O Pixel e os Processos de Mudança na Paisagem Amazônica

Apresentação em tema: "O Pixel e os Processos de Mudança na Paisagem Amazônica"— Transcrição da apresentação:

1 O Pixel e os Processos de Mudança na Paisagem Amazônica
Mateus Batistella Embrapa Monitoramento por Satélite / Indiana University-ACT É um grande prazer estar aqui com vocês. Também sou biólogo e também fui deformado pela Ecologia. Além disso, é bom ter uma platéia com grande interesse pela Amazônia e pelo programa LBA. Durante todo o Congresso, surgiram discussões sobre como estamos atingindo a comunidade com as pesquisas que estão sendo feitas através do Projeto LBA e que agregam muitos pesquisadores e muitas instituições no Brasil e no exterior. Sou da Embrapa Monitoramento por Satélite, uma das instituições que trabalha neste programa juntamente com a Universidade de Indiana (Estados Unidos).

2 HOMEM ÁGUA AR FOGO TERRA
Algumas das apresentações do LBA já trataram da atmosfera, das questões ligadas aos fenômenos atmosféricos, ao ar. Vocês também viram projetos ligados às questões hidrológicas, projetos que tratam o fogo como agente de transformação do uso e cobertura da terra e também em clclos biogeoquímicos aquáticos e terrestres.

3 PAÍS PAISAGEM TERRA TERRITÓRIO LAND LANDSCAPE
O homem está intrinsecamente ligado a todos esses processos. Essa ilustração serve como provocação para entendermos a nossa terra e a nossa paisagem amazônica como território. LAND LANDSCAPE

4 Experimento de Larga Escala de Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA)
LC-09: Dimensões físicas e humanas do uso e cobertura das terras na Amazônia: uma síntese multi-escalar Não é a toa que a palavra ‘paisagem’ tem na sua origem a raiz etimológica ‘país’. Em inglês, ‘landscape’ contém o radical ‘land’, ‘terra’, raíz de ‘território’. Nossa idéia aqui é entender esse território que precisamos manejar e ordenar como paisagem, na acepção ecológica. O projeto se chama “Dimensões físicas e humanas do uso e cobertura da terra na Amazônia: uma síntese multi-escalar”.

5 Desafios do Componente LULC do LBA
Que características definem os diferentes usos das terras existentes na Amazônia? Como são as mudanças de uso das terras em escalas locais e regionais? Como a terra pode ser usada para promover uma renda domiciliar sustentável e a conservação da rica biodiversidade regional? O projeto está na segunda fase do LBA-ECO e tenta fazer uma síntese multi-escalar a partir de estudos de caso e de uma regionalização dos driving forces e das causas que produzem conseqüências na dinâmica de uso e cobertura da terra na Amazônia. No site vocês podem se informar um pouco mais sobre o projeto. Os desafios do componente de uso e cobertura da terra na Amazônia poderiam ser resumidos em três grandes perguntas: Quais são as características que definem os usos das terras existentes na Amazônia? Ela tenta descobrir, delinear e esclarecer padrões de uso e cobertura da terra na Amazônia; Como são as mudanças de uso das terras em escalas locais e regionais? ; Como a terra pode ser usada para promover uma renda domiciliar sustentável e a conservação da rica biodiversidade regional ao mesmo tempo? Essa é uma dialética de difícil síntese num país onde até os ministros brigam entre si pela liberação dos transgênicos, um querendo a agricultura intensificada e o outro querendo preservar e conservar a Amazônia.

6 Para responder essas questões, os grupos de pesquisa em LULC do LBA estudam:
Taxas, localização e padrões espaciais de conversão de florestas para uso agropecuário; Taxas de sucessão secundária; Parâmetros que controlam o uso das terras, atráves de estudos de caso, dados censitários, dados de sensoriamento remoto e sistemas de informações geográficas; Freqüência e susceptibilidade ao fogo utilizando sensores orbitais e sub-orbitais com bandas no infra-vermelho termal; Extensão de inundações utilizando sensores orbitais e sub-orbitais com bandas nas faixas do visível, infra-vermelho e microondas; Vetores de mudanças de uso e futuras coberturas das terras utilizando modelos em várias escalas. Para responder a essas questões, os grupos de pesquisa do LBA já pesquisam e fazem uma série de estudos sobre: Taxas, localização e padrões espaciais de conversão de florestas para uso agropecuário; Taxas de sucessão secundária; Parâmetros que controlam o uso das terras. Juntamente com vários estudos que utilizam dados censitários, estudos de caso, sensoriamento remoto e sistemas de informações geográficas (por exemplo, modelagem); Freqüência e susceptibilidade ao fogo utilizando sensores orbitais e sub-orbitais; Extensão de inundações; Vetores de mudanças de uso e futuras coberturas das terras.

7 Alguns Resultados (Batistella & Moran, Acta Amazonica, in press)
A topografia, a fertilidade dos solos e a história de uso das terras condicionam as taxas de ocupação e sucessão secundária (Moran et al., 2000; Moran & Brondizio, 1998; Tucker et al., 1998); Técnicas robustas de processamento de imagens, tais como análises de mistura espectral e classificadores espaciais-espectrais são mais eficazes para a classificação de uso e cobertura das terras (Lu et al., 2003; Lu et al., 2002; Moran et al., 1994); Existem evidências de uma trajetória consistente para os ciclos de desmatamento por colonos na fronteira agropecuária amazônica (efeito de coorte) (Brondizio et al., 2002; Evans et al., 2001; McCracken et al., 1999); A conservação de grandes áreas florestais é dependente de arranjos institucionais e fundiários relativos às necessidades da população de colonos e à demarcação de reservas com direito de uso restrito aos atores locais (Batistella et al., 2003; Batistella, 2001). O que nós sabemos até agora? Sabemos várias coisas, mas não poderemos discutir todos os aspectos relacionados a este complexo assunto. Resumi em pelo menos 4 características que serão publicadas no número especial da Acta Amazônica sobre o LBA. São elas: A topografia, a fertilidade dos solos e a história de uso das terras condicionam as taxas de ocupação e sucessão secundária. Isso parece ser aceito pela comunidade científica; Várias técnicas robustas de processamento de imagens, tais como análises de mistura espectral, classificadores espaciais-espectrais e redes neurais, são mais eficazes para a classificação de uso e cobertura das terras. A acurácia desses classificadores é muito maior do que as técnicas que se usavam há menos de 10 anos atrás, que deixam a desejar principalmente para algumas classes de uso e cobertura da terra como sucessão secundária. Essa é uma contribuição que o LBA tem dado, de uma forma muito forte e plural, por vários grupos de pesquisa; Existem evidências de uma trajetória consistente para os ciclos de desmatamento por colonos na fronteira agropecuária amazônica, que está deixando cada vez mais de ser fronteira. Esse efeito de coorte ligado à chegada e ao tempo de chegada dos colonos nos lotes, em outros termos, dos migrantes aos seus locais de atuação, produz evidências dessa trajetória consistente que não é necessariamente aleatória e pode ser previsível, sendo esse o nosso desafio; A conservação de grandes áreas florestais é dependente de arranjos institucionais e fundiários que se relacionam com as necessidades da população de colonos ou das populações de migrantes, e com a demarcação de reservas, com especial atenção a esse direito de uso restrito aos atores locais.

8 Áreas de Estudo Santarém Rondônia Altamira Marajó Tomé-Açu Igarapé-Açu
Yapu Acre Manaus Esse nosso projeto tem várias áreas de estudo. Em branco, estão as áreas de pesquisa mais intensivas: Marajó, Tomé Açú, Igarapé Açú, Altamira e Santarém (no Pará), Machadinho do Oeste e Vale do Anari (em Rondônia). Além de algumas áreas onde estão se iniciando os trabalhos, como Manaus e Acre, particularmente. Existem outras áreas onde o trabalho foi iniciado há um tempo, mas está difícil de continuar por questões que fogem da nossa capacidade, como em Yapu, na Colômbia.

9 Estratégia Metodológica
Planos de informação Machadinho (contexto local) Anari Contexto regional Espaço Tempo Múltiplas áreas Múltiplas datas Nossa estratégia metodológica é partir de um contexto regional e entender também processos locais em diversas datas e áreas. É um trabalho multi-espacial, ou pretende ser, e multi-temporal. Para exemplificar esse trabalho, vamos comparar dois assentamentos adjacentes na região de Rondônia.

10 Machadinho d’Oeste e Vale do Anari no Estado de Rondônia
Feições biofísicas similares Idades similares: início dos anos 80 Características similares dos colonos Arquiteturas diferentes Instituições diferentes Área Total: km2 Machadinho Anari O Machadinho, ao norte, é um assentamento que segue a topografia. Já o Vale do Anari é um assentamento que segue o padrão usual de colonização, sendo chamado vulgarmente por “espinha de peixe”, com estradas ortogonais que se cortam perpendicularmente. A grade de propriedades foi desenhada com base na topografia. Além disso, existiam grandes reservas em bloco no projeto do assentamento, com direito de uso aos seringueiros locais. Quando se faz pesquisas comparativas, é necessário manter controles. A idéia de fazer a comparação entre os dois assentamentos, possui três similaridades que servem como controle: características biofísicas, idade de implementação e características dos colonos. Feições biofísicas: os dois assentamentos são adjacentes e, na escala da paisagem, possuem características biofísicas similares, tais como o relevo, tipos de solo e a vegetação original, dominada por floresta ombrófila aberta; Idade dos assentamentos: ambos foram criados no início da década de 80, especificamente, Anari em 1981 e Machadinho em 1982; Características dos colonos: em ambos os locais, os colonos foram escolhidos pelo Incra a partir do excedente de candidatos de assentamentos ao Sul de Rondônia. Ou seja, existiam parâmetros para escolher esses colonos, que tinham características similares em termos de número de pessoas na família, experiência prévia com agricultura etc. Mas existiam duas coisas diferentes entre os assentamentos, a arquitetura e as instituições. O assentamento Machadinho foi criado para ser a vedete do Incra e inclui a presença da Emater, da Embrapa, do Ceplac, do Banco do Brasil etc. No Vale do Anari não existe essa condição. Portanto, apesar de serem assentamentos muito próximos, essas diferenças são muito importantes. A área total dos assentamentos é de aproximadamente 3 mil Km2.

11 A fragmentação da paisagem é maior no assentamento em espinha de peixe
Hipóteses A fragmentação da paisagem é maior no assentamento em espinha de peixe Arranjos institutionais que levam em conta diferentes atores e permitem seu governo sobre os recursos naturais produzem melhores resultados ambientais e sociais Assentamento em espinha de peixe tem desmatamento mais rápido que uma arquitetura baseada na topografia e incluindo reservas florestais comuns Essas são as hipóteses a serem testadas: - O assentamento em ‘espinha de peixe’ apresentava desmatamento mais rápido que a arquitetura baseada na topografia; - A fragmentação da paisagem é menor no assentamento Machadinho D’oeste que no assentamento Vale do Anari; - Os arranjos institucionais, que levam em conta diferentes atores e permitem a governança sobre os recursos naturais por esses atores, têm melhores conseqüências e resultados em termos ambientais e sociais.

12 Análise da estrutura da vegetação: SS1, SS2, SS3, floresta
Machadinho d’Oeste e Vale do Anari, RO Propriedades, Estradas, Rios e Reservas Projeção UTM Trabalho de campo em 1999 e 2000 Análise da estrutura da vegetação: SS1, SS2, SS3, floresta Classificação multitemporal : 1988, 1994, 1998 Integração em GIS Cálculo de métricas de paisagem Análise institutional A estratégia de trabalho incluiu: - Trabalhos de campo; - Análise da estrutura da vegetação. Em particular, a vegetação secundária em vários estágios e floresta; - Classificação multi-temporal de imagens TM de 1988, 1994, 1998; - Integração ao Sistema de Informações Geográficas (SIG); - Cálculos de métricas de paisagem e análises institucionais. As áreas verdes são as reservas florestais que mencionei anteriormente.

13 Estrutura da Vegetação
Respostas Espectrais Alguns resultados. Primeiro, com a análise de dados de vegetação, temos a altura do topo das árvores para sucessão inicial, intermediária, avançada e floresta. Como esperado, a altura cresce a medida que a sucessão avança. Ao contrário, a reflectância na Banda 5 do satélite LANDSAT decresce, evidenciando uma correlação.

14 Dinâmica de Uso e Cobertura da Terra: Assentamentos
1988 1994 1998 Dinâmica de Uso e Cobertura da Terra: Assentamentos Menos cobertura florestal em Anari (espinha de peixe) após 15 anos de colonização Cobertura florestal similar nos dois assentamentos quando consideradas apenas as propriedades privadas (51%) Conversão para pastagem aumentou 3x em Anari e menos que 2x em Machadinho A primeira hipótese se confirmava: após 15 anos de colonização, Machadinho permanecia com 66 % de floresta e Anari com 51 %. São 15 % a menos de floresta em relação ao total do assentamento. Mais do que isso, a conversão para pastagem é muito maior no assentamento ‘espinha de peixe’, chegando a 18,5 %, em comparação com os cerca de 10% no assentamento baseado na topografia.

15 Dinâmica de Uso e Cobertura: Fluxos
Na forma de tabela parece muito estático, mas na verdade é um processo dinâmico que está muito relacionado tanto às questões de desenho, arquitetura do assentamento, como também, às questões institucionais. Esses processos são muito mais complexos do que parecem ser.

16 Estrutura da Paisagem e Transformações
Objetivos: Produzir uma base de dados para estudos futuros Comparar a estrutura das paisagens dos assentamentos Análise multi-temporal de métricas de paisagens Para apoiar o entendimento sobre a fragmentação dessas paisagens, calculamos métricas de paisagem. A análise multi-temporal de métricas de paisagens tem como objetivos: Comparar a estrutura dessas paisagens dos assentamentos; E produzir uma base de dados para estudos futuros, tentando entender a evolução da modificação na estrutura, em termos de composição e configuração destas paisagens.

17 Estrutura e Mudanças na Paisagem
O tamanho médio dos fragmentos de floresta decresce a uma taxa maior no padrão espinha de peixe. Em 1994, MPS é similar em ambos assentamentos Machadinho Anari Em 1998, o índice de maior mancha de floresta era maior em Machadinho, porém menor quando excluídas as reservas Não vamos entrar em detalhe sobre cada uma destas métricas, mas vamos discutir duas delas: Índice de maior mancha: é a maior mancha de uma determinada classe sobre a área total da paisagem e indicador de fragmentação. Em 98, a maior floresta em Machadinho ocupava cerca de 11 % da paisagem, enquanto em Anari ocupava apenas 4,5 %. Esses dados indicam que as florestas estão mais fragmentadas no modelo ‘espinha de peixe’; Tamanho médio das manchas: os valores para essa métrica decrescem nos dois assentamentos, mas mais rapidamente no assentamento ‘espinha de peixe’.

18 Estrutura e Mudanças na Paisagem
MCAI de floresta aumenta em Machadinho (incluindo ou excluindo reservas) e diminui em Anari, indicando maior perda de habitat interior no modelo espinha de peixe LSI é maior em Machadinho, indicando uma maior complexidade do modelo IJI resultados indicam que o desenho de Machadinho produz uma maior intercalação dos elementos da paisagem. IJI de SS decresce com o tempo, sugerindo isolamento ED aumenta a taxas maiores em Anari MSIEI sugere que a distribuição proporcional de áreas entre as classes em Machadinho é menos equitativa que em Anari ou em Machadinho excluindo reservas (dominância de floresta) Outras métricas também sugerem importantes evidências: Densidade de bordas: maior no modelo ‘espinha de peixe’; Índice de área central média de floresta: aumenta em Machadinho, incluindo ou excluindo as reservas, e diminui em Anari, indicando maior perda de hábitat interior no modelo ‘espinha de peixe’.

19 Além das Métricas: Instituições Fazem a Diferença
Machadinho ilustra como a implementação de assentamentos pode incorporar atributos ecológicos (topografia), econômicos (infra-estrutura), e sociais (levando em conta populações locais ), que são geralmente negligenciados em outros projetos de desenvolvimento A maior conversão para pastagem em Anari está relacionada ao baixo acesso a recursos e infra-estrutura. A melhor eficiência de sistemas agrícolas em Machadinho está relacionada ao acesso à água, melhores estradas e extensão rural As reservas comunais em Machadinho corroboram a importância da governança sobre os recursos pela população local. Não as reservas em si, mas os seringueiros organizados em associações e com estratégias claras referentes a seus direitos sobre estas terras são o fator chave na manutenção de grandes fragmentos de floresta preservada A arquitetura dos assentamento é importante, mas os aspectos institucionais parecem fazer ainda mais diferença nesses cenários. Machadinho d’Oeste ilustra como a implementação de assentamentos pode incorporar características ecológicas (desenho baseado na topografia), características econômicas (uma melhor infra-estrutura) e características sociais (presença de populações locais), que são negligenciadas em projetos de desenvolvimento; A maior conversão para pastagem em Anari está relacionada ao baixo acesso à recursos e infra-estrutura; os sistemas agrícolas são mais eficientes em Machadinho; Por fim, as reservas comuns em Machadinho corroboram a importância da governança sobre recursos naturais pelas populações locais. As reservas e as populações locais estão mantendo menores níveis de fragmentação na paisagem deste assentamento. Os resultados deste trabalho podem ser encontrados no site

20 Contribuir para o LBA através de estudos sobre a dimensão humana das mudanças ambientais (People – Pixels – Environment); Próximos Passos Aumento da resolução espaço-temporal das análises de LULC. Novos sensores, novas técnicas, integração com dados biofísicos; Investimento em treinamento e educação Outras iniciativas do projeto: modelagem (LUCITA), dinâmica de nutrientes, sistemas de informação (AIS) Trabalhar em conjunto com outras equipes visando sínteses Os próximos passos dessa pesquisa são: Contribuir para o LBA através de estudos sobre a dimensão humana das mudanças ambientais; Aumentar a resolução espaço-temporal das análises de uso e cobertura da terra com novos sensores, novas técnicas e integração com dados biofísicos; Iniciativas do projeto que ainda são embrionárias, mas já estão em andamento, como a modelagem, a dinâmica de nutrientes e o sistema de informação; Trabalhar em conjunto com outras equipes do LBA visando sínteses; Por fim, investir em treinamento e educação. Quero deixar aqui uma idéia de oportunidade. Lá na universidade de Indiana, é promovido um curso de verão que aborda alguns aspectos relacionados aos processos de mudança na paisagem, que vão desde o pixel até decisões internacionais.

21 O Pixel e os Processos de Mudança na Paisagem Amazônica
Condições da Paisagem Decisões individuais Características da comunidade Decisões da comunidade Governos regionais, empresas, ONG’s e seus processos de tomada de decisão Governos nacionais, empresas, ONG’s e seus processos de tomada de decisão Organizações internacionais, ONG’s e seus processos de tomada de decisão Características biofísicas da paisagem Características familiares O importante é entender o processo complexo onde tanto as decisões das organizações internacionais, nacionais e regionais estão envolvidas na alteração das condições da paisagem, assim como as decisões individuais e da comunidade.

22 O mais importante é mantermos nossa curiosidade, para abrirmos o espectro da pesquisa para algo mais amplo e mais complexo, que é a dimensão humana do uso e cobertura das terras da Amazônia.