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Indicadores da Desertificação no Semi-Árido
Luciano J. de O. Accioly Embrapa/CNPS/UEP Recife.
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Introdução A desertificação como fenômeno de
grandes proporções África anos 60 e 70
Definição ONU (1994) - Processo de
degradação das regiões áridas, semi-áridas e sub-úmidas secas resultante de diferentes fatores, entre eles, as variações climáticas e as atividades humanas
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Tendência dos Estudos Atuais
Estudos conjuntos envolvendo: Desertificação Mudanças Climáticas Regionais e Globais Perda de Biodiversidade Segurança alimentar
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Atividades cujo manejo inadequado conduzem à desertificação
Extrativismo Vegetal Mineral
Indústria Olarias Panificação
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Atividades cujo manejo inadequado conduzem à desertificação (Cont.)
Pastoreio (superpastoreio) Pastagens nativas
90% dos pastos usam a caatinga Últimos 30 anos população humana aumentou
150%, população do rebanho 50% Capacidade suporte da caatinga 8 a 13 ha/bovino e
1 a 1,5 ha/caprino Pastagens cultivadas
Agricultura Algodão
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Cobertura Classe deSolo
LocalPerdas de
Solo(t/ha/ano)
Autor (ano)
Descoberto PVALuvissoloLuvissoloLitólico
Glória de Goitá (PE)Sumé (PB)Sumé (PB)Caruaru
59,961,747,729,1
Margolis & Campos Filho (1981)Albuquerque et al. (2001)Albuquerque et al. (2001)Margolis et al. (1985)
Caatinga Nativa Luvissolo Sumé (PB) 0,1 Albuquerque et al. (2001)Mandioca PVA Glória de Goitá (PE) 11,0 Margolis & Campos Filho (1981)Algodão PVA
LitólicoGlória de Goitá (PE)Caruaru (PE)
8,310,9
Margolis & Campos Filho (1981)Margolis et al. (1985)
Milho PVALitólico
Glória de Goitá (PE)Caruaru (PE)
3,0 5,9
Margolis & Campos Filho (1981)Margolis et al. (1985)
Capim Colonião PVA Glória de Goitá (PE) 0,4 Margolis & Campos Filho (1981)Palma Litólico Caruaru (PE) 1,9 Margolis et al. (1985)Mamona Litólico Caruaru (PE) 4,0 Margolis et al. (1985)Milho+Feijão Litólico Caruaru (PE) 4,0 Margolis et al. (1985)
Perdas de solo por erosão hídrica de acordo com a cobertura do solo
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Indicadores dos processos de desertificação
Definição: Qualquer expressão do meio ambiente que proporcione informações quantitativas sobre os recursos ecológicos (Schiller et al., 2001)
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Indicadores dos processos de desertificação de acordo com a natureza da variável (Reining, 1978)
Natureza da Variável Variável Indicadores
Solo Profundidade efetiva; Matéria orgânica; Presença decrostas; ocorrência de tempestades de areia; salinidade ealcalinidade
Água Profundidade e qualidade da água subterrânea; Extensão epersistência das águas superficiais; Condições dedrenagem (descarga e tubidez)
Física
Superfície doterreno
Reflectância (albedo)
Vegetação Cobertura; Biomassa aérea; Produtividade; Distribuição efreqência de espécies relevantes
BiológicaouLigadas aagricultura
Animais Espécies relevantes; População de animais domésticos;Composição do rebanho; Produção
Uso da Terrae da água
Irrigação; Agricultura dependente de chuvas; Pastoreio;Mineração; Exploração de lenha e madeira; Uso da água;Turismo
Modelo deocupação
Ocupação recente; Ocupação em expansão;Sedentarização; Ocupação diversificada; Área emprocesso de abandono
Parâmetrosbiológicoshumanos
Índices de estrutura e demografia da população; Índicesde saúde pública; Condições nutricionais da população
Social
Parâmetros deprocessossociais
Conflitos; Migração; Modelo de distribuição das terras;Agricultura de mercado versus agricultura de subsistência
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Indicadores sugeridos pela ONU1) População vivendo abaixo da linha de pobreza nas áreas
secas Nacional, % da população, Indireto (interpretações
equivocadas) Pobreza limita investimentos e aumenta degradação
2) Índice Nacional de Precipitação Mensal Desvios média mensal e média histórica Disponibilidade de água, manejo recursos hídricos,
planejamento agrícola, análise riscos Longo prazo: mudanças globais - estratégias
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Indicadores sugeridos pela ONU (cont.)
4) Terras afetadas pela desertificação Severidade e evolução temporal Comparação entre nações
3) Índice de Vegetação derivado de imagens de satélite Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (IVDN
ou NDVI) IVDN = (INV - VER) / (INV + VER) AVHRR(NOAA) - 50 km resolução
Relacionamento biomassa
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Estudos de Indicadores
no Semi-árido Brasileiro
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Indicadores usados por diferentes autores na avaliação da desertificação no semi-árido brasileiro
Ferreira et al. 1994 EMBRAPA (1994) Lemos 1995 MMA (1998)
Densidade demográfica Precipitação Evolução da Cobertura Vegetal Índice de AridezSistema fundiário Classe de solo Evolução da Produtividade Feijão AntropismoMineração Relevo Evolução da Produtividade MilhoQualidade da água Sensibilidade à erosão Evolução Capacidade Suporte PastagensSalinização Tempo de ocupação Cobertura Vegetal em 1985Tempo de ocupaçãoMecanizaçãoEstagnação econômicaPecuarizaçãoErosãoPerda de FertilidadeÁrea de PreservaçãoDefensivos agrícolasÁrea agrícolaBovinoculturaCaprinoculturaOvinoculturaEvolução demográficaSuscetibilidade à desertificação
Lemos (1995)
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Estado de degradação de municípios do Seridó (RN) segundodiferentes autores
Estado de DegradaçãoNE = Não evidenteB = BaixoM = ModeradoA = AcentuadoS = Severo
Município do Seridó (RN) EMBRAPA (1994) Lemos (1994)
Acari S, A, B BCaicó S BCarnauba dos Dantas A, B ACerro Corá B BCruzeta S NECurrais Novos A, B MEquador A, B BFlorânia S BIpueira S Não RelacionadoJardim de Piranhas S BJardim do Seridó S, B MJucurutu S, A MLagoa Nova B NEOuro Branco S BParelhas S, A, B NESantana do Seridó A MSão Fernando S MSão João do Sabuji S MSão José do Seridó S NESão Vicente S MSerra Negra do Norte A BTimbaúba dos Batistas S B
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Área (km2) e população afetadas pelos processos de desertificação
Parâmetro Ferreira et al. (1994) Lemos (1995)Área afetada 665.543 159.577População afetada 15.750.000 4.000.000
Degradação Ferreira et al. (1994) EMBRAPA (1994) MMA (1998)
Muito Grave 52.425 118.667 98.595Grave 247.831 31.616 81.869
Moderada 365.285 21.841 393.897Total 665.543 172.124 574.361
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A Desertificação no Semi-Árido
l
Severo
Acentuado
Moderado
Pouco significante
1 http://www.desert.org.br/sobre_desert/nobrasil/diagnostico.html
Embrapa, 1994 MMA (2002)1
Ocorrência
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Primeiras conclusões
Fase atual - Conhecimento do Problema - Ênfase em algumas áreas do conhecimento - Uso intensivo de dados secundários - Resultados díspares
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Principais Caracteristicas dos Núcleos de Desertificação
Núcleo Área(km2)
População Solos Vegetação Prec.(mm)
Causas
Seridó(RN)
2.861 91.673 T, RL, S Caat. Hiper 500 - Desmatamento- Sobrepastoreio- Agricultura- Mineração
Irauçuba(CE)
4.045 192.324 T, RL, S Caat. Hiper 700 - Desmatamento- Sobrepastoreio- Agricultura
Gilbués(PI)
5.739 20.459 L, RQ, P Campo-cerrado
1100 - Mineração
Cabrobó(PE)
7.133 71.678 T, RL, S Caat. Hiper 480 - Desmatamento- Sobrepastoreio- Agricultura- Salinização
Total 19.778 376.134
T = LUVISSOLOS
RL = NEOSSOLOS LITÓLICOS
S = PLANOSSOLOS
RQ = NEOSSOLOS QUARTZARÊMICOS
L = LATOSSOLOS
P = ARGISSOLOS
Prec. = Precipitação Média anual
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Estudos dos Indicadores de Desertificação para a região do
Seridó (RN e PB)
Fitomassa aérea Uso e Ocupação das Terras Mudanças no Albedo Potencial de Perdas de Solo por Erosão
FERRAMENTAS do Geoprocessamento Sensoriamento Remoto
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ÁREA DE ESTUDO
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1 - Mapeamento da Fitomassa pelo Índice de área de Planta (IAP) e NDVI (Costa et al., 2002 - Scientia Agricola)
Objetivo: Verificação de um método empírico para o mapeamento da fitomassa por meio de imagens do Landsat TM
Justificativas Políticas de uso do recurso madeireiro Manejo Florestal Estudos de ciclagem de nutrientes Absorção de CO2, entre outros
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Metodologia
ETAPA 1
ETAPA 2
ETAPA 3
Inventáriode Biomassa
Mediçõesde IAP porÁrea
Estimativa deBiomassa por Áreaf (Biometria)
Modelos deBiomassa porEspécie
Equações deBiomassa emf(IAP) p/Área
Equações deIAP f (NDVI)p/Área
Índices deVegetaçãoLANDSAT
Mapeamento daBiomassa f(NDVI)
Modelagem da Biomassa
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IAP
PS
tota
l (kg
/ha
)
-5000
5000
15000
25000
35000
45000
55000
0 0.6 1.2 1.8 2.4 3 3.6
A3A5
A12
A16
A6
A4 A2A10
A14
A9
A11
A1 A7
A13A8
A15
NDVI
IAP
A1
A2
A3
A4A5
A6
A8
A9A10A11
A13
A14
A15
A16
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
A7
A12IAP = 0,64*exp(2,69*NDVI)R2 = 78,02
PTtotal = -980 + 11.851*IAPR2 = 76,48
IAP
NDVI
Resultados
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Cerca de 60% da área piloto é ocupada por vegetação de Caatinga com a biomassa assim distribuida: 0,1 a 5 Mg.ha-1 ---> 10,5% da área (7.500 ha) 5 a 10 Mg.ha-1 ---> 25,5% da área (19.125 ha) 10 a 20 Mg.ha-1 ---> 17,0% da área (12.750 ha) > 20 Mg.ha-1 ---> 17,0% da área (5.250 ha)
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Tabela - Estimativas da biomassa da caatinga por classe de solo (em % da área piloto)
Classe de Solo
Obs. Biomassa do estrato arbóreo/arbustivo para plantas com diâmetro na base maior ou igual a 1cm
TC S RR RL
0.1 a 5.0 21,5 11,0 7,5 2,55.0 a 10.0 43,5 38,0 43,0 14,510.0 a 15.0 4,0 5,5 3,0 25,015.0 a 20.0 0,2 0,3 0,1 30,5Maior que 20.0 0,0 0,0 0,0 2,0
Biomassa(Mg/ha)
TC = LUVISSOLO CRÔMICO S = PLANOSSOLO
RL = NEOSSOLO LITÓLICO RR = NEOSSOLO REGOLÍTICO
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Conclusões As variações na biomassa das plantas medidas
por métodos destrutivos puderam ser explicadas em 76,5% dos casos pela medição do Índice de Área de Planta (IAP) medidas com o LAI 2000
Por meio do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI) foi possível explicar 78% da variação do IAP.
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Possíveis aplicações Emprego do LAI 2000 para as avaliações de
biomassa da Caatinga Avaliação quantitativa dos estoques de lenha a partir
de imagens do Landsat TM em áreas sob processo de desertificação
Monitoramento da biomassa de caatinga por meio de imagens do Landsat TM
Estabelecer relação entre estoque de lenha e demanda por olarias, panificadoras e consumo doméstico.
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Estimativas do uso/ocupação por Município do Seridó-RN
S.J.Serido = São José do Seridó
C. Dantas = Carnaúba dos Dantas
J. Serido = Jardim do Seridó
O. Branco = Ouro Branco
S. Luzia = Santa Luzia
S. Seridó = Santana do Seridó
S.J.Sabuji = São José do Sabuji
Uso/Ocupação ha % ha % ha % ha % ha % ha % ha % ha %
Caatinga Densa 1761 9.1 9585 39.1 4982 14.2 2258 10.2 11885 22.2 6312 14.3 1911 10.7 3967 17.8
Caatinga Semi Densa 7597 39.2 5518 22.5 12534 35.7 7552 34.2 10974 20.5 11136 25.3 5894 32.9 4186 18.8
Caatinga Aberta 2535 13.1 1115 4.6 6002 17.1 4793 21.7 4194 7.8 4019 9.1 1884 10.5 1872 8.4
Pastagem 4015 20.7 1552 6.3 3877 11.0 2813 12.8 5723 10.7 7445 16.9 4077 22.7 3576 16.1
Vazante e Vegetação Ribeirinha 1666 8.6 1053 4.3 3824 10.9 1964 8.9 4043 7.5 2868 6.5 2192 12.2 4007 18.0
Açudes 683 3.5 2418 9.9 1493 4.3 564 2.6 6680 12.5 3080 7.0 371 2.1 1072 4.8
Área Urbana 197 1.0 141 0.6 595 1.7 500 2.3 811 1.5 1670 3.8 240 1.3 994 4.5
Solo Exposto 450 2.3 525 2.1 889 2.5 1015 4.6 1725 3.2 4530 10.3 1106 6.2 1922 8.6
Não Classificados 476 2.5 2581 10.5 906 2.6 596 2.7 7517 14.0 2979 6.8 257 1.4 680 3.1
S.J.Serido C. Dantas J. Serido O. Branco Parelhas S. Luzia S. Seridó S.J.Sabuji
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Tabela - Estimativas do uso/ocupação por classe de solo (em % da área piloto)
Classe de Solo
Outras Classes: açudes, área urbana, solo exposto e áreas não classificadas
TC ____PlanossoloRegossoloLitólico
Caatinga 69 55 53 74Lavouras 12 21 20 2Pastagens 9 17 17 5Outras Classes 10 7 10 19
Uso/Ocupação
TC = LUVISSOLO CRÔMICO S = PLANOSSOLO
RL = NEOSSOLO LITÓLICO RR = NEOSSOLO REGOLÍTICO
TC S RR RL
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Mudanças no Albedo Imagens: LANDSAT TM (1994 e 1999) Tabela: Alterações no Albedo por classe de uso (% da
área piloto)
Classe de Uso Até 10% 10 a 20% > 20%Zona Urbana 2.81 1.45 3.58Vegetação Ribeirinha 8.29 4.74 5.40Solo Exposto 1.42 0.59 0.55Caatinga Densa 6.19 2.67 3.20Caatinga Aberta 1.89 0.64 0.67Açudes 6.51 5.37 72.03Caatinga Semi Densa 4.29 1.45 0.74Pastagens 4.98 1.50 0.55
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2 - Análise Multicritério para Avaliação dos Riscos de Desertificação
Objetivo: Mapear os riscos de desertificação de uma área piloto do Núcleo de desertificação do Seridó
Justificativas Planejamento ambiental através do delinemanto de
áreas para: Preservação Recuperação Manejo sustentável
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Metodologia
Uso da Equação Universal de Perdas de Solos (EUPS) Pu = R.K.L.S.C.P
Pu = perda de solo por unidade de área, t.ha-1; R = erosividade da chuva, MJ.ha-1 mm.h-1; K = erodibilidade do solo, (t.ha-1)/(MJ.ha-1.mm.h-1) L = comprimento de rampa, adimensional; S = declividade do terreno, adimensional; C = fator que considera o uso e o manejo do solo,
adimensional; P = fator que considera as práticas conservacionistas
adotadas, adimensional.
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Erosividade das Chuvas (MJ mm /ha h ano)< 30003000 a 40004000 a 5000> 5000
# Localização Estação Pluviomética
0 30 Kilometers
N
Mapa da Erosividade das Chuvas para a Folha de Jardim do Seridó
Mapa da Erosividade das chuvas dos postos pluviométricos da Folha de Jardim do Seridó
Jardim do Seridó
Área Piloto
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K = Erodibilidade dos Solos Base: Mapeamento dos Solos, Revisão de
Literatura Compensação para pedregosidade (Com base na
classificação de fotos digitais)
Tabela - Valores médios de K para cada classe de solo
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Solo (42 %)
Pedra (31 %)
Litter (12 %)Sombra (15 %)
Foto Digital Mapa Digital
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C = Uso e manejo Classificação supervisionada Landsat TM Classe caatinga ---> Uso da biomassa a partir do
NDVI