in Santa Catarina and percentage of total number, as mapped by four thematic maps.
Classe (ha) LCF/SAR % PPMA % ATLAS 2008 % PROBIO %
< 5 9.055 23,8 20.179 35,5 2.616 11,6 12.883 41,4
5 a 10 9.764 25,7 14.523 25,5 3.409 15,1 4.521 14,5
10 a 20 7.827 20,6 9.581 16,9 6.190 27,5 4.395 14,1
20 a 50 6.375 16,8 6.962 12,2 5.972 26,5 4.615 14,8
50 a 100 2.532 6,7 2.781 4,9 2.197 9,8 2.147 6,9
100 a 200 1.285 3,4 1.461 2,6 1.065 4,7 1.264 4,1
200 a 500 695 1,8 863 1,5 620 2,8 768 2,5
500 a 1.000 220 0,6 254 0,4 214 1,0 256 0,8
> 1.000 224 0,6 256 0,5 222 1,0 298 1,0
Total 37.977 56.860 22.505 31.147
Figura 3.4. Número de fragmentos da Floresta Ombrófila Densa e área dos fragmentos em percentual da área acumulada de florestas, por classe de tamanho (ha), para Santa Catarina, de acordo com os quatro mapas.
Figure 3.4. Number of forest fragments of Dense Ombrophylous Forests and percentage of total forest area, by size class (ha) for Santa Catarina, according to four forest cover maps.
Referências
Behling, H.; Pillar, V. 2007. Late Quaternary vegetation, biodiversity and fire dynamics on the southern Brazilian highland and their implication for conservation and management of modern Araucaria forest and grassland ecosystems. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B Biological Sciences 362: 243-251.
Behling, H.; Bauermann, S. G. 2009. Dinâmica Paleovegetacional da Floresta com Araucaria no Neógeno das regiões Sul e Sudeste do Brasil. In: Fonseca, C.R.; Souza, A.F.; Leal-Zanchet, A.M.;
Dutra, T.L.; Backes, A.; Ganade, G. (eds.). Floresta com Araucária: ecologia, conservação e desenvolvimento sustentável. Ribeirão Preto: Editora Holos.
Chuvieco, E. 1996. Fundamentos de teledetección espacial. Madrid. Ediciones RIALP SA.
Cruz, C.B.M.; Vicens, R.S. 2007. Levantamento da Cobertura Vegetal Nativa do Bioma Mata Atlântica. Relatório Final. Rio de Janeiro. IESB/IGEO/UFRJ/UFF.
Geoambiente Sensoriamento Remoto Ltda. 2008. Projeto de Proteção da Mata Atlântica em Santa Catarina (PPMA/SC). Relatório Técnico do Mapeamento Temático Geral do Estado de Santa Catarina. São José dos Campos. Geoambiente.
Groeneveld, J., Alvesc, L.F., Bernacci, L.C., Catharino, E.L.M., Knogge, C., Metzger, J.P., Pütza, S., & Hutha, A. 2009. The impact of fragmentation and density regulation on forest succession in the Atlantic rain forest. Ecological Modelling, 220: 2450-2459.
Klein, R.M. 1978. Flora Ilustrada Catarinense: Mapa fitogeográfico do Estado de Santa Catarina. Itajaí. Herbário Barbosa Rodrigues.
Liebsch, D., Marques, M.C.M., & Goldenberg, R. 2008. How long does the Atlantic Rain Forest take to recover after a disturbance? Changes in species composition and ecological features during
secondary succession. Biological Conservation, 141: 1717-1725.
Maack, R. 1981. Geografia física do Paraná. Rio de Janeiro. José Olympio.
McRoberts, R.E. 2010. Probability and model-based approaches to inference for proportion forest using satellite imagery as ancillary data. Remote Sensing of Environment 114: 1015-1025.
McRoberts, R.E. 2011. Satellite image-based maps: scientific inference or pretty pictures?
Remote Sensing of Environment 115: 715-724.
McRoberts, R.E., & Walters, B.F. 2012. Statistical inference for remote sensing-based estimates of net deforestation. Remote Sensing of Environment 124: 394-401.
Netto, S.P. 1984. Inventário Florestal Nacional, florestas nativas: Paraná e Santa Catarina.
Brasília, DF. Instituto Brasileiro de Desenvolvimento Florestal.
Ribeiro, M.C., Metzger, J.P., Martensen, A.C., Ponzoni, F.J. & Hirota, M.M. 2009. The Brazilian Atlantic Forest: How much is left, and how is the remaining forest distributed? Implications for conservation. Biological Conservation 142: 1141-1153.
Richards, J.A. 1993. Remote sensing digital image analysis: an introduction. 2. ed. Berlin.
Springer Verlag.
Santos, S.C. dos. 1987. Índios e brancos no Sul do Brasil; a dramática experiência dos Xokleng. Porto Alegre. Movimento.
SAR. Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de Santa Catarina. 2005. Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina. Relatório do Projeto Piloto. Florianópolis. SAR (mimeo).
Fundação S.O.S Mata Atlântica. 2009. Atlas dos remanescentes florestais da Mata Atlântica, período 2005-2008. Relatório Final. São Paulo: Fundação S.O.S. Mata Atlântica / Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais.
Vibrans, A.C.; McRoberts, R.E.; Moser, P.; Nicoletti, A. 2013. Using satellite image-based maps and ground inventory data to estimate the remaining Atlantic forest in the Brazilian state of Santa Catarina. Remote Sensing of Environment 130: 87-95.
