Disciplina de Padrões e Processos em Dinâmica de Uso e Cobertura da Terra por Henrique Luis Godinho Cassol Prof. Drª. Maria Isabel Escada Avaliando o grau.

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1 Disciplina de Padrões e Processos em Dinâmica de Uso e Cobertura da Terra por Henrique Luis Godinho Cassol Prof. Drª. Maria Isabel Escada Avaliando o grau de vulnerabilidade ecológica dos remanescentes da Floresta Ombrófila Mista

2 1. Introdução 2.Perguntas 3.Materiais 4.Métodos 5.Resultados 6.Discussões 7.Conclusões 8.Referências

3 1. Introdução Uma das sete fitofisionomias da Mata Atlântica; Muito fragmentada e suscetível (RIBEIRO et al. 2009) --- histórico uso e ocupação atividades agrícolas, extrativistas, pecuária e silvicultura (HIGUCHI et al. 2012; BEHLING e PILLAR, 2007); Galindo Leal e Câmara (2003) --- 10,0%; Ribeiro et al. (2009) --- 12,6%; IESB et al. (2007) --- 20,0%; Consequências do desmatamento: declínio da biodiversidade, invasão de espécies exóticas, aumento do escorrimento superficial e perda de solos (FERRAZ et al. 2005); A fragmentação pode acelerar a perda de hábitat, o isolamento de populações, a redução de condições ambientais e a criação de efeito de borda (GALINDO LEAL, 2003);

4 1. Introdução A magnitude destes impactos pode ser medida indiretamente por: áreas, formas, conectividade, além de contextos e heterogeneidades (COLLINGE, 1996); A ecologia da paisagem é útil para dar uma dimensão da atual vulnerabilidade ecológica, uma vez que os padrões espaciais do ambiente influenciam fortemente os processos ecológicos inerentes (TURNER, 1989); O grau de vulnerabilidade ecológica de um ecossistema é dado em função da exposição, sensibilidade e resiliência (LANGE et al. 2010; LANGE et al. 2005; TURNER et al. 2003); Exposição – Estrutura (tamanho e efeito de borda); Sensibilidade – Função (interação, cadeias tróficas); Resiliência – Mudança (persistência à mudança e impacto). + vulnerável

5 2. Perguntas? Qual o atual grau de vulnerabilidade ecológica da Floresta Ombrófila Mista, em duas mesorregiões Paranaenses com distintas taxas de desmatamento? Qual o padrão de distribuição dos remanescentes florestais ao longo do tempo e do espaço?

6 3. Materiais > > Área de estudo Regiões fitogeográficas do estado do Paraná, segundo as mesorregiões paranaenses

7 3. Materiais > > Área de estudo Regiões fitogeográficas do estado do Paraná, segundo as mesorregiões paranaenses

8 3. Materiais > > Banco de dados Sobreposição dos remanescentes de floresta de 2010 SOS Mata Atlântica/INPE sob a imagem Spot 2013, de 2,5 m de resolução espacial, nas proximidades do município de Inácio Martins, SE/PR a) e Pato Branco, SO/PR b). Shapefile remanescentes 2000 e 2010, datum SAD-69, Projeção Policônica de Albers >> Classificação interpretações visuais TM 543 >> escala 1:50.000 (A> 3 hectares) (SOS MA/INPE, 2010); Classes: Restingas, mangues, florestas e área natural não florestal

9 4. Métodos > > Vulnerabilidade ecológica VariáveisMétricas Patch Analyst Excel 10 Estrutura Tamanho Área (ha) Conectividade Proximidade (m) Forma Índice de Forma Isolamento Distância mínima (m) Distância UCs Distância mínima (m) Distância Rios Distância mínima (m) Estrutura MudançaFunção

10 4. Métodos > > Vulnerabilidade ecológica ÍndiceDescriçãoCritérios Tamanho dos fragmentos Número de fragmentos e porcentagem de cobertura florestal para cada classe de tamanho Classes de tamanho: 0-50ha; 50-100ha; 100-250ha; 250-500ha; 500-1.000ha; 1.000-2.500ha; 2.500-5.000ha; >5.000ha Conectividade Área média dos fragmentos funcionalmente conectados, segundo classes de distâncias; distância média mais próxima entre classes de tamanho de fragmentos Distâncias de conectividade: 0-200m; 200- 500m; 500-900m; 900-1.400m; 1.400- 2.000m; 2.000-2.700m Forma Índice de forma por classes de tamanho. O índice de forma corrige o problema da razão do perímetro-área ajustando-o à forma quadrática Classes de tamanho: 0-50ha; 50-100ha; 100-250ha; 250-500ha; 500-1.000ha; 1.000-2.500ha; 2.500-5.000ha; >5.000ha Isolamento médio Isolamento médio entre fragmentos de floresta. Para avaliar o isolamento médio, os fragmentos de classes de menores tamanhos foram sucessivamente removidos no cômputo das distâncias Fragmentos excluídos: 0-50ha; 50-100ha; 100-250ha; 250-500ha; 500-1.000ha; 1.000-2.500ha; Distância das UC Distância mínima do fragmento para uma Unidade de Conservação qualquer Classes de distâncias: 0m (dentro das UC); 0-500m; 5000-1000m; 1.000-2.000m; 2.000-5.000m; 5.000-10.000m; 10.000- 20.000m; 20.000-50.000m; >50.000m Distância da calha dos rios Distância mínima do fragmento para a calha do rio mais próximo Classes de distâncias: 0m (toca a calha do rio); 0-50m; 50-100m; 100-250m; 250- 500m; 500-1.000m; 1.000-2.500m; >2.500m Métricas de paisagem aplicadas para avaliar o grau de vulnerabilidade ecológica da Floresta Ombrófila Mista de duas mesorregiões paranaenses

11 4. Métodos > > Vulnerabilidade ecológica Estrutura MudançaFunção Variáveis Diferença 2010-2000 ArcGIS Eraser Mudança FlorestaIncrementoNão FlorestaDesmatamento

12 5. Resultados > > Porcentagens Mata Floresta Original Remanescentes 2000 Remanescentes 2010 Mesorregiões Área (km²) %¹ Área (km²) %¹ Área (km²) %¹%²%³%4%4 Sudeste16596,9259,20%3051,3483,04%2911,4782,33%17,54%10,39%9,09% Sudoeste11436,6540,80%623,0716,96%624,9617,67%5,46%2,23%1,95% Total28033,57100,00%3674,41100,00%3536,44100,00%23,01%12,62%11,04% Remanescentes florestais em cada mesorregião, com área em km² e porcentagem. Os dados da Floresta Original foram retirados de IPARDES (2004) e os remanescentes de 2000 e 2010, de SOS Mata Atlântica/INPE (2010). Nota:(1) Porcentagem de floresta dentro das mesorregiões; (2) Porcentagem de remanescentes florestais, por mesorregião; (3) Porcentagem de remanescentes florestais no total da floresta original para as mesorregiões; (4) Porcentagem de remanescentes florestais no total da FOM (32.021,34 km²; RIBEIRO et al. 2009) Dos 28.033,57 km² originais restam 12,62%; Segundo as mesorregiões, o SE tem 82,33% do total; O SE apresenta maior porcentagem do valor original (9,09%);

13 5. Resultados > > Nº e Tamanho SO – 95% tem menos de 50 ha; representam 65% da área; SE – 76% tem menos de 50 ha; representam 26% da área; Porcentagem de fragmentos, por classes de tamanhos e mesorregiões a); Porcentagem de área dos fragmentos, por classes de tamanhos e mesorregiões b). Os números das classes correspondem aos seguintes tamanhos de fragmentos: (1) 0-50 ha; (2) 50-100 ha; (3) 100-250 ha; (4) 250-500 ha; (5) 500-1.000 ha; (6) 1000-2.500 ha; (7) 2.500-5.000 ha e (8) >5.000 ha.

14 5. Resultados > > Conectividade Conectividade média de ~1.000m (SE e SO); À distância de 200m espera-se encontrar apenas 8 ha de floresta no SO e de 40,5 ha no SE. Mesmo à distância de 2.700 m apenas 15 ha de floresta, espera-se encontrar no SO. Área média de floresta esperada (ha) para classes de distâncias funcionais (m) entre vizinhos mais próximos, nas duas mesorregiões paranaenses a): Distâncias médias (m) de conectividade entre fragmentos de mesma classe de tamanho, nas duas mesorregiões b). Os números das classes correspondem aos seguintes tamanhos de fragmentos: (1) 0-50 ha; (2) 50-100 ha; (3) 100-250 ha; (4) 250-500 ha; (5) 500-1.000 ha;

15 5. Resultados > > Isolamento e Forma O isolamento médio foi de 1.767 m, no SE e 5.246 m, no SO; Isolamento médio (m) dos fragmentos por classes de tamanho (ha) no para as duas mesorregiões do Paraná a); Índice de forma (adimensional) por classes de tamanho, por mesorregião b). O índice de forma assume valor um para formas quadráticas e >1 para formas mais complexas. Na região do Sudoeste, não foi possível estabelecer o isolamento médio para 500 ha a 5000 ha por conta da inexistência de fragmentos dentro deste intervalo de classes. Os números das classes correspondem aos seguintes tamanhos de fragmentos: (1) 0-50 ha; (2) 50-100 ha; (3) 100-250 ha; (4) 250-500 ha; (5) 500- 1.000 ha; (6) 1000-2.500 ha; (7) 2.500-5.000 ha e (8) >5.000 ha. Se os fragmentos de 100-250 ha fossem perdidos, o isolamento dos fragmentos no SO aumentaria para expressivos 45 km; No SE, o isolamento dos fragmentos é menor; À medida que os fragmentos tornam-se maiores, a forma tende a ser mais irregular e mais complexa

16 5. Resultados > > Proximidade UC No SE, 5,75 % dos fragmentos estão contidos em alguma UC (7,03% da área); No SO, apenas 0,71% dos fragmentos estão protegidos (1,03% da área); Proximidade das Unidades de Conservação dos remanescentes florestais, em porcentagem de frequência, em área e área média por classes de distâncias e mesorregiões. N = frequência; % N = frequência relativa; % Área = área relativa por classe de distância; A Med. = área média dos fragmentos por classe de distância, em hectares. SudesteSudoeste Classe (m) N% N% Área A Med. (ha) N% N% Área A Med. (ha) 0-02875,75%7,03%71,34230,71%1,03%28,11 0-500781,56%1,62%60,60210,65%0,93%27,66 500-1.000841,68%1,56%54,17300,93%0,73%15,16 1.000-2.0001763,52%3,01%49,82712,20%1,71%15,04 2.000-5.00054010,81%7,39%39,8434810,80%9,52%17,09 5.000-10.00092618,54%15,15%47,6361419,06%15,23%15,50 10.000-20.000146029,24%19,45%38,78118136,65%47,18%24,97 20.000-50.000118823,79%15,45%37,8793428,99%23,68%15,84 >50.0002555,11%29,34%334,95 0,00% 0,00

17 5. Resultados > > Proximidade rios 36% dos fragmentos do SE estão em áreas de APP, mas representam apenas 6,3% da área; Porcentagem de fragmentos próximos à calha dos rios, por classes de tamanhos e mesorregiões a); Porcentagem de área dos fragmentos próximos à calha dos rios, por classes de tamanhos e mesorregiões b). Os números das classes correspondem às seguintes distâncias de fragmentos das calhas dos rios: (1) 0 m, toca a calha do rio; (2) 0-50 m; (3) 50-100 m; (4) 100-250 m; (5) 250-500 m; (6) 500-1.000 m; (7) 1.000-2.500 m e (8) >2.500 m. No SO, 42,8% dos fragmentos tocam a calha de algum rio; Entretanto, mais de 45% dos fragmentos se encontram a mais de 500 m da calha do rio mais próximo;

18 5. Resultados > > Mudanças IncrementoDesmatamento SudesteSudoesteSudesteSudoeste Nº Fragmentos3721201088223 Média (ha)33,4314,2824,286,84 Desvio Padrão (ha)38,5112,1894,1913,10 Mínimo (ha)0,000,160,00 Máximo (ha)263,4273,432.461,10178,05 Soma (ha)12.437,361.713,7826.412,781.524,46 Q 25%11,026,634,362,87 Q 50%22,1210,258,174,65 Q 75%40,7518,6317,347,85 Estatísticas descritivas das mudanças da cobertura florestal, observadas no intervalo 2000-2010, por mesorregiões paranaenses. O incremento corresponde aos fragmentos observados em 2010 da classe floresta e não observados em 2000. O desmatamento corresponde aos fragmentos observados em 2000, mas não em 2010. No SE, desmatamento de ~14.000 ha (único polígono com 2.261 ha); No SO, leve incremento de quase 190 ha. Mudanças na cobertura vegetal entre a década de 2000 e 2010, nas duas mesorregiões paranaenses. As porcentagens dentro das caixas representam a cobertura das classes, em 2000, e as setas representam a porcentagem de mudança dentre as classes no período. Em 2000, o SE apresentava 18,38% de cobertura florestal, perdeu 1,59% e acresceu 0,75% (diferença de 0,84%); O SO foi menos dinâmico na mudança de classe de floresta na década

19 6. Discussões i) o nível de fragmentação e de vulnerabilidade ecológica destas duas mesorregiões é bastante distinto; ii) a estrutura da paisagem da FOM destas regiões diferem da estrutura da paisagem observada para toda a FOM estudada por Ribeiro et al. (2009); iii) não há um padrão definido para a dinâmica de desmatamento e incremento da floresta ao longo do tempo e espaço.

20 6. Discussões A situação ecológica do Sudoeste é crítica, uma vez que praticamente 99% de todos os fragmentos desta mesorregião têm menos de 100 ha (75,7% da área dos remanescentes); O tamanho dos fragmentos, o formato, a proximidade e o isolamento afetam sua estrutura, função e composição biológica (GALINDO LEAL, 2003). Fragmentos de pequenas dimensões afetam diretamente a diversidade de espécies de pássaros (ANJOS, 2001), de espécies arbóreas (MARINI 2000; SCHESSL et al. 2008) e, especialmente, de mamíferos (CHIARELLO, 1999). O isolamento das espécies devido à fragmentação tem efeito negativo para a conservação genética do pinheiro-do-paraná. Stefenon et al. (2009), estudando os marcadores genéticos, sugerem a ocorrência de acasalamento entre parentes da mesma espécie em fragmentos florestais.

21 6. Discussões A estrutura da FOM diferiu da Floresta Atlântica como um todo; Em alguns aspectos se encontra mais vulnerável e em outros, mais conservada. Por exemplo, na média das regiões, a FOM está mais fragmentada - 86,25% dos fragmentos <50 ha - que a Floresta Atlântica - 83,4% (RIBEIRO et al. 2009); O isolamento médio dos fragmentos da FOM também foi maior, 3.506 m contra 1.441m da Floresta Atlântica. Entretanto, os fragmentos da FOM estão mais próximos das UC e a conectividade foi de cerca de 1.000 m; A baixa dinâmica de mudança na cobertura florestal apresentada nestas mesorregiões não pode ser negligenciada, visto que as alterações antrópicas são quase sempre deletérias para a maioria das espécies;

22 6. Discussões Com relação à mudança, Pardini et al. (2009) comentam que florestas maduras são mais suscetíveis e tem menor resiliência que florestas secundárias, em face da maior interdependência entre espécies e fatores ambientais.; Ademais, as florestas uma vez transformadas para vegetação secundária, perdem o seu caráter de proteção legal (PIRES, 2003), agravando ainda mais o quadro de suscetibilidade; Nesta perspectiva, as áreas com incremento durante o período (14.150 ha) significam que estas florestas são compostas por indivíduos muito jovens, com idades inferiores a 10 anos, incapazes de proporcionar grande riqueza de espécies.

23 6. Discussões Segundo o Secretariado para a Conservação da Biodiversidade (2002), recomenda-se que ao menos 10% dos habitat originais devessem ser conservados como estratégia global de conservação da biodiversidade; Diante deste cenário, nenhuma das regiões apresentou este pré- requisito. Em face da baixa proteção legal da FOM (4% da área dos remanescentes) e das pequenas áreas protegidas (área média de cerca de 50 ha), a criação de novas áreas de proteção integral deve ser prioritária (MEDEIROS et al. 2005); Somente uma forte fiscalização das atividades agrossilvipastoris, fortalecida pela criação de áreas de proteção integral em grandes fragmentos e em locais com alta biodiversidade específica e gênica, possibilitaria a preservação deste ecossistema dentro dos parâmetros recomendados.

24 7. Conclusões A Floresta Ombrófila Mista encontra-se altamente vulnerável, mas o grau de vulnerabilidade ecológica não é o mesmo em toda a sua extensão; O caso da mesorregião do Sudoeste é bastante crítico, uma vez que 95% dos remanescentes têm menos de 50 ha, mais de 75% da cobertura florestal é composta por fragmentos menores que 100 ha, o isolamento médio dos fragmentos é superior a 5 km e apenas 1,03% da área está contida dentro de Unidades de Conservação; A mesorregião do Sudeste abriga uma melhor situação ecológica, pois ainda apresenta 17,54% da área coberta por floresta; desta 7,03% em área de conservação. Contudo, a missão mais árdua é: possibilitar a conectividade dos seus fragmentos através da criação de corredores ecológicos e, sobretudo, ligá-los aos rios (apenas 6,39% da área dos remanescentes estão em áreas de proteção permanente), aliando a proteção dos mananciais com a possibilidade de movimento de animais nestas áreas.

25 7. Conclusões A situação atual da Floresta Ombrófila Mista apresenta um quadro preocupante, além de bastante fragmentada e desconexa, os poucos locais com maior cobertura florestal são justamente os que estão apresentando as maiores perdas, com implicações sérias para a própria conservação desta formação florestal, uma vez que somente os fragmentos maiores são capazes de manter certos níveis de biodiversidade originais (CHIARELLO, 1999; GALINDO LEAL, 2003; RIBEIRO et al. 2009); Recomenda-se, com isso, a criação de novas áreas de conservação, em locais com grandes remanescentes florestais e, se possível, de corredores ecológicos interligando estes grandes remanescentes com os demais.

26 8. Referências CHIARELLO, A. G. Effects of fragmentation of the Atlantic Forest mammal communities in southeastern Brazil. Biological Conservation. v. 89: p.71–82. 1999. GALINDO-LEAL, C., CÂMARA, I.G., 2003. Atlantic Forest hotspot status: an overview. In: GALINDO-LEAL, C., CÂMARA, I.G. (Eds.), The Atlantic Forest of South America: Biodiversity Status, Threats and Outlook. CABS and Island Press, Washington, p 3–11. 2003. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE (MMA). Proteção e recuperação da Floresta com Araucárias. Propostas de criação de novas Unidades de Conservação Federais no Paraná e em Santa Catarina. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis e Grupo de Trabalho Araucárias Sul, 2005. Disponível em: www.mma.org.br. Acesso em: 22/08/2013. MONDARDO, M.L. A dinâmica migratória do Paraná: o caso da região do Sudoeste ao longo do século XX. Revista Brasileira de Estudos Populacionais. Rio de janeiro, v. 28, n. 1. p. 103-131. 2011. NOSELLA, C.; ALCÂNTARA, S. A historia do café no Paraná. Londrina: Editora UEL, 2001. PARANÁ BIODIVERSIDADE (PRBIO). Secretaria de Estado do Meio Ambiente e Recursos Hídricos/SEMA – Projeto Paraná Biodiversidade: Verde que te quero verde. 2009. 140p. PARDINI, R.; FARIA, R.; ACCACIO, G.M.; LAPS, R.R.; MARIANO-NETO, E.; PACIENCIA, M.L.B.; DIXO, M.; BAUMGARTEN, J. The challenge of maintaining Atlantic forest biodiversity: A multi-taxa conservation assessment of specialist and generalist species in an agro-forestry mosaic in southern Bahia. Biological Conservation, v. 142. p. 1178–1190. 2009. PIRES, P.T.L. Alternativas políticas e jurídicas para a gestão das florestas de araucária no estado do Paraná. 199 f. Tese (Doutorado em Ciências Florestais). Universidade Federal do Paraná. Curitiba: UFPR, 2003. RIBEIRO, M.C.; METZGER, J.P.; MARTENSEN, A.C.; PONZONI, F.J.; HIROTA, M.M. The Brazilian Atlantic Forest: How much is left, and how is the remaining forest distributed? Implications for conservation. Biological Conservation, v. 142. p. 1141–1153. 2009. SCHESSL, M.; SILVA, W.L.; GOTTSBERGER, G. Effects of fragmentation on forest structure and litter dynamics in Atlantic rainforest in Pernambuco, Brazil. Flora. v. 203. p. 215–228. 2008. SECRETARIADO PARA A BIODIVERIDADE. Secretariat of the Convention on Biological Diversity, 2002. Global Strategy for Plant Conservation. Secretariat of the Convention on Biological Diversity. CBD, UMEP, Botanical Gardens Conservation International, Montreal. SOS Mata Atlântica. Atlas dos remanescentes florestais da mata atlântica período 2008-2010. São Paulo: SOS Mata Atlântica, INPE. 2010. 122p. STEFENON, V.M.; STEINER, N.; GUERRA, M.P.; NODARI, R.O. Integrating approaches towards the conservation of forest genetic resources: a case study of Araucaria angustifolia. Biodiversity and Conservation, v. 18. p.2433–2448. 2009. TURNER, M.G.; O'NEILL, R.V.; GORDON, R.H.; MILNE, B.T. Effects of changing spatial scale on the analysis of landscape pattern. Landscape Ecology, v.3, p.153-162. 1989.