A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO MODIFICAÇÕES DE COBERTURA DA TERRA NO MUNICÍPIO DE PEDRO DO ROSÁRIO – AMAZONIA MARANHENSE ENTRE OS ANOS DE 2000 E 2014 PAULO ROBERTO MENDES PEREIRA1 MESSIAS MODESTO DOS PASSOS2 Resumo:O objetivo maior deste artigo é caracterizar as principais modificações de cobertura da terra do município de Pedro do Rosário-Maranhão a partir da análise de imagens de satélites: Landsat 5 sensor TM e Landsat 8 sensor OLI/TIRS, anos de 2000 e 2014, tendo como procedimentos metodológicos técnicas de sensoriamento remoto como finalidade de realizar correções das distorções geométricas e atmosféricas sendo utilizado o software SPRING versão 5.2.7. Como resultado destaca-se que a área em 14 anos apresentou conversão da vegetação arbórea em outros tipos de cobertura da terra, com destaque para áreas de pastagens, associados principalmente a dinâmica socioeconômica que o município apresenta desde a década de 70. Palavras Chaves: Cobertura da terra; Baixada Maranhense; Pedro do Rosário; Maranhão Abstract: The main objective of this article is to characterize the main land cover changes in the municipality of Pedro do Rosário-Maranhão from the satellite images analysis: Landsat 5 TM and Landsat 8 sensor OLI / TIRS, 2000 and 2014, and as remote sensing techniques methodological procedures intended to perform corrections of geometric and atmospheric distortions are using the SPRING software version 5.2.7. As a result highlights that the area in 14 years showed conversion of trees into other types of land cover especially pastures, mainly associated with socioeconomic dynamics that the city has since the decade of 70. Key Words: Land cover; Baixada Maranhense; Pedro do Rosário; Maranhão 1 INTRODUÇÃO Diante dos problemas ocasionados pelo rápido desenvolvimento socioeconômico, a utilização de ferramentas computacionais, programas e materiais cartográficos se tornam essenciais para auxiliar na gestão do território (CONCEIÇÃO, 2004; SANTOS et al 2010). Nesse contexto, este artigo aborda as modificações de cobertura da terra do município de Pedro do Rosário, localizado na porção oeste do Maranhão, o referido município integra junto com outros 21municípios a microrregião da Baixada Maranhense (CONCEIÇÃO et al, 2012). 1 Acadêmico do Programa de Pós-Graduação em Geografia da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho -Presidente Prudente E-mail para contato:[email protected] 2 Docente do Programa de Pós-Graduação da Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" FCT/UNESP . E-mail paracontato: [email protected] 4606 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO A área apresenta como características a composição de um sistema hidrográfico integrado por um conjunto de rios, lagos, planícies flúvio - marinho e fluviais inundáveis de formação sedimentar, regido pelas características sazonais impõem a área elevado grau de fragilidade ambiental (AB' SABER 1977; MARANHÃO, 2002). O município de Pedro do Rosário apresenta um importante papel dentro do contexto regional da Baixada Maranhense, por sua relevância ecológica e social, em função de seus atributos fisiográficos e biológicos, associados principalmente características topográficas (altitudes variando de 12 a 165m e declividade com até 35%) que constituem área de recarga dos principais rios que condicionam ambientais da Baixada maranhense. Cabe destacar ainda que este município assim como a Baixada Maranhense teve seu processo de ocupação associado a processos econômicos e ao avanço da fronteira agrícola com destaque para a década de 70, onde observouse tentativas de implantação de projetos de ocupação da Amazônia Maranhense. Com financiamento governamental, estes projetos nesta cidade, tinham como objetivo além da ocupação da região do rio Turiaçu tendo como suporte a implantação de sistemas de pastagens, e como consequência um acentuado processo de desmatamento da área observado até nos dias atuais (REZENDO, 1978; JATOBÁ, 2005). Desse modo, é de suma importância a análise da dinâmica de cobertura da terra em nível municipal, pois possibilita identificar e quantificar os tipos de cobertura,tentando associar os processos históricos e atividades socioeconômicas relacionadas ao período. Considera-se também que por meio do auxílio de computacionais,concomitantemente levantamento das características, com técnicas foram de de suma ferramentas sensoriamento importância para para o desenvolvimento da estratégia de conservação ambiental,redução de impactos e planejamento ambiental para o município de Pedro do Rosário. 2 SENSORIAMENTO REMOTO CONCEITOS E APLICABILIDADE EM ESTUDOS GEOGRÁFICOS 4607 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO A representação do uso e cobertura da terra tem por finalidade permitir a análise da distribuição dos remanescentes naturais presentes na paisagem e das atividades humanas que ocorrem na superfície terrestre, em virtude do acelerado processo de transformações e pelos potenciais impactos ambientais e socioeconômicos (SARTORI et al 2013). Sendo uma abordagem comumente feita em estudos que envolvem sensoriamento remoto, apresenta grande relevância em levantamentos relacionados às condições ambientais, fundamental para a gestão ambiental e suporte a ações de planejamento (SARTORI et al 2013). Fitz (2008 p.97); Batista et al (2010 p.3) destacam que Sensoriamento Remoto (SR) –é um conjunto de modernos sensores, equipamentos para processamento de dados, equipamentos de transmissão de dados, aeronaves, espaçonaves, etc., com o objetivo de estudar o ambiente terrestre através de registro e da análise das interações entre a radiação eletromagnética e as substâncias componentes do planeta Terra em suas mais diversas manifestações. A REM trata do transporte de energia por meio de flutuações dos campos elétrico e magnético. As do espectro eletromagnético caracterizadas por possuir em sua composição diferentes comprimentos em função da frequência,que confere respostas distintas dependendo do material de composição químico, físico e biológico(Figura 1). Figura 1: Espectro eletromagnético Fonte: Adaptado de Figueiredo 2005 Estas resposta são captadas pelos sensores e convertidas em dados (imagens de alta, média e baixa resolução espacial) adquiridos pelo receptor. Sendo 4608 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO assim são utilizadas em diversas atividades, desde pesquisas em ambientes urbanos, rurais e ambientes naturais (FLORENZANO, 2002; 2008; FITZ, 2008). Novo (1988) destaca que os produtos do sensoriamento remoto fornecem apenas informações sobre a cobertura do terreno, sendo assim não podem ser utilizados como única fonte de informações para a produção de um mapeamento do uso e cobertura da terra. Batista et al (2010 p. 4) afirmam que um sistema de uso corresponde a uma cobertura, mas pode combinar a manutenção de diferentes variáveis, por exemplo, um sistema agrícola combinando culturas e pastagens melhoradas. O autor supracitado destaca também que a cobertura revela os estados físicos, químicos e biológicos da superfície da terra (floresta, gramíneas, áreas construídas), tendo interesse nas ciências naturais. Já o uso é caracterizado pelo emprego da terra por meio do homem (reserva indígena, pecuária, área residencial), tendo interesse nas ciências sociais. Já para Florenzano (2008), as diversas aplicações das imagens orbitais como: classificações dos objetos nelas identificados, que podem gerar mapas temáticos que são usados para estudos de geologia, vegetação, uso do solo, relevo, agricultura, rede de drenagem, inundações, entre outros, podem indicar diversas modificações do território. Com o melhoramento dos conjuntos de softwares voltados ao processamento de imagens de satélites e fotografias aéreas, tornou as técnicas de sensoriamento remoto um dos instrumentos mais importantes para análise dos fenômenos naturais e socioeconômicos nas mais variadas escalas. Este fator pode ser essencial para o estudo de ambiente com dificuldade de acesso ou em regiões de grande escala, como o ambiente Amazônico Maranhense. A partir dos anos de 1960, na Amazônia Maranhense, inclui-se aqui também Pedro do Rosário e a Baixada Maranhense. A área em questão passou por um acentuado processo de exploração, no estado do Maranhão, iniciada com a construção das BR 316 (1958), BR 010 (1959), BR 222 (1968) e da Ferrovia Carajás (1982) que impulsionaram atração de lavradores, madeireiros e a formação de novos municípios e acelerando o processo do chamado Arco do Desmatamento Amazônico (CUTRIM Jr et al 2014). 4609 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO Nesse contexto, pretende-se um melhor conhecimento da mesma, visando o fornecimento de levantamentos para a área proposta, revelando a importância social, econômica e ambiental que o município apresenta para a Baixada Maranhense. 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS Para a análise da mudança da cobertura da terra do município de Pedro do Rosário, foram adquiridas, por meio do portal eletrônico da USGS (NASA, 2015), imagens do satélite Landsat 5, sensor TM, e Landsat 8 sensor OLI/TIRS, órbita 221, ponto 062, datadas respectivamente de 15 de setembro de 2000, 2 de setembro de 2014, relativas às 6 bandas da faixa do visível e infravermelho com resolução espacial de 30 metros. A escolha das imagens procedeu-se por uma série de características que melhor facilitasse o levantamento dos dados, com destaque para cobertura de nuvem inferior a 20% por quadrante, e ausência da Zona de Convergência Inter Tropical ZCIT, que influência no nível de precipitação local. O tratamento e análise das imagens referentes a área de estudo foram conduzidas no software de licença aberta SPRING 5.2.7 (INPE, 2014), a partir da realização dos seguintes procedimentos: Coleta de pontos de controle para registro das imagens Landsat 5 com base na Imagem Landsat 8 Ortorretificada; Calibração radiométrica da imagem para remoção de ruídos atmosféricos a partir da manipulação de histograma para visualização dos dados, voltados ao melhoramento das imagens (MENESES E NETTO, 2001; MORAES, 2002; FITZ, 2008; FLORENZANO 2008); Cálculo do índice de vegetação da diferença normalizada NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), a partir da seguinte equação: Onde: IVP = Banda do Infravermelho Próximo e IV = Banda do Vermelho tendo como resultado uma imagem com valores que podem ir de -1 a 1, que indica o nível de densidade de vegetação da área: quanto mais próximo, mais densa a 4610 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO vegetação (ROSENDO et al, 2010). A classificação da cobertura da terra foi realizada por meio do método de classificação supervisionada, tendo como base o processo de Segmentação de imagens, possuindo como algoritmo crescimento de regiões, e limiar 8/10. Esta etapa corresponde a criação de um conjunto de polígonos,havendo como características espectrais semelhantes (SANTOS, et al 2010), sendo indicadas 5 classes de cobertura da terra: Área Urbana, Área Antropizada, Vegetação Natural, Vegetação Secundária e Área inundada. 4 RESULTADOS 4.1 Localização, caracterização e mudanças de cobertura da terra entre 2000 e 2014 O município de Pedro do Rosário localizado no Estado do Maranhão, apresenta extensão territorial de 1.750 km 2, faz parte da mesorregião Norte Maranhense e microrregião da Baixada Maranhense. Limita-se com os seguintes municípios: ao Norte com Presidente Sarney e Pinheiro; a Oeste com Santa Helena, Nova Olinda do Maranhão, Aragunã e Zé Doca; ao Sul com Penalva e Zé Doca; e a Leste com Viana, São Bento e Penalva (Figura 1) Os pontos extremos correspondem às seguintes coordenadas geográficas: Norte - 02°44’15” de latitude e -45°24’08” de longitude; Oeste 45°38’15” de longitude e -02°54’08” de latitude; Sul -03°14’19” de latitude e 45°34’44” de longitude e Leste -45°11’00” de longitude e -02°55’27” de latitude (IMESC, 2013 p.124). 4611 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO Figura 1: localização da área de estudo Fonte: Adaptado de IBGE, 2013 Inserido na bacia sedimentar de São Luís o município tem 88% de seu embasamento geológico caracterizado pela formação Itapecuru, de idade cretácea com presença de sedimentos inconsolidados, e tipicamente frágeis Os outros 12% correspondem a formações holocênicas com destaque para os depósitos fluviais e fluviomarinhos (FEITOSA E TROVAO, 2007; CPRM, 2011). A geomorfologia caracteriza-se por topografia plana, com formas tabulares suavizadas, pequenas ondulações associadas à depósitos sedimentares (tesos) e superfície residual de forma tabular e subtabular, com colinas de baixa declividade onde os sítios urbanos estão dispostos (AB' SABER, 1977). O clima da área apresenta elevadas temperaturas entre 26 e 30º,umidade entre 85 e 90%, proporcionando-lhe alta pluviosidade e ocorrência de dois períodos distintos, os quais são: um chuvoso e outro de estiagem, originando paisagens diferenciadas com variedade ecobiótica em função da sazonalidade. (MARANHÃO, 2002). Ao abordar as mudanças de cobertura da terra para o município supracitado, no período entre 2000-2014 (Figura 1) constatou-se elevada redução 4612 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO da vegetação natural principalmente em campos e pastos, mesmo não sendo estes, áreas onde desenvolve-se as principais atividades econômica do município (Gráfico 1). Figura xxx: Comparação das classes de cobertura da terra Fonte: Adaptado de NASA (2015) Mudança de cobertura da Terra 783,70 Mata secundária 284,07 Mata densa 21,59 1,60 2014 Campo inundado 489,11 Área urbana Área antropizada 246,78 1150,02 48,25 0,66 2000 264,09 0,00 500,00 1000,00 Gráfico 1: Evolução da cobertura da terra em Pedro do Rosário Fonte: dados de Pesquisa 4613 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO Destaca-se que para o ano 2000, a vegetação natural (ombrófila densa) representava 66% de toda a cobertura total, sendo a classe com maior predomínio para o município. Para o ano de 2014 a vegetação nativa apresentou diminuição significativa de 75% em 14 anos, apresentando um percentual de aproximadamente 16% da área territorial do município de Pedro do Rosário. Este fator está diretamente associado aos processos socioeconômicos característicos, observados não apenas em Pedro do Rosário, mas em todo o Noroeste da Baixada Maranhense A classe caracterizada pela presença de vegetação mista apresentou maior evolução no período avaliado, correspondendo as áreas em processo de regeneração florestal. Para a imagem do ano 2000 esta classe apresentou apenas 14% da área total do município analisado, ao comparar com o ano de 2014 observou-se aumento gradativo superior a 200%. Área urbana do município apresentou crescimento de aproximadamente 94% em 14 anos, reflexo do crescimento populacional na qual a área passou (26%) (IBGE. 2011). Cabe destacar que a área mesmo apresentando crescimento urbano significativo, a maioria da população reside nas áreas rurais do município (75%), e tem como pratica a agricultura de subsistência. (IBGE, 2011). As áreas antropizadas correspondem aos espaços com presença de parcelas com pastos, agricultura e pecuária. A imagem do ano 2000,mostra que esta classe representava aproximadamente 15% da cobertura total do município, e a menor classe encontrada na área. Esta tinha sua distribuição na porção sudoeste do município, área destinada aos projetos de colonização na qual o Estado passou, entre 1970 e 1980, e acelerou o processo de transformações da área. No ano de 2014 estas áreas representam aproximadamente 27% da cobertura total do município de Pedro do Rosário, um aumento percentual representativo de 85,20%, estando associado principalmente ao avanço da fronteira agrícola, intensificação da extração de madeira e implantação de pastagens sobre remanescentes de vegetação arbórea e matas secundárias. 4614 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO 5 CONCLUSÃO Os procedimentos utilizados para o cruzamento multitemporal apresentaram grande eficiência, pois despontaram capacidade de abranger com detalhes um mosaico geoambiental complexo, como o observado na área de estudo. Detectou-se um crescimeto em escala expressiva de conversão da vegetação arbórea primária em outros tipos cobertura da terra, tais como: áreas de cultivo e pastagens, no qual a média resolução da imagem Landsat 5 TM não é capaz de definir com tantos detalhes as diferenças. A prática destas atividades no município caracterizam-se como pouco sustentáveis, pois as técnicas de manejo do solo utilizadas pelos agricultores são arcáicas e os solos da região são pouco produtivos para exploração agrícola a longo prazo, servindo apenas para o uso limitado de pastagens onde boa parte da vegetação herbácea é usada. As técnicas de sensoriamento remoto aplicadas em imagens de média resolução foram capazes de indentificar diferentes classes de cobertura da terra, mas necessita-se de um estudo posteriore para o aprofundado da realidade socioambiental do município, com a espacialização detalhada dos tipos de uso agrícola, localização de pastagens e povoamentos para o desenvolvimento de estratégias mais eficazes de proteção das áreas protegidas desta localidade. REFERÊNCIAS AB’ SABER, A. N. Contribuição à Geomorfologia do Estado do Maranhão.Notícia Geomorfológica. Campinas, V. 3, nº 5, p 66 – 77. 1977. BATISTA, J. L. O; SILVA, A. de B. e S; SANTOS, R. L. Procedimentos metodológicos para o mapeamento da cobertura do solo da carta SC 24 - Z - C - I - 3utilizando geotecnologia. in: Anais do III Simpósio de Ciências Geodésicas e Tecnologia da Informação. CONCEIÇÃO, M. V.S. da; MOREIRA, J. F; FARIAS FILHO, M. S. O espaço natural da Baixada Maranhense. in: FARIAS FILHO, M. S. O espaço geográfico da Baixada Maranhense. São Luís: JK Gráfica, 2012. CONCEIÇÃO, L. A. B. da S. Diagnóstico ambiental através do uso de técnicas de sensoriamento remoto como apoio para o planejamento de unidades administrativas: o caso de Osório, RS. Porto Alegre. Dissertação de Mestrado.UFRGS, 2004. 4615 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO CPRM, Serviço Geológico do Brasil SECRETARIA DE GEOLOGIA, MINERAÇÃO E TRANSFORMAÇÃO MINERAL; MINISTÉRIO DO PLANEJAMENTO, ORÇAMENTO E GESTÃO; MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA. Relatório diagnóstico do município de Pedro do Rosário: projeto cadastro de fontes de abastecimento por água subterrânea no estado do Maranhão Teresina: CPRM - Serviço Geológico do Brasil, 2011. CUTRIM JÚNIOR, V.; PEREIRA. P. R. M.; VIEGAS. J. C.; FEITOSA, A. C. DINÂMICA DO USO E COBERTURA DA TERRA NO MUNICÍPIO DE SÃO JOÃO DO CARÚ, MARANHÃO. in: Anais da I Jornadas Lusófonas Coimbra: “Marcos e Marcas Lusófonas”. Coimbra, 2014. FEITOSA, Antonio Cordeiro; TROVÃO, José de Ribamar. Atlas escolar do Maranhão: espaço geo-histórico e cultural. João Pessoa: Editora Grafset, 2007. FIGUEREDO, D. Conceitos básicos de Sensoriamento Remoto. Brasília: CONAB, 2005 disponível em:http://www.conab.gov.br/conabweb/download/SIGABRASIL/manuais/conceitos_s m.pdf. Acesso em: 27/10/2014 FITZ, P. R. Geoprocessamento sem complicação. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. FLORENZANO. T. G. Iniciação em sensoriamento Remoto. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. FLORENZANO, T. G. Imagens de satélites para estudos ambientais. São Paulo: Oficina de Textos, 2002 IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Bases de Informações do Censo Demográfico 2010: Resultados do Universo Por Setor Censitário. Rio de Janeiro: IBGE, 2011. INPE JATOBÁ, J. Dinâmica demográfica e econômica na Pré-Amazônia Maranhense: a fronteira de recursos e o programa de colonização do Alto Turi. Recife: UFPE. 2005 MARANHÃO, Gerência de Planejamento (GEPLAM). Atlas do Maranhão. São Luís: LABGEO/UEMA/GEPLAN. 2002. __________INSTITUTO MARANHENSE DE ESTUDOS SOCIOECONÔMICOS E CARTOGRÁFICOS. Enciclopédia dos municípios maranhenses: microrregião geográfica da Baixada Maranhense. São Luís: IMESC, 2014. MENEZES, P. R. & MADEIRA NETO, J. S. (Orgs). Sensoriamento remoto reflectância dos alvos naturais. Brasília: Ed. UnB e EMBRAPA, 2001. MOREIRA, M. A. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. 3ª edição.Editora UFV, 2005. 320p. NOVO, E. M. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. Edgard Blücher Ltda, 2ª ed. 1988. 308p. 4616 A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO DE 9 A 12 DE OUTUBRO NOVO, E. M. L e PONZONI, F. J. Introdução ao Sensoriamento Remoto. São José dos Campos: Instituto Nacional de Pesquisas Ambientais, 2001. RESENDO J. dos S. Índices de Vegetação e Monitoramento do uso do solo e cobertura vegetal na Bacia do rio Araguari -MG - utilizando dados do sensor Modis. Mestrado em Geografia e Gestão do Território - Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. 2005. ROSA, R. Introdução ao sensoriamento remoto. 5. ed. Uberlândia, MG: UFU, 2003. p. 203. Disponível em: <http://marte.dpi.inpe.br/col/ltid.inpe.br/sbsr>. Acesso em 26 jun.15. SANTOS, A. R. dos; PELUZIO, T. M. de O.; E SAITO, N. S. SPRING 5.1.2 passo a passo: aplicações e práticas. Alegre- ES: CAUFES, 2010. SARTORI, A. A. C. Análise multitemporal do uso e cobertura do solo na Área de Proteção Ambiental (APA) Tejupá, no período de 1984 a 2011. In: XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 2013, Foz do Iguaçu. Anais.... Foz do Iguaçu, PR, 2013, p. 7048 - 7055. USGS. United States Geological Survey. June 15, 2015. Disponível em: www.usgs.com. acesso em:10/04/2015 4617