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i U N I V E R S I D AD E D O V AL E D O I T AJ AÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR Curso de Engenharia Ambiental ANÁLISE ESPACIAL E TEMPORAL DA DINÂMICA DE ALTERAÇÃO DA PAISAGEM DE ITAJAÍ, SC, ENTRE OS ANOS DE 1985 E 2013. Gisely de Sá Ribas Orientador: Rosemeri Carvalho Marenzi, Dr. Co-orientador: Hélia Faria Espinoza, Dr. Itajaí, novembro /2013 ii U N I V E R S I D AD E D O V AL E D O I T AJ AÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR Curso de Engenharia Ambiental TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ANÁLISE ESPACIAL E TEMPORAL DA DINÂMICA DE ALTERAÇÃO DA PAISAGEM DE ITAJAÍ, SC, ENTRE OS ANOS DE 1985 E 2013. Gisely de Sá Ribas Monografia apresentada à banca examinadora do Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Ambiental como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Ambiental. Itajaí, novembro /2013 iii iv DEDICATÓRIA A Deus, por me proporcionar a cada novo dia força e coragem para enfrentar a dura, mas também amável jornada. E que assim se perpetue. v AGRADECIMENTOS Primeiramente agradeço à Deus, pelas oportunidades a mim dispostas, pela força e fé e que mesmo em meio a dificuldades, que nunca se perca o amor. A minha mãe Inês e a minha avó Severa, que sempre me incentivaram e apoiaram desde a infância dedicando grande parte de seu tempo a mim. À minha orientadora Rosemeri Carvalho Marenzi pelo apoio, atenção e por me receber de braços abertos nesse projeto. À minha co-orientadora Hélia Farias Espinoza, por todo incentivo, amizade e paciência em todas as orientações. E como já dizia Vinícius de Moraes: “Eu poderia suportar, embora não sem dor, que tivessem morrido todos os meus amores, mas enlouqueceria se morressem todos os meus amigos”, lembrando de todos os amigos que estiveram presentes durante esses cinco anos de caminhada com todos seus tropeços: Augusto Santos da Cruz, Elizandra Alves Muniz, Vanessa da Silva, Patrick Ricardo, Flávio Santos, Angela Sfreedo Gosh e tantos outros, meu sincero agradecimento. vi “Jamais se nos apresentara tão majestosa a força criadora da terra, como aqui, onde, em exuberante plenitude, o mundo das plantas brota de todos os lados, fertilizados pelos raios de sol equatorial acima das águas fecundantes. “Reise in Brasilien” (Viagem pelo Brasil, 1817 – 1820) publicado em 1823. vii RESUMO A cobertura florestal de Itajaí foi intensamente alterada, especialmente na planície, ocupada pelos assentamentos urbanos e pelos sistemas agropastoris, predominando a rizicultura na área rural. Portanto, considerando a importância da função ecológica das florestas, este trabalho objetivou analisar a dinâmica de alteração da paisagem no município de Itajaí, SC, entre 1985, 1995 e 2013, com fins de subsidiar a conservação de fragmentos florestais remanescentes. Foi utilizada pesquisa bibliográfica e documental e Sistema de Informação Geográfica para elaboração de cartas de uso e cobertura do solo, A elaboração das cartas de uso e cobertura do solo se deu por meio de imagens dos satélites Landsat e Quickbird, respectivamente dos anos de 1985, 1995 e 2010, e do ano de 2013, essa última para fins de comparação visual para interpretação e atualização. Pela análise das políticas públicas ambientais foi possível verificar que incide sobre Itajaí um conjunto de instrumentos legais restritivos a ocupação desenfreada, mas que necessitam ser adotadas de fato. Quanto a análise dos mapas em escala temporal foi possível observar que a cobertura florestal no município ocupava menores dimensões no ano de 1985, em função de haverem maiores áreas de cultura e reflorestamento. Já no ano de 1995 as áreas de floresta começaram a expandir, em função do abandono do cultivo, da agropecuária e do dinamismo econômico da região, direcionado ao desenvolvimento portuário, bem como pelo dinamismo demográfico com a expansão urbana. Já no ano de 2010 até 2013, as áreas de floresta se apresentam em maior abrangência de que nos anos anteriores, porém fragmentadas entre si. Devido a essa problemática de fragmentação, foram propostas como áreas prioritárias a conservação, as unidades de conservação, que ainda estão apenas no papel e precisam ser demarcadas ou ampliadas ou manejadas; a morraria do São Roque pelo expressividade em área e em estado de conservação; e demais quatro fragmentos menores pela importância como remanescentes de Floresta Ombrófila Densa de planície (Aluvial e das terras Baixas). O levantamento do uso e cobertura dos solos de Itajaí mostrou-se como uma ferramenta necessária para uma política de desenvolvimento adequada a região, considerando suas características de susceptibilidade as inundações. Palavras-chaves: Dinâmica Espacial; Dinâmica Temporal; Conservação; Fragmentação; Ecologia da paisagem. . viii ABSTRACT The forest cover of Itajaí was intensely altered, especially in the plain, occupied by urban settlements and pastoral systems, predominantly rice farming in rural areas. Therefore, considering the importance of the ecological function of forests, this study aimed to analyze the dynamics of landscape change in the city of Itajaí, SC, between 1985, 1995 and 2013, with the purpose of supporting the conservation of remaining forest fragments. Was used literature and documents and Geographic Information System for charters use and land cover. The preparation of letters of use and land cover was given through images from Landsat and QuickBird, respectively for the years 1985, 1995 and 2010 and the year 2012, the latter for comparison to visual interpretation and update. For the analysis of environmental public policies was possible to verify that focuses on Itajaí a set of legal instruments restrictive occupancy rampant, but in fact need to be adopted. As the analysis of the temporal scale maps it was observed that the forest cover in the city occupied smaller part in 1985, due to their have larger areas of culture and reforestation. Already in 1995 the forest areas began to expand, due to the abandonment of cultivation of agricultural and economic dynamism of the region, directed to port development, as well as the demographic dynamics of urban expansion. In the year 2010 until 2013, forests areas are presented in greater scope that in previous years, however fragmented among themselves. Due to this problem of fragmentation, it has been proposed as priority conservation areas, the conservation areas, which are still only on paper and need to be marked or expanded or managed; Morraria of São Roque to the expressive area and condition; and other four fragments with smaller importance as the remnants of Tropical Rain Forest lowland (alluvial and land-offs). The lifting of the use and land cover of Itajaí show up as a necessary tool for development policy appropriate to the region, considering its characteristics of susceptibility to flooding. Keywords: Dynamic Space; Temporal Dynamics; Conservation; Fragmentation, Landscape Ecology. ix SUMÁRIO RESUMO .............................................................................................................................. vii Tabelas ................................................................................................................................ xiv 1 Introdução ..................................................................................................................... 15 1.1 Contextualização do tema ..................................................................................... 15 1.2 Objetivos ...............................................................................................................16 1.2.1 Geral .............................................................................................................. 16 1.2.2 Específicos ..................................................................................................... 16 2 Fundamentação teórica ................................................................................................ 17 2.1 Dinâmica da paisagem .......................................................................................... 17 2.1.1 Exploração madeireira .................................................................................... 17 2.1.2 Atividade agropecuária ................................................................................... 18 2.1.3 Reflorestamento ............................................................................................. 19 2.1.4 Setor portuário ................................................................................................ 21 2.2 Ecologia da paisagem ........................................................................................... 22 2.3 Mata atlântica e alteração da paisagem ................................................................. 25 2.3.1 Fragmentação da Mata Atlântica .................................................................... 28 2.3.2 Sucessão natural da mata atlântica ................................................................ 30 2.4 Sistema de informação geográfica ......................................................................... 32 2.4.1 Uso do SIG na dinâmica da paisagem ............................................................ 34 3 Metodologia .................................................................................................................. 35 3.1 Área de Estudo ...................................................................................................... 36 3.1.1 Localização .................................................................................................... 36 x 3.1.2 Caracterização socioeconômica ..................................................................... 36 3.1.3 Caracterização do meio físico ......................................................................... 37 3.2 Procedimentos metodológicos ............................................................................... 37 3.2.1 Levantamento do dinamismo e de políticas públicas ...................................... 37 3.2.2 Levantamento e mapeamento do uso e cobertura do solo ................................... 38 4 Resultados e discussão ................................................................................................ 45 4.1 Fatores de influência na paisagem ........................................................................ 45 4.1.1 Política Pública Ambiental .............................................................................. 45 4.1.2 Dinamismo econômico ................................................................................... 54 4.1.3 Dinamismo demográfico ................................................................................. 56 4.2 Dinâmica da paisagem de Itajaí ............................................................................. 57 4.2.1 Paisagem de Itajaí em 1985 ........................................................................... 57 4.2.2 Paisagem de Itajaí em 1995 ........................................................................... 59 4.2.3 Paisagem em Itajaí em 2010 .......................................................................... 61 4.2.4 Paisagem de Itajaí ao longo do tempo (1985 a 2010) ..................................... 63 4.3 Dinâmica de alteração da paisagem ...................................................................... 67 4.4 Elementos da ecologia da paisagem ..................................................................... 73 4.4.1 Manchas da paisagem de Itajaí ...................................................................... 75 4.4.2 Matriz da paisagem de Itajaí ........................................................................... 78 4.4.3 Corredores da paisagem de Itajaí ................................................................... 80 4.5 Fragmentos florestais indicados a conservação .................................................... 85 5 Considerações finais .................................................................................................... 90 6 Referências .................................................................................................................. 92 xi ANEXO 1. MAPA DE MACROZONEAMENTO DE ITAJAÍ ................................................. 102 ANEXO 2. MAPA DE ZONEAMENTO DE ITAJAÍ .............................................................. 103 xii LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Elementos da paisagem. Fonte: Marenzi (2005) adaptado de Burel e Baudy (2002). ................................................................................................................................. 23 Figura 2 - Fluxograma dos procedimentos metodológicos. Fonte: Autor. ............................. 39 Figura 3 - Classes temáticas para o mapa de uso e cobertura da terra por classificação automática. Fonte: Autor. ..................................................................................................... 40 Figura 4 - Classes temáticas para o mapa de uso e cobertura da terra por classificação manual. Fonte: Autor. .......................................................................................................... 41 Figura 5 - Fluxograma dos elementos da ecologia da paisagem. Fonte: Autor. ................... 43 Figura 6 - Mapa do Levantamento Aéreo realizado em 1966. Fonte: Autor adaptado de IBGE, 1981. ......................................................................................................................... 55 Figura 7 - Mapa temático de uso e cobertura da terra de Itajaí em 1985. Fonte: Autor. ....... 58 Figura 8 - Mapa temático do uso e cobertura da terra de Itajaí 1995. Fonte: Autor. ............. 60 Figura 9 - Mapa temático de uso da terra de Itajaí em 2010. Fonte: Autor. .......................... 62 Figura 10 – Representação gráfica do uso e cobertura do solo de Itajaí em 1985, 1995 e 2010. ................................................................................................................................... 64 Figura 13 - Áreas de cultivo no município de Itajaí em 2013. Fonte: Autor. .......................... 65 Figura 14 - Mapa de uso e ocupação da terra de Itajaí, 2013, classificado manualmente. Fonte: Autor. ........................................................................................................................ 68 Figura 15 - Análise espacial do município de Itajaí do ano de 2010 atualizada para 2013. Fonte: Autor. ........................................................................................................................ 70 Figura 16 - Áreas de cultivo no município de Itajaí, 2013. Fonte: Autor. .............................. 70 Figura 17 - Áreas de reflorestamento em Itajaí, 2013. Fonte: Autor. .................................... 71 Figura 18 - Área de Floresta de Encosta em estágio inicial, em Itajaí, 2013. Fonte: Autor. .. 72 Figura 19 - Mapa dos elementos da paisagem em Itajaí, 2013. Fonte: Autor. ...................... 74 Figura 20 - Mapa das manchas do município de Itajaí. Fonte: Autor. ................................... 76 Figura 21 - Mapa da matriz do município de Itajaí. Fonte: Autor. ......................................... 79 Figura 22 - Mapa dos corredores do município de Itajaí. Fonte: Autor. ................................ 81 Figura 23 - Banff National Park, Alberta, Canadá. Fonte: Arquitetura Sustentável, 2013 ..... 84 xiiiFigura 24 - Ecodutos, ambos na Holanda. Fonte: Arquitetura Sustentável, 2013. ................ 84 Figura 25 - Mapa das unidades de conservação de Itajaí. Fonte: FAMAI. ........................... 87 Figura 26 - Cultivo de eucaliptos em encosta no Brilhante, Itajaí. Fonte: Autor. ................... 88 Figura 27 - Fragmentos florestais no município de Itajaí. Fonte: Adaptado Google Earth, 2013. ................................................................................................................................... 89 xiv TABELAS Tabela 1 - Principais políticas públicas nacionais. ............................................................... 45 Tabela 2 - Principais políticas públicas estaduais. ............................................................... 49 Tabela 3 – Principais políticas públicas municipais. ............................................................. 50 Tabela 4 - Macrozonas previstas no Plano Diretor de 2006. Fonte: Adaptado de PMI, 2006. ............................................................................................................................................ 52 Tabela 5 - Macrozonas do Plano Diretor de 2008. Fonte: Adaptado de PMI, 2008. ............. 52 Tabela 6 - Macrozonas definidas pelo Plano Diretor de 2012. Fonte: Adaptado de PMI, 2012. ............................................................................................................................................ 53 Tabela 7 - Dinamismo demográfico. Fonte: Adaptado IBGE, 2013. ..................................... 56 Tabela 8 - Valores de área e % das classes de uso e cobertura do solo de Itajaí em 1985. 59 Tabela 9 - Valores de área e % das classes de uso e cobertura do solo de Itajaí em 1995. 61 Tabela 10 - Valores de área e % das classes de uso e cobertura do solo de Itajaí em 2010. ............................................................................................................................................ 63 Tabela 11 - Valores de área e % das classes de uso e cobertura do solo de Itajaí em 2010 atualizada em 2013. ............................................................................................................ 69 Tabela 12 - Elementos da ecologia da paisagem de Itajaí. .................................................. 82 15 1 INTRODUÇÃO 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA O Bioma Mata Atlântica abrange um conjunto de formações vegetais, entre elas: Floresta Ombrófila Densa (Floresta Atlântica), Floresta Ombrófila Mista (Floresta de Araucária), Floresta Ombrófila Aberta, Floresta Estacional Semidecidual, Campos de Altitude, Manguezais, Restingas e Brejos, abrangendo desde o sul do RN até o norte do RS (SCHÄFFER & PROCHNOW, 2002). No município de Itajaí, SC, este Bioma está representado pela Floresta Ombrófila Densa ou Floresta Atlântica propriamente dita, distribuída paralelamente ao Oceano Atlântico. Por isto compõe a Zona Costeira, associada aos ecossistemas manguezais, restingas e brejos litorâneos, denominados de Formações Pioneiras, de acordo com Veloso et al. (1991). Contudo, esta cobertura florestal foi intensamente alterada em Itajaí, especialmente na planície, ocupada pelos assentamentos urbanos e pelos sistemas agropastoris, predominando a rizicultura na área rural. As florestas atenuam os efeitos impactantes do meio, como os processos erosivos e a lixiviação, contribuindo para regularizar o fluxo de drenagem e reduzir o assoreamento das zonas ripárias (MAGALHÃES, 2000). Contudo, com a fragmentação destas se tem a perda da função ecológica da floresta, sendo que para Sevegnani & Jorgeane (2000), esta protege a fauna local, mantém a quantidade e a qualidade das águas, evita o assoreamento, controla a erosão, filtra os resíduos de produtos químicos e minimiza os efeitos de deslizamentos e de enchentes. De acordo com Matteucci & Colma (1998) a vegetação é o resultado da expressão dos fatores ambientais, refletindo sobre o solo, clima, disponibilidade de água e nutrientes, além de inúmeros indicadores ecológicos na avaliação de grandes áreas. Para Voss & Emmons (1996), o conhecimento atual sobre as florestas são necessárias para avaliar prioridades para pesquisa e conservação das paisagens. O estudo da paisagem alia-se a novas técnicas geográficas para representar graficamente o posicionamento da superfície terrestre, onde as tecnologias computacionais proporcionam base para facilitar e identificar fenômenos ocorridos em uma determinada posição espacial, tendo como ferramenta o Sistema de Informação Geográfica (SIG), conforme indica Moreira (2007). Portanto, este trabalho utilizará o SIG para compreender a dinâmica da paisagem em Itajaí com foco na fragmentação da cobertura florestal, comparando com a situação de uso e cobertura do solo de 1985, 1995 e 2010, atualizada e complementada com a realidade de 16 2013. Como resultado deste trabalho se buscará indicar as áreas a serem especialmente protegidas ou a serem recuperadas no município, e dessa forma, minimizar problemas socioeconômicos e ambientais provenientes dos deslizamentos pela ausência de cobertura florestal nas encostas e das inundações pela redução das florestas de planície. 1.2 OBJETIVOS 1.2.1 Geral Este trabalho tem como objetivo geral analisar a dinâmica de alteração da paisagem no município de Itajaí, SC, entre 1985, 1995 e 2013, com fins de subsidiar a conservação de fragmentos florestais remanescentes. 1.2.2 Específicos Levantar e mapear o uso e a cobertura da terra de Itajaí existente entre 1985, 1995 e 2010 com fins de comparação da dinâmica de alteração; Levantar e mapear o uso e cobertura da terra de Itajaí em 2013 com fins de analise da dinâmica e da ecologia da paisagem; Relacionar os fatores socioambientais que interferiram na dinâmica da paisagem de Itajaí entre 1985, 1995 e 2013; Indicar fragmentos florestais prioritários para conservação, considerando amostras representativas da Floresta Ombrófila Densa e seus estágios sucessionais. 17 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 DINÂMICA DA PAISAGEM O desmatamento foi, e continua sendo, a causa mais comum de destruição das paisagens e seus habitats, de acordo com Townsend et al. (2006). Na região da área de estudo, bem como comparativamente em outras regiões do Brasil, há diversos setores econômicos que geraram o desmatamento, destacando-se: 2.1.1 Exploração madeireira No Brasil, de acordo com Almeida (2012), a redução da área florestal nativa é um dos mais graves problemas ambientais, responsável por aproximadamente 76% das emissões de CO2, além de reduzir a biodiversidade. A exploração da madeira deu-se início nos primórdios da sociedade para a produção de energia para o homem. Segundo Lima (1996), cerca de 43% do consumo mundial da madeira é para a produção de energia. No Brasil, aproximadamente 21,5% do consumo total da madeira é para a geração de energia, sendo da mesma ordem das hidroelétricas e combustíveis fósseis (MELO, 1979 apud LIMA, 1996). Leão (2000) reproduz a frase escrita em 1613 por John Evelyn, “Sem madeira, sem reino”, alegando a importância das florestas e sua preservação, sendo umas das primeiras iniciativas de revitalização das florestas inglesas. Grande parte das florestas inglesas foi devastada, servindo de alimento a indústria siderúrgica, fazendo com que muitos proprietários rurais plantassem árvores para vender às indústrias. A densa floresta brasileira, que de acordo com o autor, impressionou os colonizadores portugueses há mais de 500 anos atrás e vem sendo intensamente explorada nesse decorrer do tempo, restando dos 3,5 mil quilômetros de metros quadrados de florestas, apenas pequenas remanescentes e manchas isoladas. As florestas litorâneas constituíram a primeira fonte de riquezados colonizadores portugueses. A quantidade de Pau-Brasil era enorme, e a madeira dura e resistente era largamente utilizada na construção civil, assim como o lenho extraído que era utilizado como corante (LEÃO, 2000). A madeira que Portugal retirou do Brasil, em especial do Nordeste brasileiro para obras e reparos na Europa, eram madeiras de qualidade nobre, foi um capítulo apagado da 18 história brasileira, que até hoje está sob panos quentes (FREYRE, 2004 apud CABRAL e CESCO, 2008). A ocupação do território catarinense se deu de forma diferente dos demais territórios brasileiros, foi colonizado por pequenos grupos de colonizadores, devido a isso, a atividade agrícola foi reduzida e a floresta foi mais conservada quando comparada ao restante do país. Câmara e Leal (2005) ressaltam que a indústria madeireira eliminou quase que completamente as matas de araucária nos estados do sul, madeiras de lei, assim como madeiras para lenha que eram exploradas sem a mínima preocupação futura. Portanto, a indústria madeireira foi forte e muito presente no sul do Brasil, gerando, até meados do século passado, um grau considerável de crescimento econômico, sendo que para Cabral & Cesco (2008), esse desenvolvimento, contudo, solapou rapidamente sua própria base natural de sustentação, argumentando que faltou uma política mais forte e efetiva de reflorestamento que pudesse ter minorado o grau de devastação das florestas locais. Além dos usos econômicos, o autor destaca as derrubada de madeira e abertura de florestas para a atividade agrícola, possibilitando a formação de lavouras, necessárias para fornecer alimento aos moradores da região. Segundo PMI (2013), durante todo o século XVIII, a grande atividade econômica desenvolvida nas terras de município foi à extração de madeira, que ocasionou o agrupamento de moradores que se fixaram por toda a região da foz do Rio Itajaí-Açú. Foi tão indiscriminada e depredadora a derrubada de madeira que, já no final do século XVIII, o governo português decretou ser privilégio real o corte das melhores espécies. Segundo Moreira (1995), os fluxos de exportação e produção intensificaram tanto, que o porto foi conhecido entre os anos 60 e 70 como o maior Porto Madeireiro do país. Portanto, para Lima (1996) a demanda por madeira, e a extração desenfreada trouxe uma série de problemas a região de Itajaí, onde grande parte da cobertura vegetal já desapareceu restando poucos fragmentos a serem conservados. 2.1.2 Atividade agropecuária A agricultura e a pecuária exercem forte pressão, tanto sobre as florestas como em ecossistemas abertos, causando perda de biodiversidade. Desmatamento, uso do fogo, intenso, pastoreio, monocultura, mecanização intensiva e uso indiscriminado de agrotóxicos, diminuem a diversidade e alteram a qualidade e disponibilidade de água, quer pela contaminação por agrotóxicos, quer pelo assoreamento decorrente da erosão dos solos (MMA, 2003). 19 Grandes áreas foram por inúmeras vezes derrubadas, onde um ciclo de cultivo, colheita e derrubada era mantido. O uso do fogo com o objetivo de eliminar restos de vegetação no solo, reformar pastagens ou de facilitar o cultivo, constitui-se em alternativa barata e rápida para muitos agricultores; entretanto, a queima de restos de cultura destrói a camada de matéria orgânica do solo e os micro-organismos ali presentes (MMA, 2003). Quando por sua vez abandonada, a área passava pelo processo de sucessão, onde emergiam novamente as espécies da mata atlântica, reiniciando o ciclo de estágios. Sendo assim, a floresta estava em constante regeneração. A exploração agrícola da região de Itajaí, segundo Schaffer e Prochnow (2002), intensificou-se a partir da década de XVIII e início XIX, onde nesse período, os agricultores executavam o plantio sobre as cinzas da floresta recém-queimada que dispensava o processo de aração, capina e utilização de fertilizantes químicos ou orgânicos, onde o rendimento do solo apresentava-se maior. Porém, o manejo inadequado leva o solo a processos de erosão, onde exigem mais fertilizantes e tornam-se mais vulneráveis. A região do Vale do Itajaí tem aproximadamente 36% dos rizicultores e detém cerca de 24% da população de Santa Catarina (CEPA, 2004). Aproximadamente 80% do território do município são de área rural, sendo que a diversidade de culturas, várias de hortaliças, grãos e gramíneas. São de grande expressão no município: milho, aipim, diversas frutas, e ainda, a piscicultura de água doce compõem o variado leque de atividades desenvolvidas pelos homens dos campos itajaienses (PMI, 2013). Segundo a Epagri (2010), no município de Itajaí são destaques a produção de arroz irrigado, cebola e fumo e em expansão a pecuária de leite e a olericultura. Itajaí tem uma história e uma tradição com a rizicultura, o que tem mantido o agricultor familiar no campo, às áreas de cultivo do arroz no município chega a 2000 ha de área plantada (PMI, 2013). Um problema da região de Itajaí, abordado por Salerno (2002) apud Schaffer e Prochnow (2002), se refere aos sistemas agropastoris em área de floresta nativa. O gado provoca erosão no solo, pela pressão exercida do casco dos animais, especialmente no período chuvoso. Segundo IBGE (2011), o município de Itajaí conta com 12.130 cabeças de gado, 1.036 eqüinos e 1.159 ovinos. . 2.1.3 Reflorestamento Uma característica importante da atividade econômica de reflorestamento do país é a existência de uma área significativa de plantio com espécies exóticas, que segundo Brasil (2007), foi e é muito importante para viabilizar a ampliação da oferta de madeira e estimular grandes empresas industriais a repor as florestas utilizadas como matéria-prima, com o plantio de novas árvores. 20 Em escala nacional, de acordo com BRASIL (2007), a demanda de reflorestamento cresceu no país, ao contrário das florestas nativas, cujo consumo vem caindo nos últimos anos, e a tendência é a redução dessa exploração, decorrente de medidas preventivas adotadas. Segundo A Notícia (2009), a exploração madeireira de nativas em Santa Catarina nos anos de 1960 e 1970, chegava a aproximadamente 2,5 milhões de metros cúbicos ao ano, onde as reservas estavam se limitando e sumindo, surgindo então à possibilidade de introdução de espécies exóticas com Pinnus e Eucaliptus. Itajaí, segundo dados do IBGE (2011), produz na silvicultura cerca de 147.580 m³ de madeira de lenha e 9.560 m³ de toras, também destacando o Pinnus e Eucaliptus. O eucaliptus é proveniente da Austrália, foi descoberto e levado a Europa por meio de expedições de botânicos europeus, segundo Leão (2000). A espécie desenvolveu-se bem em clima europeu, independente do tipo de solo o qual era plantado. Foi cultivado para purificar o ar e por suas propriedades medicinais, pois contem uma espécie de goma canforada. Lima (1996) confirma que o eucalipto era conhecido por seu poder curativo da malária e outras doenças. Os ingleses exportaram o eucalipto para suas colônias para afastar os insetos, melhorar as condições climáticas. Logo após, segundo Leão (2000), descobriu-se a resistência de sua madeira, sendo assim empregou-se o seu uso na construção civil. Hoje em dia, o eucalipto é a árvore mais cultivada em todo o mundo. As plantações de eucalipto no Brasil tornaram-se um setor industrial em grande expansão (LIMA, 1996), sendo a indústria de celulose a principal responsável por essa expansão, em escala mundial. O segundo setor que consome uma proporção grande de madeiras oriunda de eucaliptos é o de carvão vegetal, para abastecimento da indústria siderúrgica (BRITO e BARRICHELLO, 1979 apud LIMA, 1996). Um dos efeitos apontados por Lima (1996), das plantações de Eucaliptus é que a espécie leva a desertificação, vulnerabilizando o ecossistema pela alta demanda de água, a qual a espécie esgota do solo, utilizando-se da umidadedo solo e do próprio lençol freático, desestabilizando o ciclo hidrológico. Quanto ao Pinus, em países da Europa e da América do Norte, é a matéria-prima tradicional para a indústria de papel, de acordo com Leão (2000), cultura essa que foi absorvida pelo Brasil nos anos de 1920, onde diversas espécies foram introduzidas. Segundo o autor, a indústria de resina alavancou devido à indústria farmacêutica, em que a espécie P. elliotti foi eleita para a extração, devido à alta produção de resina ou seiva de 21 grande qualidade. O Pinnus do sul do Brasil, além de ser matéria prima para a produção de celulose, é também utilizado para fabricação de móveis, sendo muito estimado no meio madeireiro. 2.1.4 Setor portuário Muitas cidades brasileiras têm como atividade econômica o setor portuário. De acordo com Portos do Brasil (2013), a costa, de 8,5 mil km navegáveis, movimenta cerca de 700 milhões de toneladas no setor portuário e 90% das exportações, sendo que o Brasil conta com 34 portos públicos, 42 terminais de uso privativo e 3 complexos portuários de concessão privada. O porto de Itajaí foi fundado em 1902, entretanto seus estudos e obras de melhoramento foram iniciados em 1895, com intenção de facilitar a navegabilidade entre Itajaí e Blumenau (BATSCHAUER (2011). Para o autor, com o advento de diversos terminais portuários trabalhando concomitantemente no mesmo rio, o porto que então se categorizava como “Porto Público de Itajaí", passou a ser integrante do “Complexo portuário do Itajaí”. Este complexo é formado pelo Porto Público, APM Terminais Itajaí, Portonave S/A e demais terminais privativos instalados a montante (PMI, 2013). O local é estratégico, abrangendo um raio de 600 km os principais municípios do estado de Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná e São Paulo. Nesse sentido, percebe- se o quanto este complexo portuário interfere no desenvolvimento do município de Itajaí e da região, bem como de todo o país, como salienta Batschauer (2011). Para o autor, o município cresceu a sombra do porto, no entorno das atividades portuárias. De acordo com PMI (2013), o município possui um dinamismo econômico invejável sendo que além da economia básica, tem o turismo como ponto de expansão, o setor de armazenagem de contêineres e alta produção no ramo de logística. Muitas das áreas antigamente de pastagens já estão sendo utilizadas como depósitos de containeres. Segundo o zoneamento do município, instituído na Lei complementar nº 215 de 2012 (PMI, 2012), há áreas em Itajaí que estão sendo destinadas como de interesse do Porto, para suas futuras expansões. Sendo assim, áreas estão se tornando de apoio ao Porto. O Plano Diretor prevê a realocação dos depósitos de container, hoje situados por todo o município para uma área mais próxima ao porto e dotada de infraestrutura viária especial. Haverá ainda a necessidade de realocação em outros bairros e indenização das famílias e das habitações que ali se encontram e que sofrerão impactos com a consolidação destas atividades industriais pesadas (PMI 2006). Ainda no mesmo documento, é sugerido a 22 alocação dos contêineres preferencialmente nas margens da BR-101, poupando, assim, o restante da cidade do convívio com a poluição visual. O zoneamento atual estabelece áreas diferenciadas de uso e ocupação do solo, visando dar a cada região a utilização mais adequada, seguindo as determinações do macrozoneamento definidas pelo Plano Diretor do Município, sendo definida a MZUE - Macrozona de Uso Especial, destinada prioritariamente ao uso industrial, às atividades portuárias, e às atividades de transporte de carga e logística (PMI, 2012). Observando o mapa do macrozoneamento (ANEXO 1), essas áreas são as destinadas a expansão do porto. 2.2 ECOLOGIA DA PAISAGEM A paisagem é definida, segundo UICN (1984) apud Marenzi (2004), como sendo a expressão do produto da interação espacial e temporal do indivíduo com o meio. Já Rocha (1995), cita a paisagem como sendo o resultado da interação dos componentes geológicos quando expostos a ação do clima, fatores geomorfológicos, bióticos e antrópicos, em escala temporal, refletindo hoje a acumulação da evolução e da história das culturas. O principal responsável pela alteração da paisagem é o homem. Emídio (2006) propõe uma definição integradora de paisagem, como sendo um mosaico heterogêneo formado por unidades que interagem entre si. Lang e Blaschek (2009) conceituam a paisagem como sendo um sistema integrador, contendo componentes do meio ambiente e social. As diversas concepções do conceito de paisagem trazem uma análise mais abrangente do tema, diversificando e pluralizando as visões. As estruturas da paisagem são fortemente formadas e alteradas pelo homem (LANG e BLASCHKE, 2009), especificamente o uso do solo. A ecologia da paisagem, de acordo com Fornari (2001), é o ramo que se ocupa da inter-relação entre o homem e a paisagem, ao ambiente modificado, e que permanentemente sofre alterações. Já de acordo com Emídio (2006), o termo designa o estudo das inter-relações do homem com o meio, com o objetivo de ordenar a ocupação humana por meio do conhecimento dos limites e das potencialidades de uso das diferentes porções territoriais. O termo surgiu como um estudo que destaca as paisagens naturais, manejo e a conservação dos recursos. 23 A ecologia da paisagem, de acordo com Marenzi & Eccel (2005), relaciona o estudo das inter-relações entre os fatores que contribuem na formação das unidades que compõem a paisagem. Ela permite o entendimento dos processos naturais e culturais que atuam no ecossistema nas questões de análise e planejamento ambiental. Os atributos espaciais do comportamento do ecossistema, segundo Cabral (2011), são fortemente combinados com as atividades humanas que afetam as características espaciais e os movimentos de energia e matéria da paisagem, portanto o estudo da heterogeneidade vertical e horizontal de uma unidade ecológica, formadora da paisagem é fundamental. A ecologia da paisagem considera a paisagem de maneira holística, ou seja, em sua totalidade e em dimensão ecológica, considerando os aspectos culturais, sociais, políticos e ambientais, onde o enfoque depende do detalhamento que se necessite ou do caráter do estudo a ser realizado, assim como a escala de trabalho (MARENZI & ECCEL, 2005). A estrutura da paisagem se apóia em três aspectos básicos, de acordo com Lang e Baschek (2009), sendo: a estrutura dos elementos da paisagem; função ou interações entre os elementos; e desenvolvimento e mudança das estruturas e funções ao longo do tempo. Para Forman & Godron (1986), a paisagem é composta por matrizes, corredores e manchas, sendo esses os elementos estruturais da paisagem. Burel e Baudry (2002) designam como um padrão paisagístico o mosaico, formado por manchas e uma rede formada por corredores, limitados por uma borda que interage com a matriz, conforme Figura 1. Figura 1 - Elementos da paisagem. Fonte: Marenzi (2005) adaptado de Burel e Baudy (2002). 24 A matriz é o elemento dominante, que controla o funcionamento e a dinâmica geral da paisagem, sustentando a diversidade biológica, tendo por base a composição homogênea, sendo extensa e conectada, exercendo um controle funcional sobre a área (FORMAN e GODRON, 1981). Abrange o todo, envolve os demais e engloba os elementos funcionais da paisagem. Alguns critérios são propostos na definição da matriz, segundo Forman e Godron (1986), como a: Área relativa: a matriz é o elemento mais extenso em sua totalidade; Conectividade: a matriz é o elemento mais conexo entre as demais formas, adentrando-a nas demais; Controle da dinâmica: a matriz exerce maior influência na dinâmica da paisagem futura. As manchas são os menores elementos individuais que se podem observar na paisagem, como citam Lang & Baschek (2009),sendo que geralmente as manchas resultam da associação de diferentes espécies vivas, ou seja, são geralmente dominadas por uma combinação específica de espécies na sua aparência. As manchas são a reunião das espécies predominadas pela matriz, porém possui composição de comunidade distinta, que as difere das áreas adjacentes, e mantém conectividade entre si pelos corredores (FORMAN e GODRON, 1981). Das categorias de manchas, de acordo com Forman e Godron (1986), podem ser reconhecidas em: manchas de perturbação, manchas remanescentes, manchas de distribuição de recursos ambientais e as causadas por alterações antrópicas (manchas agrícolas ou de habitações). As manchas de perturbação são causadas por evento que promova mudança significativa no padrão normal da paisagem, como ressaltam Forman e Godron (1986). Podem ser citados eventos como o fogo, escorregamentos, tempestades, pragas de insetos, migrações de mamíferos, extrações de madeiras ou derrubadas de florestas, como citam Sharpe et al., (1987). Já as manchas remanescentes são as que estão em meio a um mar de perturbações, manchas de vegetação poupadas pelo fogo, que a posteriori, passarão a 25 servir como ilhas fontes de sementes necessárias ao processo de regeneração como cita Filho (1998). Logo as manchas de regeneração, assemelham-se as remanescentes, porém com origem distinta, onde um processo de regeneração ocorre quando após uma perturbação, ocorre um processo de sucessão vegetal (FILHO, 1998). Já as causadas por alterações antrópicas, que são as manchas agrícolas, surgem da seleção de um certo local, que segundo Filho (1998) sejam favorável de acordo com a fertilidade do solo. As manchas de habitações relacionam-se as atividades sócio- econômicas, onde os ambientes alteram-se devido à presença humana. De acordo com Lang e Baschek (2009), os corredores são definidos como elementos estruturais lineares, como conexões entre elementos de paisagem que funcionalmente estão conectados. Alguns corredores podem ser considerados como linhas guias e importantes contribuintes do aumento da biodiversidade, sendo nesse caso, definidos como corredores ecológicos. Os corredores, de acordo com Forman e Godron (1981), podem ser de três tipos: Linhas-correntes de forma linear que podem ser estradas, trilhas, cercas, diques, canais; Faixas-corredores que são mais largas que as linhas usuais com a presença de vegetação, geralmente estradas; e Cursos de água propriamente ditos considerando a vegetação ao entorno. Segundo os autores, os corredores diferem em suas funções ecológicas e utilização dos organismos. As funções ecológicas dos corredores são descritas por Marenzi & Eccel (2005), como sendo: Habitat: onde se cria um microclima e a área de borda existente propicia condições de habitat para as espécies. Condutor: onde a forma linear tende a produzir fluxo, gerando condução. Filtro: onde o movimento entre os corredores serve como recursos para a matriz promovendo a heterogeneidade. Sumidouro: causando desaparecimento de organismos, sementes e outros. 2.3 MATA ATLÂNTICA E ALTERAÇÃO DA PAISAGEM As florestas que hoje ocupam aproximadamente 30% da superfície da Terra são fundamentais para proteção do solo e da água, contribuindo na regulação do clima do 26 planeta e garantindo condição de vida a todos os organismos (CAMPANILI et al., 2010). Para o autor, na época do descobrimento do Brasil pelos europeus, em 1500, a Mata Atlântica, contemplando um conjunto de formações florestais e ecossistemas associados, cobria aproximadamente 15% do território brasileiro. Atualmente seus remanescentes ocupam apenas 27% da área original, sendo que as áreas bem conservadas e grandes o suficiente para garantir sua biodiversidade não chegam a 8% da área original. Ao longo da história do Brasil, foi o bioma que mais sofreu alterações, devido aos diferentes ciclos econômicos e a expansão urbana concentrados no litoral, causando desmatamentos e, por consequência, a fragmentação da floresta (DEAN, 1996). Devido à ameaça que sofre, a alta diversidade e taxa de endemismos encontrados é uma área considerada “Hotspot”, conferindo a prioridade máxima para a sua conservação (KAGEYAMA& GANDARA, 2005). A Lei nº 11.428/2006 dispõe sobre a utilização e proteção da vegetação nativa do Bioma Mata Atlântica e considera integrante deste Bioma as seguintes formações florestais e ecossistemas associados: Floresta Ombrófila Densa; Floresta Ombrófila Mista, também denominada de Mata de Araucárias; Floresta Ombrófila Aberta; Floresta Estacional Semidecidual; e Floresta Estacional Decidual, bem como os manguezais, as vegetações de restingas, campos de altitude, brejos interioranos e encraves florestais do Nordeste (BRASIL, 2006). Essa aglutinação de ecossistemas não é tecnicamente apropriada, mas é vantajosa sob o ponto de vista conservacionista porque o Domínio Atlântico, ou seja, o conjunto de formações legalmente consideradas como pertencentes ao Bioma Mata Atlântica, desfruta da proteção assegurada pela Constituição (TONHASCA, 2005). Ainda, para Campanili et al. (2010), esse conjunto de fitofisionomias propicia uma significativa diversificação ambiental que dá condição para um complexo biótico altamente expressivo. O crescimento demográfico, o uso irracional dos recursos naturais e a falta de articulações efetivas para melhor gestão dos recursos deste Bioma são, genericamente, problemas longe de serem solucionados em escala global (ISERNHAGEN, 2004). Para Campanili et al. (2010), atualmente, os impactos sofridos pela Mata Atlântica têm proporções severas advindas do avanço ainda mais rápido das cidades, especialmente as litorâneas, as grandes obras e empreendimentos, como as hidrelétricas, além das minerações e plantio de monoculturas sem controle, gerando a destruição de muitos ecossistemas e desastres socioambientais. 27 No Bioma Mata Atlântica estão inseridas diversas formações vegetais, entre as quais, a Floresta Atlântica propriamente dita, também classificada como Floresta Ombrófila Densa. Esse nome decorre da umidade em função do clima e da existência de grande número de plantas que mantém o ambiente fechado. Esta floresta se encontra distribuída paralelamente ao Oceano Atlântico, do sul ao norte do Brasil, compondo a Zona Costeira. Segundo Klein (1984) nas florestas situadas no Vale do Itajaí, as árvores altas atingem comumente 30-35 m de altura na planície, não ultrapassando 20-30 m ao longo das encostas, como conseqüência da acentuada declividade, sendo que as árvores se distribuem por diferentes níveis, possibilitando maior facilidade de acesso à luz, resultando em copas mais frondosas. Caracteriza-se pela elevada densidade e extraordinária heterogeneidade quanto às espécies de árvores e arbustos (KLEIN, 1979). Considerando que as comunidades vegetais interagem com o meio físico, à medida que esse muda, diferentes comunidades se estabelecem, resultando na subdivisão da Floresta Ombrófila Densa, sendo: Aluvial, das Terras Baixas, Submontana, Montana ou Alto montana, conforme Veloso et al. (1991). Em Itajaí ocorrem apenas as três primeiras subdivisões. • Aluvial: Segundo o IBGE (1992), a formação Aluvial também é conhecida como formação ribeirinha ou “floresta ciliar”, que ocorre ao longo dos cursos de água. A floresta aluvial apresenta geralmente um dossel emergente, porém devido à exploração madeireira, sua fisionomia torna-se bem aberta. Apresenta muitas palmeiras, lianas lenhosas e herbáceas, além de muitas epífitas. Terras baixas: Baseado em Schaffer e Prochnow (2002), a Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas ocorre em altitudes de até 30 metros, onde a vegetação se caracteriza por ter árvores geralmente de porte de 15 a 20 metros de altura, com copas largas. Segundo o IBGE (1992), ocupa em geral as planícies costeiras, em terrenos depoucos metros acima do nível do mar em planícies de assoreamento, devido à erosão nas serras costeiras e enseadas marítimas. Constata-se a presença de lianas, sendo as epífitas menos freqüentes, e segundo Schaffer e Prochnow (2002), em áreas onde o solo é mais encharcado há grande presença de bromélias. 28 Grandes manchas remanescentes dessa vegetação, de acordo com Schaffer e Prochnow (2002), podem ser observadas em meio às pastagens de Ilhota e Gaspar, ou apenas margeando a BR 101 em Itajaí, porém essa vegetação atualmente esta demasiadamente alterada e/ou reduzida devido às ocupações passadas, atividades agrícolas e pecuárias, reflorestamento e áreas de expansão urbana de cidades litorâneas. Para os autores, esta formação florestal é a mais ameaçada da Bacia do Rio Itajaí-Açú, como afirma Schaffer e Prochnow (2002), onde os remanescentes são esparsos e degradados. • Sub montana: Ocupa as encostas, onde as altitudes vão de 30 a 400 metros, onde de acordo com Schaffer e Prochnow (2002) as árvores alcançam mais de 30 metros de altura. Essa formação situa-se acima do dissecamento do relevo montanhoso e dos planaltos (IBGE, 1992). As condições climáticas e regime pluviométrico são propícios ao bom desenvolvimento, assim como os nutrientes providos das encostas e na decomposição da serapilheira nos solos bem drenados das encostas, como afirma Schaffer e Prochnow (2002). A formação de serapilheira em florestas de Blumenau é de aproximadamente de 9 a 11 ton/ano. O epifitismo e as lianas têm presença intensa, formando verdadeiros jardins suspensos. 2.3.1 Fragmentação da Mata Atlântica Segundo o MMA (2003) fragmentação é o processo no qual um habitat contínuo é dividido em manchas, ou fragmentos, mais ou menos isolados entre si. A fragmentação da Mata Atlântica é o processo que mais ameaça a biodiversidade, sendo que essa fragmentação em meio a monoculturas torna os remanescentes nativos cada vez mais raros e distantes uns dos outros, dificultando o fluxo gênico das espécies e contribuindo para diminuição da diversidade. Primack e Rodrigues (2001) afirmam que outra consequência da fragmentação é o efeito de borda, que contribui para a redução da integridade ecológica e perda da biodiversidade. O efeito de borda é a modificação do habitat remanescente devido as influências dos habitats alterados ao seu redor. Estas alterações na borda do fragmento podem ser de natureza abiótica (microclimáticas), biótica direta (distribuição e abundância de espécies) ou 29 indireta (alterações nas interações entre organismos), causadas pelo contato da matriz com os fragmentos, propiciadas pelas condições diferenciadas do meio circundante desta vegetação (MMA, 2003). Segundo Marenzi & Eccel (2005), a paisagem tem função de habitat, pois os organismos podem utilizar os conjuntos de manchas, bem como os corredores, sendo que esses elementos interessam no sentido de abrigo e alimento aos organismos, bem como potencialidade de deslocamento e troca de genes. A distância entre os fragmentos e o isolamento entre estes, são responsáveis pelo grau de conectividade entre os fragmentos e o habitat contínuo. Populações de plantas e animais em fragmentos isolados têm menores taxas de migração e dispersão e, em geral, com o tempo sofrem problemas de troca gênica e declínio populacional (MMA, 2003). A perda de habitats levando ao desaparecimento de algumas espécies pode impedir outras de persistirem ou de recolonizarem o fragmento. Algumas espécies com papel funcional múltiplo podem também dificultar ou impedir que outras espécies persistam ou recolonizem determinado fragmento. A perda de diversidade local não implica, necessariamente, na extinção regional de espécies, mas na perda de diversidade propriamente dita (MMA, 2003). Dentro de um fragmento existem correlações semelhantes como se existissem dentro de uma ilha, onde os indivíduos convivem entre si e ora com algum individuo que para lá migra. Fazendo uma analogia, a ilha usada em questão se refere a uma porção homogênea inserida numa outra porção homogênea. Como por exemplo, citam Townsend et al. (2006), lagos são ilhas num “mar” de terra, topos de montanha são ilhas num “mar” de locais próximos ao nível do mar, clareiras em florestas são ilhas num “mar” de árvores. A teoria da biogeografia de ilhas teve autoria de MacArthur e Wilson, onde explicavam, segundo Bensusan (2006), como o número de espécies numa ilha se mantinha aproximadamente constante enquanto a composição taxonômica desse conjunto de espécies muda ao longo do tempo, a interpretação dos autores é que os organismos se mantêm num equilíbrio dinâmico, onde se uma espécie coloniza a ilha outra se extingue, e assim se mantém o equilíbrio. Em outras palavras, a teoria se resume em que o número de espécies numa ilha depende do equilíbrio entre a taxa de colonização de novas espécies e a taxa de extinção de espécies já existentes. A relação leva em consideração as variáveis de tamanho da ilha, topografia e elevação, distância da fonte e riqueza da fonte (MACARTHUR, RH & WILSON, 1967 apud BENSUSAN, 2006). 30 A taxa de colonização depende do afastamento entre a ilha e a fonte de espécies colonizadoras, assim, as ilhas onde o afastamento foi menor, terão uma maior taxa de colonização. A extinção, segundo Bensusan (2006), tem relação direta com tamanho da ilha, onde ilhas menores possuem maior taxa de extinção. Seguindo a linha de pensamento de Townsend et al. (2006), a teoria de MacArthur e Wilson faz uma série de previsões, citadas abaixo: O número de espécies em uma ilha torna-se parcialmente constante com o passar do tempo; A constante de espécies é o resultado da substituição das espécies, onde algumas migram e outras são extintas; Ilhas maiores suportam maior número de espécies do que ilhas menores; O número de espécies de uma ilha diminui conforme o grau de isolamento da mesma, ou seja, ilhas mais distantes de áreas fontes tendem a apresentar menor biodiversidade. . 2.3.2 Sucessão natural da mata atlântica O conceito de sucessão está ligado à natural tendência do meio em estabelecer um novo desenvolvimento em uma determinada área, correspondente com o clima e as condições de solo locais. Coelho (2000) define sucessão ecológica como sendo uma sequência de mudanças estruturais que ocorrem nas comunidades, mudanças essas que em muitos casos, seguem padrões mais ou menos definidos. Para o autor, as mudanças se superpõem a flutuações e ritmos mais breves, com progressiva ocupação do espaço e aumento da complexidade estrutural, sendo que a medida que a sucessão esta avançando, a intensidade dos ritmos e flutuações tende a diminuir . Se o desenvolvimento se inicia a partir de uma área que não tenha sido antes ocupada, como por exemplo, uma rocha ou uma exposição recente de areia, é chamada de sucessão primária, como em substratos recém-formados, como indica Coelho (2000). Porém se este desenvolvimento se processa numa área que já sofreu modificações, como uma área utilizada pela agricultura, ou que sofreu desmatamento, é definido como sucessão secundária (ODUM, 2010). A etapa clímax, de acordo com Coelho (2000) é a etapa de maior maturidade em uma determinada sucessão. 31 Portanto, floresta primária, também chamada floresta clímax ou mata virgem, é aquela que não sofreu ação antropogênica nenhuma ou sofreu ação, mas sem alterar suas características originais de estrutura e espécies. Floresta secundária é a resultante de um processo de regeneração ou de uma descaracterização por exploração antropogênica ou causas naturais (BRASIL, 1994). Considerando a Resolução do CONAMA nº 4 de maio de 1994, no art. 1º: Vegetação primária é aquela de máxima expressão local, com grande diversidade biológica, sendo os efeitos das ações antrópicas mínimos, a ponto de não afetar significativamentesuas características originais de estrutura e de espécies, onde são observadas área basal média superior a 20,00 m²/ha, DAP médio superior a 25 cm e altura total média superior a 20 m. A formação natural de clareiras no meio da floresta, segundo Schaffer e Prochnow (2002) é comum, sendo que a água se acumula devido à grande presença das epífitas, onde muitas vezes os galhos não suportam o peso, formando as clareiras e aumentando a luminosidade, permitindo a germinação e o desenvolvimento de espécies exigentes de luz. Também a retirada seletiva de espécies de interesse comercial provoca a presença de clareiras em meio à floresta. Os sistemas secundários, de acordo com IBGE (1992), são as áreas que houve intervenção humana para uso da terra, descaracterizando a vegetação primária, assim após abandonadas às áreas, após o uso, reagem diferentemente de acordo com o tempo e o uso. Porém a nova vegetação que emerge, reflete sempre e de maneira uniforme os parâmetros ecológicos do ambiente. Considerando a Resolução do CONAMA nº 4 de maio de 1994, no art. 2º: Vegetação secundária ou em regeneração é aquela resultante dos processos naturais de sucessão, após supressão total ou parcial da vegetação primária por ações antrópicas ou causas naturais, podendo ocorrer árvores remanescentes da vegetação primária (BRASIL, 1994). Considerando que a Mata Atlântica tem sofrido extrema redução ao longo de décadas, devido a exploração madeireira, agricultura e pastagem, de acordo com Schaffer e Prochnow (2002), sendo as florestas atualmente secundárias e, se primária, demasiadamente alterada. A aprovação da legislação ambiental mais restritiva tem propiciado o avanço do processo sucessional, aumentando o porte da vegetação nas encostas. Para Campanili et al (2010), nas florestas que se encontram em regeneração, encontram-se vários estágios de sucessão, sendo: 32 • Floresta em estágio inicial de regeneração: popularmente conhecida como capoeirinha, surge logo após o abandono de uma área agrícola ou de uma pastagem. Esse estágio geralmente vai até seis anos. Cita Schaffer e Prochnow (2002), que nesse estágio geralmente há grande presença de capim e samambaias de chão, vassouras e vassourinhas, onde a altura geralmente não passa de 4 metros e o diâmetro cerca de 8 cm. Segundo a Resolução nº 4 do CONAMA esse estagio tem fisionomia herbáceo/arbustiva de porte baixo. • Floresta em estágio médio de regeneração: popularmente conhecida como capoeira, geralmente inicia depois que a vegetação alcança os seis anos de idade, durando até os 15 anos. Segundo o a Resolução nº 4 do CONAMA o estagio tem fisionomia arbórea/arbustiva com altura média de até 12 metros. A diversidade biológica aumenta, mas ainda há predominância de espécies de árvores pioneiras. Segundo Schaffer e Prochnow (2002), as árvores chegam a aproximadamente 12 metros e a diversidade biológica aumenta, com presença de cipós e taquaras. • Floresta em estágio avançado de regeneração: inicia-se geralmente depois dos 15 anos de regeneração natural da vegetação. Schaffer e Prochnow (2002) afirmam que as condições de floresta clímax podem levar de 60 a 200 anos para serem alcançados. Segundo a Resolução nº 4 do CONAMA (BRASIL, 1994) a fisionomia semelhante à vegetação primária, o estrato é o arbóreo, formando um dossel fechado, com grande formação de serrapilheira. A diversidade biológica aumenta gradualmente à medida que o tempo passa e que existam remanescentes primários para fornecer sementes. Começam a emergir espécies de árvores nobres. 2.4 SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA O sistema de informação geográfica (SIG), de acordo com Lang e Baschek (2009), possibilita o levantamento de dados de extensas áreas, onde se transforma o conteúdo da imagem em valores numéricos, e, como indicador, mostrará as mudanças sob determinados pontos de vista. O SIG pode ser definido por Burrough & Mc Donnell (1998) apud Rocha (2000), como um conjunto de ferramentas que coleta, armazena, recupera, transforma e visualiza dados sobre o mundo real, para um objetivo real específico. É caracterizado como tendo a 33 capacidade de inserir e integrar, em uma única base de dados, informações espaciais provenientes de dados cartográficos, censitários, imagens de satélites e modelos numéricos de terrenos (CÂMARA e MEDEIROS, 1998 apud ROCHA, 2000). Lang e Blaschke (2009) observam que a grande parte dos dados que trabalhamos hoje em dia, tem relação com o espaço, à obtenção, arquivo, gestão, manipulação, análise e difusão que são tarefas do SIG, portanto o SIG documenta, visualiza e analisa esses dados. No SIG cada tipo de informação é armazenado em uma camada, chamada plano de informação (PI), em uma base de dados comum, onde os dados podem ser armazenados e representados em formato vetorial (pontos, linhas e polígonos) e matricial (grades e imagens), com seus respectivos atributos (dados, tabelas e informações pertinentes). A medida que as informações temáticas cruzadas são integradas com o uso do SIG, geram-se novas informações ou mapas derivados das originais, bem como a análise espacial e a modelagem dos ambientes que possibilitam gerar cenários futuros (FLORENZANO, 2011). A diferença básica entre um sistema CAD e um SIG é que segundo, Rocha (2000), o CAD não incorpora a possibilidade de realização de análises espaciais ou funções geográficas. Brito (2005) ressalta que nas ultimas décadas o uso do sensoriamento remoto aplicado no mapeamento do solo e cobertura vegetal vem se mostrado eficiente, além dos softwares para o processamento de imagens virem se multiplicando, para facilitar o uso das imagens de satélite. Segundo Rocha (2000), os satélites de recursos naturais são os que possuem mais sistemas disponíveis, eles cobrem praticamente grande parte da totalidade terrestre, tendo em vista que sua orbita é polar. Dentre os sistemas disponíveis, cita-se LANDSAT, SPOT, CBERS, IRS, IKONOS, dentre outros. O sistema utilizado no presente estudo é o LANDSAT, que foi colocado em órbita em 1972, com o nome ERTS-1 (Earth Resources Technological Satellite – 1), segundo Rocha (2000). Trabalha com os sensores TM (Thematic Mapper) e MSS (Multiespectral Scanner System), com respectivamente sete e quatro bandas em cada. O autor afirma que é o mais utilizado nas práticas dos estudos ambientais. Em 1999, foi lançado o LANDSAT 7, com os sensores ETM + (Enhanced Thematic Mapper) e PAN (Pancromatico), onde consegue resoluções de até 15 metros, encontrando-se a uma altura de 705 km.No Brasil, o INPE e algumas empresas privadas comercializam as imagens do LANDSAT 4, 5 e 7, onde as cenas são cobertas por áreas de 185 X 185 km. 34 As imagens Quickbird adquiridas por sensores orbitais de alta resolução espacial são consideradas como uma boa alternativa para mapeamento de áreas urbanas. Tais imagens consistem de bandas multiespectrais, de menor resolução espacial, e pancromática, de maior resolução espacial. A resolução espacial das imagens Quickbird é de 70 cm no modo pancromático, e de 2,5 m no modo multiespectral. Uma das características das imagens do satélite Quickbird é que possuem efeito de perspectiva, devido a visada do sensor estar inclinada em relação a vertical, sendo um problema apresentado quando usa-se a imagem em áreas urbanas densas, agravado pela existência de sombras projetadas por edifícios (HUINCA et al. 2005). 2.4.1 Uso do SIG na dinâmica da paisagem Almeida et al. (2012), afirmam que a vegetação é um importante indicador geoambiental, pois ela sofre influência direta dos fatores climáticos, edafológicos e bióticos. A vegetação ainda tem o importante papel na estabilização, tendo em vista que protege o solo dos processos erosivos, facilita a distribuição, infiltração e acúmulo da água pluvial e influência as condições climáticas do ambiente. A vegetação é um importanteelemento estabilizador, direta ou indiretamente, ao passo que sofre intensas alterações, pois a capacidade de infiltração e acumulação natural desse recurso nas zonas de alteração, nos aqüíferos e consequentemente sua capacidade de alimentar as plantas, animais e os homens são reduzidos; modifica-se também a pedogênese aumentando a possibilidade de erosão pluvial pela falta da interceptação das gotas da chuva e aumento de sua energia potencial (ALMEIDA et al. 2012). Portanto, conhecer a alteração da cobertura vegetal pode ser uma forma adequada de relação com a descaracterização ambiental por meio das atividades humanas. Estudos de análise da cobertura e uso do solo utilizam como ferramentas o Sistema de Informação Geográfica e o Sensoriamento Remoto, de acordo com Rocha (2000). O SIG permite processar um grande volume de informações provenientes de diversas fontes. De acordo com Ponzoni e Shimabukuro (2009) a aplicação de técnicas de sensoriamento remoto no estudo da vegetação, inclui a necessidade de conhecer e compreender o processo de interação entre a radiação eletromagnética e as diversas fitofisionomias. Para esses autores, a distribuição espacial dos elementos da vegetação, sua densidade e orientação definem a arquitetura do dossel, como por exemplo, a distribuição espacial de um reflorestamento que vai depender de como foram arranjadas as sementes no plantio, podendo ser observadas nitidamente via imagem de satélite. 35 Entre os estudos de análise temporal da cobertura vegetal e uso do solo por meio do uso de imagens de satélite, destaca-se Primack & Rodrigues (2000) comparando os anos de 1988, 1997 e 1999 em São Sebastião, São Paulo; Campos (2001) trabalhando com dados de 1965 a 1999 na Represa de Jurumirim, São Paulo, com fins de análise das agressões antrópicas; e que utilizam com ferramenta o sistema de informação geográfica. Brito (2005) ressalta a importância que a análise da cobertura do solo traz em relação à compreensão do espaço e das mudanças ocorridas, uma vez que o ambiente esta em constante modificação e transformação, devido principalmente ao aumento das atividades antrópicas. Rosa (2003) apud Brito (2005) ressalta que o estudo da cobertura do solo é importante no desenvolvimento de inventário hídrico, controle de inundações, identificação de áreas com processos erosivos, avaliação de impactos ambientais, formulação de políticas econômicas, etc. 3 METODOLOGIA A pesquisa segundo Gil (1999) é um processo formal e sistemático de desenvolvimento do método científico. O objetivo fundamental da pesquisa é descobrir respostas para problemas mediante o emprego de procedimentos científicos. Na categorização de Salomon (1999), a pesquisa em questão é considerada exploratória e descritiva, pois tem como objetivo a definição do problema, gerando propostas de solução. Na classificação de Gil (2001), a metodologia da pesquisa foi classificada: Quanto aos objetivos como: exploratória, que tem por finalidade a descoberta de práticas ou diretrizes que precisam ser modificadas e alternativas ao conhecimento existente; Quanto aos procedimentos como: bibliográfica, desenvolvida com material já publicado; documental que busca fontes em documentos e provas sobre o conhecimento; operacional que desenvolve métodos e técnicas para a solução de problemas e tomadas de decisões; Quanto à metodologia: quantitativa, pois se pode traduzir em números; qualitativa que estuda a relação entre o mundo e o sujeito. Portanto, neste trabalho, a pesquisa é quali-quantitativa. 36 3.1 ÁREA DE ESTUDO 3.1.1 Localização A área de estudo se refere ao município de Itajaí, Santa Catarina, com área de 304 Km², localizado nas coordenadas de 26º 54’ de latitude Sul e 48º 39’ de longitude Oeste. Atualmente a população está em 183.000 habitantes, com uma densidade demográfica de 633,75 hab./Km² de colonização principalmente alemã e açoriana (IBGE, 2011). Localizado numa região estratégica, o município de Itajaí esta situado no litoral centro- norte de Santa Catarina, junto a foz do Rio Itajaí-Açu, e junto ao eixo rodoviário mais importante do sul do Brasil, a BR-101. Segundo PMI (2013) o município é considerado o mais importante do baixo Vale do Itajaí. 3.1.2 Caracterização socioeconômica A colonização iniciou-se, segundo Moreira (1995), primeiramente devido à invasão da ilha pelos espanhóis em 1777, onde justifica o deslocamento de pequenos grupos familiares açorianos na tentativa de afastar-se do conflito. A atividade baleeira, que fora afastada devido à invasão espanhola, veio a ser vizinha de aproximadamente 12 km da foz do Rio Itajaí, devido a esse motivo recebia de todas as províncias forasteiros interessados na divisa do trabalho. Conforme Moreira (1995), nas colônias agrícolas catarinenses se fazia necessário o desenvolvimento de um comércio marítimo para desembarque e comércio de mercadorias oriundas da extração agrícola-pesqueira, já que a costa catarinense é toda recortada e favorecia o comércio primitivo. O ponto geográfico de Itajaí era favorável a uma futura exploração e tinha a vantagem das terras planas na desembocadura do gigantesco curso de água que se lançava ao Atlântico. PMI (2013) afirma que a ocupação oficial se deu por interesse de João Dias de Arzão, companheiro do fundador de São Francisco do Sul em 1658. Naquele ano, ele obteve uma sesmaria, que é um lote colonial, às margens do rio Itajaí-Açu, em frente à foz do rio Itajaí-Mirim e ali construiu moradia. Seu interesse apenas era o ouro, porém não obteve sucesso. Quando os primeiros colonizadores vieram se fixar nas terras junto à foz do rio Itajaí-Açu, os indígenas ainda faziam frente à ocupação das mesmas terras que, pouco a pouco, lhes foram tomadas. Por volta de 1793, ocorre como cita Moreira (1995), um Rush em direção as terras de Itajaí, onde se reproduziam como agrícolas-pesqueiros, onde o excedente da produção era 37 endereçado à troca em pequenas embarcações que faziam da costa catarinense um pequeno comércio. O porto de Itajaí integra-se nas relações de comércio da época, pois impulsionaram o intercâmbio comercial do litoral. O município destaca-se como uma das dez maiores cidades de Santa Catarina, onde a economia é sustentada pelo seu histórico complexo portuário, comércio, pesca e setor industrial (IBGE, 2011). 3.1.3 Caracterização do meio físico O município de Itajaí está inserido na bacia hidrográfica do Rio Itajaí, sendo a bacia mais extensa da vertente atlântica no estado de Santa Catarina, inserida no litoral centro norte, como afirma Schettini (2002). Segundo este autor, o rio Itajaí-Açu é o mais importante desta bacia, contribuindo com cerca de 90% do aporte fluvial para o estuário e os 10% restantes são derivados do Rio Itajaí-Mirim. Ela compreende uma área de 15.000 km², distribuídos em 46 municípios e contando com cerca de 800 mil habitantes. De acordo com Araújo (2012), o município tem temperatura anual média de 20,4ºC, possuindo boa distribuição de chuva ao longo do ano, com médias mensais de 1.755 milímetros. Segundo Araújo et al.(2006), dadas as condições locais conferem ao clima características subtropicais úmidas com verões quentes. Conforme classificação de Koppen (1936), o clima é classificado como mesotérmico úmido (Cfa), com excesso hídrico de precipitações e deficiências hídricas nulas, onde: C = significa climas temperados quentes; a temperatura do mês mais frio está entre 18º C e – 3º C; a = temperatura do mês mais quente é superior a 22º C; e f = a falta ou ausência de estação seca, constantemente úmida, isto é, chuva em todos os meses; a precipitação média do mês mais seco é superior a 60 mm de chuva. 3.2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 3.2.1 Levantamento do dinamismo e de políticas públicas Esta etapa do trabalho contou com pesquisa bibliográfica e documental pormeio de consulta em livros, trabalhos de pesquisa, internet e outros. 38 3.2.2 Levantamento e mapeamento do uso e cobertura do solo Para a realização da análise da área de estudo foram usadas imagens de satélite Landsat satélite LS TM, órbita 220 e ponto 79, correspondente aos anos de 1985, 1995 e 2010, datadas respectivamente de 06 de maio de 1985, 18 de maio de 1995 e 04 de fevereiro de 2010, sendo estas imagens também interpretadas e utilizadas para a elaboração dos mapas e definição das classes temáticas de uso e cobertura de solo. Estas imagens foram obtidas no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) nas sete bandas correspondentes, e foram elaboradas diversas composições coloridas RGB (534 – 754) com a finalidade de reconhecer melhor os diferentes usos e cobertura dos solos. Porém as imagens do satélite Landsat não possuem uma boa resolução em grandes escalas, sendo que foi preciso utilizar imagens do satélite Quickbird, do Google Earth, do ano de 2012, para atualizar e detalhar o uso e cobertura dos solos assim foi possível obter uma comparação dos mapas elaborados com as imagens Landsat e atualizar a imagem de 2010, principalmente nas encostas de morros e áreas de reflorestamento, devido serem locais com maior dificuldade na interpretação por decorrência da sombra. Para corrigir os possíveis erros e certificar as áreas interpretadas nos diferentes usos e coberturas do solo, foram realizadas saídas de campo. Nas saídas, além das confirmações de correta classificação das imagens, os caminhos percorridos foram levantados pelo GPS (com pós-correção), permitindo dados com precisões acima de 1 metro, além de um amplo registro fotográfico, para consultas futuras e com a finalidade de homogeneizar as interpretações, e verificar, como por exemplo, que o solo exposto em toda a imagem corresponde ao mesmo tipo de informação. O projeto foi gerado dentro do sistema SPRING 5.2.2, que é um SIG disponibilizado gratuitamente pelo INPE, com funções de processamento de imagens, análise espacial, modelagem numérica de terreno e consulta a bancos de dados espaciais. Já a saída gráfica (mapas e tabelas) foi gerada no SIG ArcGis 10.0, devido a ser um sistema de informação geográfica com melhores ferramentas para a saída, com opções de design, biblioteca de símbolos, permitindo que os mapas sejam melhor elaborados. Para a análise das imagens e elaboração do mapa de uso e cobertura da terra do município foram realizados uma sequência de procedimentos, os quais podem ser melhor observados no fluxograma da Figura 2. 39 Imagens INPE (1985, 1995 e 2010) Procesamento SPRING 5.2.2 (INPE) Classificação Supervisionada das imagens nas classes: Mata Atlântica (FLOD), Reflorestamento, Cu ltura, Área Urbana, Solo Exposto e Água. Bibliografia Saídas de campo Base cartográfica Imagens Quickbird Fotos Levantamento de dados GPS Georreferenciamento (15 pontos de controle) Composição colorida 754 (RGB) para ano de 1985, 1995 e 2010 Classificação Manual da imagem de 2010, corrigindo a classificação automática Mapeamento nas classes: FLOD de encosta estágio inicial e médio/avançado e FLOD de planície estágio inicial e médio/avançado, Cultura, Reflorestamento e Água. Mapeamento final. Dados exportados para Arcgis 10.0 e executados os mapas finais. Figura 2 - Fluxograma dos procedimentos metodológicos. Fonte: Autor. Como primeiro passo, foi realizada a leitura da imagem, transformando o formado TIFF dentro do IMPIMA (Módulo anexo ao SPRING) para o formato que é possível ser lido pelo SPRING. Após, foi criado o banco de dados, dentro do SPRING e o projeto utilizando o Datum SAD 69 e as coordenadas que contém o município de Itajaí. 40 Uma vez importada à imagem para o SPRING, procedeu-se o georeferenciamento a partir da utilização de cartografia base e a imagem já georeferenciada de 2010. A cartografia base corresponde aos cursos de água e estradas (IBGE escala 1:50.000) e a utilização da base SPU (escala 1:2000) do litoral. Também foi utilizada a divisão municipal (limite). Foram registrados mais de 15 pontos de controle (pontos de coordenadas conhecidas e identificáveis na imagem), utilizando-se polinômios de 2º grau. Essas bases, com suas respectivas coordenadas, foram utilizadas para registrar a primeira imagem de 1985. Para georreferenciar a segunda imagem de 1995 coletou-se pontos de controle da primeira imagem registrada (1985), já georeferenciada. Os contrates e composição colorida foram gerados para se obter uma melhor apresentação visual da imagem e assim aumentar o poder de discriminação para análise. A composição foi 7 no vermelho, 5 no verde, 4 no azul, atenuando o contraste para possibilitar uma visualização mais adequada. Para a composição do mapa de uso e cobertura da terra, sem a especificação em tipologias da vegetação, foi realizada a classificação supervisionada, onde a imagem foi dividida em categorias de feições visíveis na imagem. As classes foram agrupadas em seis categorias, sendo elas ilustradas na Figura 3. Figura 3 - Classes temáticas para o mapa de uso e cobertura da terra por classificação automática. Fonte: Autor. Para a realização da classificação supervisionada para o mapa de uso do solo foi necessária a utilização de várias combinações entre as bandas do TM-Landsat 2, 3, 4, 5 e 7. Cada classe foi analisada cuidadosamente com o auxílio principalmente da imagem sintética, gerada pela composição colorida das bandas 754 nos canais RGB, respectivamente. 41 Como resultado desses procedimentos, foram desenvolvidos os mapas de uso e cobertura do solo, sendo este realizado no Laboratório de Ecologia da Vegetação Costeira do CTTMar/UNIVALI. Nos resultados preliminares, foram obtidos os valores percentuais para comparação espacial/temporal das imagens por meio das classes temáticas, as mesmas já especificadas acima. Os mapas finais, resultantes dos procedimentos executados no SPRING, foram elaborados no Arcgis no mesmo laboratório, devido ao melhor resultado estético do mapa. Foram realizadas saídas de campo para confirmação das classes de uso e cobertura do solo, sendo que com uma câmera digital foram registradas imagens da área de estudo para exemplificar como a região vem sendo utilizada e ocupada. Foram utilizadas imagens do satélite Quickbird, obtidas pelo Google Earth, que foram mosaicadas utilizando o software REGEEMY.EXE, também disponibilizado pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), para montar imagens panorâmicas da região, objetivando ter uma melhor visualização e localização durante as saídas de campo. Após esses procedimentos foi realizada a classificação da imagem de 2010, com procedimento manual para detalhar o uso e cobertura da terra a partir da interpretação visual, com base em Marenzi (2005) nas em classes ilustradas na Figura 4. Figura 4 - Classes temáticas para o mapa de uso e cobertura da terra por classificação manual. Fonte: Autor. A identificação dos diferentes estágios de sucessão da Floresta utilizou como critérios o que estabelece a Resolução CONAMA 04 (BRASIL, 1994) e a Lei da Mata Atlântica (BRASIL, 2006). A análise de cada classe foi o produto da interpretação visual da imagem e o trabalho de campo, a qual considerou a textura, cor e o padrão das feições existentes na imagem. Desta forma, alguns polígonos precisaram ser editados, pois algumas vezes coberturas diferentes são agregadas numa mesma classe. Após a análise de 42 todas as classes e das edições necessárias, foram realizadas mais duas saídas de campo para conferência e validação dos dados. A composição colorida foi rearranjada para 754 (RGB) como 574 (RGB), pois os reflorestamentos e tipologias vegetais diferentes da mata atlântica eram melhor identificadas. Como apoio a identificação dos diferentes estágios sucessionais de floresta
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