Relatório III Diagnóstico geo-biofísico e Carta temática de Vulnerabilidade Natural Convênio n.º 013/2008 Novembro 2010 1 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES CAPÍTULOS I - VULNERABILIDADE NATURAL DOS SOLOS, VULNERABILIDADE À EROSÃO E ATIVIDADE DE MINERAÇÃO II - CLIMA III - VULNERABILIDADE NATURAL DOS RECURSOS HÍDRICOS IV - ANÁLISE DA DEMANDA DOS RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS V - VULNERABILIDADE NATURAL DO MEIO BIÓTICO VI - MAPEAMENTO DA FORA NATIVA E DOS REFLORESTAMENTOS VII - VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA VIII - DIAGNÓSTICO DA VULNERABILIDADE NATURAL 2 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES I - VULNERABILIDADE NATURAL DOS SOLOS, VULNERABILIDADE À EROSÃO E ATIVIDADE DE MINERAÇÃO João José Marques - UFLA Nilton Curi - UFLA 1. APRESENTAÇÃO Solos são a base dos ecossistemas terrestres e são tremendamente afetados por diversas atividades humanas. Assim, é natural que eles tenham um papel destacado na avaliação da vulnerabilidade natural. Também resulta óbvio que diferentes solos reagirão de modo distinto sob um mesmo impacto antrópico negativo pois os diferentes atributos físicos, químicos, biológicos e mineralógicos, que variam de sítio a sítio, conferem aos solos variados graus de vulnerabilidade. Mesmo a um leigo, resulta óbvio que o mesmo impacto humano, aplicação de biossólidos ou lodo de esgoto p.e., a um solo raso trará consequências muito mais graves do que se aplicado a um solo profundo. Portanto, a existência de atributos diferenciais entre as diversas classes de solos e sua diversa reação a um dado impacto antrópico constitui o fundamento da determinação da vulnerabilidade natural para o componente solos. Porém, por simplicidade, reduziu-se a estimativa da vulnerabilidade dos solos ao efeito da contaminação ambiental sobre os mesmos. Impactos antrópicos de outras naturezas, como compactação ou erosão, não foram incluídos nessa estimativa de vulnerabilidade natural ou foram tratados separadamente. Assim, a vulnerabilidade do componente solos deve ser compreendida como sendo a vulnerabilidade natural do solo à contaminação ambiental causada pelo homem. 3 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Erosão é um fenômeno comumente associado a solos. No entanto, os fatores que fazem com que determinada gleba de terreno seja mais ou menos vulnerável à erosão incluem não apenas o solo propriamente dito mas também fatores extrínsecos a ele, como a cobertura vegetal e a intensidade das chuvas. Assim, optou-se por estimar a vulnerabilidade natural dos solos à erosão como um item independente da vulnerabilidade natural do solo à contaminação ambiental. É também necessário esclarecer que aqui entende-se erosão como sendo o processo de remoção de partículas de solo ( e água ) por ação da chuva e do escoamento superficial (enxurrada). Outras formas de erosão, como a eólica, não foram consideradas. Os processos de erosão costeira, devidos à ação das ondas e marés, foram considerados em outra parte deste estudo. A atividade minerária, por ser uma atividade antrópica e obviamente artificial, não se enquadra de forma alguma na definição de vulnerabilidade. Todavia, a mineração não poderia ficar fora de um trabalho de zoneamento ecológicoeconômico. A mineração foi incluída na carta de potencialidade social (vide capítulo correspondente) em função de sua capacidade para geração de renda e riqueza em cada município. Neste presente capítulo, serão descritos os procedimentos para inclusão da atividade de mineração em função da geologia do Estado do Espírito Santo e do interesse dos empresários do setor de mineração. O reconhecimento das peculiaridades das regiões abrangidas por este estudo foi o norteador do desenvolvimento e da interpretação dos trabalhos relativos aos ramos da ciência acima referidos. O mosaico de ambientes e sub-ambientes nas regiões de estudo, foi sempre levado em consideração, procurando-se adaptá-lo às escalas das bases de dados disponíveis. Entende-se que este trabalho permite ajustes a nível regional, municipal e local, representando uma moldura didática para informação e tomada de decisões, inclusive levantando lacunas de conhecimento e prioridades para futuros estudos mais detalhados. 4 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2. ABORDAGEM METODOLÓGICA 2.1. Bases de dados As bases de dados utilizadas para este trabalho encontram-se descritas na Tabela 1. Todas essas bases encontram-se em formato digital e são de domínio público. Tentou-se obter bases de dados que fossem ao mesmo tempo recentes e de escala grande para melhor detalhamento. Tanto quanto seja do conhecimento dos autores deste trabalho, para as regiões de estudo, as bases listadas na Tabela 1 são as mais recentes e as de maior escala. Tabela 1 - Bases de dados, formatos e escalas utilizados neste trabalho. Mapas Temáticos Fonte Escala Ano Embrapa/IBGE 1:400.000/1.000.000 1978/1987 - Geologia CPRM 1:1.000.000 2004 - Perímetros requeridos para pesquisa, prospecção e lavra DPNM 1:25.000 (aproximada) 2010 - Modelo digital de elevação (elaborado a partir de levantamento aerofotogramétrico) IEMA 1:10.000* 2008 Embrapa 1:400.000 1978 - Solos - Hidrografia (principais rios) *Para o modelo digital de elevação é mais correto falar-se em resolução e não em escala. A resolução do modelo digital de elevação utilizado neste trabalho é de 5 m, o que aproximadamente corresponde a uma escala de 1:10.000. Conforme dito anteriormente, os três temas deste capítulo (solos, erosão e mineração) foram abordados separadamente. O tratamento dado a cada um desses temas é descrito a seguir. 5 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.2. Vulnerabilidade Natural à Contaminação Ambiental pelo Uso do Solo Primeiramente, usando as informações presentes no Mapa de Solos do Estado do Espírito Santo (Embrapa, 1978), foram produzidos mapas auxiliares de: (i) teor de matéria orgânica do solo; (ii) textura do solo; e (iii) mapa pedológico simplificado. Para elaboração do mapa do teor de matéria orgânica do solo, utilizaram-se informações referentes ao horizonte superficial de cada unidade de mapeamento. Assim, unidades de mapeamento com horizonte “A fraco” foram classificadas como tendo baixo teor de matéria orgânica. Unidades de mapeamento com horizonte “A moderado” foram classificadas como tendo médio teor de matéria orgânica. Os demais tipos de horizontes superficiais (A proeminente, A húmico e A chernozêmico) foram classificados como tendo alto teor de matéria orgânica. A textura do solo foi obtida diretamente do mapa de solos, sendo que a presença de cascalho foi considerada como diluente em termos de comportamento do solo. Dessa forma, um solo “argiloso cascalhento”, por exemplo, foi classificado como tendo textura média. Um solo textura “média cascalhenta” foi classificado como tendo textura grosseira. O mapa pedológico simplificado foi elaborado desconsiderando-se informações taxonômicas não julgadas relevantes para o objetivo deste trabalho. Por isso, o mapa pedológico simplificado apenas mostra o principal componente de cada unidade de mapeamento no primeiro ou no segundo nível categórico mais alto (ordens e sub-ordens) (Embrapa, 2006). Utilizou-se também um mapa hidrográfico, que mostra a distribuição dos principais rios capixabas, a fim de definir-se uma distância ao seu redor passível de maior vulnerabilidade. Definiu-se que as áreas a 300 m dos principais cursos d’água possuem vulnerabilidade maior que as áreas circundantes, já que quanto maior a 6 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES proximidade dos cursos d’água maior a probabilidade de um eventual contaminante aplicado ao solo vir a atingi-los. O fator que determinou a vulnerabilidade natural do componente “solos” foi a suscetibilidade à contaminação ambiental pelo uso. Na verdade, por contaminação ambiental deve entender-se a incapacidade do solo em atenuar ou amenizar eventuais contaminantes, permitindo assim que os mesmos alcancem outros componentes do ecossistema e contaminem a cadeia alimentar. Assim, um solo que tenha boa capacidade em acumular substâncias tóxicas, neutralizando-as e tornando-as inócuas é considerado como tendo baixa vulnerabilidade à contaminação. Esse fator foi escolhido devido à sua importância ecológica e à existência de dados que pudessem ser trabalhados para obter uma estimativa pelo menos qualitativa. Os mapas auxiliares descritos anteriormente (matéria orgânica do solo, textura do solo, pedológico simplificado e hidrografia) foram re-interpretados gerando o mapa de vulnerabilidade à contaminação ambiental pelo uso do solo. A re-interpretação das informações básicas foi feita de acordo com o quadro-guia especialmente elaborado para este fim (Tabela 2). Áreas de brejos e terrenos alagadiços também foram identificadas e tiverem sua vulnerabilidade considerada agravada. 7 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 2 - Quadro-guia para determinação da vulnerabilidade natural à contaminação ambiental pelo uso do solo. Nível Classe de Solo Textura Teor de matéria orgânica Proximidade de rios (<300 m) Gleissolo - - - - - Baixo - - - - Sim - - - - Neossolo Flúvico ou Espodossolo ou Neossolo Litólico - - Não Cambissolo - Médio Não Neossolo Quartzarênico ou Cambissolo - Alto Não Argissolo Grossa - Não Latossolo Média Médio Não Argissolo Média - Não Argissolo Fina - Não Nitossolo - Médio Não Latossolo Média Alto Não Latossolo Fina - Não Nitossolo - Alto Não Muito alto Alto Médio Baixo Muito baixo 8 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.3. Vulnerabilidade Natural dos Solos à Erosão A geomorfologia e a classe de solos foram consideradas neste trabalho como sendo os principais fatores responsáveis pela vulnerabilidade natural à erosão, juntamente com a intensidade das chuvas e a exposição do solo ao impacto direto das gotas de chuva. Os métodos empregados para se conseguir os mapas de intensidade das chuvas e da exposição do solo ao impacto direto das gotas de chuvas estão descritos em outros capítulos deste trabalho. Inicialmente, procurou-se obter uma estimativa para a erodibilidade dos solos capixabas. Essa erodibilidade foi obtida interpretando-se os mapas auxiliares de teor de matéria orgânica do solo, textura do solo e pedológico simplificado, conforme o quadro-guia apresentado na Tabela 3. 9 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 3 - Quadro-guia para estimativa da erodibilidade. Erodibilidade Muito baixa Baixa Média Alta Muito alta Solo Textura Latossolo Fina Teor de matéria orgânica Médio ou Alto Gleissolo ou Neossolo Flúvico - - Latossolo Média - Argissolo Fina Alto Nitossolo - Alto Neossolo Quartzarênico - Alto Argissolo Fina Médio Argissolo Média ou Grossa Alto Nitossolo - Médio Argissolo Média ou Grossa Médio Neossolo Quartzarênico - Médio Cambissolo - Alto Espodossolo - Médio - - Baixo Neossolo Litólico - - Cambissolo - Médio Afloramento de Rochas - - Em seguida, foi elaborado um mapa de risco potencial de erosão, levando-se em conta a erodibilidade dos solos e o declive. O declive foi obtido a partir do modelo digital de elevação e foi classificado conforme Lemos & Santos (1996) em: plano (0 a 3 %); suave-ondulado (3 a 8 %); ondulado (8 a 20 %); forte-ondulado (20 a 45 %); montanhoso (45 a 75 %); e escarpado (>75 %). A Tabela 4 mostra o 10 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES quadro-guia utilizado para converter as classes de erodibilidade do solo e declive em risco potencial de erosão. Tabela 4 - Quadro-guia para estimativa do risco potencial de erosão. Risco de erosão Erodibilidade Declive Muito baixo Muito baixa ou Baixa Plano ou suave-ondulado Muito baixa Ondulado Média Plano ou suave-ondulado Muito baixa Forte-ondulado Baixa ou Média Ondulado Alta ou Muito alta Plano ou suave-ondulado Baixa ou Média Forte-ondulado Alta Ondulado - Montanhoso Alta Forte-ondulado Muito alta Ondulado ou forte-ondulado Baixo Médio Alto Muito alto Finalmente, a vulnerabilidade natural à erosão foi determinada combinandose o risco potencial de erosão, a intensidade das chuvas e a exposição do solo ao impacto direto das gotas de chuva, conforme o quadro-guia da Tabela 5. 11 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 5 - Quadro-guia para determinação da suscetibilidade à erosão Suscetibilidade à erosão Muito baixa Intensidade das chuvas Risco de erosão Muito baixa Exposição do solo Baixa Muito baixa Muito baixa Média Muito baixo Muito baixa Muito baixa Alta Médio Muito baixa Baixa Baixa Muito baixo Muito baixa Baixa Média Baixo Muito baixa Baixa Alta Médio Muito baixa Média Baixa Baixo Muito baixa Média Média Médio Muito baixa Média Alta Médio Muito baixa Alta Baixa Baixo Muito baixa Alta Média Alto Muito baixa Alta Alta Alto Muito baixa Muito alta Baixa Alto Muito baixa Muito alta Média Alto Muito baixa Muito alta Alta Alto Baixa Muito baixa Baixa Baixo Baixa Muito baixa Média Médio Baixa Muito baixa Alta Médio Baixa Baixa Baixa Baixo Baixa Baixa Média Médio Baixa Baixa Alta Médio Baixa Média Baixa Médio Muito baixo 12 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Suscetibilidade à erosão Baixa Intensidade das chuvas Risco de erosão Média Exposição do solo Média Baixa Média Alta Alto Baixa Alta Baixa Médio Baixa Alta Média Alto Baixa Alta Alta Alto Baixa Muito alta Baixa Alto Baixa Muito alta Média Alto Baixa Muito alta Alta Muito alto Média Muito baixa Baixa Baixo Média Muito baixa Média Médio Média Muito baixa Alta Médio Média Baixa Baixa Baixo Média Baixa Média Médio Média Baixa Alta Médio Média Média Baixa Médio Média Média Média Médio Média Média Alta Alto Média Alta Baixa Médio Média Alta Média Alto Média Alta Alta Alto Média Muito alta Baixa Médio Média Muito alta Média Alto Média Muito alta Alta Muito alto Alta Muito baixa Baixa Baixo Médio 13 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Suscetibilidade à erosão Alta Intensidade das chuvas Risco de erosão Muito baixa Exposição do solo Média Alta Muito baixa Alta Alto Alta Baixa Baixa Baixo Alta Baixa Média Alto Alta Baixa Alta Alto Alta Média Baixa Médio Alta Média Média Alto Alta Média Alta Muito alto Alta Alta Baixa Alto Alta Alta Média Muito alto Alta Alta Alta Muito alto Alta Muito alta Baixa Muito alto Alta Muito alta Média Muito alto Alta Muito alta Alta Muito alto Muito alta Muito baixa Baixa Muito alto Muito alta Muito baixa Média Muito alto Muito alta Muito baixa Alta Muito alto Muito alta Baixa Baixa Muito alto Muito alta Baixa Média Muito alto Muito alta Baixa Alta Muito alto Muito alta Média Baixa Muito alto Muito alta Média Média Muito alto Muito alta Média Alta Muito alto Muito alta Alta Baixa Muito alto Médio 14 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Suscetibilidade à erosão Muito alta Intensidade das chuvas Risco de erosão Alta Exposição do solo Média Muito alta Alta Alta Muito alto Muito alta Muito alta Baixa Muito alto Muito alta Muito alta Média Muito alto Muito alta Muito alta Alta Muito alto Muito alta Qualquer Muito alta Muito alto Muito alto 2.4. Mineração Em virtude do conceito de Vulnerabilidade Natural adotado neste trabalho, a mineração, uma importante atividade antrópica, foi excluída da Carta de Vulnerabilidade Natural. Todavia, como não podia deixar de ser, ela foi incluída com destaque no Zoneamento Ecológico-Econômico do Espírito Santo. Os perímetros registrados junto ao DNPM como áreas de pesquisa, prospecção ou lavra foram considerados como sendo a sinalização do setor minerário para áreas de interesse potencial. Como tal, foram chamados de “Zona Temática de Uso Potencial para Mineração”. Adicionalmente, como auxiliar ao planejamento, foram elaborados mapas de “Densidade de Interesse Minerário” e de “Densidade de Ocorrências Minerais”. O mapa de “Densidade de Interesse Minerário” foi elaborado calculando-se a densidade de áreas registradas junto ao DNPM por quilômetro quadrado de território estadual. Já o mapa de “Densidade de Ocorrências Minerais” foi obtido calculandose para cada unidade litológica presente no estado a quantidade de ocorrências minerais (consideradas em geral, não especificando-se abundância, viabilidade, etc.) que estão nela presentes. O mapa gerado é o somatório de todas as ocorrências minerais registradas na base de dados da CPRM, misturando-se no mapa minérios de alto valor agregado, como diamante, e outros de baixo valor, 15 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES como areia. No entanto, informação pormenorizada por grupo de minérios (gemas, minerais ferrosos, materiais para construção, etc.) também pode ser disponibilizada. As áreas incluídas na “Zona Temática de Uso Potencial para Mineração” mantêm sua classificação quanto à Vulnerabilidade Natural, mas ao mesmo tempo são marcadas como áreas eventualmente passíveis de serem exploradas para mineração. Dessa forma, a aptidão natural dessas áreas é mantida ao mesmo tempo que sua possível vocação minerária é devidamente assinalada e registrada. 3. MAPAS E SÍNTESE Os resultados obtidos neste trabalho encontram-se expressos na forma de mapas digitais em formato raster e são mostrados a seguir. O mapa pedológico simplificado (Figura 1) mostra um domínio de Latossolos (solos profundos, bastante intemperizados-lixiviados, com baixa fertilidade natural e geralmente boas propriedades físicas) na maior parte do Estado. Estes são seguidos pelos Argissolos (solos moderadamente profundos, maduros, com fertilidade natural geralmente mais elevada e propriedades físicas não tão boas em comparação aos Latossolos); Cambissolos (solos geralmente mais rasos, jovens, com fertilidade natural variável e propriedades físicas predominantemente desfavoráveis); e os Neossolos Litólicos (solos muito rasos, muito jovens, com fertilidade natural variável e propriedades físicas muito limitantes). Ao longo dos rios principais, sobressaem-se os Neossolos Flúvicos, os quais são muito variáveis a pequenas distâncias, tanto na horizontal quanto na vertical. 16 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 1 – Mapa pedológico simplificado mostrando os domínios das classes de solos. O mapa de textura do solo (Figura 2), que representa a distribuição granulométrica (tamanho de partícula dos componentes areia, silte e argila), aqui simplificada nas classes grossa, média e fina, conforme detalhado na metodologia, depende do material de origem e do grau de intemperismo do solo. Há dominância nítida das texturas fina e grosseira, sendo que a maior expressão desta última aparece nos Tabuleiros Costeiros e litoral do Estado. Áreas de textura indiscriminada e média ocorrem em menor proporção. 17 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 2 – Mapa de textura do solo nas regiões estudadas. O mapa do teor de matéria orgânica do solo (Figura 3), um dos atributos de maior importância no comportamento e sustentabilidade dos agroecossistemas tropicais, revela predomínio da classe média, com pouca manifestação das demais classes. Esta constatação reforça a necessidade de maiores cuidados no manejo deste atributo, principalmente nas regiões relativamente mais secas do Estado, no intuito de evitar sua degradação, o que traria consequências muito graves ao ambiente em geral. 18 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 3 – Mapa de teor de matéria orgânica do solo nas regiões estudadas. O mapa dos principais rios do Estado do Espírito Santo pode ser visto na Figura 4. 19 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 4 – Mapa dos principais rios do Estado do Espírito Santo. A síntese das informações anteriores é mostrada na figura 5 que é o mapa de vulnerabilidade natural à contaminação do solo pelo uso. A probabilidade de contaminação ambiental pelo uso do solo (Figura 5), indica um amplo domínio das classes muito baixa e baixa na porção central do estado, o que é bastante promissor neste enfoque. O fato dos solos mais profundos dominarem a paisagem (Figura 1), estando relativamente mais distantes das várzeas, ajuda a explicar tais resultados na medida em que o poluente tem um longo caminho a percorrer até poder atingir os cursos d’água a jusante das paisagens. Já na regiãos dos Tabuleiros Costeiros predominam solos de vulnerabilidade média. Áreas de solos rasos e planícies 20 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES aluviais apresentam vulnerabilidade à contaminação ambiental pelo uso do solo bem mais pronunciada, requerendo maiores cuidados neste contexto. Figura 5 – Mapa de vulnerabilidade natural à contaminação ambiental pelo uso do solo. Relativamente à geomorfologia, o mapa de declividade, obtido a partir de um modelo digital de elevação (Figura 6), mostra um domínio das classes plano (0-3% de declividade) e suave-ondulado (3-8% de declividade) na porção norte-nordeste do estado. Nas demais regiões, predominam relevos bastante movimentados, compreendendo a maioria do Estado. 21 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 6 – Mapa de declividade do terreno no Estado do Espírito Santo. A erodibilidade (Figura 7), que representa a suscetibilidade do solo à erosão, revela dominância da classe baixa na maior parte do Estado. As classes muito alta e alta sobressaem-se nos Tabuleiros Costeiros e na região serrana. Convém ressaltar que no tocante aos Tabuleiros Costeiros, o adensamento (a coesão) subsuperficial, característico da maioria dos solos deste ambiente, minimiza em muito a probabilidade de erosão em sulcos e voçorocas. Quando este atributo (erodibilidade) é cruzado com a declividade, obtem-se um mapa chamado de risco de erosão (Figura 8), o qual apresenta um cenário mais realista pois muitas áreas de alta erodibilidade (Tabuleiros Costeiros, p. e.) possuem baixa declividade, resultando num menor risco. 22 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 7 – Mapa da erodibilidade do solo no Estado do Espírito Santo. 23 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 8 – Mapa de risco de erosão, resultante da sobreposição de erodibilidade do solo e declividade. Em termos da vulnerabilidade dos solos à erosão (integrando risco de erosão, cobertura do solo e intensidade de chuvas) (Figura 9), há grandes áreas de vulnerabilidade muito alta ao mesmo tempo em que há áreas significativas de vulnerabilidade muito baixa. Áreas de média vulnerabilidade à erosão tendem a ser mais reduzidas. 24 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 9 – Mapa da vulnerabilidade dos solos à erosão. O mapa de ocorrências minerais, por unidades litológicas, em seu sentido mais amplo (Figura 10), evidencia grandes densidades na porção sul do Estado. O noroeste do Estado também apresenta-se razoavelmente rico em ocorrências minerais, com menor quinhão cabendo à região nordeste. Em consonância com estes aspectos, a densidade de interesse minerário (Figura 11), que pode ou não traduzir-se em lavras e explorações, acompanha as tendências do mapa de ocorrências minerais, como seria de se esperar, com maior número de registros nas regiões anteriormente citadas. 25 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 10 – Mapa de ocorrências minerais por unidades litológicas nas regiões estudadas. 26 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 11 – Mapa de densidade de “interesse” do setor minerário. 27 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES II - CLIMA Luiz Gonsaga de Carvalho - UFLA Arionaldo de Sá Júnior - UFLA Carlos Rogério de Mello - UFLA Antônio Marciano da Silva - UFLA João José Granate de Sá e Melo Marques - UFLA Marcelo de Carvalho Alves - UFLA Pietros André Balbino dos Santos - UFLA Lucas Centurion - UFLA 1. APRESENTAÇÃO O zoneamento climático é de extrema importância para subsidiar a implantação e planejamento de diversas áreas de desenvolvimento sócioeconômico e ecológico de uma região (VIANELLO e ALVES, 1991). A delimitação das regiões climaticamente homogêneas permite, não só estabelecer os indicadores do potencial do meio físico e biótico para a região em estudo, mas também, juntamente com as delimitações das áreas homogêneas sob o ponto de vista sócioeconômico, contribui para o desenvolvimento sustentável da região. Embora mudanças climáticas possam ocorrer em médio e longo prazo, o zoneamento climático deve ser reavaliado e atualizado constantemente visando obter maiores informações sobre as condições climáticas e, sobretudo, proporcionar maior adequação dos investimentos sócio-econômicos na região. Há necessidade, portanto, de aquisição e criação de banco de dados mais completos e consistentes, principalmente pela ampliação da rede meteorológica através de instalações de estações de observações meteorológicas distribuídas em todo o Estado. 28 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Em estudos climáticos, o balanço hídrico climatológico (BHC) normal de um local ou região é considerado um dos melhores referenciais para a caracterização climática. O BHC, segundo Thornthwaite e Mather (1955), descrito detalhadamente por VIANELLO e ALVES (1991) e PEREIRA et al. (1997), fornece informações da disponibilidade hídrica local ou regional, pelo cálculo da deficiência hídrica (Def), excesso hídrico (Exc), retirada e reposição de água no solo. Para a sua elaboração, efetua-se o balanço entre entradas e saídas de água no sistema solo-planta levando em conta a capacidade de armazenamento de água pelo solo. Para os cálculos do BHC, além da necessidade de informar geograficamente o local por meio de suas coordenadas geográficas, são também necessários, para todos os meses do ano, dados de uma série longa dos elementos climáticos sendo, muito comum, utilizarem dados normais, ou seja, dados publicados nas Normais Climatológicas. Normais Climatológicas se referem aos dados médios dos elementos meteorológicos de séries diárias durante 30 anos. Para maior padronização das informações, a Organização Meteorológica Mundial (OMM) estabeleceu que as primeiras normais climatológicas se referissem ao período de 1901 a 1930, a segunda de 1931 a 1960, a terceira e mais atual, de 1961 a 1990, e assim por diante. Complementando, Thornthwaite propôs uma classificação climática utilizando índices calculados a partir de parâmetros do próprio BHC, ou seja, de valores anuais da evapotranspiração potencial (ETp), excesso hídrico (Exc) e deficiência hídrica (Def), conforme estão apresentados a seguir (Equações 1 a 3). Ressalta-se que, na equação 1, o parâmetro Ia (índice de aridez) não está sendo ponderado por um fator multiplicador igual a 0,6, pois este fator era utilizado quando se calculava o índice de umidade a partir dos parâmetros do BHC proposto originalmente por Thornthwaite em 1948. Portanto a equação 1 é válida para o BHC que foi mais tarde aperfeiçoado por Thornthwaite e Mather (1955) o qual é utilizado no presente estudo. 29 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Índice de umidade de Thornthwaite (Iu): Iu Ih Ia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) em que, o índice hídrico (Ih) e índice de aridez (Ia), são calculados respectivamente por: Ih 100 Exc ETp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (2) Ia 100 Def ETp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3) Com base no índice de umidade (Iu), Thornthwaite (1974) e sob uma revisão de especialistas ocorrida na Índia em 1980 (ICRISAT, 1980) foram definidos os seguintes tipos climáticos (Tabela 1): 30 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 1 - Tipos climáticos segundo Thornthwaite (1974) e ICRISAT (1980), baseados no índice de umidade (Iu) gerado a partir dos parâmetros do BHC de Thornthwaite e Mather (1955) TIPO DE CLIMA Iu A Superúmido B4 Úmido 80 Iu < 100 B3 Úmido 60 Iu < 80 B2 Úmido 40 Iu < 60 B1 Úmido 20 Iu < 40 C2 Subúmido 0 Iu < 20 C1 Subúmido seco -33,3 Iu < 0 D Semi-árido -66,7 Iu < -33,3 E Árido -100 Iu < -66,7 Iu 100 2. ABORDAGEM METODOLÓGICA 2.1. Base de dados Para efeito do presente trabalho, diante da escassez de estações climatológicas no Estado do Espírito Santo, sendo apenas quatro que contém séries equivalentes a trinta anos de observações (Figura 1), optou-se por utilizar a base de dados climáticos da WorldClim (Global Climate Data v.1.4) disponível em www.worldclim.org/current.htm (HIJMANS et al. 2005), de acordo com a metodologia descrita s seguir. 31 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES “O banco de dados climatológico digital disponibilizado pela organização internacional WorldClim, foi desenvolvido com dados de estações climatológicas dispostas em todo o mundo, principalmente no período entre 1950 e 2000. Esses dados estão disponibilizados em quatro diferentes resoluções (em arcos de: 30 segundos, 2,5 minutos, 5 minutos e 10 minutos), considerando que 1° equivale a 111,2 km. Figura 1 - Localização das quatro Estações Climatológicas Principais do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) no Estado do Espírito Santo e estados circunvizinhos. Para o Brasil, os principais dados foram obtidos por meio da rede nacional de observações meteorológicas de superfície do Instituto Nacional de Meteorologia 32 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES (INMET). Esses dados estão presentes nas Normais Climatológicas (1961-1990), (BRASIL, 1992), publicadas pelo próprio INMET e disponibilizadas mundialmente pela Organização Mundial de Meteorologia (WMO). Dados complementares da RHYDRONET (2009), (dados regionais para a América Latina e Caribe), e da FAOCLIM 2.0 base global de dados climáticos (FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION - FAO, 2001) também fazem parte do conjunto de informações utilizadas para a composição dos arquivos digitais da WorldClim para a América do Sul. Os dados das estações climatológicas no mundo de onde se originaram as informações climáticas necessárias à espacialização pela WorldClim apresentavam uma série histórica mínima de dez anos de registros. Como a fonte primária de dados climatológicos foi oriunda de diversas instituições localizadas em diferentes regiões no mundo, para que não houvesse duplicação de dados procedentes de uma mesma estação climatológica, houve uma tolerância mínima no espaçamento de 5 km, a partir de cada ponto onde se obtiveram os dados. Isso permitiu que dados de uma mesma estação disponibilizados por instituições diferentes não pudessem ser utilizados duplicadamente. Para melhor composição da espacialização dos dados primários mundiais, foi necessário dividir o mundo em 13 zonas. A sobreposição dessas zonas foi efetuada de forma a obter uma transição suave nas camadas de informações. Cada uma das zonas foi sobreposta em pelo menos 15°, chegando, em algumas áreas, a 30°. Os dados de precipitação média mensal, temperaturas máximas e mínimas mensais foram interpoladas utilizando-se, como variáveis independentes, latitude, longitude e altitude. A técnica utilizada foi a thin-plate splines (TPS) que, segundo HUTCHINSON (1995), fornece uma excelente performance da interpolação”. Portanto, dessa base (WorldClim), extraíram-se da resolução de 30 segundos de arco, o que corresponde aproximadamente a pixels com área de 0,86 km 2, os dados 33 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES mensais de temperaturas máxima e mínima, pois se verificou, após análises estatísticas de concordância, que esses dados estão em conformidade com os modelos dessas respectivas temperaturas mensais desenvolvidos por PEZZOPANE et al. (2004). Os dados de temperaturas serviram para estimar a evapotranspiração potencial a qual é necessária no desenvolvimento do BHC, que será descrita adiante. Quanto aos dados de precipitação pluvial utilizaram-se os dados da Agência Nacional de Águas (ANA) disponíveis em www.hidroweb.ana.gov.br, seguindo o tratamento a ser apresentado adiante. 2.2. Cálculo do indicador climático Como anteriormente apresentado, o índice de umidade de Thornthwaite (Iu) é obtido a partir do BHC. Para tanto, nesse balanço deve-se conhecer a precipitação pluvial e a evapotranspiração potencial (ETp), sendo respectivamente a entrada e saída de água no sistema solo-planta. Oportunamente, define-se aqui a ETp: “Numa extensa superfície natural, totalmente coberta por vegetação baixa, com altura uniforme, com elevado índice de área foliar (IAF), de crescimento ativo e já na fase adulta (a grama é a principal vegetação adotada, e, em alguns tipos de clima adota-se a alfafa) e teor de água do solo próximo ou na capacidade de campo, a quantidade de água transferida para a atmosfera por unidade de área e tempo é conhecida como evapotranspiração potencial (ETp). Este conceito foi introduzido por Thornthwaite em 1944 e aperfeiçoado por Penman em 1956. Nessas condições, conceitualmente, a transferência de água do sistema solo-planta para a atmosfera (evapotranspiração) ocorre como função única e exclusiva do balanço vertical de energia, ou seja, das condições atmosféricas sobre a vegetação sem interferências advectivas, podendo ser estimada por 34 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES modelos (fórmulas) matemáticos teórico-empíricos desenvolvidos e testados para várias condições climáticas, surgindo para a época, para estimativa da ETp, o método de PENMAN. Mais tarde, na década de 1960, Monteith, com base na equação de Penman, propôs um novo modelo que estimasse diretamente a evapotranspiração da cultura de interesse denominando-se de método de Penman-Monteith. DOORENBOS e PRUITT (1977), talvez fossem os primeiros autores a proporem o termo evapotranspiração de referência (ETo) em substituição ao termo “evapotranspiração potencial”. Posteriormente em maio de 1990, a FAO (Food and Agriculture Organization) promoveu, em Roma, Itália, um encontro de 14 pesquisadores de sete países, especialistas na área de evapotranspiração, para atender a vários objetivos, dentre eles o de analisar os conceitos e procedimentos de metodologia de cálculos de evapotranspiração, com o enfoque ao estabelecimento de uma nova definição para a cultura de referência e o método para que pudesse estimar a evapotranspiração para essa referência. Assim, o novo conceito proposto para a ETp, passou a ser denominado evapotranspiração de referência (ETo), tornando-se desde então este conceito largamente utilizado e o método de estimativa recomendado para a ETo foi o desenvolvido por PenmanMonteith, passando a se denominar Penman-Monteith-FAO, o qual foi bastante aceito internacionalmente. Nesse caso, a cultura de referência utilizada é uma cultura hipotética cujas características se assemelham, bem de perto, a ET da grama. Logo, a ETo é um elemento indicativo da demanda hídrica das culturas de um determinado local e período.” Apesar da proposição da FAO, ainda é bastante comum o uso destes dois conceitos, ETo e ETp. Pode-se inferir que, para estudos climatológicos, o termo ETp continua sendo o mais utilizado, como no caso do presente trabalho, pois o estudo envolve a vulnerabilidade do ecossistema ao clima e, já a ETo, é bastante adequada para projetos e manejo de irrigação e drenagem, uma vez que a evapotranspiração 35 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES da cultura, normalmente, é determinada em duas etapas aplicando um coeficiente de ajuste (coeficiente de cultura) à ETo. Portanto, tendo em vista que o método de Penman-Monteith-FAO, ALLEN et al. (1998), é considerado internacionalmente o de melhor acurácia na estimativa da evapotranspiração potencial, esta foi estimada pelo referido método em substituição ao método de Thornthwaite, originalmente proposto na elaboração do BHC pelo próprio Thornthwaite (1948). Contudo, em razão do número reduzido de estações climatológicas no estado do Espírito Santo e, por outro lado, da base de dados da WorldClim conter, dentre os elementos climáticos que permitem estimar a ETp, somente dados de temperaturas, esta foi estimada a partir dos valores de temperaturas máximas e mínimas além da latitude correspondente a cada unidade da base de dados (pixel). Quanto à altitude, fator essencial para a estimativa da pressão atmosférica, adotouse o Modelo Digital de Elevação - MDE da superfície terrestre com resolução espacial de 90 m (NASA, 2005). Portanto, todos os elementos climáticos que são utilizados no modelo de Penman-Monteith-FAO para estimar a ETp, ou seja, temperaturas máxima, mínima e média, umidade relativa, pressão atmosférica, vento e insolação são estimados a partir das temperaturas máximas e mínimas de acordo com os critérios apresentados por ALLEN et al. (1998) e SILVA et al. (2008). Dessa forma, a ETp foi estimada em cada pixel efetuando-se álgebra de mapas num Sistema de Informações Geográficas utilizando o software ArcGis 9.3 ®. No caso da precipitação pluvial, verificando que, após comparações estatísticas, que a base de dados da WorldClim não correspondeu aos valores reais para o Espírito Santo, utilizou-se, portanto os dados disponibilizados pela ANA (www.hidroweb.ana.gov.br). Esses dados consistem em médias mensais de valores observados pertencentes a uma rede composta por 128 postos pluviométricos georreferenciados referente a um período de 30 anos. Esses dados foram espacializados utilizando a técnica da co-krigagem (ISAAKS & SRIVASTAVA, 1989). Como co-variável aplicou-se o Modelo Digital de Elevação - MDE (NASA, 36 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2005). De posse do arquivo espacializado este foi transformado em imagem “raster” com resolução de 30 segundos de arco, o que corresponde a pixels com área aproximada de 0,86 km2, para que tivesse a mesma resolução da base de dados da WorldClim que foi utilizada. O MDE foi utilizado como co-variável em função da forte influência do relevo no padrão de chuvas, principalmente em regiões montanhosas. Esta espacialização seguiu critérios geoestatísticos verificando a melhor resposta da espacialização mediante avaliação de modelos de semivariogramas ajustados aos semivariogramas experimentais. Elaborado o banco de dados mensais de precipitação pluvial e ETp na resolução de 30 segundos de arco em formato “raster”, a informação de cada pixel foi extraída e transformada para o formato “shapefile point” utilizando a ferramenta “Spatial Analyst” gerando um arquivo de pontos. Este arquivo foi exportado para uma planilha eletrônica utilizando a extensão “.xls” onde se deu os processamentos dos BHC’s segundo Thornthwaite e Mather (1955) para cada par de coordenada geográfica (ponto), equivalente a cada pixel conforme a resolução trabalhada distribuídos em todo o território do Espírito Santo, totalizando 56.894 pixels. Este procedimento foi necessário dado o volume representativo de dados manipulados e a dificuldade metodológica baseada em condições matemáticas para o ® processamento do BHC que seria de difícil execução no software ArcGis 9.3 . Quando a elaboração do BHC tem finalidade puramente climatológica recomenda-se utilizar a capacidade de armazenamento de água no solo equivalente a 100 ou 125 mm, como valor médio para a maioria das plantas cultivadas. Contudo para efeito deste trabalho, considerando a diversidade dos tipos de solos presentes no Estado do Espírito Santo, foi feita uma divisão em três classes de armazenamento para todo o Estado, sendo respectivamente 50, 75 e 100 mm, (Figura 2). 37 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 2 - Mapa da subdivisão do Estado do Espírito Santo em três classes de armazenamento de água no solo. Ressalta-se que o armazenamento de água no solo é calculado em função de propriedades físico-hídricas do solo (umidade na capacidade de campo, umidade do ponto de murcha permanente e densidade do solo) e da profundidade efetiva do sistema radicular (REICHARDT, 1978), que foi considerada de 50 cm, sendo esta a profundidade média de alcance das raízes da grama, pois esta é a vegetação de referência para a ETp. 38 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Após ter gerado o BHC para cada ponto (par de coordenadas), tomou-se os totais anuais da ETp, deficiência hídrica (Def) e excesso hídrico (Exc) para os cálculos dos índices de umidade (Iu) conforme Thornthwaite (equações 1, 2 e 3). Desta forma, foram gerados os índices de umidade para cada ponto. O esquema de todas as operações envolvidas para os cálculos dos índices de umidade de Thornthwaite (Iu) é apresentado na Figura 3. Figura 3 - Fluxograma do procedimento de obtenção do índice de umidade de Thornthwaite (Iu) de cada pixel para o zoneamento climático. No fluxograma anterior, tem-se que, conforme mencionado anteriormente, os elementos climáticos mensais (temperaturas média, máxima e mínima ( oC); umidade relativa (%); pressão atmosférica (mb); vento (m s -1) e insolação (h)) foram estimados a partir das temperaturas máximas e mínimas, latitude e altitude. É importante destacar que, por esse fluxograma, verifica-se que o índice de umidade incorpora nesse único indicador a influência de todos os elementos climáticos que caracterizam o clima juntamente com parâmetros extraídos do próprio balanço hídrico climatológico. 39 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Após os cálculos em planilha eletrônica, todos os parâmetros e índices de interesse do presente estudo extraídos do BHC foram retornados ao ambiente SIG ArcGis 9.3® e, num processo inverso transformados em pontos. Os pontos equivalentes aos índices de umidades foram espacializados utilizando o interpolador co-krigagem (ISAAKS e SRIVASTAVA, 1989), utilizando como co-variável o MDE anteriormente descrito. Ao final obteve-se o mapa em “raster“ do índice de umidade para todo o território do Espírito Santo. Optou-se pela técnica da co-krigagem para explorar a influência conhecida da altitude, latitude e longitude na variação dos elementos climáticos, (SEDIYAMA e MELLO JR., 1998). Como subprodutos deste estudo, gerados principalmente do BHC, foram confeccionados também os mapas da temperatura média anual (média entre as temperaturas máxima e mínima), evapotranspiração potencial, deficiência hídrica, excesso hídrico, índice de aridez, índice hídrico e do armazenamento de água no solo 3. RESULTADOS Na Tabela 2 é apresentado um extrato da planilha dos cálculos efetuados para algumas localidades (ou pixels representativos de alguns municípios) onde se tem além das respectivas coordenadas geográficas e altitude, os dados dos elementos climáticos anuais de temperatura média e precipitação pluvial acumulada, assim como os resultados dos totais anuais para evapotranspiração potencial (ETp), deficiência hídrica (Def), excesso hídrico (Exc), índice hídrico (Ih), índice de aridez (Ia) e por fim o índice de umidade de Thornthwaite (Iu). Os três últimos são adimensionais. Esses municípios estão localizados em diferentes regiões do presente estudo, a serem vista adiante, de modo que cada uma pudesse ser representada. 40 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 2 - Extrato da planilha de cálculos para geração do indicador climático representado pelo índice de umidade de Thornthwaite (1948) Local Long. (Graus e décimos) Lat. (Graus e décimos) Alt. (mm) T méd (oC) Prec. Total (mm) ETp (mm) Def (mm) Exc (mm) Ih Ia Iu C. Itapemirim -41,10 -20,85 45 24,5 1251 1531 296 26 1 19 -17,88 Linhares -40,07 -19,40 24 24,2 1219 1432 244 25 1 17 -14,51 São Mateus -39,85 -18,70 4 24,2 1238 1447 229 31 2 15 -14,17 Vitória -40,33 -20,32 149 24,6 1281 1310 74 44 3 5 -1,65 Guaçuí Santa Tereza -41,70 -20,72 779 19,8 1401 1535 272 144 9 17 -8,28 -40,65 -19,86 262 23,2 1257 1487 290 73 5 19 -15,11 Colatina Nova Venécia -40,73 -19,47 189 24,3 1055 1579 513 2 0 32 -32,87 -40,46 -18,71 138 24,0 1104 1529 412 0 1 27 -27,53 Montanha -40,27 -18,15 156 24,0 1084 1487 395 1 1 26 -26,82 Os resultados finais representados pelos mapas atendem ao termo de referência que norteou as atividades do ZEE-ES, onde o espaço físico territorial é o determinado pelas áreas de abrangência das Regiões de 1 a 8: Região 1 – Consórcio Caparaó Região 2 – Central Serrana Região 3 – Polo Colatina Região 4 – Noroeste Região 5 – Litoral Extremo Sul e Polo Cachoeiro Região 6 – Microrregião Metropolitana Região 7 – Polo Linhares e Jaguaré Região 8 – São Mateus e Consórcio PRODNORTE 41 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES O zoneamento climático com base no índice de umidade de Thornthwaite é apresentado na Figura 4 de acordo com a classificação de Thornthwaite (Tabela1), verificando as zonas com características climáticas homogêneas. Semelhantemente, a Figura 5 mostra o mapa de interpolação do índice de umidade, porém representado em formato “raster”, onde é possível identificar o índice de umidade por unidade espacial (pixel), com área de 0,86 km 2, de acordo com a resolução adotada. Na Figura 4, são verificados tipos climáticos variando de semiárido (D) ao tipo úmido (B2) conforme a proposição de Thornthwaite podendo além das classes dos índices de umidades mostrados na Tabela 1 caracterizarem esses climas conforme as descrições adiante. O mapa apresentado na Figura 6 considera a reclassificação do índice de umidade em cinco classes temáticas, com áreas igualmente distribuídas para cada classe. Esse resultado cartográfico é que, associado aos demais componentes do meio geo-biofísico, compôs a carta da vulnerabilidade natural do ZEE-ES. No caso, a classe temática “E”, por exemplo, é representada pelos menores índices de umidades, sendo, portanto, uma situação climática que tende condicionar ao meio geo-biofísico, de modo geral, maior vulnerabilidade natural. Dessa forma a classe “E” é tida, convencionalmente, como de “alta” vulnerabilidade. Seguindo o mesmo critério, o outro extremo, a classe “A”, com maiores índices de umidades, é tida como de “baixa” vulnerabilidade. Subsidiando os resultados são acrescentadas as figuras subsequentes referente aos mapas de temperatura média anual, precipitação pluvial total anual, evapotranspiração total anual, deficiência e excesso hídrico, índices hídricos e de aridez para todo o Estado do Espírito Santo, (Figuras 7 a 14). 42 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 4 - Zoneamento climático com base de índice de umidade de acordo com a classificação de Thornthwaite. 43 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 5 - Zoneamento climático com base de índice de umidade no formato “raster”. 44 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 6 - Mapa em classes climáticas para composição da carta de vulnerabilidade natural do ZEE-ES. D – Semiárido: com intervalo do índice de umidade entre –66,7 e –33,3. Este tipo climático se caracteriza não propriamente pelo padrão de chuvas que varia de 900 a 1150 mm anuais, sendo um volume apreciável. Como as temperaturas médias anuais chegam a atingir 25 ºC, isto faz com que a demanda de evapotranspiração (ETp) seja mais elevada, que associada ao armazenamento de água no solo em valores médios de 75 mm proporciona essa condição de semiaridez, o que é reforçado pela deficiência hídrica (Figura 11) e pelo índice de aridez 45 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES (Figura 12). Este tipo climático aparece na região oeste do Estado, do centro ao norte abrangendo praticamente as regiões 2 a 4 se limitando com o Estado de Minas Gerais. C1 – Subúmido seco: com intervalo do índice de umidade entre –33,3 e 0 são verificados índices de chuvas acumuladas, em média durante o ano, na ordem de 1000 a 1300 mm. O padrão de chuvas não difere muito da região semi-árida assim como para o regime térmico condicionando mesma demanda de evapotranspiração. Porém, os solos, possuem maior capacidade de armazenamento de água variando de 75 a 100 mm levando a uma situação de região subúmida. Aparece em todas as regiões do Estado, à exceção da Região 6. C2 – Subúmido: nesta classe o intervalo do índice de umidade está compreendido entre 0 e 20. Quanto ao índice pluviométrico anual são verificados valores em torno de 1150 a 1450 mm e, por sua vez as temperaturas médias anuais variam desde 18 – 19 ºC em áreas serranas até 25 ºC nas áreas mais baixas e litorâneas condicionando regiões transitórias entre os climas mais secos para aqueles caracterizados como úmidos. Abrange ampla faixa do litoral capixaba estendendo do norte ao sul adentrando a região serrana. Atribui-se essa condição climática na região serrana contrapondo ao padrão de chuvas mais acentuado e temperatura amenas, à tendência de predominância de solos mais rasos, levando à maior deficiência hídrica (Figura 11) e consequentemente aos maiores índices de aridez (Figura 12) B1 – Úmido: é a primeira classe com características de clima úmido, cujo intervalo do índice de umidade varia entre 20 e 40. Neste caso o padrão de chuvas acumulada durante o ano, varia em torno de 1300 a 1600 mm, com média aproximada de 1500 mm. A temperatura média anual chega a oscilar de 18 a 23 ºC. Esse tipo climático concentra-se na região centro-sul do Estado abrangendo parte da região serrana. O índice de aridez é considerado baixo, contrapondo a maiores valores de índice hídrico. 46 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES B2 – Úmido: este tipo climático se situa na classe entre 40 e 60 para o índice de umidade. Verifica-se que a temperatura e precipitação total acumulada, médias anuais, são da ordem 19 a 20 ºC e 1450 a 1600 mm, respectivamente. Em termos de abrangência no Estado é o tipo climático que ocupa menor área, localizado bem ao centro sul e pequena área ao sudoeste fazendo divisa com Minas Gerais. O excesso e índice hídrico sobrepõem, respectivamente, a deficiência hídrica e o índice de aridez, levando o clima à condição relativamente mais úmida no Estado. Figura 7 - Mapa em formato “raster” de temperaturas médias anuais da base de dados da WorldClim para o Estado do Espírito Santo. 47 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 8 - Mapa em classes de precipitação pluvial anual da base de dados da ANA para o Estado do Espírito Santo. 48 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 9 - Mapa em formato “raster” de precipitação pluvial anual da base de dados da ANA para o Estado do Espírito Santo. 49 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 10 - Mapa da evapotranspiração potencial em formato “raster” para o Estado do Espírito Santo. 50 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 11 - Mapa em classes de deficiências hídricas no solo para o Estado do Espírito Santo. 51 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 12 - Mapa em classes do índice de aridez para o Estado do Espírito Santo. 52 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 13 - Mapa em classes do excesso hídrico no solo para o Estado do Espírito Santo. 53 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 14 - Mapa em classes do índice hídrico para o Estado do Espírito Santo. A seguir são apresentadas detalhadamente, para as regiões estudadas, as respectivas descrições complementares das condições climáticas subsidiando o índice de umidade de Thornthwaite. 54 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.1. Informações complementares das características climáticas por regiões Para um melhor detalhamento, como para os demais componentes deste ZEE, por meio de um “zoom”, é possível obter uma informação de forma pontual detectando peculiaridades climáticas locais, evidentemente em consonância com a escala adotada neste estudo. REGIÃO 1 – Consórcio Caparaó A caracterização climática do tipo C2 (subúmido) é a que predomina nessa região com pouca presença de outros tipos sendo que os tipos B1 e B2 (úmidos) aparecendo a oeste e nos extremos norte e sul aparecendo o tipo C 1 (subúmido seco), (Figura 4). Esta região é tipicamente montanhosa com altitudes mais elevadas cujas temperaturas médias anuais variam em torno de 15 a 19 ºC, (Figura 7). As médias de chuvas totais anuais predominam em torno de 1300 a 1450 mm, possuindo pequenas áreas nos extremos norte e sul com índices de chuvas pouco menores, (Figura 8). O excesso e o índice hídrico, Figuras 13 e 14, superam a deficiência hídrica e o índice de aridez, Figuras 11 e 12, proporcionando a essa região condição de clima relativamente mais úmido. REGIÃO 2 – Central Serrana Se distribuindo em áreas aproximadamente iguais essa região se caracteriza por quatro tipos climáticos variando de B 1 (úmido - na face leste dessa região) para o tipo D (semi-árido) ao noroeste e norte, (Figura 4). Na transição do clima B1, surge o tipo C2 (subúmido), aparecendo ao sul, centro até atingir a face nordeste. E, entre as áreas de clima C2 e D, aparece o tipo C1 (subúmido seco) de sudoeste a nordeste. Essa região é também de relevo acidentado com temperaturas variando bastante desde 15 a 24 ºC, em médias anuais, (Figura 7). Pela Figura 8 nota-se o regime de chuvas anual variando de 1000 a 1450 mm em marcha decrescente de sudeste para noroeste. A evapotranspiração potencial, Figura 10, é bastante variável na região com comportamento crescente em valores 55 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES anuais de 1090 ao sudeste para 1670 mm ao noroeste. Quanto aos parâmetros, deficiência hídrica (Figura 11) e índice de aridez (Figura 12), esses aumentam de sudeste para noroeste. Por sua vez o excesso e índice hídricos decrescem no mesmo sentido, Figuras 13 e 14, respectivamente. REGIÃO 3 – Polo Colatina Nesta região verificam-se as presenças dos tipos climáticos D (semiárido) limitando com o Estado de Minas Gerais e o tipo C1 (subúmido seco) à leste. Ocupam áreas aproximadamente iguais, (Figura 4). As temperatura médias anuais variam em pequenas áreas em torno de 18 ºC atingindo cerca de 25 ºC nas baixadas da bacia do Rio Doce, (Figura 7). O total anual de precipitação pluvial varia de 900 a 1300 de oeste para leste nessa região, (Figura 8). A evapotranspiração potencial, (Figura 10), como nas regiões anteriores é bastante variável (cerca de 1400 a 1670 mm durante o ano). A deficiência hídrica anual, (Figura 11), chega a variar de 160 a 700 mm que associada à ETp proporciona índice de aridez, (Figura 12,) variando de 20 a 40 (de leste para oeste nessa região). Por sua vez o excesso hídrico (Figura 13) e o índice hídrico são relativamente baixos e nessa região apresentam-se dentro de uma única classe. REGIÃO 4 – Noroeste Na região noroeste predomina o tipo C1 (subúmido seco), porém há também a ocorrência do tipo D (semiárido) ao longo da face oeste dessa região, (Figura 4). As temperaturas médias anuais estão em torno 20 a 25 ºC na maior área, (Figura 7). As chuvas ocorrem em torno de 1000 a 1150 mmm anuais atingindo 1300 mm mais ao sudeste dessa região, (Figura 8). A evapotranspiração potencial, (Figura 10), tende a seguir um padrão semelhante ao da região anterior (Polo Colatina). A deficiência hídrica varia aproximadamente de 200 a 400 mm seguindo de leste para oeste, (Figura 11) proporcionando índices de aridez que variam de 20 até 40, (Figura 12). O excesso e índice hídricos são bastante baixos e, como na região 3, se enquadram numa única classe. 56 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES REGIÃO 5 – Litoral Extremo Sul e Polo Cachoeiro Verifica-se no extremo sul, fazendo divisa com o Estado do Rio de Janeiro indo até o cento dessa região o clima C1 (subúmido seco). De oeste para leste há predominância do tipo C2 (subúmido) e caminhando para o norte dessa região aparecem em sequência os tipos B1 e B2, ambos do tipo úmido, (Figura 4). As temperaturas médias anuais variam bastante desde temperaturas amenas nas áreas serranas até valores mais altos ao sul e litoral, (Figura 7). As chuvas vão de 1000 a 1600 mm indo num ritmo crescente do sul para o norte, (Figura 8). A evapotranspiração potencial parte de 1100 mm podendo atingir cerca de 1500 mm acumulada durante o ano, (Figura 10). A deficiência hídrica apresenta valores variando em torno de 80 a 240 mm em mais da metade da área dessa região e diminuindo bastante a medida que se aproxima do norte com valores médios entre 0 a 80 mm, (Figura 11). Esse padrão é semelhante para o índice de aridez, o qual varia de 0 a 20, com menor valor ao norte, (Figura 12). O excesso hídrico é bastante variável crescendo do sul para o norte, sendo grande parte da área centro-sul com excesso em torno de 0 a 40 mm, (Figura 13). Este padrão é também verificado para o índice hídrico quando se caminha para o norte, desde valores nulos até 18 para esse parâmetro, (Figura 14). REGIÃO 6 – Microrregião Metropolitana Praticamente verificam somente os tipos climáticos B1 (úmido) ao centro (de sul a norte) e o tipo C2 (subúmido) em direção ao litoral e à oeste, nos extremos, (Figura 4). As temperaturas médias anuais seguem uma marcha decrescente do litoral (valores médios em torno de 25 ºC) atingindo à oeste temperaturas médias que podem chegar a 15 oC em áreas serranas, (Figura 7). Os totais de chuvas, (Figura 8), variam de 1150 a 1600 mm, sendo os maiores índices próximos às áreas serranas. A evapotranspiração potencial segue valores mais baixos, atribuindo a influência da umidade que vem do oceano atlântico, o que faz diminuir a taxa de evapotranspiração ( os valores de ETp estão entre 1000 a 1100 mm), (Figura 10). A deficiência hídrica está entre os valores mais baixo para o Estado (cerca de 0 a 200 57 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES mm) crescendo de leste para oeste, (Figura 11). O índice de aridez, (Figura 12), também estão entre os valores mais baixos para o Estado variando de 0 a 20. No que se refere aos parâmetros, excesso hídrico e índice hídrico, (Figura 13 e 14) estes são relativamente mais variáveis e superam a deficiência e índice de aridez, respectivamente. REGIÃO 7 – Polos Linhares e Jaguaré O tipo climático C2 (subúmido) abrange pouco mais da metade dessa região de sul a norte e voltado para o leste. E, na face voltada para oeste, e com área pouco menor surge o clima C1 (subúmido seco), indo de sudoeste ao norte, (Figura 4). O regime térmico segue com padrão relativamente elevado com temperaturas médias anuais variando em torno de 25 ºC, (Figura 7). Os totais anuais de chuvas estão compreendidos em uma única classe (Figura 8), de 1150 a 1300 mm. De leste para oeste a evapotranspiração potencial varia de cerca de 1090 a 1300 mm acumulada durante o ano, (Figura 10). A deficiência hídrica está em torno de 0 a 250 mm, (Figura 11), com o respectivo índice de aridez variando de 0 a 30, (Figura 12). O excesso hídrico predomina em torno da classe de 0 a 40 mm, mas ocorrendo excessos em torno de 40 a 80 mm próximo ao litoral e no estremo oeste, (Figura 13). Contudo o índice hídrico nessa região se enquadra em uma única classe em torno 0 a 6 mm, (Figura 14). REGIÃO 8 – São Mateus e Consórcio PRODNORTE Aqui, à semelhança da região 7 surgem praticamente os mesmos tipos climáticos, com predominância para o tipo C1 (subúmido seco). Caminhando para o litoral, é que ocorre, em área relativamente menor, o clima C2 (subúmido), (Figura 4). O regime térmico não difere muito da região 7, (Figura 7). O regime de chuvas aumenta à medida que se caminha para o litoral (Figuras 8 e 9), variando em torno de 900 a 1150. O comportamento da evapotranspiração é semelhante à região anterior, apenas ampliando a faixa de variação, indo de 1090 a cerca de 1600 mm, (Figura 10). As variações na deficiência hídrica são mais pronunciadas crescendo 58 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES do litoral para o oeste (0 a 550 mm aproximadamente), (Figura 11), verificando também o mesmo para o índice de aridez que vai de 0 a 30, (Figura 12). O excesso hídrico está enquadrado praticamente numa única classe variando de 0 a 40 mm, (Figura 13), assim como para o índice hídrico que varia na classe de 0 a 6 mm, (Figura 14). 59 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R.G.; PEREIRA, L.S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations - FAO, 1998. 300p. (FAO Irrigation and Drainage Paper, 56). BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Secretaria Nacional de Irrigação. Departamento Nacional de Meteorologia. Normais climatológicas (19611990). Brasília: 1992. 84p. SILVA, B. M. ; OLIVEIRA, K.M.G.; CARVALHO, L.G. de; EVANGELISTA, A.W.P. Estimate of reference evapotranspiration by FAO Penman-Monteith equation only having maximum and minimum temperatures in Lavras, Minas Gerais State, Brazil. In: International Conference of Agriculture Engineering - XXXVII Brazilian Congress of Agriculture Engineering, 2008, Foz do Iguaçu. Anais... CD-rom. Foz do Iguaçu, 2008. DOORENBOS, J.; PRUITT, W.O. Crop water requirements. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations - FAO, 1977. 144p. (FAO Irrigation and Drainage Paper, 24). FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION. FAOCLIM 2.0: a world-wide agroclimatic database. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2001. Disponível em: <http://www.fao.org/nr/climpag/data_3_en.asp>. Acesso em: 20 jan. 2009. HIJMANS, R.J.; CAMERON, S.E.; PARRA, J.L.; JONES, P.G.; JARVIS, A. Very high Resolution interpolated climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology, Chinchester, v.25, n.15, p.1965-1978, dec. 2005. HUTCHINSON, M. F. Interpolating mean rainfall using thin plate smoothing splines. International Journal of Geographical Information Systems, London, v.9, n.4, p.385-403, 1995. ICRISAT – INTERNATIONAL CROPS RESEARCH INSTITUTE FOR THE SEMIARID TROPICS. Climatic Classification: A Consultants’ Meeting, 14-16. April, 1980, ICRISAT Center, Patancheru, A.P. 502324, Índia, 1980. 153 p. 60 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ISAAKS, E. H.; SRIVASTAVA, R. M. Applied geostatistics. New York: Oxford University Press, 1989. 561p. NASA - Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) 2000. Land Information Worldwide Mapping, LLC. Raster, 1:50000. 2005. PEREIRA, A.R.; VILLA NOVA, N.A.; SEDIYAMA. G.C. Piracicaba: FEALQ, 1997. 183p. Evapo(transpi)ração. PEZZOPANE, J. E. M.; SANTOS, E. A.; ELEUTÉRIO, M. M.; REIS, E. F.; SANTOS, A. R. Espacialização da temperatura do ar no Estado do Espírito Santo. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.12, n.1, p.151-158, 2004. REICHARDT, K. A água na produção agrícola. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1978. 119p. R-HYDRONET V. 1.0. A regional, electronic hydrometeorological data network for South America, Central America, and the Caribbean. Disponível em: <http://www.r-hydronet.sr.unh.edu/english/>. Acesso em: 20 jan. 2009. SEDIYAMA, G.; MELLO JR., J.C. Modelos para estimativas das temperaturas normais mensais médias, máximas, mínimas e anual no estado de Minas Gerais. Revista Engenharia na Agricultura. Viçosa, v.6, n.1, p.57-61, 1998. VIANELLO, R.L.; ALVES, A.R. Meteorologia básica e aplicações. Imprensa Universitária/UFV, 1991. 449p. Viçosa: 61 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 5. GLOSSÁRIO Tempo - do ponto de vista meteorológico é o estado da atmosfera em um determinado momento podendo se estender a um dia. Clima - é a síntese do tempo num determinado lugar para um determinado período cronológico. O clima se refere às características da atmosfera inferidas de observações contínuas durante um longo período como, por exemplo, 30 anos. É o conjunto de fenômenos meteorológicos que determinam o estado médio da atmosfera em determinada região ou local. Elementos meteorológicos - são aquelas grandezas que caracterizam as propriedades do meio atmosférico, ou seja, caracterizam o tempo. Exemplo: temperatura, umidade, precipitação pluvial (chuva), vento, nebulosidade, pressão atmosférica, etc. Elementos climáticos - são os valores médios dos elementos meteorológicos de uma série longa de dados diários. O ideal é que esta série seja de 30 anos de observações segundo a OMM – Organização Meteorológica Mundial. Exemplos: Temperatura média mensal para o mês de janeiro em Vitória - ES = 26,3 ºC. (média das temperaturas médias diárias do mês de janeiro em 30 anos (1961-1990); Precipitação pluvial total média anual para Vitória - ES = 1276 mm. (Esse total é médio dos totais de chuvas de 30 anos (1961-1990). Raster - Informação espacial traduzida por um arranjo matricial bidimensional, onde cada célula corresponde a uma unidade elementar do espaço geográfico, recebendo um rótulo ou valor singular. 62 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES III -VULNERABILIDADE NATURAL DOS RECURSOS HÍDRICOS Carlos Rogério de Mello - UFLA Antonio Marciano da Silva - UFLA Marcelo Ribeiro Viola - UFLA 1. CONTEXTUALIZAÇÃO DA VULNERABILIDADE NATURAL DOS RECURSOS HÍDRICOS Conceitualmente, o Zoneamento Ecológico e Econômico – ZEE é estruturado na sua parte Ecológica, pela integração de indicadores da vulnerabilidade natural dos recursos ambientais do ambiente físico e biótico, e na sua parte Econômica, por meio da integração de indicadores do potencial social, institucional e econômico dos municípios do Estado. Neste sentido, os “Recursos Hídricos” consistem em um dos recursos ambientais do meio físico, cabendo, pois, expressá-lo por meio de indicadores que retratem a sua vulnerabilidade natural. A vulnerabilidade natural deve expressar como o recurso ambiental se comporta na natureza face aos impactos antrópicos, e neste contexto, deve expressar a sua capacidade de recuperar-se dos efeitos das intervenções antrópicas. Assim, o Recurso Natural Água, que quando associado a uma atividade econômica, é também denominado Recurso Hídrico, ocorre livremente na natureza nos estados sólido, líquido e gasoso, através de sua contínua circulação e distribuição sobre a superfície terrestre, o subsolo, os oceanos e a atmosfera. Apresenta-se com distribuição desigual, tanto em termos espaciais, quanto, temporais, tornando-se um recurso, cuja abundância ou escassez, se associam a indicadores de progresso econômico, de qualidade do ambiente e da vida. Há, 63 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES portanto, um grande desafio em se estabelecer um indicador que seja capaz de representá-lo, em particular, dentro do contexto da sua vulnerabilidade natural. Assim sendo, optou-se pela escolha de valores referenciais, indicadores da oferta dos recursos hídricos na condição de escoamento superficial, que também engloba uma parcela das reservas subterrâneas e que se constituem, para o caso do Estado do Espírito Santo, na principal fonte de água na sustentação do ambiente e das atividades econômicas na sua porção continental. Outra vertente incorporada nessa tarefa de caracterizar is recursos hídricos, foi a sinalização da potencialidade de contaminação de aqüíferos subterrâneos. A primeira abordagem é essencialmente quantitativa e quanto maior for o valor de referência, maior é a oferta de água e, portanto, menor a vulnerabilidade natural. A segunda abordagem é de natureza qualitativa, abordando características naturais da geologia e interpretando-a em termos do transporte de contaminantes, sendo assim, as formações mais porosas foram associadas a um maior grau de vulnerabilidade. Outro fator relevante nesta tarefa de definição do indicador foi a disponibilidade de informações sobre os recursos hídricos, com alguns requisitos bem restritivos, quais sejam: a natureza da fonte, que preferencialmente deve ser oficial ou de reconhecimento público, a disponibilidade de informação para todo o estado, ou seja, para todas as bacias hidrográficas e, por último, a extensão da série histórica, com suficiência para permitir caracterizar de forma adequada um valor representativo dos indicadores. 64 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2. METODOLOGIA APLICADA 2.1. Base de Dados Na Tabela 1 estão apresentas as bases de dados utilizadas para composição do componente “Recursos Hídricos” dentro do Zoneamento Ecológico-Econômico do Estado do Espírito Santo. Tabela 1 - Base de dados: Tipo de informação, variável abordada, escala e fonte das informações utilizadas na estruturação do componente “Recursos Hídricos” dentro do ZEE-ES. Tipo de Informação Variável Escala Fonte Mapa Geologia 1:1.000.000 CPRM Mapa Bacia Hidrográficas – (Otto Bacias nível 5) Mapa Relevo e Hidrografia IEMA 1:50.000 e IBGE 1:100.000 Dados Vazão média diária 60 estações ANA/2008 Dados Precipitação diária 150 estações ANA/2008 Na Tabela 2 estão apresentadas informações como o nome, coordenadas geográficas (latitude, longitude), altitude, área de drenagem, bacia e sub-bacia a qual pertencem as estações fluviométricas localizadas no Estado do Espírito Santo e utilizadas no trabalho, cuja fonte foi o Hidroweb/ANA. Na Figura 1 é possível visualizar as principais bacias e sub-bacias hidrográficas do Estado do Espírito Santo (a) e a distribuição espacial das estações fluviométricas utilizadas (b). Além destas estações fluviométricas, foram utilizadas estações pluviométricas de onde foram extraídos os dados de precipitação pluvial 65 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES diária para a composição de mapas de precipitação, os quais, foram aplicados dentro do processo de regionalização de vazões e na estimativa da razão lâmina de restituição do escoamento subterrâneo/precipitação total anual, os quais serão detalhados na seqüência. Na Figura 2 está apresentado o mapa com a distribuição espacial das estações pluviométricas utilizadas. Figura 1 - Bacias e sub-bacias hidrográficas e distribuição espacial das estações fluviométricas utilizadas no estudo – ZEE-ES. 66 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 2 - Distribuição espacial dos postos pluviométricos utilizados no ZEE-ES. 67 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 2 - Informações sobre as estações fluviométricas localizadas no Estado do Espírito Santo, e utilizadas na estruturação do componente Recursos Hídricos no ZEE-ES. Código 55800005 Período Nome Bacia Sub-bacia 1963-2008 FAZENDA SÃO MATEUS ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS MUCURI E SÃO MATEUS (55) SÃO JOÃO DA CACHOEIRA GRANDE ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS MUCURI E SÃO MATEUS (55) BARRA DO RIO PRETO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) (45anos) 1963-2008 55850000 Latitude ECOPORANGA -18:7:23 -40:52:59 190 4266 SÃO MATEUS -18:33:50 -40:20:10 38 6732 RIOS MUCURI E SÃO MATEUS (55) RIO SÃO MATEUS / BRAÇO SUL BARRA DE SÃO FRANCISCO -18:41:37 -40:52:55 162 2485 BARRA DE SÃO FRANCISCO -18:45:11 -40:53:33 192 344 (45anos) 1968-2008 55900000 RIO SÃO MATEUS / BRAÇO NORTE Município (45anos) 1963-2008 55895000 Rio RIO SÃO MATEUS / BRAÇO NORTE Área de Altitude Drenagem 2 Longitude (m) (km ) BARRA DE SÃO FRANCISCO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS MUCURI E SÃO MATEUS (55) RIO SÃO FRANCISCO (40anos) 68 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Código 55920000 Período Nome Bacia Sub-bacia Rio Município Latitude 1963-2008 CÓRREGO DA BOA ESPERANÇA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS MUCURI E SÃO MATEUS (55) RIO SÃO MATEUS / BRAÇO SUL NOVA VENÉCIA -18:42:2 -40:26:31 62 4186 ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS MUCURI E SÃO MATEUS (55) RIO SÃO MATEUS SÃO MATEUS -18:39:4 -40:5:20 12.5 11973 ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO DOCE (56) RIO GUANDU AFONSO CLÁUDIO -20:4:39 -41:7:27 350 466 LARANJA DA TERRA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO DOCE (56) RIO GUANDU LARANJA DA TERRA -19:54:4 -41:3:29 164 1331 BAIXO GUANDÚ ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO DOCE (56) RIO GUANDU BAIXO GUANDU -19:31:25 -41:0:51 70 2135 ITAGUAÇU JUSANTE ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO DOCE (56) RIO SANTA JOANA ITAGUAÇU -19:46:45 -40:51:3 132 438 (45anos) 1974-2008 55960000 (34anos) BOCA DA VALA 1978-2008 56990990 (30anos) 1967-2008 56991500 AFONSO CLAÚDIO - MONTANTE (41anos) 1941-2008 56992000 Área de Altitude Drenagem 2 Longitude (m) (km ) (67anos) 1976-2008 56993002 (32anos) 69 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Código 56993551 56994500 Período Nome Bacia Sub-bacia Rio Município Latitude 1974-2008 ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO DOCE (56) RIO SANTA JOANA COLATINA -19:33:31 -40:43:57 43 873 (34anos) JUSANTE CÓRREGO DA PIABA 1939-2008 COLATINA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO DOCE (56) RIO DOCE COLATINA -19:31:51 -40:37:23 62 75800 PONTE DO PANCAS ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO DOCE (56) RIO PANCAS COLATINA -19:25:22 -40:41:11 107 919 BARRA DE SÃO GABRIEL ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO DOCE (56) RIO SÃO JOSÉ SÃO GABRIEL DA PALHA -19:2:28 -40:32:2 54 1022 VALSUGANA VELHA MONTANTE ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO TIMBUI SANTA TERESA -19:57:9 -40:33:8 850 82.8 SANTA LEOPOLDINA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO SANTA MARIA DA VITÓRIA SANTA LEOPOLDINA -20:6:1 -40:31:40 160 997 (69anos) 1965-2008 56995500 (43anos) 1967-2008 56997000 Área de Altitude Drenagem 2 Longitude (m) (km ) (41anos) 1984-2008 (24anos) 57040008 1949-2008 57130000 (59anos) 70 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Código 57170000 Período Nome Bacia Sub-bacia Rio Município Latitude 1969-2008 CÓRREGO DO GALO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO JUCU BRAÇO NORTE DOMINGOS MARTINS -20:18:59 -40:39:6 580 973 MARECHAL FLORIANO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO JUCU BRAÇO SUL DOMINGOS MARTINS -20:24:39 -40:40:35 580 322 FAZENDA JUCURUABA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO JUCU VIANA -20:24:54 -40:29:7 80 1690 MATILDE ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO BENEVENTE ALFREDO CHAVES -20:32:34 -40:49:41 525 210 PAU D'ALHO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO NOVO RIO NOVO DO SUL -20:53:8 -40:56:48 15 304 (39anos) 1949-1990 57190000 (41anos) 1968-2008 57230000 (40anos) 1949-2008 57250000 (59anos) 1970-2008 57300000 Área de Altitude Drenagem 2 Longitude (m) (km ) (38anos) 71 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Código 57320000 Período Nome Bacia Sub-bacia Rio Município Latitude 1970-2008 ICONHA MONTANTE ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO ICONHA ICONHA -20:47:1 -40:49:33 25 148 USINA FORTALEZA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO BRAÇO NORTE ESQUERDO MUNIZ FREIRE -20:22:17 -41:24:25 554 223 IÚNA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO PARDO IÚNA -20:21:8 -41:31:58 640 426 TERRA CORRIDA MONTANTE ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO PARDO MUNIZ FREIRE -20:25:49 -41:30:10 380 602 ITAICI ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO BRAÇO NORTE ESQUERDO MUNIZ FREIRE -20:31:42 -41:30:41 380 1045 IBITIRAMA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO BRAÇO NORTE DIREITO ALEGRE -20:32:26 -41:39:56 710 342 (38anos) 1969-2008 57350000 (39anos) 1952-2008 57360000 (56anos) 1969-2008 57370000 (39anos) 1961-2008 57400000 (47anos) 1952-2008 57420000 Área de Altitude Drenagem 2 Longitude (m) (km ) (56anos) 72 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Código 57450000 Período Nome Bacia Sub-bacia Rio Município Latitude 1935-2008 RIVE ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO ITAPEMIRIM ALEGRE -20:44:49 -41:27:58 128 2217 PACOTUBA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO ITAPEMIRIM CACHOEIRO DO ITAPEMIRIM -20:45:27 -41:15:55 85 2757 FAZENDA LAJINHA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO CASTELO CONCEIÇÃO DO CASTELO -20:25:37 -41:16:34 - 436 CASTELO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO CASTELO CASTELO -20:36:22 -41:11:59 107 975 USINA SÃO MIGUEL ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO CASTELO CACHOEIRO DO ITAPEMIRIM -20:42:9 -41:10:25 200 1458 COUTINHO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIO ITAPEMIRIM CACHOEIRO DO ITAPEMIRIM -20:45:30 -41:10:25 15 4601 (73anos) 1984-2008 57460000 (24anos) 1984-2008 57476500 (24anos) 1937-2008 57490000 (71anos) 1968-2008 57550000 (40anos) 1957-2008 57555000 Área de Altitude Drenagem 2 Longitude (m) (km ) (51anos) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) 73 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Código 57580000 Período Nome Bacia Sub-bacia Rio Município Latitude 1968-2008 USINA PAINEIRAS ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO ITAPEMIRIM ITAPEMIRIM -20:57:18 -40:57:0 40 5166 FAZENDA CACHETA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM RIO MUQUI DO E ITABAPOANA NORTE (57) PRESIDENTE KENNEDY -21:1:0 -41:5:15 - 505 DORES DO RIO PRETO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO PRETO DORES DO RIO PRETO -20:41:9 -41:50:46 766 234 GUAÇUÍ ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO DO VEADO GUAÇUÍ -20:46:25 -41:40:54 576 413 SÃO JOSÉ DO CALÇADO ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM RIO CALÇADO E ITABAPOANA (57) SÃO JOSÉ DO CALÇADO -21:2:12 -41:39:8 150 146 PONTE DO ITABAPOANA ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) MIMOSO DO SUL -21:12:22 -41:27:46 40 2854 (40anos) 1984-2008 57650000 (24anos) 1948-2008 57720000 (60anos) 1937-2008 57740000 (71anos) 1952-2008 57770000 (56anos) 1930-2008 57830000 Área de Altitude Drenagem 2 Longitude (m) (km ) (78anos) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) RIO ITABAPOANA 74 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Código 57880000 Período Nome Bacia 1969-2008 MIMOSO DO SUL ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM RIO MUQUI DO MIMOSO DO SUL E ITABAPOANA SUL (57) -21:3:53 -41:21:45 41 369 SANTA CRUZ ATLÂNTICO,TRECHO LESTE (5) RIOS ITAPEMIRIM E ITABAPOANA (57) -21:13:21 -41:18:31 15 3781 (39anos) 1969-2008 57930000 (39anos) Sub-bacia Rio RIO ITABAPOANA Município MIMOSO DO SUL Latitude Área de Altitude Drenagem 2 Longitude (m) (km ) 75 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Na Figura 3 estão apresentadas as sub-bacias hidrográficas baseadas na metodologia Otto Bacias Nível 5. Figura 3 - Sub-bacias hidrográficas geradas pela metodologia Otto Bacias nível hierárquico 5 para o Estado do Espírito Santo. 76 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.2. Estruturação do componente “Recursos Hídricos” dentro do ZEE-ES e do conceito de vulnerabilidade natural A complexidade da dinâmica da água na natureza, expressa no ciclo hidrológico e a sua vinculação com a sustentabilidade ambiental e socioeconômica, baseada no conceito de vulnerabilidade natural, foi estruturada neste trabalho com base no organograma da Figura 4, onde se constata que o componente “Recursos Hídricos” foi estruturado integrando-se indicadores dos Recursos Hídricos Superficiais e dos Recursos Hídricos Subterrâneos. Figura 4 - Estruturação do componente “Recursos Hídricos” no Zoneamento EcológicoEconômico do Estado do Espírito Santo. Em relação aos Recursos Hídricos Superficiais o indicador escolhido foi a vazão com 90% de permanência, ou seja, a vazão mínima que ocorre em 90% do período de tempo (Q90%). Esta vazão é considerada um valor referencial de capacidade natural de atendimento de um rio a uma demanda, com elevado nível de confiança (90%). Seu valor reflete características climáticas (precipitação e 77 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES evapotranspiração), pedológicas e geológicas, bem como, de uso e ocupação das áreas de uma bacia hidrográfica. Pode ser alterado substancialmente por ações de regularização artificial das vazões do rio e esta condição, deve ser considerada quando se compara rios não regularizados. É muito aplicada como referência nos estudos relacionados à gestão dos recursos hídricos no Brasil e no próprio estado do Espírito Santo é considerada como a vazão de referência para os processos de outorga dos recursos hídricos superficiais. Esta vazão foi determinada para cada uma das bacias e sub-bacias hidrográficas constantes na Tabela 2, bem como, de outras sub-bacias localizadas nos estados vizinhos ao Espírito Santo. É importante realçar que a vazão Q90% foi trabalhada em termos hidrológicos com base num histórico de vazões médias diárias da bacia hidrográfica, gerando-se a curva de permanência para cada estação fluviométrica, a partir do cálculo da freqüência de excedência de cada valor de vazão e estimando o valor mínimo que é excedido em 90% do período de tempo. Posteriormente os valores de Q90% foram divididos pelos valores da área de drenagem da respectiva bacia, resultando no RE90% o qual é expresso em L/(s*km2), eliminando-se a influência do porte da área de drenagem da bacia, permitindo assim a comparação entre as unidades hidrográficas, por meio de um indicador referenciado à uma mesma unidade de área de drenagem( km 2), ou seja, identificar aquelas bacias com maior ou menor oferta de água superficial. Esta condição de ofertas diferenciadas quantitativamente foi associada à um grau qualitativo de vulnerabilidade natural, considerando-se uma maior oferta correspondendo a uma menor vulnerabilidade natural e uma oferta menor a uma maior vulnerabilidade natural dos recursos hídricos superficiais. Quanto aos Recursos Hídricos Subterrâneos até o presente momento não há, do nosso conhecimento, nenhum trabalho detalhado sobre os aqüíferos para todo o Estado do Espírito Santo. Desta forma, foram estruturados dois indicadores que buscam refletir o comportamento geral das águas subterrâneas, ratificando a ressalva de que, no contexto de armazenamento de água em aqüíferos, não há 78 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES informação mínima disponível que pudesse ser aplicada. Os indicadores propostos foram: Relação Deflúvio do Escoamento Base e precipitação (lâmina de restituição/lâmina precipitada) Este indicador consiste de uma relação que expressa a parcela média da precipitação que é convertida em escoamento base ou subterrâneo. Representa assim a parcela da precipitação que é restituída ao aqüífero superficial, para compensar o processo de drenagem natural do mesmo, promovido pelos cursos de água, para sustentar o escoamento superficial. Passa, portanto, pela avaliação da contribuição do deflúvio decorrente do escoamento base ou subterrâneo que é a componente do escoamento superficial que dá sustentabilidade ao mesmo, pois possui uma grande inércia, e a sua participação reflete o grau de regularização natural das vazões de um curso d’água. A relação deste deflúvio com a precipitação permite avaliar o quanto da parcela de precipitação que se infiltra na superfície do solo, é convertido em escoamento superficial e, portanto, promoveu a recarga do aqüífero superficial ou livre. Reflete a integração de características climáticas, pedológicas e geológicas, além de sofrer a influência do uso e manejo dos solos da área da bacia hidrográfica. Para o desenvolvimento deste indicador, as séries históricas de vazão média diária, das estações fluviométricas foram reagrupadas em função do ano hidrológico, período compreendido entre 1 de setembro de um ano e 31 de agosto do ano seguinte. Após esta etapa, foram estimados os deflúvios totais dos respectivos anos hidrológicos, constituindo-se assim uma nova série histórica desta variável, a partir da qual foi estimado o valor médio do deflúvio total anual. Com este valor de deflúvio total anual, identificou-se o ano hidrológico representativo da bacia hidrográfica, como aquele, cujo valor do deflúvio total anual fosse mais próximo do mesmo. Este procedimento foi aplicado a todas as estações fluviométrica. Para o ano hidrológico representativo foram calculados a precipitação total anual e os 79 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES deflúvios médios mensais. Foram então gerados os hidrogramas de deflúvio mensal e aplicado o método de Barnes para separar o deflúvio base do deflúvio total, permitindo caracterizar seu valor médio histórico para a respectiva bacia hidrográfica. Este valor de deflúvio (lâmina de escoamento base) representa o que deve ser restituído anualmente, em média, ao aqüífero superficial, de forma a não promover sua a exaustão e garantir a sustentabilidade do escoamento superficial. Ao se promover a relação deste valor com a respectiva precipitação média do ano hidrológico representativo, obtém-se um indicador que permite identificar de forma integrada as influências da precipitação, das condições de infiltração e posterior recarga subterrânea, além, da capacidade de drenagem natural, e por conseqüência as performances das regiões hidrológicas dentro deste contexto da dinâmica de restituição pela precipitação das reservas de água subterrânea livre ou superficial. É razoável considerar que maiores valores deste indicador estão associados a uma menor vulnerabilidade natural, pois sinaliza uma maior parcela da precipitação sendo comprometida com o processo de recarga e drenagem dos aqüíferos superficiais. Este indicador tem comportamento espacial semelhante ao RE 90%, uma vez que este último faz parte do escoamento base por se tratar de uma vazão característica do período de vazante e, portanto, reflete a drenagem do aqüífero superficial cujas reservas são restituídas pelas condições de precipitação do ano hidrológico. Análise das condições potenciais de contaminação de aqüíferos Neste caso, foi estruturado um indicador baseado nas condições físicas da geologia do estado, tendo-se como referência o mapa geológico disponibilizado pela CPRM (Tabela 1). Foram avaliadas e atribuídas notas para as características 80 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES litológicas das rochas em termos de sua permeabilidade. Neste sentido, o manto cristalino, que ocupa toda a parte Oeste, de Norte a Sul do Estado do Espírito Santo, devido às características de baixa impermeabilidade natural do granitognáisse, que a rocha predominante neste sistema, recebeu uma classificação de baixa vulnerabilidade no tocante à contaminação. Além das características naturais desta rocha, os possíveis aqüíferos confinados neste sistema se encontram muito profundos. A porção do estado que se encontra sob o Terciário recebeu nota vinculada à alta vulnerabilidade enquanto que na área sob o Quartenário, a vulnerabilidade foi classificada como muito alta. Isto se deve às condições de aqüíferos superficiais nestas áreas, os quais ocorrem muito próximos à superfície. Para finalizar, as áreas do manto cristalino caracterizadas com falhas geológicas receberam uma nota média em termos de vulnerabilidade à contaminação, devido ao fato de constituírem-se em áreas de acesso ao aqüífero, tanto de recarga quanto de contaminantes diversos. 2.3. Regionalização Hidrológica do indicador Q90% Após a identificação das estações fluviométricas disponíveis e dos cálculos relativos à Q90% e do deflúvio devido ao escoamento base, procedeu-se ao processo de estimativa dos indicadores para cada uma das sub-bacias hidrográficas caracterizadas pelo procedimento Otto Bacias nível 5, agrupando-se aquelas com área de drenagem inferior ao limite inferior da respectiva equação. Vale ressaltar que o processo de regionalização tem que ser conduzido em função da área da bacia hidrográfica propriamente dita, ou seja, neste caso o espaço territorial pertencente estritamente ao estado do Espírito Santo propriamente dito, só foi recortado ao final. Esta ressalva se deve ao fato de que praticamente todas as bacias hidrográficas do estado possuem suas nascentes em outros estados, notadamente Minas Gerais. Conforme pode ser observado na Figura 1a, as bacias hidrográficas tratadas foram: São Mateus-Itaunas, com parcela da área de drenagem no estado de Minas Gerais, considerando-se a bacia hidrográfica Barra 81 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Seca; Rio Doce, com extensa área de drenagem em Minas Gerais, e ItapemirimItabapoana, esta última com parte de sua área de drenagem no estado do Rio de Janeiro. Esta divisão foi desenvolvida em função da disponibilidade de estações fluviométricas e da divisão de regiões hidrográficas proposta pelo IEMA. Outro detalhe importante é que existem poucas estações fluviométricas na região Norte do Espírito Santo, ou seja, para São Mateus – Itaúnas, o que proporcionou algumas dificuldades de ajuste da equação. Das 11 estações com disponibilidade de informações, 5 estão no estado de Minas Gerais. Nas Tabelas 3, 4 e 5 estão apresentadas as estações fluviométricas utilizadas no processo de regionalização hidrológica de Q90%. Foram avaliadas algumas funções alternativas para expressar a variação da vazão Q90% entretanto a adotada em função não só de seu grau de precisão quanto da facilidade de obtenção foi a que utiliza a área de drenagem como variável independente (Q90% = f( AD)). 82 Tabela 3 - Informações sobre as Estações Fluviométricas utilizadas na Regionalização Hidrológica dos valores do indicador Q 90% e RE90% no ZEE-ES - Região Hidrológica São Mateus/Itaúnas Estação Fluviométrica Latitude Longitude Altitude (m) Estado Área de Drenagem 2 (km ) Q90% RE90% (m³/s) (L/s*Km²) FIDELÂNDIA - MONTANTE -18:11:37 -41:14:55 250 MINAS GERAIS 755 0.34 0.45 FIDELÂNDIA -18:12:00 -41:15:00 210 MINAS GERAIS 839 0.74 0.88 ATALÉIA -18:2:43 -41:6:44 250 MINAS GERAIS 351 0.88 2.49 FAZENDA SÃO MATEUS -18:7:23 -40:52:59 190 ESPÍRITO SANTO 4266 3.02 0.71 SÃO JOÃO DA CACHOEIRA GRANDE -18:33:50 -40:20:10 38 ESPÍRITO SANTO 6732 5.88 0.87 Jusante Barra do Ariranha -18:39:56 -41:5:57 200 MINAS GERAIS 1699 1.03 0.60 BARRA DO ARIRANHA MONTANTE -18:40:00 -41:6:00 MINAS GERAIS 1669 2.52 1.51 BARRA DO RIO PRETO -18:41:37 -40:52:55 162 ESPÍRITO SANTO 2485 3.05 1.23 BARRA DE SÃO FRANCISCO -18:45:11 -40:53:33 192 ESPÍRITO SANTO 344 0.47 1.36 CÓRREGO DA BOA ESPERANÇA -18:42:02 -40:26:31 62 ESPÍRITO SANTO 4186 4.70 1.12 BOCA DA VALA -18:39:04 -40:5:20 12.5 ESPÍRITO SANTO 11973 16.36 1.37 83 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 4 - Informações sobre as Estações Fluviométricas utilizadas na Regionalização Hidrológica dos valores do indicador Q90% e RE90% no ZEE-ES - Região Hidrológica Rio Doce Altitude Estação fluviométrica Latitude Longitude Estado (m) Área de Drenagem 2 (km ) Q90% RE90% (m³/s) (L/s*Km²) ABRE CAMPO -20:17:56 -42:28:41 - MINAS GERAIS 272 1.43 5.24 AFONSO CLAÚDIO MONTANTE -20:4:39 -41:7:27 350 ESPÍRITO SANTO 466 2.46 5.27 ASSARAI - MONTANTE -19:35:41 -41:27:29 - MINAS GERAIS 3190 12.70 3.98 BAIXO GUANDÚ -19:31:25 -41:0:51 70 ESPÍRITO SANTO 2135 7.23 3.38 BARRA DE SÃO GABRIEL -19:2:28 -40:32:2 54 ESPÍRITO SANTO 1022 2.96 2.90 BARRA DO CUIETÉ JUSANTE -19:4:10 -41:32:13 - MINAS GERAIS 3250 8.82 2.71 BRÁZ PIRES -20:50:51 -43:14:31 632 MINAS GERAIS 1089 8.10 7.44 84 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Altitude Estação fluviométrica Latitude Longitude Estado (m) Área de Drenagem 2 (km ) Q90% RE90% (m³/s) (L/s*Km²) CACHOEIRA DOS ÓCULOS - MONTANTE -19:46:37 -42:28:35 210 MINAS GERAIS 15836 106.00 6.69 CAMPANÁRIO -18:14:21 -41:43:52 248 MINAS GERAIS 732 0.90 1.23 CARRAPATO (BRUMAL) -19:58:18 -43:27:32 755 MINAS GERAIS 426 4.05 9.51 COLATINA -19:31:51 -40:37:23 62 ESPÍRITO SANTO 75800 296.66 3.91 CONCEIÇÃO DO MATO DENTRO -19:0:52 -43:26:46 501 MINAS GERAIS 301 1.76 5.85 DOM CAVATI -19:22:25 -42:6:18 350 MINAS GERAIS 784 2.54 3.24 DORES DE MANHUMIRIM -20:6:26 -41:43:42 - MINAS GERAIS 363 2.31 6.37 FAZENDA BARRACA -19:19:55 -43:4:13 482 MINAS GERAIS 1280 7.84 6.12 FAZENDA BRAGANÇA -19:44:35 -41:47:7 - MINAS GERAIS 2290 13.30 5.81 85 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Altitude Estação fluviométrica Latitude Longitude Estado (m) Área de Drenagem 2 (km ) Q90% RE90% (m³/s) (L/s*Km²) FAZENDA CACHOEIRA D'ANTAS -19:59:40 -42:40:28 - MINAS GERAIS 10079 76.80 7.62 FAZENDA OCIDENTE -20:16:2 -43:6:3 549 MINAS GERAIS 531 6.02 11.34 FAZENDA PARAÍSO -20:23:15 -43:10:59 388 MINAS GERAIS 857 8.79 10.25 FAZENDA VARGEM ALEGRE -20:10:23 -41:57:40 - MINAS GERAIS 1054 2.68 2.54 FAZENDA VARGINHA -20:42:52 -42:59:59 345 MINAS GERAIS 324 2.07 6.39 FERROS -19:13:56 -43:1:12 477 MINAS GERAIS 4058 21.50 5.30 GOVERNADOR VALADARES -18:52:59 -41:57:1 150 MINAS GERAIS 39828 244.00 6.13 IPANEMA -19:47:56 -41:42:22 180 MINAS GERAIS 1420 7.60 5.35 ITAGUAÇU - JUSANTE -19:46:45 -40:51:3 132 ESPÍRITO SANTO 438 1.00 2.29 86 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Altitude Estação fluviométrica Latitude Longitude Estado (m) Área de Drenagem 2 (km ) Q90% RE90% (m³/s) (L/s*Km²) JUSANTE CÓRREGO DA PIABA -19:33:31 -40:43:57 43 ESPÍRITO SANTO 873 1.45 1.66 LARANJA DA TERRA -19:54:4 -41:3:29 164 ESPÍRITO SANTO 1331 6.37 4.79 MARIO DE CARVALHO -19:31:28 -42:39:18 232 MINAS GERAIS 5307 35.68 6.72 MATIPÓ -20:16:38 -42:19:32 585 MINAS GERAIS 615 3.00 4.88 MUTUM -19:49:0 -41:26:0 - MINAS GERAIS 1182 4.03 3.41 MUTUM -19:48:38 -41:26:15 250 MINAS GERAIS 1187 4.18 3.52 NAQUE VELHO -19:11:17 -42:25:22 240 MINAS GERAIS 10170 65.70 6.46 PINGO D'ÁGUA -19:42:31 -42:26:44 - MINAS GERAIS 814 3.16 3.88 PIRANGA -20:41:26 -43:17:58 634 MINAS GERAIS 1395 9.26 6.64 PONTE DO PANCAS -19:25:22 -40:41:11 107 ESPÍRITO SANTO 919 1.54 1.68 87 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Altitude Estação fluviométrica Latitude Longitude Estado (m) Área de Drenagem 2 (km ) Q90% RE90% (m³/s) (L/s*Km²) PONTE NOVA - JUSANTE -20:23:2 -42:54:10 340 MINAS GERAIS 6132 42.20 6.88 PORTO FIRME -20:40:13 -43:5:17 711 MINAS GERAIS 4251 31.57 7.43 RAUL SOARES MONTANTE -20:6:13 -42:26:24 293 MINAS GERAIS 1347 6.02 4.47 RESPLENDOR -19:19:0 -41:15:0 80 MINAS GERAIS 61400 339.08 5.52 RESPLENDOR - JUSANTE -19:20:35 -41:14:46 82.29 MINAS GERAIS 61610 254.00 4.12 RIO CASCA -20:13:34 -42:39:0 329 MINAS GERAIS 2036 10.54 5.17 SANTA MARIA DO SUAÇUÍ -18:12:6 -42:27:17 377 MINAS GERAIS 670 2.19 3.27 SANTO ANTÔNIO DO MANHUAÇU -19:40:57 -41:50:14 290 MINAS GERAIS 2287 14.90 6.52 SÃO MIGUEL DO ANTA -20:41:59 -42:40:23 520 MINAS GERAIS 534 3.43 6.42 88 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Altitude Estação fluviométrica Latitude Longitude Estado (m) Área de Drenagem 2 (km ) Q90% RE90% (m³/s) (L/s*Km²) SERIQUITE -20:43:25 -42:55:23 621 MINAS GERAIS 342 1.80 5.26 TUMIRITINGA -18:58:16 -41:38:21 135 MINAS GERAIS 55425 311.10 5.61 VERMELHO VELHO -19:59:56 -42:20:55 - MINAS GERAIS 162 0.91 5.64 VILA MATIAS MONTANTE -18:34:29 -41:55:4 252 MINAS GERAIS 10200 25.00 2.45 89 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 5 - Informações sobre as Estações Fluviométricas utilizadas na Regionalização Hidrológica dos valores do indicador Q 90% e RE90% no ZEE-ES - Regionalização Itapemirim-Itabapoana Nome Latitude Longitude Altitude (m) Estado Área de Drenagem 2 (km ) Q90% (m³/s) RE90% (L/s*Km²) CASTELO -20:36:22 -41:11:59 107 ESPÍRITO SANTO 975 2.89 2.96 CÓRREGO DO GALO -20:18:59 -40:39:6 580 ESPÍRITO SANTO 973 6.67 6.86 COUTINHO -20:45:30 -41:10:25 15 ESPÍRITO SANTO 4601 10.50 2.28 DORES DO RIO PRETO -20:41:9 -41:50:46 766 ESPÍRITO SANTO 234 1.33 5.68 FAZENDA CACHETA -21:1:0 -41:5:15 - ESPÍRITO SANTO 505 1.32 2.61 FAZENDA JUCURUABA -20:24:54 -40:29:7 80 ESPÍRITO SANTO 1690 11.70 6.92 FAZENDA LAJINHA -20:25:37 -41:16:34 - ESPÍRITO SANTO 436 2.11 4.84 GUAÇUÍ -20:46:25 -41:40:54 576 ESPÍRITO SANTO 413 4.60 11.14 IBITIRAMA -20:32:26 -41:39:56 710 ESPÍRITO SANTO 342 2.76 8.06 ICONHA - MONTANTE -20:47:1 -40:49:33 25 ESPÍRITO SANTO 148 1.51 10.23 IÚNA -20:21:8 -41:31:58 640 ESPÍRITO SANTO 426 3.42 8.03 MARECHAL FLORIANO -20:24:39 -40:40:35 580 ESPÍRITO SANTO 322 3.53 10.96 MATILDE -20:32:34 -40:49:41 525 ESPÍRITO SANTO 210 2.96 14.10 MIMOSO DO SUL -21:3:53 -41:21:45 41 ESPÍRITO SANTO 369 2.99 8.10 PACOTUBA -20:45:27 -41:15:55 85 ESPÍRITO SANTO 2757 14.32 5.19 90 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Nome Latitude Longitude Altitude (m) Estado Área de Drenagem 2 (km ) PAU D'ALHO -20:53:8 -40:56:48 15 ESPÍRITO SANTO 304 2.55 8.40 PONTE DO ITABAPOANA -21:12:22 -41:27:46 40 ESPÍRITO SANTO 2854 16.80 5.89 RIVE -20:44:49 -41:27:58 128 ESPÍRITO SANTO 2217 8.70 3.92 SANTA CRUZ -21:13:21 -41:18:31 15 ESPÍRITO SANTO 3781 22.00 5.82 Q90% (m³/s) RE90% (L/s*Km²) SANTA LEOPOLDINA -20:6:1 -40:31:40 160 ESPÍRITO SANTO 997 2.20 2.21 SÃO JOSÉ DO CALÇADO TERRA CORRIDA MONTANTE -21:2:12 -41:39:8 150 ESPÍRITO SANTO 146 0.41 2.81 -20:25:49 -41:30:10 380 ESPÍRITO SANTO 602 4.25 7.06 USINA FORTALEZA -20:22:17 -41:24:25 554 ESPÍRITO SANTO 223 1.47 6.57 USINA PAINEIRAS -20:57:18 -40:57:0 40 ESPÍRITO SANTO 5166 26.53 5.14 USINA SÃO MIGUEL VALSUGANA VELHA MONTANTE -20:42:9 -41:10:25 200 ESPÍRITO SANTO 1458 8.06 5.53 -19:57:9 -40:33:8 850 ESPÍRITO SANTO 82.8 0.50 6.02 91 As equações geradas para as regiões hidrológicas trabalhadas para a estimativa de Q90% estão apresentadas na Tabela 6, bem como, os limites da área de drenagem que devem ser observados, o coeficiente de determinação e o número de estações utilizadas no processo. Tabela 6 - Equações de regionalização de Q90% para as principais bacias hidrográficas do Espírito Santo. Região Hidrológica Equação ADMin (km2) ADMax 2 R2 Número de Estações (km ) São Mateus/Itaúnas Q 90% 0,0015 AD0,957 344 11973 0,829 11 Rio Doce Q 90% 0,0178 AD0,9159 162 75800 0,767 48 Itapemirim/Itabapoana Q 90% 0,0136 AD0,8818 82,8 5166 0,894 26 É recomendável observar os valores limites das áreas de drenagem, os quais não devem ser ultrapassados, e neste sentido os mínimos limitam a aplicação em sub-bacias com áreas de drenagem menores, sendo este um dos problemas desta metodologia. Outro detalhe importante é com relação ao número de estações, sendo que para a bacia São Mateus/Itaúnas tem-se apenas 11 estações. Isto sinaliza a necessidade de implantação de monitoramento hidrológico na região, sendo esta uma das áreas com menor disponibilidade natural de água do estado do Espírito Santo, especialmente na bacia de Barra Seca, onde não foi possível encontrar nem uma estação fluviométrica. Apesar da limitação imposta pela baixa disponibilidade de dados, os valores estimados de Q90% são razoáveis e estão próximos aos encontrados por outros estudos, conforme se pode observar na Tabela 7, onde a estimativa de Q 90% foi comparada aos valores de Q95% gerados por outros estudos na bacia do Rio Doce. 92 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 7 - Comparação entre valores de Q90% estimados para o ZEE-ES e valores de Q95% estimados pelo relatório “Plano integrado de recursos hídricos da bacia hidrográfica do Rio Doce e planos de ações para as unidades de planejamento e gestão de recursos hídricos no âmbito da bacia do Rio Doce”. Sub-bacia do Rio Doce Código ANA Área de drenagem * (km2) Área de drenage m ZEE (km2) RE95%* L/(s.km2) RE90% ZEE L/(s.km2) - Guandú 56992000 2097,72 2135 3,38 3,38 - Rio Santa Joana (Jusante Córrego Piaba) 56993551 891,4 873 1,58 1,66 - Rio Pancas 56995500 1181,44 919 1,56 1,68 Além desta comparação, foi realizada outra análise comparativa entre Q90% do ZEE e Q95%, tendo-se a região de São Mateus e Itapemirim como referência, sendo esta última vazão gerada pelo trabalho conduzido por Reis et al. (2006). Os dados estão apresentados na Tabela 8. Da mesma forma que na Tabela 7, a qual traz a mesma comparação, porém para bacia do rio Doce, observa-se que os resultados gerados estão em consonância com outros estudos gerados para algumas regiões do Espírito Santo, sempre ressaltando a dificuldade relacionada à disponibilidade de dados fluviométricos, especialmente na região da bacia de São Mateus. 93 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 8 - Comparação entre a vazão Q90% estimada para o ZEE e Q95% estimada pelo trabalho de Reis et al. (2006)*. Área de drenagem* 2 (km ) Área de drenagem ZEE 2 (km ) Q95%* 3 Q90% ZEE Sub-bacia do Rio Doce Código ANA (m /s) Barra de São Francisco 55900000 378 344 0,20 0,47 Barra do Rio Preto 55895000 2876 2485 1,88 3,05 Castelo 57490000 975 975 1,76 2,89 Córrego da Boa Esperança 55920000 4769 4186 2,99 4,70 Córrego do Galo 57170000 973 973 5,39 6,67 Coutinho 57555000 4601 4601 7,82 10,5 Dores do Rio Preto 57720000 234 234 0,67 1,33 Faz.Jucuruaba 57230000 1690 1690 9,68 11,70 Faz. São Mateus 55800005 4024 4266 1,20 3,02 Guaçuí 57740000 413 413 3,12 4,60 Ibitirama 57420000 342 342 1,39 2,76 Iconha montante 57320000 148 148 0,85 1,51 Iúna 57360000 426 426 2,50 3,42 Matilde 57250000 210 210 2,14 2,96 Pau d’alho 57300000 304 304 2,10 2,55 Rive 57450000 2217 2217 5,12 8,7 3 (m /s) 94 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Área de drenagem* 2 (km ) Área de drenagem ZEE 2 (km ) Q95%* 3 Q90% ZEE Sub-bacia do Rio Doce Código ANA (m /s) Santa Leopoldina 57130000 997 997 1,37 2,20 São José do Calçado 57770000 146 146 0,25 0,41 Terra Corrida Montante 57370000 602 602 2,54 4,25 Usina Paineiras 57580000 5166 5166 19,9 26,53 Usina São Miguel 57550000 1548 1458 4,82 8,06 3 (m /s) 2.4. Estruturação do indicador dos Recursos Hídricos Foram gerados mapas para cada um dos indicadores (RE 90%, Índice de restituição do Escoamento base, Contaminação de aqüíferos), os quais poderão ser utilizados desta forma, de acordo com o interesse e necessidade do usuário. A integração destes indicadores para obter o indicador dos Recursos Hídricos, consistiu de uma combinação espacial e empírica dos mesmos, sendo que para isto, foram atribuídos pesos diferenciados para cada indicador. A atribuição de pesos seguiu dois critérios básicos: - A confiabilidade do indicador: esta característica foi estabelecida em função da disponibilidade de dados e das condições para espacialização do indicador. Desta forma, o indicador que melhor pôde ser trabalhado, tanto em termos da base de 95 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES dados quanto de sua espacialização, foi RE90%, seguido do índice de restituição do relação escoamento base/precipitação média do ano hidrológico. Por último, o indicador com menor confiabilidade prática foi o de contaminação de aqüíferos, uma vez que se dispõe de apenas de uma mapa geológico na escala de 1:1.000.000. - A importância prática do indicador: este aspecto é de extrema relevância para o estabelecimento de pesos e definição final do indicador “Recursos Hídricos”. Neste contexto, os indicadores RE90% e o Índice de restituição EB/P são mais importantes do ponto de vista prático e gestão de recursos hídricos, especialmente o primeiro por se tratar da vazão de referência para outorga no estado, recebendo, portanto, maior peso. Diante destes aspectos, os pesos estabelecidos para cada indicador foram: RE90%, com 45%; Índice de restituição EB/P com 40% e Contaminação de Aqüíferos com 15%. É importante mencionar que para as bacias hidrográficas sem monitoramento hidro-climático a referência para o indicador Índice de restituição EB/P é o RE90% pela evidente correlação existente entre eles e pelos aspectos levantados anteriormente. Foram estabelecidas as seguintes conversões em termos do valor do indicador e sua interpretação em termo de vulnerabilidade: a) RE90% RE90% (L/(s.km2)) Vulnerabilidade Nota < 1,2 Muito Alta 50 1,2 – 3,5 Alta 40 3,5 – 5,7 Média 30 5,7 – 7,5 Baixa 20 > 7,5 Muito Baixa 10 96 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES É importante realçar que a referência territorial é o estado do Espírito Santo, o qual apresenta importante variabilidade de Sul para Norte em termos de disponibilidade natural de água, desde valores <1,2 a valores >7,5 L/s.km 2 o que sinaliza a necessidade de se expressar diferentes graus de vulnerabilidade natural. Assim, a referência básica para a conversão são os valores extremos (mínimo e máximo), que se constituem nos limites da primeira e da última classe, e por decorrência os intervalos das demais classes, já que, por acordo ficou definido a identificação de 5 classes de vulnerabilidade natural. Para se ter uma idéia da importância da contextualização espacial, e dos valores extremos, se a avaliação da vulnerabilidade natural em termos da disponibilidade hídrica, tivesse o Brasil como referência territorial, a região amazônica por apresentar elevados valores de disponibilidade hídrica, seria classificada como de vulnerabilidade muito baixa enquanto o Nordeste e a parte norte de Minas Gerais como de vulnerabilidade muito alta e todo estado do Espírito Santo assim como grande parte do Sudeste vulnerabilidade média. Observa-se, portanto, que a referência territorial que traz consigo a magnitude dos valores extremos, muda substancialmente a categorização do grau de vulnerabilidade, que é uma expressão de natureza qualitativa e relativizada. b) Índice de restituição EB/P Índice de restituição EB/P Vulnerabilidade Nota < 0,12 Muito Alta 50 0,12 – 0,21 Alta 40 0,21 – 0,27 Média 30 0,27 – 0,35 Baixa 20 > 0,35 Muito Baixa 10 97 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Este indicador é interessante uma vez que indica, em média, as condições de relativas de recarga subterrânea das bacias hidrográficas, adimensionalizada pela respectiva precipitação média do ano hidrológico. O procedimento para estabelecer estes intervalos seguiu a mesma lógica do RE90% e entende-se que uma bacia hidrográfica apresenta vulnerabilidade muito alta quando menos de 12% da precipitação é convertida em escoamento base e vulnerabilidade muito baixa quanto mais de 35% desta é convertida em recarga. c) Contaminação de Aqüíferos Para este indicador não existem dados efetivos como nos indicadores anteriores sobre escoamento superficial, sendo, a lógica adotada para o mesmo a seguinte: a) Agrupamento das rochas quanto à sua origem e semelhança; b) Classificação das rochas quanto à sua porosidade e movimentação de solutos. Exemplo: Granitos, gnaisses: baixa porosidade; baixo potencial de contaminação (nota 20); Arenitos: alta porosidade; maior movimentação de solutos (nota 50); c) Mapeamento de falhas geológicas do manto cristalino; d) Caracterização de vulnerabilidade: quanto maior a nota, maior a vulnerabilidade; Locais com falhas geológicas a nota sofreu o acréscimo de uma (1) unidade, tornando-se área mais vulnerável. e) Foram estruturados 4 níveis de vulnerabilidade natural para este componente, sendo que não se caracterizou nenhuma área com vulnerabilidade natural muito baixa. 98 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES A combinação dos indicadores de uma determinada bacia hidrográfica de acordo com os critérios anteriormente descritos resulta na seguinte equação geral do indicador Recursos Hídricos: NF NRE90% PRE90% NEB/P PEB/P NC.AQU PC.AQU Em que NF é a nota final do indicador Recursos Hídricos, NRE90%, NEB/P e NC.AQU são respectivamente, as notas dos indicadores individuais RE90%, EB/P e Contaminação de Aqüíferos; PRE90%, PEB/P e PC.AQU são respectivamente, os pesos dos indicadores individuais. Com base nos valores de NF pode-se observar que os valores variarão de um mínimo de 11,5 (combinação de vulnerabilidade muito baixa para RE90% e Índice de Restituição EB/P e vulnerabilidade baixa para contaminação de aqüíferos) até um máximo de 50 (combinação de vulnerabilidade muito alta para todos os indicadores). Desta forma, num primeiro instante, aplicou-se o critério dos quintis para caracterizar 5 classes de vulnerabilidade, realizado pelo programa ArcMap. No entanto, o resultado não refletiu o comportamento esperado, havendo incongruências em algumas áreas. Desta forma, partindo-se destes quintis previamente caracterizados, os intervalos foram ajustados manualmente, tendo-se a seguinte configuração final, a qual possibilitou um mapa final mais adequado à realidade esperada: Vulnerabilidade final Nota Muito Alta > 44 Alta 35 – 44 Média 25 – 35 Baixa 18 – 25 Muito Baixa < 18 99 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3. RESULTADOS 3.1. Carta de Vulnerabilidade Natural de RE90% Na Figura 5 está apresentada a carta de vulnerabilidade natural do indicador RE90%, concebida no contexto do Zoneamento Ecológico-Econômico. Observa-se, de forma geral, a existência de um gradiente, no sentido Sul-Norte, de aumento da vulnerabilidade natural deste indicador, sendo a região do Atlântico-Sudeste a de menor vulnerabilidade, com identificação de algumas sub-bacias com vulnerabilidade natural muito baixa. Em contraste, na região Norte do Estado, observa-se vulnerabilidade natural praticamente muito alta, significando pequena disponibilidade natural de água. A região do Rio Doce apresenta vulnerabilidade intermediária, sendo nitidamente uma região de transição entre a região sul/sudeste de baixa vulnerabilidade e a norte de alta e muito alta vulnerabilidade. É importante destacar algumas características importantes dos resultados. Observa-se uma redução da vulnerabilidade no sentido da foz para as cabeceiras dos rios, especialmente quando se analisa as bacias dos rios Itapemirim e Doce, demonstrando o caráter hidrológico esperado, que há aumento do rendimento específico à medida que se avança da foz para a montante. Outro detalhe importante é a vulnerabilidade alta de alguns trechos da bacia do Itabapoana, devido ao aspecto climático predominante nesta região, sendo a mesma caracterizada com baixo índice pluviométrico em relação às regiões Itapemirim e Atlântico Sudeste. Vale ainda destacar um aspecto associado à interpretação dos resultados deste mapa. A identificação de uma região com vulnerabilidade alta ou muito alta não significa que a mesma não tenha disponibilidade de água; significa que, em termos hidrológicos, a respectiva região apresenta baixa oferta natural de água, 100 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES conseqüência de um balanço hídrico onde há predominância da transferência de água para a atmosfera e por conseqüência redução do processo de recarga subterrânea. A disponibilidade efetiva de água irá depender de um balanço entre demanda e oferta, ou seja, da quantidade de água ainda disponibilizada para a outorga para a região. O contrário também tem o mesmo raciocínio; uma região caracterizada com baixa vulnerabilidade não significa que exista alta disponibilidade de água para ser outorgada, mas que naturalmente, o regime hidrológico da bacia/sub-bacia apresenta excedentes hídricos. A real disponibilidade dependerá da mesma forma, de um balanço entre demanda e oferta e uma bacia com baixa vulnerabilidade natural pode apresentar comprometimento de água outorgada elevada. Figura 5 - Carta de vulnerabilidade natural do indicador RE90% para o Estado do Espírito Santo. 101 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.2. Carta de Vulnerabilidade Natural do Índice de Restituição EB/P A carta de vulnerabilidade natural do Índice de restituição EB/P (escoamento base/precipitação média do ano hidrológico) está apresentada na Figura 6. Este mapa é semelhante ao mapa de vulnerabilidade natural associada ao indicador RE90%, uma vez que a vazão com permanência de 90% compõe o escoamento base. É possível observar que este indicador mostra o mesmo gradiente descrito para RE90%, porém, em grau relativamente mais rigoroso, como pode ser observado para as bacias do Rio Doce, Atlântico Sudeste e Itapemirim. Exceção pode ser verificada para bacia Barra Seca, para qual não existe nenhum monitoramento hidrológico e o indicador Q90% foi estimado com base na equação de regionalização desenvolvida para a região de São Mateus/Itaunas. Esta pequena distorção em relação ao RE90% se deve ao fato de que o indicador EB/P apresentou menor variabilidade, além de maior dificuldade para espacializar o indicador para bacias e sub-bacias sem monitoramento, o que foi feito tendo-se como base a boa correlação entre este indicador e RE90%. 102 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 6 - Carta de vulnerabilidade natural do indicador EB/P para o Estado do Espírito Santo. 103 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.3. Carta de Vulnerabilidade Natural da Contaminação de Aqüíferos Na Figura 7 está apresentada a carta de vulnerabilidade natural associada à contaminação de aqüíferos desenvolvida com base nas características litológicas das rochas, profundidade das mesmas, falhas e características geomorfológicas gerais. A base para estas informações foi o mapa geológico desenvolvido pela CPRM. Observa-se que as áreas de baixa vulnerabilidade no contexto de contaminação de águas subterrâneas são aquelas vinculadas ao manto cristalino, ou seja, com geologia caracterizada basicamente por granito-gnaisse. Esta rocha consiste de um material pouco permeável e com aqüíferos profundos. Observa-se que sobre o manto cristalino existem muitas falhas geológicas as quais permitem recarga, porém condução e transporte de solutos e contaminantes, vindo a aumentar a vulnerabilidade natural neste contexto. Sobre tais trechos a vulnerabilidade foi aumentada em um nível, passando a média vulnerabilidade. As áreas caracterizadas como de alta e muito alta vulnerabilidade são aquelas localizadas sobre o Terciário e Quaternário, os quais são caracterizados por deposição de sedimentos mais recentes. Nestas áreas, existem aqüíferos não confinados muito próximos à superfície e a possibilidade de contaminação é alta. Sendo assim, tais áreas devem ser caracterizadas como de alta e muita alta vulnerabilidade no tocante à possibilidade de contaminação de suas águas. Vale destacar também área de alta vulnerabilidade seguindo-se a calha do rio Doce e do rio São Mateus, onde há presença de deposição de sedimentos e presença constante de aqüíferos não confinados. 104 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 7 - Carta de vulnerabilidade natural do indicador Contaminação de Aqüíferos para o Estado do Espírito Santo. 3.4. Carta de Vulnerabilidade Natural dos Recursos Hídricos A carta de vulnerabilidade natural dos Recursos Hídricos está apresentada na Figura 8. Nesta observa-se um gradiente importante de vulnerabilidade (aumento desta) no sentido de sul para norte, como fruto do comportamento dos indicadores de maior peso, os quais são o RE90% e a relação EB/P. Nota-se um gradiente negativo da vulnerabilidade (redução desta) da foz do rio Doce (direção Oeste), o que está associado ao aumento dos valores de RE 90% no sentido da cabeceira. Comportamento similar pode ser verificado na bacia do rio Itapemirim, porém em níveis inferiores de vulnerabilidade, verificando-se vulnerabilidade baixa na sua 105 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES cabeceira. Existem duas sub-bacias de drenagem para o rio Doce com vulnerabilidade baixa devido a valores mais elevados de RE90% bem como da relação EB/P e principalmente da baixa vulnerabilidade à contaminação de aqüíferos. A região norte do estado do Espírito Santo apresenta vulnerabilidade natural muito alta em praticamente toda área relativa ao São Mateus e Itaunas. Apenas um pequeno trecho de região Barra Seca apresenta vulnerabilidade alta dada pelos valores de RE90% e EB/P ligeiramente superiores. No contexto de gestão de recursos hídricos a região de São Mateus – Itaunas – Barra Seca apresenta problemas importantes de disponibilidade hídrica, ou seja, naturalmente, esta região não apresenta grande disponibilidade natural de água, fruto de seu balanço hídrico anual onde a demanda atmosférica (evapotranspiração) superando a precipitação anual. A região com menor vulnerabilidade natural no tocante aos Recursos Hídricos é a do Atlântico Sudeste, sendo possível identificar áreas com vulnerabilidade muito baixa devido à maior disponibilidade hídrica, expressa pelo RE 90% e comportamento do escoamento base. É interessante destacar que a região da bacia do Itabapoana apresenta 4 níveis de vulnerabilidade, variando de alta na sua foz até muito baixa próximo à sua cabeceira. 106 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 8 - Carta de vulnerabilidade natural dos “Recursos Hídricos” para o Estado do Espírito Santo. 107 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os resultados apresentados têm como referência a inserção dos mesmos dentro do conjunto de indicadores do meio físico e biótico na parte Ecológica do ZZE-ES, que estabelece a vulnerabilidade natural como modo de representá-los, e, o espaço do território do Estado como referência espacial. Como se procurou destacar em várias oportunidades há que se cuidar na interpretação dos significados de cada indicador que estão associados à conjuntura antes contextualizada. Além das observações já pontuadas, sobre a natureza das informações utilizadas na obtenção dos mesmos, em particular, vale destacar, o bom respaldo que os dados de fluviometria conferem aos resultados relativos à componente superficial dos recursos hídricos, ressaltando-se, entretanto a carência de informações sobre escoamento superficial na região norte do estado, sobretudo, na bacia hidrográfica da Barra Seca, sinalizando a necessidade de ações voltadas para a obtenção de informações diretas (monitoramento) e até que se supere este gargalo, de estratégia de gerar informações com base em processos de estimativa de valores a partir de regiões hidrologicamente semelhante, que disponham de informações. Vale ainda destacar que a inexistência de informações sobre os sistemas hidrogeológicos para todo o estado, tornou-se num fator altamente limitante, exigindo a adoção de indicadores alternativos, que embora permitam inferir sobre os mesmos, estão longe de poderem ser considerados, como efetivamente representativos, como no caso do recurso hídrico superficial, em termos quantitativos. Novamente aqui se acentua a necessidade de ações visando superar este gargalo, decorrente da falta de informações sobre a hidrogeologia do estado. 108 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Apesar destas ressalvas, acreditamos que os indicadores construídos, permitem que se analise o estado do Espírito dentro do contexto da vulnerabilidade natural dos recursos hídricos, com a identificação das diferenças entre as suas regiões, e por conseqüência a necessidade de tratá-las dentro de suas peculiaridades, estabelecendo instrumentos de gestão que contemplem estas realidades e permitam o uso dos recursos hídricos para a promoção do desenvolvimento social, econômico com sustentabilidade ambiental. Por último, destacamos que um novo cenário no conjunto de informações sobre os recursos hídricos, com o acréscimo quantitativo e qualitativo das mesmas, certamente propiciará um aperfeiçoamento no processo de estruturação do seu indicador, e por conseqüência melhoria do produto final. 109 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS REIS, J.A.T.; CRISTO, J.N.; ELESBON, A.A.A.; MENDONÇA, A.S.F. Regionalização de curvas de permanência de vazão para rios do Estado do Espírito Santo. Revista Capixaba de Ciência e Tecnologia, n.1, p.28-35, 2006. MELLO, C.R. de; SILVA, A.M.; COELHO ,G.; MARQUES, J.J.; CAMPOS, C.M.M. Recursos Hídricos. In: SCOLFORO, J.R.; CARVALHO, L.M.T.; OLIVEIRA, A.D. Zoneamento Ecológico-Econômico do Estado de Minas Gerais – Componentes Geofísico e Biótico. Lavras: Editora UFLA, 2008. p.103 – 135. ECOPLAN – LUME. PLANO INTEGRADO DE RECURSOS HÍDRICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE E PLANOS DE AÇÕES PARA AS UNIDADES DE PLANEJAMENTO E GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS NO ÂMBITO DA BACIA DO RIO DOCE. – RELATÓRIO EXECUTIVO. 93p. 2010. 110 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES IV - ANÁLISE DA DEMANDA POR RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS NO ESTADO DO ESPÍRITO SANTO Carlos Rogério de Mello - UFLA Antonio Marciano da Silva - UFLA Marcelo Ribeiro Viola - UFLA 1. INTRODUÇÃO A demanda por recursos hídricos superficiais é uma realidade em toda a cadeia do processo produtivo e em todo o país. As águas superficiais são mais economicamente viáveis de exploração do que as águas subterrâneas, levando os usuários prioritariamente a trabalharem com esta opção de captação. No entanto, o escoamento superficial, fruto da drenagem de aqüíferos superficiais os quais são submetidos à recarga direta por ocorrência de precipitação, apresentam susceptibilidade no tocante à manutenção de vazões mínimas durante o período seco do ano, por dependerem das condições climáticas reinantes associadas ao balanço hídrico. Desta forma, os usuários de água ficam vulneráveis à disponibilidade natural deste recurso. Contudo, o excesso de usuários contribui decisivamente para que haja disponibilidade aos usuários, representando fator de impacto antrópico fundamental, uma vez que afeta tanto a disponibilidade quanto a qualidade das águas. Neste contexto, é fundamental a definição de políticas públicas voltadas para a gestão dos recursos hídricos, uma vez que a Política Nacional de Recursos 111 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Hídricos de 1997 definiu- os como bens públicos e passiveis de gerenciamento pelos órgãos públicos vinculados ao meio ambiente. Isto significa que cabe ao Estado gerir os usos de recursos hídricos de forma que os possíveis conflitos sejam minimizados e que o meio ambiente tenha o menor impacto possível. Desta forma, foram criados alguns instrumentos de gestão dos recursos hídricos, sendo a outorga o que efetivamente tem sido mais aplicado e com resultados práticos importantes para a gestão do meio ambiente. Assim, este trabalho consiste de uma avaliação geral de demanda por recursos hídricos no Estado do Espírito Santo, tendo-se como referência os usuários, os tipos de usos e a relação entre demanda e oferta dos recursos hídricos conforme as vazões de referência para outorga. 2. METODOLOGIA A base metodológica trabalhada foi o conceito de Nível de Comprometimento, aplicado por Silva et al. (2008) ao Zoneamento Ecológico-Econômico do Estado de Minas Gerais. Este conceito é bastante simples e está associado à seguinte equação: NC Voutorgado Vdisponív el (1) Em que Voutorgado corresponde ao volume de água outorgado ou demanda de água numa bacia hidrográfica, num determinado intervalo de tempo. Este intervalo de tempo depende das condições e características do banco de dados de outorga disponível. No caso do Espírito Santo, foram consideradas as demandas constantes ao longo do ano. Por um lado, este aspecto pode superestimar as demandas e levar 112 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES a valores de NC elevados para uma determinada bacia hidrográfica; contudo, por outro lado, é importante realçar que existem muitos usuários de água que não estão cadastrados junto ao IEMA, além dos usos insignificantes, mas que no contexto geral representam grande demanda por água. Assim, acredita-se que o resultado produzido pelo trabalho corresponde a um diagnóstico que pode estar subestimando a demanda por água em determinadas regiões, especialmente aquelas cuja relação acima foi superior a 1 ou 100% de comprometimento. A base de dados de outorga aplicada ao trabalho foi dividida em 3 fontes: outorgas emitidas pelo IEMA relativa ao Espírito Santo (ano base 2009), outorgas emitidas pelo IGAM relativas aos rios que drenam do estado de Minas Gerais (ano base 2007) e outorgas federais emitidas pela ANA (ano base 2009). É importante mencionar que esta análise leva em consideração a bacia hidrográfica, ou seja, deve-se avaliar a demanda por água em toda a região da bacia e calcular a vazão de referência para esta condição. Quanto maior a precisão em termos de sub-bacias hidrográficas melhores serão os resultados. Na Figura 1 apresenta-se a distribuição espacial das outorgas concedidas pelos respectivos órgãos de gestão dos recursos hídricos, que foram aplicadas a este trabalho. No tocante ao Vdisponível este foi considerado como sendo 50% da Q90%, uma vez que esta é vazão de referência para outorga no Estado do Espírito Santo sem barramentos. Assim, este valor de vazão foi convertido em volume anual de água para cada uma das sub-bacias, uma vez que esta vazão corresponde a uma drenagem natural e, portanto, reflete a disponibilidade natural de água das bacias. 113 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 1 - Distribuição espacial das outorgas aplicadas ao estudo de demanda de recursos hídricos do Estado do Espírito Santo. A interpretação dos níveis de comprometimento (NC) foi conduzida da seguinte forma: Nível de Comprometimento NC Muito Alta > 1,0 Alta 0,8 – 1,0 Média 0,2 – 0,8 Baixa 0,05 – 0,2 Muito Baixa < 0,05 114 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Estatísticas básicas sobre os usos e sua distribuição por tipo de uso também foram elencadas e apresentadas no trabalho. 3. RESULTADOS Na Figura 2 são apresentados os gráficos associados às estatísticas básicas sobre usuários de água no Estado do Espírito Santo, tendo-se como referência o banco de dados de outorga do IEMA. Figura 2 - Distribuição percentual das outorgas de águas superficiais no Estado do Espírito Santo (a). 115 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 2 - Distribuição percentual das outorgas de águas superficiais no Estado do Espírito Santo (b). É possível observar que 45% do total de outorgas emitidas têm como tipo de uso predominante captação de água com barramentos, ou seja, regularização, o que melhora as condições para disponibilidade de água uma vez que normalmente é possível captar um valor superior a 50% da Q90%. As captações diretas por sua vez respondem por 30% das outorgas emitidas. Grande parte das captações de água via barramento com regularização se destina à irrigação, a qual corresponde a 76,5% das finalidades de uso da água, o que é bastante expressivo, superando alguns valores médios tradicionais sobre usuários de água superficial para esta finalidade em alguns estados brasileiros. O abastecimento público corresponde a 116 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES apenas 2,5% das outorgas concedidas, entendendo-se que este percentual é muito pequeno haja vista as prioridades de usos da água e consequentemente, o fornecimento de água tratada pelas empresas de saneamento responsáveis. Na Figura 3 apresenta-se o mapa de Nível de Comprometimento de Águas Superficiais para o estado do Espírito Santo. Observa-se que grande parte do estado apresenta uma situação razoavelmente confortável em termos de comprometimento da disponibilidade de água para os usuários, enquadrando-se nas classes com baixo e muito baixo nível de comprometimento. Esta situação se deve basicamente à maior disponibilidade natural de água, refletida principalmente pela vulnerabilidade natural do indicador RE90% , a qual para estas regiões também é baixa ou até muito baixa em alguns casos. No entanto, dois casos chamam a atenção e merecem uma reflexão a respeito. Existem algumas sub-bacias hidrográficas localizadas a noroeste da bacia de São Mateus que apresenta nível de comprometimento muito baixo ou baixo estando inserida numa região com vulnerabilidade natural alta ou muito alta. Isto significa que a relação entre demanda e disponibilidade é baixa apesar da região estar inserida numa zona com sérios problemas naturais de disponibilidade. Situação inversa pode ser verificada ao sul do estado, onde se observa demanda muito alta por água numa região com baixa ou média vulnerabilidade. Ambas as situações mostram a influência antrópica no processo, provocada pelos usuários de água e suas necessidades, sendo que estes efeitos não devem fazer parte do conceito de vulnerabilidade natural, conforme já discutido previamente. De forma geral, observa-se que as regiões ao norte do Estado (Barra Seca, São Mateus e Itaúnas) e duas sub-bacias hidrográficas ao sul necessitam de atenção por parte dos gestores porque é nítido que haverá sérios riscos de conflito entre os usuários de água nestas regiões em pouco tempo. Deve-se considerar que 117 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ainda há muitos usuários de água que não foram cadastrados e que, portanto esta situação pode ser ainda agravada do ponto de vista prático. Outro detalhe importante é que foi considerado uma taxa de retorno de 20% do volume de água outorgado para irrigação e de 80% para abastecimento doméstico e industrial. Tais valores também foram aplicados por Silva et al. (2008) quando de seus estudos relacionados ao nível de comprometimento de água superficial no estado de Minas Gerais. Figura 3 - Mapa de nível de comprometimento de águas superficiais para o estado do Espírito Santo. 118 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS O produto gerado deve ser entendido como uma primeira aproximação do nível de comprometimento da vazão de água outorgável por sub-bacias hidrográficas no estado do Espírito Santo. Há alguns restrições vinculados ao banco de dados de outorga, entre eles a não especificação do intervalo do tempo de duração das outorgas nem a validade das mesmas, uma vez que o processo de emissão de outorgas encontra-se em fase de aprimoramento. Detalhe importante diz respeito ao fato de que o mapa desenvolvido aqui consiste de uma abordagem que retrata um momento, ou seja, consiste de um diagnóstico relativo ao ano de 2009 e este tipo de estudo é dinâmico, ou seja, alterações na base de dados de outorga afetarão o comportamento do mapa, significando que é indispensável a atualização do mesmo. Além disto, a identificação e o acréscimo de usuários insignificantes será um passo relevante na análise da conjuntura da demanda por água no estado. Apesar das restrições apontadas relativas ao produto, o mesmo representa um considerável avanço no tocante à base de dados para suporte à gestão dos recursos hídricos no estado do Espírito Santo, desde que se tome o devido cuidado na análise dos resultados. Este produto poderá ser aplicado como norteador para o IEMA e Secretaria de Recursos Hídricos no tocante a identificação de áreas cuja demanda apresenta tendência ao esgotamento das vazões mínimas disponíveis e aos conflitos entre usuários. Desta forma, acredita-se que sua aplicabilidade seja de grande valia para o sistema ambiental do Espírito Santo, contribuindo sobremaneira para o desenvolvimento sustentável do estado. 119 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MELLO, C.R. de; SILVA, A.M.; COELHO ,G.; MARQUES, J.J.; CAMPOS, C.M.M. Recursos Hídricos. In: SCOLFORO, J.R.; CARVALHO, L.M.T.; OLIVEIRA, A.D. Zoneamento Ecológico-Econômico do Estado de Minas Gerais – Componentes Geofísico e Biótico. Lavras: Editora UFLA, 2008. p. 103 – 135. SILVA, A.M.; COELHO, G.; MELLO, C.R. Nível de Comprometimento da água. In: SCOLFORO, J.R.; CARVALHO, L.M.T.; OLIVEIRA, A.D. Zoneamento EcológicoEconômico do Estado de Minas Gerais – Zoneamento e Cenários Exploratórios. Lavras: Editora UFLA, 2008. p. 37 – 52. 120 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES V - VULNERABILIDADE NATURAL DO MEIO BIÓTICO: FLORA E FAUNA Júlio Neil Louzada - UFLA Fausto Weimar Acerbi Junior - UFLA Luis Marcelo Tavares de Carvalho - UFLA 1. APRESENTAÇÃO A integridade do meio biótico foi abordada no Zoneamento EcológicoEconômico do Estado do Espírito Santo como um dos fatores condicionantes da vulnerabilidade natural. Para caracterizar este fator consideraram-se aspectos relativos à heterogeneidade da flora, seu estado de conservação, a relevância de determinado ecossistema para uma região do estado e a necessidade de conservação dos mesmos, definida segundo critérios determinados por estudiosos do tema, que reunidos em um workshop específico, definiram áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade do estado. Os aspectos citados acima determinam certo grau de vulnerabilidade natural do meio biótico, levando em consideração o conceito de vulnerabilidade adotada neste estudo. Para obtenção deste fator condicionante, derivaram-se indicadores da heterogeneidade de fitofisionomias em determinada área, no intuito de captar a ocorrência de ecótones entre ecossistemas distintos. Estes ecótones constituem regiões de tensão ecológica, que são muito importantes para o funcionamento dos 121 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES sistemas naturais. Quando modificadas, essas áreas são extremamente difíceis de serem recuperadas. Áreas limítrofes que abrigam diferentes tipos de fitofisionomias são, portanto, essenciais para a caracterização da vulnerabilidade natural. Outro indicador da integridade do meio biótico considerado neste estudo diz respeito ao grau de conservação da vegetação nativa, que de maneira indireta também indica a presença de elementos da fauna nativa. Foram derivados índices que determinam a fragmentação da paisagem em função da modificação da cobertura original do solo. Quando uma paisagem é modificada pela ação antrópica devido à remoção da vegetação nativa e sua transformação em fragmentos de vegetação, assume-se que o retorno ao seu estado original torna-se um processo demorado e de difícil realização e que ocorrem perdas dos elementos faunísticos mais sensíveis e que demandem de áreas maiores para seu forrageamento e reprodução. A relevância regional de determinada fitofisionomia também foi considerada neste trabalho no intuito de caracterizar a ocorrência de ecossistemas raros nas sub-regiões em consideração. Remanescentes escassos de uma fitofisionomia em uma região devem, conseqüentemente, ser considerados de forma a garantir a preservação dos mesmos. Por fim, áreas prioritárias para conservação foram levadas em consideração neste trabalho a partir de dados compilados pelo Instituto de Pesquisas da Mata Atlântica (IPEMA) em parceria com o Instituto Estadual de Meio Ambiente e Recursos Hídricos do Espírito Santo (IEMA). Assim, para cada região em estudo foram obtidas informações sobre a vegetação e o uso do solo que caracterizam aspectos de integridade biótica. Para 122 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES cada um destes fatores de integridade realizou-se uma classificação e ponderação de seus indicadores para indicar a vulnerabilidade ambiental natural do meio biótico. 2. ABORDAGEM METODOLÓGICA As principais variáveis utilizadas para gerar os indicadores do fator condicionante de vulnerabilidade relativo à flora foram obtidas do banco de dados georreferenciados sobre a vegetação nativa do Espírito Santo que foi construído pela equipe ZEE – ES. O mapa temático, em modelo de dados matricial e resolução espacial de 10m formou a base para o cálculo dos indicadores apresentados a seguir. Estes indicadores, juntamente com o indicador de prioridades para conservação foram sobrepostos para gerar uma medida de integridade do fator condicionante meio biótico (Figura 1). Figura 1 - Fluxograma dos indicadores e variáveis utilizadas neste estudo. 123 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.1. RELEVÂNCIA REGIONAL DE FITOFISIONOMIAS Entende-se que a relevância regional de um ecossistema é a razão entre a área atual de determinadas fitofisionomias (campos de altitude, florestas semideciduais, ombrófilas, restingas e mangues) em uma célula e a área total destas fitofisionomias em determinada regional do estado. Assim, ecossistemas que passaram por um histórico muito severo de substituição na regional em questão apresentariam valores elevados de relevância regional. Células que contém este ecossistema em sua composição apresentam, conseqüentemente, alta vulnerabilidade a ação humana. O cálculo foi efetuado contando as células cobertas por vegetação da fitofisionomia em questão na base original de vegetação nativa do ES (10 x 10m) que estavam contidas em cada célula da base do ZEE-ES (270 x 270m). O procedimento de cálculo está exemplificado na figura 2, para o caso da relevância da fitofisionomia floresta estacional semidecidual. A lógica de cálculo é a mesma para os indicadores de relevância regional das demais fitofisionomias. Figura 2 - Esquema de obtenção da relevância da floresta estacional semidecidual. 124 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.2. GRAU DE CONSERVAÇÃO DA VEGETAÇÃO Entende-se por grau de conservação da vegetação o total ainda existente de vegetação nativa em uma célula (Figura 3). Assim, ecossistemas que apresentem níveis de antropização elevados foram considerados pouco vulneráveis a perda de vegetação nativa futura devido à ação humana. Figura 3 - Obtenção do indicador do estado de conservação da vegetação nativa. 125 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.3. HETEROGENEIDADE ESPACIAL DE FITOFISIONOMIAS Este indicador foi calculado com base nas informações de distribuição de fisionomias vegetacionais no estado. Para cada célula foi obtido o número de fisionomias destinas presentes (Figura 4). Pressupõe-se que uma célula que apresente números elevados de fitofisionomias naturais apresente também maior heterogeneidade ambiental, por apresentar ecossistemas com diferenças marcantes em estrutura e microclima. Figura 4 - Obtenção do indicador da heterogeneidade de fitofisionomias. 126 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.4. PRIORIDADE PARA CONSERVAÇÃO DE FLORA Este indicador foi derivado da base de dados, que está na publicação "áreas prioritárias para a conservação do ES" (IPEMA, 2010). Nesta publicação são apresentadas áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade com base na ocorrência de espécies endêmicas, ameaçadas de extinção entre outras variáveis operacionais. Para cada área prioritária para conservação no estado foi feita uma reclassificação dos critérios de prioridade para conservação associando às áreas valores de vulnerabilidade, principalmente a perda futura de biota nativa. Neste caso, se a área é prioritária para conservar a biodiversidade em função do grau de endemismos e riqueza total de espécies presume-se que a ocupação indiscriminada da área poderá acarretar em perda dessa biodiversidade. Para cada área prioritária para conservação no estado fez-se a reclassificação dos critérios de prioridade para conservação associando às áreas valores de vulnerabilidade, principalmente a perda futura de biodiversidade nativa. Neste caso, se a área é prioritária para conservar a biodiversidade em função do grau de endemismos e riqueza total de espécies presume-se que a ocupação indiscriminada da área poderá acarretar em perda de biodiversidade. A correspondência entre as classes definidas no estudo de áreas prioritárias e no presente trabalho é apresentada na tabela 1. 127 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 1 - Conversão de classes para o sistema utilizado no ZEE-ES. Classes no Mapa do IPEMA Classes no ZEE-ES Nenhuma Muito baixa Alta Alta Muito alta Muito alta Extrema Muito alta Especial Muito alta 2.5. PONDERAÇÃO A distribuição de pesos foi a seguinte: cada indicador de relevância regional recebeu peso 8, o indicador do grau de conservação da vegetação recebeu peso 12, o indicador de heterogeneidade espacial de fitofisionomias recebeu peso 4 e o indicador de prioridade para conservação da biodiversidade recebeu peso 12 128 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3. MAPAS E SÍNTESE 3.1. RELEVÂNCIA REGIONAL DE FITOFISIONOMIAS 3.1.1. FLORESTA ESTACIONAL SEMIDECIDUAL A floresta estacional semidecidual está distribuída por praticamente todo o Estado do Espírito Santo, principalmente nas áreas de altitude baixas e medianas. Nas áreas mais baixas do centro/sul do estado a relevância regional varia de média a muito alta, visto que as formações florestais desta fisionomia estão muito fragmentadas e sofreram grande pressão de corte e secular. Já nas demais regiões, ou essa fitofisionomia foi completamente removida e não se destaca em nível estadual, ou é ocupada por outras fitofisionomias Nota-se que a relevância regional da floresta estacional semidecidual é classificada como muito alta na maior parte das áreas. Nestas áreas as áreas de florestas semideciduais ocupam muitas vezes áreas úmidas e acompanham cursos d’água, tendo relevância também na forma de proteção de recursos hídricos. O mapa de relevância regional da fitofisionomia floresta estacional semidecidual é apresentado na figura 5. 129 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 5 - Relevância regional da fitofisionomia floresta estacional semidecidual. 130 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.1.2. FLORESTA OMBRÓFILA Esta fitofisionomia apresenta relevância predominantemente muito alta na região dos Parques do Caparaó e de Sooretama variando de média a alta na região serrana, onde estão concentradas as maiores concentrações de fragmentos pertencentes a propriedades particulares. O mapa de relevância regional da fitofisionomia floresta ombrófila é apresentado na figura 6. Figura 6 - Relevância regional da fitofisionomia floresta ombrófila. 131 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.1.3. RESTINGAS Os remanescentes de restinga do Estado do Espírito Santo ocorrem predominantemente nos tabuleiros litorâneos de maior largura, nas demais áreas não existem condições edáficas para a sua ocorrência. Por este fato, esta fitofisionomia é naturalmente muito relevante para o Estado nas poucas regiões onde ocorre. Na região Sul, os remanescentes de restinga encontram-se próximos a Marataízes e Marobá. Já na região norte as áreas mais representativas estão próximos a foz do Rio Doce e na ilha de Guriri, foz do rio São Mateus. O mapa de relevância regional da fitofisionomia restinga é apresentado na figura 7. Apesar de apresentarem alta relevância muitas áreas de restinga são naturalmente protegidas pela dificuldade inerente de implantação de atividades em terrenos com grande concentração de areia. Entretanto, estas áreas são ameaçadas tradicionalmente pela expansão imobiliária ligada ao turismo de litoral e eventualmente a exploração de areia nas áreas mais distantes da linha de maré. 132 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 7 - Relevância regional da fitofisionomia restinga 133 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.1.4. Mangue Os remanescentes de vegetação de mangue do Estado do Espírito Santo ocorrem predominantemente na foz de rios de maior volume, onde o encontro da água doce com a salgada, somada a deposição de sedimentos finos e matéria orgânica carreada pelo rio propiciam a colonização pela Rizofora mangle, principal componente arbóreo desse sistema. Em função de suas peculiaridades e exigências edáficas, as áreas de mangue estão ausentes nas demais áreas do estado. Por este fato, esta fitofisionomia tal qual a restinga é naturalmente muito relevante para o Estado nas poucas regiões onde ocorre. Na região Sul e Centro, os remanescentes de mangue encontram-se próximos a Piúma e a Anchieta. Já na região norte as áreas mais representativas estão próximos a foz do Rio Doce e foz do rio São Mateus. O mapa de relevância regional da fitofisionomia restinga é apresentado na figura 8. Apesar de apresentarem alta relevância muitas áreas de mangue são ameaçadas tradicionalmente pela expansão imobiliária, ligada ao turismo de litoral, que eventualmente provoca o aterramento de áreas de mangue para expansão de cidades. As áreas de mangue têm grande importância como locais de reprodução de peixes, crustáceos e moluscos, e como pontos de alimentação de muitas espécies de aves. 134 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 8 - Relevância regional da fitofisionomia mangue 135 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.1.5. Afloramentos rochosos Os afloramentos rochosos não são em si uma fitofisionomia vegetacional do Estado do Espírito Santo, mas por abrigarem elementos de flora, e eventualmente fauna, que são muito específicos, foram tratados de maneira separada. Ocorrem predominantemente nas áreas altas onde devido à erosão secular as rochas ficam expostas e são colonizadas por vegetação reasteira e muitas vezes específica (orquídeas, bromélias, cactus etc). As áreas de maior relevância estão concentradas na região sul do estado, contudo áreas de relevância média e alta estão presentes em toda a região serrana do estado e em pontos esparsos da região litorânea. O mapa de relevância regional da fitofisionomia restinga é apresentado na figura 9. 136 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 9 - Relevância regional de vegetação de afloramentos rochosos 137 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.2. HETEROGENEIDADE DE FITOFISIONOMIAS Na maior parte do estado este fator apresenta-se na classe de heterogeneidade baixa ou média, pois as células de aproximadamente 7,3 ha consideradas no ZEE-ES geralmente apresentam uma única fitofisionomia. Alguns locais em áreas mais montanhosas e em áreas de tensão ecológica apresentam heterogeneidade alta e muito alta, pois abrigam mais de uma fitofisionomias nas células somados a afloramentos rochosos. Estas regiões por serem transicionais estão muitas vezes ameaçadas e fora dos programas específicos de proteção de determinada fitofisionomia, justamente por não ser possível definir com precisão a fisionomia da vegetação do local. Muitas vezes estas áreas apresentam grande variação espacial na composição de espécies em função da presença de mais de uma fitofisionomia típica e as fazes transicionais entre estas, o que implica na necessidade de ampliar a escala dos estudos para o nível regional para se ter uma idéia mais precisa da diversidade da região. O mapa de heterogeneidade de fitofisionomias está apresentado na figura 10. 138 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 10 - Heterogeneidade de fitofisionomias. 139 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.3. GRAU DE CONSERVAÇÃO DA FLORA NATIVA As regiões serranas do estado encontram-se mais preservadas na classe de conservação da flora nativa muito alta. Este é o caso também dos parques que apresentam, como decorrência da proteção legal, grau de conservação muito alta. Por outro lado, regiões que sofreram um histórico mais severo de perturbações como no caso do norte do estado e áreas mais acessíveis próximas ao litoral apresentam a maior parte de sua área na classe de conservação muito baixa. Nestas regiões, somente as áreas mais montanhosas ou com outro tipo de restrição à ocupação humana como em locais de afloramentos rochosos ou mangues e restingas ainda encontram-se na classe de conservação muito alta. O mapa de grau de conservação da flora está apresentado na figura 11. 140 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 11 - Grau de conservação da flora nativa. 141 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.4. INTEGRIDADE DA FLORA Ao se sobrepor os mapas apresentados anteriormente, obteve-se como resultado um mapa síntese de integridade da flora (figura 12). Este fator condicionante da Vulnerabilidade Natural representa as áreas que ainda apresentam certa integridade ecológica e que, portanto, são mais vulneráveis à ação do homem. Nota-se nesta síntese que as regiões montanhosas do estado são as que apresentam integridade mais alta de maneira geral. As outras regiões, por terem sido mais exploradas e modificadas, possuem boa parte de sua área na classe de integridade da flora muito baixa ou baixa. É o que acontece, por exemplo, nas regiões Norte e Noroeste de Espírito Santo. A influência do grau de conservação da vegetação foi captada de maneira a conferir maior valor de integridade para áreas mais preservadas. Neste caso nota-se uma relevância muito grande em áreas como as sob influência da Serra Centro/Sul do estado. A combinação dos demais indicadores seguiu os mesmos critérios, de maneira que, quando uma determinada área apresentou valores elevados para vários indicadores, esta área foi classificada com integridade da flora muito alta. Áreas com integridade da flora muito baixa são aquelas completamente antropizadas que não apresentam nenhum remanescente de vegetação e que ao mesmo tempo não são prioritárias para conservação da flora. Áreas com integridade baixa provavelmente tem alguma importância para o fluxo de propágulos ou como zona de amortecimento para áreas mais preservadas. Algumas áreas são importantes centros de biodiversidade e representam enclaves de fitofisionomias únicas no estado, como a Serra do Caparaó e as áreas cobertas de florestas ombrófilas no norte do estado. Estas áreas necessitam de cuidados e políticas de proteção específicas. 142 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 12 - Integridade ponderada da flora. 143 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.5. PRIORIDADE PARA CONSERVAÇÃO O fator prioridade para a conservação foi obtido seguindo uma lógica diferente dos fatores que produziram o mapa de integridade da flora apresentado anteriormente. Contudo, representa um esforço para a conservação da biodiversidade de flora e fauna do estado e deve ser considerado para o zoneamento ecológico econômico do estado. Como no passado foram produzidos mapas em nível nacional e em nível estadual que designam áreas como prioritárias, optou-se por produzir um mapa ponderado com essas informações, o que gerou o mapa do indicador de prioridades para conservação usado no ZEE/ES. Esse, por sua vez, foi somado ao mapa de integridade de flora para produzir o mapa de vulnerabilidade biótica do estado. O indicador de prioridade de conservação apresenta certa coincidência com as áreas mais bem preservadas do Estado, geralmente áreas montanhosas ou reservas biológicas. Essas áreas geralmente possuem maior riqueza de espécies, diversidade, endemismos etc. Áreas com prioridade de conservação muito alta concentram-se nas serras do centro/sul do estado. Por outro lado, algumas áreas apresentam prioridade de conservação alta ou muito alta, mesmo tendo pouca cobertura de vegetação remanescente, neste caso encontra-se, por exemplo, a região da foz do rio doce, fortemente degradada no passado, mas que apresenta remanescentes de restinga importantes e é local de desova de tartarugas marinhas. O mapa de prioridade para conservação está apresentado na figura 13, este é a fusão do mapa de prioridade de conservação da mata atlântica em nível nacional e os mapas de prioridade de conservação em nível estadual. 144 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 13 - Prioridade para conservação – mapa síntese. 145 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES VI - MAPEAMENTO DA FLORA NATIVA E DOS REFLORESTAMENTOS DO ESTADO DO ESPÍRITO SANTO Fausto Weimar Acerbi Jr. - UFLA Pedro Rezende Silva - UFLA Antônio Couto Jr. - UFLA Allan Arantes Pereira - UFLA Sérgio Teixeira Silva – UFLA 1. INTRODUÇÃO Devido às constantes modificações do uso e ocupação do solo, o trabalho de identificar e monitorar as fisionomias florestais remanescentes em cada região do Estado é de extrema importância para subsidiar a adoção de políticas públicas visando a manutenção da flora, fauna e dos recursos hídricos existentes. No caso particular do Zoneamento Ecológico Econômico, o conhecimento do grau de ocupação do solo pelas diferentes formações de vegetação nativa é informação essencial na construção dos indicadores de integridade da flora, imprescindíveis na caracterização da vulnerabilidade natural de cada região do Estado. Como a classificação e a descrição das fisionomias em campo é um processo dispendioso e que onera muito tempo, o uso de imagens obtidas por sensores 146 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES remotos é uma alternativa cada vez mais adotada, uma vez que permite o levantamento de grandes áreas, em curtos períodos de tempo e de uma forma não destrutiva (Acerbi-Junior et al, 2006). A classificação digital baseia-se em informações intrínsecas na imagem para a distinção dos alvos na superfície da Terra, e através de algoritmos específicos distinguir classes de modo hábil e confiável. Nesse sentido, novas técnicas de classificação digital de imagens de satélite vêm sendo desenvolvidas nos últimos anos a fim de elevar a precisão e a confiabilidade dos mapas gerados. Basicamente, hoje existem três formas de classificação de imagens digitais, a visual, caracterizada pela subjetividade de acordo com a experiência de cada intérprete, a baseada no valor do pixel ou pixel a pixel, que analisa a assinatura espectral das diferentes classes de cobertura do solo em cada unidade da imagem, determinando assim a que classe o pixel pertence, e a baseada em objetos. Na classificação de imagens baseada em objetos não somente as informações espectrais são consideradas, mas também as informações espaciais. O processo consiste em agrupar os “pixels” próximos e com atributos similares, em regiões. Esse processo tem como vantagem a utilização de uma maior quantidade de descritores para as regiões, como por exemplo, forma, tamanho e textura, o que tem como conseqüência o aumento de variáveis de entrada no processo de classificação (Andersen et al, 2005; Centeno, 2005). Segundo Gonçalves et al. (2001), o processamento de imagens baseado em objetos aproxima-se mais dos processos cognitivos humanos que as análises baseadas em pixel, uma vez que ao se pesquisar uma determinada área visualmente, focaliza-se áreas ao seu redor, buscando o reconhecimento de objetos vizinhos com tamanho, forma, e cor particular. 147 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Diante disso, este trabalho tem como objetivo a elaboração de um mapa da cobertura vegetal nativa e dos reflorestamentos no Estado do Espírito Santo utilizando as técnicas de classificação baseada em objetos. Este mapa serviu de subsídio para a construção dos indicadores de integridade da flora, que por sua vez foram utilizados na caracterização da vulnerabilidade do meio biótico dentro do Zoneamento Ecológico Econômico do Estado do Espírito Santo. 2. ABORDAGEM METODOLÓGICA 2.1 Base de Dados A base de dados desse estudo é formada por levantamentos de campo com GPS, identificando as diferentes fisionomias florestais, e um conjunto de 28 cenas do satélite ALOS, sensor AVNIR-2, com datas de 05 de março de 2008 a 19 de janeiro de 2010 (Figura 1 e Tabela 1) que já vêm com os coeficientes de correção geométrica e calibração radiométrica aplicados. 148 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 1 - Grade de imagens do satélite ALOS 149 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 1 - Datas das cenas utilizadas no mapeamento PATH FRAME DATA 379 3980 19/01/2010 379 3990 03/03/2009 379 4000 18/04/2009 380 3970 20/09/2009 380 3980 20/09/2009 380 3990 05/05/2009 380 3990 20/09/2009 380 4000 05/05/2009 380 4000 20/09/2009 380 4010 05/05/2009 380 4010 20/09/2009 380 4020 05/05/2009 381 3960 22/11/2009 381 3970 22/11/2009 381 3980 22/11/2009 381 3990 22/11/2009 381 4000 22/11/2009 381 4010 22/11/2009 381 4020 22/11/2009 381 4030 22/11/2009 150 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES PATH FRAME DATA 382 3960 05/03/2008 382 3970 05/03/2008 382 3980 05/03/2008 382 3990 08/06/2009 382 4000 08/06/2009 382 4010 24/07/2009 382 4020 24/07/2009 383 4010 25/06/2009 As características espectrais, espaciais, temporais e radiométricas das imagens ALOS estão apresentadas na Tabela 2. Tabela 2 - Características da imagem ALOS Característica Valor 1: 0,42-0,50 2: 0,52-0,60 Bandas Espectrais/comprimento de onda (µm) 3: 0.76-0,89 4: 0,76-0,89 Resolução Espacial Resolução Radiométrica Resolução Temporal 10 m (nadir) 8 bits 46 dias 151 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Além das imagens, foram utilizadas como base de dados ortofotos, de todo o estado, com tamanho de pixel de 1m no auxilio a dúvidas existentes durante o processo de classificação e correção. 2.2. Processo de segmentação das imagens Esse processo realiza através de algoritmos específicos a subdivisão da imagem em segmentos, ou objetos, agrupando pixels segundo parâmetros de entrada definidos pelo usuário. O algoritmo utilizado foi o Multiresolution Segmentation, que permite extrair segmentos com base, tanto no valor de pixel (refletância), como na forma do objeto. Os parâmetros de entrada utilizados no processo de segmentação de uma imagem são: Escala: termo abstrato que determina a heterogeneidade máxima contida nos objetos resultantes, de modo que um parâmetro de escala alto resulta em objetos grandes, e parâmetros baixos em objetos pequenos, sendo assim quanto menor o valor desse parâmetro, também será maior o número de objetos na cena. Critérios de homogeneidade: esse parâmetro permite configurar dois critérios que são apresentados na forma de pesos normalizados, onde a soma deles é igual a um, que é Forma, tendo como contrapartida a Cor (informação espectral), e a Compacidade que tem a Suavidade como seu oponente (Figura 2). Sendo assim, ao entrar com um valor de 0,2 no campo “Forma”, atribui-se indiretamente o valor 0,8 para a cor, onde o mesmo acontece com o campo compacidade, onde indiretamente atribui-se um valor para o fator suavidade. Vale 152 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ressaltar que o critério compacidade e suavidade, juntos, representam o critério forma. Figura 2 - Caracterização dos parâmetros de segmentação. Em um processo de segmentação, é possível criar múltiplos níveis de segmentos, ou seja, múltiplas escalas, onde segmentos de um nível inferior são agrupados em novos segmentos (Figura 3), tudo isso a fim de refinar ao máximo possível o processo, já que produzir uma segmentação em que todos os objetos representem explicitamente as classes desejadas é uma tarefa de grande dificuldade. 153 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Fonte: Definiens developer 7.0, Treinamento básico Figura 3 - Hierarquia de segmentação Para os critérios de segmentação os valores utilizados, ponderando as informações espectrais e espaciais, podem ser vistas na Tabela 3. Tabela 3 - Parâmetros utilizados na segmentação Escala Cor Forma Suavidade Compacidade 30 0,8 0,2 0,5 0,5 Como a informação espectral contida nos segmentos é fundamental para a classificação das fisionomias de cobertura do solo, foi atribuído um peso maior para o parâmetro cor. Isso ocorre porque, diferentemente de objetos com formas regulares como casas e estradas, as fisionomias florestais apresentam-se como 154 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES fragmentos de diversas formas inseridos em uma paisagem complexa com cidades, áreas agrícolas e pastagens. A avaliação da qualidade da segmentação para os diferentes parâmetros de entrada testados foi feita através da análise visual, comparando-se a forma e o tamanho dos segmentos formados com os objetos na cena. 2.4. Classificação Digital de Imagens As classes utilizadas para a classificação neste trabalho foram selecionadas de acordo com as fisionomias presentes em mapas do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) bem como suas zonas de ocorrências, que são: Água, Floresta Estacional, Floresta Ombrófila, Mangue e Restinga. Além disso, foram acrescentadas também as classes “Afloramentos Rochosos”, uma vez que há a presença de uma vegetação característica nessas formações com espécies de orquídeas, bromélias, etc., a classe “Reflorestamento” e a classe “Outros”, que corresponde às áreas de agricultura, pastagem e áreas sem cobertura vegetal. O algoritmo de classificação utilizado foi o Vizinho mais Próximo (Nearest Neighbor), através da coleta dos recém criados segmentos como amostras de treinamento do classificador. A qualidade de um objeto coletado como amostra pode ser avaliado desde que a classe em questão possua ao menos uma amostra de referência, no caso as coletadas em campo com GPS. Essa avaliação é feita através de três fatores (Figura 4): Pertinência (Membership): indica o grau potencial de pertinência de acordo com as curvas de função ajustada no classificador. Distância Minima (Minimum Distance): indica a distância no espaço de características até a amostra mais próxima da respectiva classe. 155 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Distância Média (Mean Distance): indica a distância média até todas as amostras da respectiva classe. Figura 4 - Ilustração do processo de seleção das amostras. Os valores de pertinência podem ser usados para decidir se amostra inclui novas informações para descrever a classe selecionada (valores baixos para a classe selecionada e valores baixos para as demais classes), se ela é de fato uma amostra referente à outra classe (valor baixo para a classe selecionada e valor alto para outras classes), ou se é uma amostra necessária para distinguir a classe selecionada de outra classe (valor alto para a classe selecionada e valor alto para outras classes). Depois de coletadas as amostras vem a escolha dos parâmetros a serem analisados pelo classificador. Pelo método do Vizinho mais Próximo essa escolha pode ser feita através da maior separabilidade entre as classes, de acordo com parâmetros selecionados, como: a) Valores médios da reflectância dos objetos em diferentes bandas. Fundamentada em um dos princípios básicos do sensoriamento remoto como a reflectância dos objetos para diferentes comprimentos de onda (assinatura 156 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES espectral), é possível notar certa distinção entre alguns objetos dependendo da banda utilizada. b) Razão A razão entre o valor da reflectância de uma banda e o brilho total das demais bandas. c) Brilho Valor médio espectral de um objeto levando em consideração todas as bandas da imagem. d) Máxima Diferença. Para calcular esse parâmetro, o valor mínimo de um objeto é subtraído de seu valor máximo. Para se obter os valores máximos e mínimos médios, todas as bandas são comparadas umas com as outras. Posteriormente o resultado é divido pelo brilho. e) NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Desenvolvido por Rose et al. (1974), este índice expressa a diferença entre as faixas do infravermelho próximo e do vermelho, normalizada pela soma das mesmas. É um dos índices mais utilizados, pois permite minimizar os efeitos da topografia enquanto produz medidas em escala linear (Thiam & Eastman, 1999). Onde: NIR é a banda do infravermelho próximo (banda 4) Red é a banda correspondente ao vermelho (banda 3) f) Texturas As texturas estudadas por Haralick (1973), onde ele propôs 14 descritores e aqui analisados apenas seis dentre as GLCM e GLDV. GLCM (Gray Level Co-occurrence Matrix). A matriz de co-ocorrência de níveis de cinza (GLCM) é uma tabulação de quantas vezes diferentes combinações de níveis de cinza do pixel ocorrem em uma imagem, no caso, em um objeto. Para receber invariância direcional todos os quatros sentidos (0º,45º,90º,135º) são somados antes do cálculo de textura (Figura 3) 157 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES GLDV (Gray Level distance method) Método baseado na diferença absoluta entre pares de pixels em relação à níveis de cinza. Também nos quatro sentidos direcionais. Os parâmetros utilizados na classificação foram escolhidos através de análise de histogramas e comparando-os entre as classes amostradas (Figura 5 Histogramas utilizados para a seleção dos parâmetros de classificação. ), e aplicados segundo testes de separabilidade em cada região. 158 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 5 - Histogramas utilizados para a seleção dos parâmetros de classificação. 159 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Desta forma, os parâmetros selecionados foram: Média da refletância dos pixels contidos nos objetos na banda 1 Média da refletância dos pixels contidos nos objetos na banda 2 Média da refletância dos pixels contidos nos objetos na banda 3 Média da refletância dos pixels contidos nos objetos na banda 4 Razão banda 3 Razão banda 4 Brilho NDVI Desvio padrão dos pixels dos objetos nas bandas 3 e 4. Texturas GLCM em todos os sentidos direcionais baseado na média de todas as bandas e somente na banda 4. Texturas GLCM Homogeneity em todos os sentidos direcionais baseado na média de todas as bandas e somente na banda 4. Texturas GLCM Contrast em todos os sentidos direcionais baseado na média de todas as bandas e somente na banda 4. Texturas GLCM Entropy em todos os sentidos direcionais baseado na média de todas as bandas e somente na banda 4. Texturas GLDV Mean em todos os sentidos direcionais baseado na média de todas as bandas e somente na banda 4. Texturas GLDV Entropy em todos os sentidos direcionais baseado na média de todas as bandas e somente na banda 4. 160 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3. RESULTADOS A Figura 5 mostra a imagem utilizada no estudo em uma composição falsa cor 432 (RGB). Figura 5 - Imagem ALOS utilizada no estudo. As Figuras 6, 7 e 8 exemplificam bem a busca e o resultado final de uma boa definição dos objetos, utilizando-se para isso três níveis de segmentação. 161 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 6 - Primeiro nível de segmentação. Figura 7 - Segundo nível de segmentação. 162 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 8 - Terceiro nível de segmentação. Para a classificação pelo método do Vizinho mais Próximo (Nearest Neighbor), primeiramente foi calculada a melhor dimensão em um espaço de atributos (Figura 9), bem como a maior separabilidade entre classes através de uma matriz de separabilidade (Figura 10), podendo-se assim adotar para cada região uma dimensão especifica e seus relativos parâmetros. 163 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 9 - Espaço de atributos para a escolha da dimensão bem como os parâmetros 164 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 10 - Matriz de separabilidade entre classes. O resultado do mapeamento para todo o Estado bem como para diferentes regiões pode ser visto nas Figuras deFigura 11 a 19. 165 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 11 - Resultado do mapeamento da flora nativa e reflorestamentos no estado do Espírito Santo. Figura 12 – Municípios: Alegre, Divino de São Lourenço, Dores do Rio Preto, Ibatiba, Ibitirama, Iúna, Jerônimo Monteiro, Muniz Freire São José do Calçado. 166 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 13 – Municípios: Afonso Cláudio, Brejetuba, Conceição do Castelo, Itaguaçu, Itarana, Laranja da Terra, Santa Leopoldina, Santa Maria de Jetibá, Santa Teresa, São Roque do Canaã, Venda Nova do Imigrante. Figura 14 - Municípios: Alto Rio Novo, Baixo Guandu, Colatina, Governador Lindenberg, Marilândia, Pancas. 167 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 15 – Municípios: Água Doce do Norte, Águia Branca, Barra de São Francisco, Mantenópolis, Nova Venécia, São Domingos do Norte, São Gabriel da Palha, Vila Pavão, Vila Valério. 168 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 16 – Municípios: Alfredo Chaves, Anchieta, Apiacá, Atílio Vivácqua, Bom Jesus do Norte, Cachoeiro do Itapemirim, Castelo, Iconha, Itapemirim, Maratízes, Mimoso do Sul, Piúma, Presidente Kenndy, Rio Novo do Sul, Vargem Alta. 169 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 17 – Municípios: Cariacica, Domingos Martins, Fundão, Guarapari, Marechal Floriano, Serra, Viana, Vila Velha, Vitória. 170 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 18 – Municípios: Aracruz, Ibiraçu, Jaguaré, João Neiva, Linhares, Rio Bananal, Sooretama. 171 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 19 – Municípios: Boa Esperança, Conceição da Barra, Ecoporanga, Montanha, Mucurici, Pedro Canário, Pinheiros, Ponto Belo, São Mateus. A seguir o gráfico da distribuição percentual da ocupação do solo no estado do Espírito Santo (Figura 20) e as áreas em hectares das fisionomias por município (Tabela 4). 172 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 20 - Gráfico do percentual de cobertura do solo pelas fisionomias no estado 173 Tabela 4 - Áreas das fisionomias do mapeamento por município (ha) MUNICIPIO Afonso Cláudio Água Doce do Norte Águia Branca FLORESTA ESTACIONAL FLORESTA OMBRÓFILA REFLORESTAMENTO OUTROS AGUA AFLORAMENTO ROCHOSO RESTINGA MANGUE TOTAL 16160,32 18730,1 2669,64 54226,5 153,69 3587,18 0 0 95527,43 7061,01 7654,41 556,74 29480,01 104,99 2744,73 0 0 47601,89 2823,7 8158,85 160,12 27260,87 143,12 6703,33 0 0 45249,99 Alegre 9683,82 6796,13 492,78 59544,92 341,17 481,35 0 0 77340,17 Alfredo Chaves Alto Rio Novo 5944,01 29722,16 630,96 25319,45 0 41,47 0 0 61658,05 2018,79 4685,75 179 15440,68 19,13 405,47 0 0 22748,82 Anchieta 3145,22 7231,76 225,54 28360,52 478,98 0 440,53 649,47 40532,02 Apiacá 4633,3 1817,44 67,59 12564,88 43,73 240,89 0 0 19367,83 Aracruz 2455,71 27591,32 36383,41 66849,58 4583,02 0 3837,11 1882,17 143582,32 8984,9 1764,42 117,59 11747,41 5,73 66,63 0 0 22686,68 Atílio Vivácqua Baixo Guandu 12843,11 14879,87 699,41 59240,99 782,59 3256,33 0 0 91702,3 Barra de São Francisco Boa Esperança Bom Jesus do Norte Brejetuba 13585,45 14215,91 666,8 62247,74 314,84 2682,47 0 0 93713,21 0 5369,72 771,13 35768,75 761,92 0 0 0 42671,52 2056,26 581,77 3,3 6269,34 56,98 0 0 0 8967,65 6414,12 4388,24 2931,92 19847,7 14,46 635,31 0 0 34231,75 Cachoeiro de Itapemirim 25897,39 7983,28 548,37 51801,02 386,59 1115,04 0 0 87731,69 174 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES MUNICIPIO Cariacica FLORESTA FLORESTA REFLORESESTACIONAL OMBRÓFILA TAMENTO 85,72 11418,89 112,8 OUTROS 15358,77 AGUA AFLORAMENTO RESTINGA ROCHOSO 210,41 13,86 0 MANGUE TOTAL 374,27 27574,72 Castelo 9956,24 20486,82 668,08 33037,71 89,83 2660,32 0 0 66899 Colatina 15783,49 27208,81 1139,72 92994,02 3504,36 1974,04 0 0 142604,44 0 25718,44 35343,09 50940,77 1778,08 0 3378,41 983,65 118142,44 5554,97 11580,25 1923,35 16619,26 13,62 791,23 0 0 36482,68 2327,25 5133,21 600,23 9433,8 0 86,55 0 0 17581,04 8057,91 60731,76 2686,84 50756,56 117,56 277,16 0 0 122627,79 2421,96 4600,67 210,81 7924,04 11,66 109,43 0 0 15278,57 1015,91 0 0 228260,72 Conceição da Barra Conceição do Castelo Divino de São Lourenço Domingos Martins Dores do Rio Preto Ecoporanga 5990,5 29142,48 2099,73 188976,27 1035,83 Fundão 148,01 11975,76 1472,72 13565,97 350,85 66,8 22,35 0 27602,46 Governador Lindenberg Guaçuí 217,21 8401,94 1546,41 25309,19 226,43 285,45 0 0 35986,63 10621,76 3641,12 759,46 31616,12 249,9 0 0 0 46888,36 Guarapari 1580,35 25019,16 449,29 29799,09 1228,86 37,34 945,31 448,44 59507,84 Ibatiba 4563,81 2919,61 991,42 15429,11 0 82,26 0 0 23986,21 Ibiraçu 522,47 9889,87 695,71 8818,21 92,8 15,78 0 0 20034,84 3787,69 8915,11 948,09 15893,25 94,64 3361,4 0 0 33000,18 Ibitirama 175 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES MUNICIPIO Iconha Irupi FLORESTA FLORESTA REFLORESESTACIONAL OMBRÓFILA TAMENTO 4784,83 3363,4 114,06 OUTROS 11931,66 AGUA AFLORAMENTO RESTINGA ROCHOSO 14,98 51,75 0 MANGUE TOTAL 0 20260,68 3091,04 2856,54 725,89 11650,4 0 106,12 0 0 18429,99 12183,44 9160,5 1029,7 29101,42 104,66 1516,83 0 0 53096,55 7701 3388,62 763,46 42638,34 507,72 13,12 738,63 46,34 55797,23 Itarana 6475,02 7792,49 434,45 15068,91 41,7 105,7 0 0 29918,27 Iúna 7579,65 9410,22 1625,25 25118,7 19,89 2244,08 0 0 45997,79 0 11623,91 4761,12 48463,13 350,54 0 440,44 0 65639,14 Jerônimo Monteiro João Neiva 4042,31 1324,65 132,57 10590,5 74,94 65,93 0 0 16230,9 886,08 6518,04 755,73 18686,05 190,15 259,25 0 0 27295,3 Laranja Da Terra Linhares 8204,87 7299,97 339,68 29541,03 276,98 0 0 0 45662,53 5385,23 73907,06 9161,67 234163,53 20086,91 456,01 6863,77 0 350024,18 Mantenópolis 3693,27 6473,42 23,51 21697,69 8,95 0 0 0 31896,84 Marataízes 543,43 351,68 11,88 11921,78 387,29 0 35,76 40 13291,82 Marechal Floriano Marilândia 1825,34 18186,41 611,65 7798,72 0 0 0 0 28422,12 2129,84 7739,82 240,97 19204,25 985,51 287,46 0 0 30587,85 Mimoso do Sul Montanha 29666,65 8755,24 726,99 46933,97 389,4 436,86 0 0 86909,11 0 6846,61 5860,5 93279,59 3417,52 262,62 0 0 109666,84 Itaguaçu Itapemirim Jaguaré 176 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES MUNICIPIO Mucurici FLORESTA ESTACIONAL FLORESTA REFLORESOMBRÓFILA TAMENTO 0 3285,13 1888,56 OUTROS 47411,68 AGUA AFLORAMENTO RESTINGA ROCHOSO 1362,02 0 0 MANGUE TOTAL 0 53947,39 Muniz Freire 12078,53 8943,21 1435,59 44496,4 84,47 940,65 0 0 67978,85 Muqui 13294,12 4415,74 343,49 14509,1 9,33 176,07 0 0 32747,85 6280,47 15677,88 2913,82 110777,11 1337,21 7784,7 0 0 144771,19 6382,8 16914,35 807,37 46598,53 148,89 11294,06 0 0 82146 Nova Venécia Pancas Pedro Canário 0 3644,17 3577,96 35812,39 410,95 0 0 0 43445,47 731,01 267,68 60,14 6201,41 123,39 0 24,03 0 7407,66 Piúma 0 8602,49 6559,3 81068,77 1432,53 23,82 0 0 97686,91 Ponto Belo 0 2404,73 32,29 32250,53 347,81 635,97 0 0 35671,33 Presidente Kennedy Rio Bananal 6238,74 1333,87 482,66 49589,51 511,1 0 543,82 0 58699,7 3620,73 10877,47 1342,65 47633,95 883,23 55,42 0 0 64413,45 Rio Novo do Sul Santa Leopoldina Santa Maria de Jetibá Santa Teresa 6669,55 3122,03 202,45 10254,6 35,39 94,91 0 0 20378,93 1357,72 41335,15 355,8 27616,7 144,38 759,24 0 0 71568,99 4406,62 39841,95 1679,42 27439,81 230,13 0 0 0 73597,93 8574,2 30346,55 1246,91 28519,47 131,09 580,25 0 0 69398,47 São Domingos do Norte 327,98 4216,2 1158,39 23549,11 157,45 570,52 0 0 29979,65 Pinheiros 177 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES MUNICIPIO São Gabriel Da Palha São José do Calçado São Mateus FLORESTA FLORESTA REFLORESESTACIONAL OMBRÓFILA TAMENTO 1044,65 6736,11 1083,02 OUTROS 33964,4 AGUA AFLORAMENTO RESTINGA ROCHOSO 278,18 378,24 0 MANGUE TOTAL 0 43484,6 7186,57 2308,1 201,23 17417,84 138,91 24,93 0 0 27277,58 1650,35 29453,1 35307,85 158878,92 1803,98 0 5531,59 1555,89 234181,68 São Roque do Canaã Serra 6168,9 5693,2 320,24 21338,06 47,31 671,56 0 0 34239,27 0 15977,07 3561,98 33890,29 997,24 36,13 24,64 558,65 55046 Sooretama 810,11 27701,22 3696,61 26671,34 390,76 0 0 0 59270,04 Vargem Alta 7842,66 18725,94 899,15 13852,07 16,24 146,24 0 0 41482,3 Venda Nova do Imigrante Viana 982,57 9890,24 505,6 7406,89 0 53,95 0 0 18839,25 333,44 13986,17 122,52 16739,48 37,8 0 0 0 31219,41 3514,96 3644,97 245,76 33062,21 206,11 2560,98 0 0 43234,99 173,4 5911,81 3192,15 36668,22 319,03 0 0 0 46264,61 Vila Velha 0 3293,44 190,94 17056,67 403,48 0 49,57 77,49 21071,59 Vitória 0 1176,88 7,9 5144,95 1631,76 0 0 1009,85 8971,34 TOTAL 393188,53 953080,46 199492,88 2906052,58 57673,08 65331,1 22875,96 7626,22 4605320,81 8,53 20,69 4,33 63,10 1,25 1,41 0,49 0,16 100 Vila Pavão Vila Valério PERCENTUAL 178 4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDERSEN, T.; Mott, C.; SCHÜPFERLING, R.; ZIMMERMANN, S.; SCHNEIDER, T. Ánalise Orientada a Objetos de Dados de Sensoriamento Remoto para a Obtenção de Parâmetros Aquáticos/Terrestres. . In: BLASCHKE, T.; KUX, H. Sensoriamento remoto e SIG Avançados:novos sistemas sensores métodos inovadores. São Paulo: Oficina de Textos, 2005. p286 ANTUNES, A.F.B. Classificação de ambiente ciliar baseada em orientação a objeto em imagens de alta resolução espacial. Curitiba, 147p. Tese (Ciências Geodésicas) – Universidade Federal do Paraná. 2003 BAATZ, M & SCHÄPE, A. Mutiresolution segmentation: an optimization approach for high quality multiscaleimage segmentation. In: STROBL, J. et al (ED) Angewandte Geographische Informationsverarbeitung XII. Beiträge zum AGITSymposium Salzburg 2000, Heidelberg, Herbert Wichmann Verlag, pp. 12-23,2000. BERNARDI, H. V. F.; DZEDZEJ, M.; CARVALHO, L. M. T.; ACERBI JR, F. W. Classificação digital do uso do solo comparando os métodos “pixel a pixel” e orientada ao objeto em imagem QuickBird. Anais XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Florianópolis, Brasil, 21-26 abril 2007, INPE, p. 5595-5602. BLASCHKE, T.; LANG S.; LARUP, E.; STROBL, J.; ZEIL, P. Object-oriented image processing in na integrated GIS/Remote Sensing environmnet and perspectives for environmental applications. In: Cremers, A.; Gerve, K. (eds.). Environmental Information for Planning, Politics and the Public. Metropolis-Verlag, Marburg, vol.2, p.555-570, 2000. CURRAN, P.J. Principles of remote sensing., pp. 282, 1985 Definiens Imaging. eCognition: user guide. 2000, 468 p. GONÇALVES, L. FONSECA, A.M.; CAETANO, M. Exploração de imagens de alta resolução do satélite Ikonos. In: Encontro de Utilizadores de Informação Geográfica (ESIG 2001), 6., Lisboa, 2001. Anais. Lisboa, 22p. Série Comunicação. HARALICK, R.M.; SHANMUGAM, K.; DINSTEIN, I.. Textural Features for Image Classification. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, vol. SMC-3, n. 6,November (1973). JANOTH, J.EISI, M.; KLAUSHOFER, F.; LUCKEL, W. Procedimentos baseados em segmentação para análise de mudanças e classificação florestal com dados de satélite de alta resolução. In: BLASCHKE, T.; KUX, H. (Org.). Sensoriamento remoto e SIG: métodos inovadores. São Paulo: Oficina de Textos, 2004. 126 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES LILLESAND, T.M.; KIEFER, R.W. Remote sensing and image interpretation. 4 th edition, 750p. MATHER, P.M. Computer introduction. pp. 368, 1987. processing of remotely-sensed images: an MOLENAAR, Martien. An introduction to the theory of object Modelling for GIS. Taylor&Francis, 1998. Navulur, Kumar. Multispectral image analysis using the object-oriented paradigm. Taylor & Francis, 2007. OLIVEIRA, A. C. Geotecnologia na estratificação de povoamentos de Eucalyptus spp. / Adauta Cupertino de Oliveira. – Lavras : UFLA, 2006. 93 p. : il. 127 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES VII - VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA DO ESTADO DO ESPÍRITO SANTO A - METODOLOGIA E DEFINIÇÃO DA VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA DO ZONEAMENTO ECOLÓGICO-ECONÔMICO DO ESTADO DO ESPÍRITO SANTO João Batista Teixeira 1. APRESENTAÇÃO O presente documento refere-se aos aspectos metodológicos para confecção dos mapas de vulnerabilidade natural costeira que compõem o Zoneamento Ecológico Econômico – ZEE do Espírito Santo. 2. INTRODUÇÃO O Zoneamento Ecológico Econômico – ZEE define-se como uma integração sistemática de variáveis ecológicas e econômicas, em busca de associar potencialidades e fragilidades naturais, fornecendo subsídios para o planejamento sustentável dos usos dos recursos disponíveis, por parte das esferas governamentais, através de um mecanismo integrado de consulta dinâmica para diagnóstico técnico e político-administrativo. Segundo Pereira (2006), o ZEE surgiu em 1988 através da Política Nacional de Meio Ambiente (Lei Federal no 6938, de 31/08/81), citado nas diretrizes do Programa Nossa Natureza (Decreto Federal no 96944, de 12/10/88). Em 1990 o 128 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Governo Federal criou a Comissão Coordenadora do Zoneamento EcológicoEconômico (ZEE) para coordenar a execução do ZEE, passando essa responsabilidade para o Ministério do Meio Ambiente (MMA) em 1999 através da medida provisória nº 1911-8/99 de 29 de julho de 1999. Diversas metodologias são utilizadas para realização de ZEEs, entretanto, em todas elas, a utilização de sistemas de informações geográficas – SIGs é essencial, devido à natureza espacial das informações e à necessidade do produto final ser georreferenciado. Neste contexto, o procedimento tradicional de integração e análise de informações espaciais sobrepostas, segundo Câmara et al. (2010), baseia-se no princípio de “interseção de conjuntos espaciais de mesma ordem de grandeza” e está baseada em condicionantes específicas de critérios devidamente relacionados através de operações booleanas (OU, E, NÃO), utilizando o computador como mera ferramenta automatizada de desenho e gerando descontinuidades inexistentes no dado original. Estes autores ressaltam ainda que a análise espacial em SIG é muito melhor realizada com uso da técnica de classificação contínua: os dados são transformados para o espaço de referência [0,1] e processados por combinação numérica, através da média ponderada ou inferência “fuzzy”, resultando numa superfície de decisão em forma de grade numérica ao invés de um mapa temático com limites rígidos gerados por operações booleanas. Segundo Ruhoff (2004), tal processo cria uma superfície de decisão, que representa uma variação contínua da grandeza avaliada no espaço geográfico, como a vulnerabilidade ambiental, oferecendo uma flexibilidade muito maior sobre problemas espaciais presentes e, consequentemente, uma melhor interpretação e tomada de decisão: "...um benefício significante dos modelamentos baseados em lógica fuzzy é a habilidade de codificação de conhecimentos inexatos, numa forma que se aproxima muito aos processos de decisão. Os sistemas de inferências baseados em lógica fuzzy possibilitam, assim, a captura do conhecimento próximo ao “modelo cognitivo” utilizado na análise de 129 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES problemas. Isto significa que o processo de aquisição do conhecimento é mais fácil, mais confiável e menos sujeito a erros não identificados." Dessa forma, algumas ferramentas de suporte à decisão utilizam métodos de inferência fuzzy que ajudam a organizar e estabelecer um modelo racional de combinação de dados. Uma dessas técnicas mais utilizadas na atualidade é o Método Analítico Hierárquico - Analytical Hierarchy Process (AHP), desenvolvido por Thomas Saaty, em 1978 (SAATY, 2008), e considerado como sendo o mais promissor no contexto do processo de tomada de decisão (CÂMARA et al., 2010). Ruhoff (2004) avaliou vários operadores de inferência espacial para a integração de dados, destacando os modelos Bayesiano, Redes Neurais, Média Ponderada e o Processo Analítico Hierárquico, utilizando este último (Inferência Fuzzy Ponderada – AHP), pela maior facilidade e simplicidade de modelagem, bem como uma melhor adaptação ao zoneamento ambiental proposto em seu trabalho. Segundo Pereira (2006), o tratamento que melhor se enquadra em técnicas matemáticas aplicadas na análise ambiental, contextualizada em ZEEs, é o Fuzzy associado à técnica AHP, ressaltando que a apropriação de técnicas e ferramentas, visa elucidar e direcionar o conhecimento dos especialistas (técnicos, pesquisadores, tomadores de decisão, parceiros, etc.), para uma avaliação ambiental pertinente com a realidade que se apresenta, já que a percepção destes atores sociais não é substituída por ferramentas matemáticas, sendo altamente recomendada a participação de todos na validação dos resultados. Portanto, a metodologia adotada para integração e análise dos dados que compõem a Vulnerabilidade Natural Costeira do Espírito Santo utilizou a ferramenta AHP (SAATY, 2008) para hierarquização dos critérios e cálculo dos pesos na composição dos mapas temáticos. 130 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3. MÉTODO ANALÍTICO HIERÁRQUICO – AHP (ANALYTICAL HIERARCHICAL PROCESS) A AHP é técnica baseada na lógica da comparação pareada em que diferentes critérios ou fatores que influenciam a tomada de decisão são comparados dois-a-dois, e um grau de importância relativa é atribuído ao relacionamento entre estes fatores. Segundo Câmara et al. (2010), o método pode ser resumido assim: "A AHP tem uma base matemática que permite organizar e avaliar a importância relativa entre critérios e medir a consistência dos julgamentos. Requer a estruturação de um modelo hierárquico, o qual geralmente é composto por meta, critérios, sub-critérios e alternativas; e um processo de comparação pareada, por importância relativa, preferências ou probabilidade, entre dois critérios, com relação ao critério no nível superior. Com base na comparação, a AHP pondera todos os sub-critérios e critérios e calcula um valor de razão de consistência entre [0, 1], com 0 indicando a completa consistência do processo de julgamento." Portanto, com os critérios ou fatores selecionados, foi elaborada inicialmente uma matriz de importância relativa entre os critérios, com base nas evidências relacionadas à vulnerabilidade. Essa relação é utilizada como dado de entrada em uma matriz de comparação pareada e os valores de cada posição da matriz são frações entre os critérios (por exemplo, "3/1" significa que determinado critério possui uma importância moderada em relação ao outro, conforme Tabela 1). A partir daí, o sistema calcula os autovalores e autovetores da matriz (pesos de cada membro Fuzzy (critérios) da matriz de comparação pareada). 131 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 4. MATRIZ DE IMPORTÂNCIA RELATIVA Tabela 1 - Escala fundamental de números absolutos referentes à importância relativa entre os critérios (adaptação de Saaty, 2008). Intensidade de Definição Explicação Igual importância Os dois critérios contribuem importância 1 igualmente para vulnerabilidade ou potencialidade 2 Fraca importância 3 Moderada importância A experiência favorece um leve julgamento a favor de um critério 4 Entre moderada e forte 5 Forte importância A experiência favorece um forte julgamento a favor de um critério 6 Valor intermediário 7 Importância Um critério é muito fortemente demonstrada favorecido em relação ao outro por demonstrações práticas 8 Muito forte importância 9 Extrema importância A evidência favorece um critério a ponto de ser incontestável 132 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 5. EXTENSÃO AHP PARA O ARCGIS/ESRI (EXT_AHP) O script da ferramenta de suporte a decisão AHP incorporado ao ArcGis/ESRI está disponível para download na seção de downloads da ESRI no endereço eletrônico <http://arcscripts.esri.com/details.asp?dbid=13764>, e foi produzido por Oswald Marinoni com denominação de AHP 1.1 – Decision support tool for ArcGIS. 6. DELIMITAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO Para a avaliação da vulnerabilidade natural, a região costeira do Espírito Santo foi delimitada com base na influência dos processos oceanográficos e geológicos na costa. Definiu-se como região de alto potencial para interação dos fenômenos naturais costeiros a porção compreendida entre 2,5 km da linha de costa para o interior e 12 milhas náuticas (aproximadamente 22 km) da linha de costa para o oceano, considerando-se que a linha de costa abrange a porção estuarina dos rios e as lagoas costeiras. Além deste limite, as planícies quaternárias (Unidade Geológica formada no Período Quaternário) também foram consideradas de alto potencial de influência dos fenômenos naturais costeiros, portanto, fez parte da região de estudo. A Figura 1 apresenta o recorte da área de estudo. 133 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 1 - Delimitação da área de estudo do Zoneamento Ecológico Econômico Costeiro do Espírito Santo. 134 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 7. TEMAS COMPONENTES DA VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA Durante o processo de reunião de informações do banco de dados georreferenciados para subsidiar as análises de vulnerabilidade natural costeira, percebeu-se a necessidade de agrupar as informações em dois grandes grupos por afinidade e interação, sendo eles: meio biótico e químico; e meio geológico e físico. 7.1. MEIO GEOLÓGICO E FÍSICO Para o meio de geologia e física, os critérios foram selecionados segundo a disponibilidade dos dados e as interpretações possíveis para garantir a representação das interações, fundamentadas por Jimenez et al. (2008) e Muehe (2001), entre: topografia e geologia; tipologia/morfologia da linha de costa; e batimetria e dinâmica de ondas. Dessa forma, os critérios foram: mapa da altimetria do projeto TOPODATA (INPE, 2010); classificação geológica de Martin et al. (1997); tipologia e morfologia da linha de costa mapeada por Albino et al. (2006) para o Atlas de Erosão e Progradação do litoral brasileiro (Muehe, 2006); e dados batimétricos de cartas náuticas da Diretoria de Hidrografia e Navegação, devidamente digitalizados; além da incidência de ondas compiladas de relatórios e trabalhos acadêmicos para a costa do Espírito Santo. 7.1.1. Critério geo-físico geomorfologia da linha de costa (GEOMORF) De acordo com a classificação do Atlas de Erosão e Progradação do litoral brasileiro (Muehe, 2006), a costa foi dividida em Macro-zonas, Categorias e Subcategorias, conforme o tipo e morfodinâmica da linha de costa. Estas classes foram normalizadas em graus de vulnerabilidade geológica, conforme a Tabela 2. Tabela 2 - Classificação da vulnerabilidade do critério Geomorfologia da Linha de Costa. 135 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Vulnerabilidade Macro-zonas Categorias Sub-categorias normalizada (1 a 5) Estruturas antrópicas Consolidado 1 - Muito Baixa Promontórios e terraços de abrasão cristalinos Falésias e terraços de 2 - Baixa abrasão sedimentares Refletiva, Refletiva para Intermediária 3 - Média Intermediária para refletiva Inconsolidado Cristas de Praia e Intermediária Praias Arenosas Intermediária para 4 - Alta dissipativa Dissipativa para intermediária Dissipativa Pontal Arenoso Ilhas fluviais 5 - Muito Alta Planície de maré/margens aquosas continentais 136 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 7.1.2. Critério geo-físico altimetria (ALTIM) A partir dos dados disponíveis no portal TOPODATA, já em formato raster, foi realizada uma reclassificação da topografia para classes de 0 a 5 m, 5 a 10 m e maior que 10 m. Essas classes foram normalizadas de acordo com a vulnerabilidade geológica (Tabela 3). Tabela 3 - Classificação da vulnerabilidade do critério Altimetria. Classes de Altitude Vulnerabilidade normalizada (1 a 5) Acima de 10 m 1 - Muito baixa 5 a 10 m 3 - Média até 5 m 5 - Muito alta 7.1.3. Critério geo-físico formação geológica (GEOLOG) O mapa geológico do Espírito Santo foi utilizado para compor o critério de vulnerabilidade da formação geológica, destacando as planícies quaternárias (um dos limites da área de estudo), as rochas cristalinas do Pré-Cambriano e as falésias da Formação Barreiras do Terciário (dentro do limite de 2,5 km e onde não há quaternário), além da tipologia da linha de costa e outras feições (Tabela 4). Tabela 4 - Classificação da vulnerabilidade do critério Formação Geológica. Tipo de Feição Vulnerabilidade normalizada (1 a 5) Costões rochosos 1 - Muito baixa Falésias 2 - Baixa Praias refletivas 3 - Média Praias intermediárias 4 - Alta Praias dissipativas, ilhas fluviais, planícies de maré e pontais arenosos 5 - Muito alta 137 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 7.1.4. Critério geo-físico exposição a ondas de tempo bom (TEMP_BOM) O grau de exposição a ondas em períodos de tempo bom (ondas mais frequentes em condições normais) compôs um critério de vulnerabilidade de natureza física. A dissipação dessas ondas e a mobilização do fundo marinho inicia na profundidade de 16 m, portanto, para gerar o mapa deste critério, foi calculada a distância de faixas da costa (de cerca de 2 km cada) até a isóbata de 16 m. Estas faixas da costa com a distância calculada foram transformadas de linhas para pontos e estes foram interpolados para formar o mapa em raster referente a este critério. As classes de distância da costa até a isóbata de 16 m e a vulnerabilidade normalizada estão descritas na Tabela 5. Tabela 5 - Classificação da vulnerabilidade do critério Exposição a Ondas de Tempo Bom (inversamente proporcional à distância da costa até isóbata de 16m). Intervalos de distâncias da costa até a Vulnerabilidade normalizada isóbata de 16 m (1 a 5) 0 – 4 km 5 - Muito alta 4 – 8 km 4 - Alta 8 – 12 km 3 - Média 12 – 16 km 2 - Baixa 16 – 24 km 1 - Muito baixa 7.1.5. Critério geo-físico exposição a ondas de tempestade (TEMPEST) O grau de exposição a ondas em períodos de tempestade (ondas menos frequentes, porém de maior energia) compôs outro critério, sendo que a dissipação dessas ondas e a mobilização do fundo marinho inicia-se na profundidade de 25 m, portanto, para gerar o mapa deste critério, foi calculada a distância da isóbata de 16 m (onde acaba a influência das ondas de tempo bom) até a isóbata de 25 m (onde inicia-se a influência das ondas de tempestade). Estas distâncias foram atribuídas a 138 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES cada faixa da costa de aproximadamente 2km, e o mesmo procedimento de interpolação adotado para o critério exposição à ondas de tempo bom foi utilizado para produção do mapa em raster. As classes de distância entre as isóbatas e a vulnerabilidade normalizada estão descritas na Tabela 6. Tabela 6 - Classificação da vulnerabilidade do critério Exposição a Ondas de Tempestade (inversamente proporcional à distância entre as isóbatas de 16 e 25m). Intervalos de distâncias entre as Vulnerabilidade normalizada isóbatas de 16 e 25 m (1 a 5) 0 – 5 km 5 - Muito alta 5 – 10 km 4 - Alta 10 – 15 km 3 - Média 15 – 25 km 2 - Baixa 25 – 40 km 1 - Muito baixa 7.1.6. Vulnerabilidade geológica e física A partir dos critérios transformados em mapas normalizados (todos em formato raster com valores de 1 a 5), foi possível estimar a vulnerabilidade geológica e física através do método analítico hierárquico (AHP) com a matriz de importância relativa entre os critérios apresentada na Tabela 7, que resultou nos pesos preferenciais de cada critério presentes na Tabela 8. 139 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 7 - Matriz de importância relativa dos critérios para a vulnerabilidade geológica e física. Descrição dos valores de intensidade: 1=importância igual; 3=importância moderada; 5=importância essencial; 7=importância demonstrada na prática; 9=importância extrema. GEOMORF GEOLOG ALTIM 1 3 3 3 3 1 3 5 5 1 3 5 1 1 GEOMORF GEOLOG ATIM TEMP_BOM TEMP_BOM TEMPEST TEMPEST 1 Tabela 8 - Pesos obtidos da AHP para os critérios na elaboração da vulnerabilidade geológica e física. Código Peso na composição da vulnerabilidade geológica e física GEOMORF 40% FORMAÇÃO GEOLÓGICA GEOLOG 29% ALTIMETRIA ATIM 17% EXP. ONDAS TEMPO BOM TEMP_BOM 7% TEMPEST 7% Critério GEOMORFOLOGIA DA LINHA DE COSTA EXP. ONDAS DE TEMPESTADE 7.2. MEIO BIÓTICO E QUÍMICO Fizeram parte deste meio o mapa dos ecossistemas do Espírito Santo (Fonte: GEOBASES), o mapa do uso do solo e ocupação (Fonte GEOBASES), o mapa produzido pelo Ministério do Meio Ambiente para áreas de importância biológica (PROBIO, 2007), o mapa das áreas prioritárias para conservação (IEMA, 2010), o mapa de faciologia marinha e o mapa de batimetria (Diretoria de Hidrografia e Navegação - DHN). 140 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Em posse dessas informações georreferenciadas foi possível produzir os critérios componentes da vulnerabilidade biótica e química. Abaixo segue a descrição desses critérios e a classificação normalizada de 1 (muito baixa) até 5 (muito alta vulnerabilidade). 7.2.1 Critério bio-químico ecossistemas ordem biológica (ECO_BIO) Os mapas disponíveis com a delimitação dos ecossistemas foram ordenados de acordo com os parâmetros biológicos e ecológicos de vulnerabilidade natural (Tabela 9). Nos casos de sobreposições dos polígonos que delimitam os ecossistemas, prevaleceram os de maior vulnerabilidade. Tabela 9 - Classificação da vulnerabilidade do critério Ecossistemas Costeiros, Ordem Biológica. Ordem Dados do critério (Ecossistemas costeiros) 1 Oceano (fundo litoclástico; profundidade acima de 20m) Oceano (fundo misto; profundidade acima de 20m) Oceano (fundo bioclástico; profundidade acima de 20m) Florestas e Oceano (fundo litoclástico; profundidade de 10 - 20m) Alagados, Oceano (fundo misto; profundidade de 10 - 20m) Oceano (fundo bioclástico; profundidade de 10 20m) Rios e Oceano (fundo litoclástico; profundidade de 0 - 10m) Baías, Oceano (fundo misto; profundidade de 0 10m) Lagoas, Ilhas, Oceano (fundo bioclástico; profundidade de 0 - 10m) Restingas e Costões Rochosos Estuários Manguezais Recifes Submersos 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Vulnerabilidade normalizada (1 a 5) 1 - Muito baixa 2 - Baixa 3 - Média 4 - Alta 5 - Muito Alta 141 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 7.2.2. Critério bio-químico ecossistemas ordem química (ECO_QUIM) Os mesmos ecossistemas receberam uma nova ordem de vulnerabilidade baseada em parâmetros físico-químicos, principalmente relacionados a hidrodinâmica e resiliência química (Tabela 10). De maneira análoga ao critério anterior, em casos de sobreposições dos polígonos que delimitam os ecossistemas, prevaleceu o de maior vulnerabilidade. Tabela 10 - Classificação da vulnerabilidade do critério Ecossistemas Costeiros, Ordem Química. Ordem Dados do critério Vulnerabilidade normalizada (Ecossistemas costeiros) (1 a 5) 1 Mar territorial 2 Costões rochosos 3 Ilhas 4 Recifes 5 Praias arenosas 6 Baías 7 Florestas naturais 8 Restingas 9 Alagados 10 Manguezais 11 Estuários 12 Rios 13 Lagoas 1 - Muito baixa 2 - Baixa 3 - Média 4 - Alta 5 - Muito Alta 142 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 7.2.3. Critério bio-químico uso do solo e ocupação (USOS) O uso do solo e as áreas de ocupação urbana, apesar de não serem "naturais", contribuem para diminuir a vulnerabilidade natural, já que, por exemplo, não se pode igualar um determinado fragmento de ecossistema que ocorre no interior de uma área urbana com um de mesmo tipo mais distante. Portanto, as áreas de agricultura e florestas plantadas também diminuem a vulnerabilidade natural, mas essa influência deve ter menor intensidade que as áreas urbanas. Dessa forma, a classificação da vulnerabilidade deste critério foi normalizada conforme a Tabela 11. Tabela 11 - Classificação da vulnerabilidade do critério Uso e Ocupação do Solo. Dados do critério Vulnerabilidade normalizada Uso e Ocupação do Solo (1 a 5) Cidades 1 - Muito baixa Vilas e Povoados 2 - Baixa Pastagens 3 - Média Florestas Plantadas 4 - Alta Agricultura Muito Alta 7.2.4. Critério bio-químico importância e prioridade (IMPORTAN) Alguns trabalhos realizados na região estudada apontam áreas de importância biológica (em três níveis de importância: alta; muito alta; e extremamente alta) e áreas de prioridade para conservação (também em três níveis), considerando, dentre outros parâmetros, as ocorrências de espécies ameaçadas de extinção. Estes estudos, apesar de variarem em escala, são considerados no planejamento de ações conservacionistas, permitindo uma correlação direta com a vulnerabilidade dessas regiões. Portanto, foi realizada uma 143 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES combinação espacial com os mapas disponíveis e a normalidade do critério foi definida conforme a Tabela 12. Tabela 12 - Classificação da vulnerabilidade do critério Importância e Prioridade para Conservação. Vulnerabilidade normalizada Importância Prioridade Alta 1 3 - Média Muito Alta 2 4 - Alta Extremamente Alta 3 5 - Muito Alta (3 a 5) 7.2.5. Vulnerabilidade biótica e química A partir dos critérios transformados em mapas normalizados (em formato raster com valores de 1 a 5), foi possível estimar a vulnerabilidade biótica e química através do método analítico hierárquico com a matriz de importância relativa entre os critérios apresentada na Tabela 13, que resultou nos pesos preferenciais de cada critério presentes na Tabela 14. Tabela 13 - Matriz de importância relativa dos critérios para a vulnerabilidade biótica e química. Descrição dos valores de intensidade: 1=importância igual; 3=importância moderada; 5=importância essencial; 7=importância demonstrada na prática; 9=importância extrema. USOS USOS ECO_BIO ECO_QUIM IMPORTAN 1 ECO_BIO ECO_QUIM IMPORT 3 3 5 1 3 5 1 3 1 144 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 14 - Pesos obtidos da AHP para cada critério na elaboração da vulnerabilidade biótica e química. Peso na composição da Critério Código vulnerabilidade biótica e química USO DO SOLO E OCUPAÇÃO ECOSSISTEMAS ORDEM BIOLÓGICA ECOSSISTEMAS ORDEM QUÍMICA IMPORTÂNCIA E PRIORIDADE USOS 50% ECO_BIO 29% ECO_QUIM 14% IMPORTAN 6% 7.3. VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA DO ESPÍRITO SANTO O último nível hierárquico para alcançar a estimativa da vulnerabilidade natural costeira do Espírito Santo é a análise conjunta da vulnerabilidade geológica e fisica com a vulnerabilidade biológica e química. Em se tratando de vulnerabilidade natural, adotou-se maior importância aos produtos referentes a biologia e química, conforme a matriz apresentada na Tabela 15. 145 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 15 - Matriz de importância relativa entre as vulnerabilidades biológica/química e geológica/física. Descrição dos valores de intensidade: 1=importância igual; 3=importância moderada; 5=importância essencial; 7=importância demonstrada na prática; 9=importância extrema. Vulnerabilidade Vulnerabilidade Biológica e Química Geológica e Física 1 3 Vulnerabilidade Biológica e Química Vulnerabilidade Geológica e Física 1 Esta composição de importância relativa resultou no peso calculado de 75% para a vulnerabilidade biológica/química, sendo que a parte geológica/física ficou com os outros 25% para composição da vulnerabilidade natural costeira do Espírito Santo. 8. REPRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS Os mapas produzidos pelas análises realizadas estão apresentados nos capítulos seguintes com um detalhamento de cada critério e a importância relativa adotada entre eles para as análises. Cada mapa apresentado está em formato raster 30x30 e no sistema de projeção UTM datum WGS84. Uma tabela com o resumo da matriz de importância relativa e os pesos calculados pela AHP acompanha os mapas de vulnerabilidades e de potencialidade produzidos. 146 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALBINO, J.; GIRARDI, G.; NASCIMENTO, K.A. 2006 Espírito Santo. In. MUEHE, D. (org.). Erosão e progradação do litoral brasileiro. Brasília, MMA – Ministério do Meio Ambiente, e PGGM – Programa de Geologia e Geofísica Marinha, 2006. 476p. CÂMARA, G.; et al. Técnicas de Inferência Geográfica. In: CÂMARA, G.; DAVI, C.D.; MONTEIRO, A.M. Introdução à Ciência da Geoinformação. Disponível em <http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/> Acesso em: 15 set. 2010. INPE – INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. TOPODATA: Banco de Dados Geomorfométricos do Brasil. 2010. Disponível em: <http://www.dsr.inpe.br/topodata/index.php> Acesso em: 01 de julho de 2010. JIMÉNEZ, J.A.; KORTENHAUS, A.; ANHALT, M.; PLOGMEIER, C.; RINOS P.; SULISZ W. Guidelines on Coastal Flood Hazard Mapping: Integrated flood risk analysis and management metohdologies. FLOOD Site Report Number, T03-0802, 2008. MARTIN, L.; SUGUIO,K.; DOMINGUEZ, J.M.L.; FLEXOR, J.M. Geologia do Quaternário Costeiro do Litoral Norte do Rio de Janeiro e do Espírito Santo. São Paulo: CPRM (Serviço Geológico do Brasil) e FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo), 1997. MUEHE, D. (org.). Erosão e progradação do litoral brasileiro. Brasília, MMA – Ministério do Meio Ambiente, e PGGM – Programa de Geologia e Geofísica Marinha, 2006. 476p. MUEHE, D. Critérios morfodinâmicos para o estabelecimento de limites da orla costeira para fins de gerenciamento. Revista Brasileira de Geomorfologia, v. 2, nº 1, 35-44, 2001. PEREIRA, S. E. M. Uso de Sistema de Suporte à Decisão Espacial como subsídio ao planejamento territorial. Aplicação ao Zoneamento EcológicoEconômico. 2006. Dissertação (Mestrado em Engenharia da Computação). Rio de Janeiro: UFRJ, 2006. RUHOFF, A. L. Gerenciamento de recursos hídricos: Modelagem ambiental com simulação de cenários preservacionistas. 2004 Dissertação (Mestrado em Geomática). Santa Maria: UFSM, 2004. SAATY, T. L. Decision making with the analytic hierarchy process. Int J. Services Sciences, Vol. 1, No 1, pp. 83-98, 2008. 147 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES B - VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA SEGUNDO CRITÉRIOS DE GEOLOGIA, GEOMORFOLOGIA E OCEANOGRAFIA FÍSICA Jacqueline Albino - UFES Renato David Ghisolfi - UFES João Batista Teixeira - UFES Alex Cardoso Bastos - UFES Leonardo Azevedo Klumb Oliveira - UFES Mayara Morais Passos - UFES Nery Contti Neto - UFES 1 METODOLOGIA 1.1 FUNDAMENTOS TÉCNICO-CIENTÍFICOS 1.1.1 Apresentação A orla costeira é a estreita faixa de contato da terra com o mar na qual a ação dos processos costeiros se faz sentir de forma mais acentuada e potencialmente mais crítica, à medida que efeitos erosivos ou construcionais podem alterar sensivelmente a configuração da linha de costa (Muehe, 2001). Cowell e Thom (1994) destacam as propriedades dinâmicas da zona costeira, definindo sua morfodinâmica como resultado de processos de retro-alimentação entre a topografia e a hidrodinâmica, as quais impulsionam o transporte de sedimentos, levando consequentemente às variações morfológicas ao longo do arco praial e/ou costeiro. 148 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Estudos de morfodinâmica costeira mundial tiveram seu desenvolvimento na década de 50, favorecidos pelas investigações estratégicas de guerra. Contudo foi na década de 1970 que a morfodinâmica costeira veio se somar aos programas de gerenciamento costeiro. Os Estados Unidos da América foram os primeiros a formalizar o gerenciamento costeiro com o Ato de Gerenciamento da Zona Costeira (Coastal Management Act) em 1972 enquanto o Brasil formalizou seu Plano Nacional de Gerenciamento Costeiro (PNGC) em 1988 (Lei 7.661). Desde então, em diversos locais do mundo e envolvendo diversos atores e gestores, distintas metodologias têm sido propostas a fim de diagnosticar problemas dinâmicos, erosivos e inundacionais das regiões costeiras, complexas por sua integração entre as variáveis fluviais, marinhas e atmosféricas. Destaca-se neste sentido a UNESCO que, por meio da Comissão Oceanográfica Intergovernamental (COI), vem concentrado esforços na definição de metodologias que possam auxiliar seus Estados Membros na complexa tarefa de identificação dos riscos inerentes aos reflexos das mudanças climáticas em zonas costeiras e planejamento das ações de adaptação e mitigação de seus efeitos indesejáveis. Na Tabela 1 é mostrada a definição de riscos costeiros associados a alguns processos meteoceanográficos de acordo com a proposta da COI. Com o propósito de balizar os fundamentos metodológicos para a realização dos mapas de vulnerabilidade geomorfológica costeira natural do Zoneamento Ecológico-Econômico Costeiro do Espírito Santo (ZEEC-ES) foram adotadas e adaptadas duas metodológicas propostas para mapeamento e predição de vulnerabilidade costeira em programas governamentais. A primeira metodologia é proposta por Muehe (2001) para o projeto ORLA do Ministério de Meio Ambiente (MMA) e a segunda por Jiménez et al. (2008), para o estado da Catalunha, Espanha, local de referência mundial, em função dos seus esforços para estabelecer limites e legislação na gestão costeira. 149 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 1 - Definição de riscos relacionados às mudanças do clima para zonas costeiras, segundo a Comissão Oceanográfica Intergovernamental (IOC, 2009). RISCO DEFINIÇÃO Série de ondas oceânicas geradas por deslocamento do fundo oceânico devido Tsunami a terremotos, eventos vulcânicos ou grandes impactos de asteróides. Riscos de rápido início Sobrelevação do Elevação temporária no nível do mar nível do mar (Storm causado surge) por tempestades intensas, associadas a baixas pressões e fortes ventos. Ondas geradas por Casos de ondas extremas, geradas por ventos extremos ventos locais ou de offshore Elevação global do nível dos mares, Riscos cumulativos Elevação do nível devido à expansão térmica dos oceanos do mar e aumento do derretimento de geleiras. ou progressivos Perda de terras costeiras, causada pela Erosão costeira ação de ondas, Interferências marés, correntes. antrópicas podem potencializar esse processo. 1.1.2 Fundamentos do Projeto Orla para definição de limites da orla costeira com o objetivo de gerenciamento costeiro (MUEHE, 2001) Dois aspectos foram adotados desta metodologia: A classificação das feições costeiras e as suas classes de vulnerabilidades naturais; O fundamento do grau de exposição às ondas que a plataforma costeira. Segundo Muehe (2001), o critério morfodinâmico considera essencialmente a capacidade de mobilização dos sedimentos do fundo marinho por ação das ondas e 150 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES seu deslocamento ao longo de um perfil perpendicular à costa, e a resposta morfológica da porção emersa do litoral aos efeitos de erosão, transporte e acumulação resultante desse processo de mobilização sedimentar. A amplitude da resposta a esses processos depende do clima de ondas e do grau de exposição do segmento costeiro considerado, além das características geológicas do mesmo. Assim, pode-se distinguir entre litorais constituídos por sedimentos não consolidados formando praias e feições morfológicas associadas (cordões litorâneos, ilhas barreira, pontais, planícies de cristas de praia, tombolos), rochas sedimentares consolidadas (falésias) e rochas duras, como costões rochosos (MUEHE, 2001). Devido à escassez de dados sobre clima de ondas ao longo da costa brasileira, já que as observações são efetuadas nas proximidades de portos, e a possibilidade da proposta metodológica ser utilizada ao longo de todo litoral brasileiro, Muehe (2001) propôs que o grau de exposição fosse o resultado da agressividade energética a qual a costa é submetida, o que se reflete no grau de inclinação da face praial e a granulometria dos sedimentos (HESP; HILTON, 1996). Como resultado, a costa é classificada como exposta, semiexposta e abrigada. Nesta estimativa inclui-se ainda a distancia do perfil de fechamento da praia segundo aplicação de Hallermeier (1981), faixa de mobilização de sedimentos na zona de antepraia. Segundo Muehe (2001), o ajustamento da linha de costa a uma elevação do nível do mar, adotando-se os fundamentos de recuo de retroterra de Bruun (1962) pode ser determinado por: R SLG H onde: R = recuo erosivo da linha de costa devida à elevação do nível do mar (m); S = elevação do nível do mar (m), cujo valor estimado seria na ordem de 1m, considerando as mudanças climáticas, IPCC (1990); L = comprimento do perfil ativo (m); 151 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES H = altura do perfil ativo (m) (topo do cordão, altura da duna); G = Proporção de material erodido que se mantém no perfil ativo. Os limites mínimos para a ocupação segura da orla são sintetizados no fluxograma na Figura 1. Os resultados de vulnerabilidade à erosão e/ou obtidos a partir da aplicação da equação de Bruun e do fluxograma da Figura 1, dependerão das características geomorfológicas e petrográficas da costa. Os efeitos podem variar entre: (a) nenhum, como em costão rochoso; (b) erosão, em praias arenosas e falésias sedimentares, dependendo da declividade e tipologia das praias e cimentação/consolidação e altura das falésias e, (c) inundação das áreas baixas. Inundação Estabelecimento de limites de segurança para a orla Cota 1 m acima do limite máximo da preamar de sizígia ou de inundação Mangues, charcos, marismas Mecanismo de alteração da linha de costa 50 m a partir do limite da praia ou da base do reverso da duna frontal quando presente Erosão Sim Sim Litoral arenoso? Não Faixa de segurança 1m acima do limite máximo das ondas de tempestade. Urbanização definida por legislação específica Não Falésias erodíveis ? Urbanizado? Não 200 m a partir do limite da praia ou da base do reverso da duna frontal quando presente Sim 50 m a partir do topo da falésia Figura 1 - Limites mínimos da orla segundo as características morfológicas do litoral. Fonte: Muehe (2001). Contudo, a quantificação dos efeitos à retroterra, a partir da equação de Bruun, não é adequada para praias lamosas ou planícies de maré, já que a retrogradação tenderia ao infinito, devido à não permanência dos sedimentos 152 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES erodidos no perfil e ao baixo gradiente topográfico (Muehe, 2001). Nesse caso deve-se aplicar um modelo para inundação, como o proposto por Jiménez et al. (2008), que foi adotado e adaptado para a elaboração dos produtos no ZEEC-ES. 1.1.3 Metodologia integrada de análise de riscos à inundação (Jiménez et al., 2008) Novamente, dois aspectos foram adotados dessa metodologia: O fundamento de integração entre os três ambientes dinâmicos e atores de vulnerabilidade costeira: plataforma continental, linha de costa (com destaque ao tipo de praia) e planície costeira à retaguarda; Elementos de vulnerabilidade da planície costeira (altimetria). Segundo Alvarado-Aguillar e Jiménez (2008), a inundação costeira é resultado do aumento do nível do mar associado às tempestades, somando-se ainda os empilhamentos, que atingem o receptor (a costa), a qual é definida basicamente pela sua elevação. Contudo, em ambientes sedimentares, o impacto da elevação do nível relativo do mar e/ou tempestades produz uma resposta morfodinâmica, que irá interagir com o nível relativo do mar e poderá afetar a intensidade de inundação, seja reduzindo-a ou incrementando-a. No trabalho de Jiménez et al., (2008) intitulado “Guidelines on Coastal Flood Hazard Mapping” um modelo de predição de inundação é proposto a partir de três unidades (Figura 2) 153 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 2 - Esquema dos ambientes e componentes envolvidos em processos de inundação costeira. Adaptado de Jiménez et al. (2008). O resultado da atuação das forçantes, i.e., a alteração e/ou incremento de energia no sistema costeiro, seria representado pelo clima de ondas de tempestade (altura e período) somado ao nível do mar local, a partir de médias obtidas por dados sistemáticos. O nível relativo final do mar teria alcance diferenciado, à medida que a feição se desloca em direção à costa, dependendo da razão entre a altura do perfil da praia e/ou altimetria da feição costeira. A possibilidade e a taxa de inundação se dariam caso a elevação relativa do nível mar junto da costa (run-up) fosse superior a altura do perfil praial. Jimenez et al. (2008) ainda destacam, que praias arenosas apresentam alta dinâmica e alterações em sua altura e declividade, durante a passagem de tempestades, gerando a diminuição de ambos componentes, o que, dependendo da duração da tempestade, pode gerar resultados diferentes de inundação. Jimenez et al. (2008) confirmam que diferentes tipologias de costa e de praias gerariam resultados entre aplainamento, diminuição de altura e/ou recuo da linha de costa. Depois de quantificado o run-up e seu alcance à retroterra, as regiões baixas seriam facilmente inundadas, pois, em caso de planícies deltaicas, que são protegidas por barreiras arenosas, proporcionariam a adaptação morfodinâmica A área e a intensidade em volume líquido da inundação nas áreas baixas (retroterra da Figura 2) seriam subordinadas à altimetria do terreno, aliada a rigidez 154 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES do substrato e as alterações do nível dos rios, em caso de ambientes arenosos deltaicos. No presente trabalho, na ausência de informações sistemáticas ao longo do litoral capixaba, principalmente de dados topográficos que permitissem reconhecer a variabilidade morfológica das praias, e de dados sobre o nível médio do mar e elevações relativas do nível do mar por ocasião de tempestades, algumas adaptações foram realizadas a fim de viabilizar a aplicação dos dois fundamentos metodológicos aqui apresentados (MUEHE, 2001 e JIMÉNEZ et al., 2008). Os procedimentos serão apresentados no capítulo “materiais e métodos”. 2 MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Materiais Segundo Jiménez et al. (2008) a aplicação do modelo mostrado na Figura 2 requer o uso das seguintes informações apresentadas na Figura 3. a) Batimetria e dinâmica das ondas O mapa batimétrico foi confeccionado a partir de informações de cartas batimétricas e de bordo cedidas pela Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN), Marinha do Brasil. Informações sobre as ondas resultaram da compilação de informações de relatórios técnicos e trabalhos acadêmicos. 155 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 3 - Informações necessárias para a análise da vulnerabilidade a inundação. Adaptado de Jiménez et al. (2008). b) Tipologia e morfodinâmica da linha de costa O mapeamento da tipologia da linha de costa do litoral do Espírito Santo foi detalhadamente realizado por Albino et al. (2006), por ocasião da elaboração do Atlas de Erosão e Progradação do litoral brasileiro (MUEHE, 2006) a partir de iniciativa do Ministério de Meio Ambiente (em escala 1:2500). O levantamento de dados em campo permitiu a construção de banco de dados sobre as feições costeiras, tipologia e granulometria das diversas praias, grau de exposição, além do estado erosivo e/ou acrescional no setor costeiro (Anexos I e II). c) Topografia (altimetria) e geologia das unidades costeiras Para a classificação geológica do Espírito Santo foi adotado o Mapa Geologia do Quaternário Costeiro do Litoral Norte do Rio de Janeiro e do Espírito Santo em escala 1:250.000 de Martin et al. (1997). Informações de altimetria foram extraídas do Banco de Dados geomorfológicos do Brasil – TOPODATA, disponibilizado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE. Os dados são disponibilizados em formatos 156 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES correspondentes às etapas de processamento dos dados SRTM (Shuttle Radar Topography Mission): preenchimento de falhas, refinamento, derivação e pósprocessamento. Após o preenchimento de falhas dos dados originais SRTM, estes são convertidos em arquivos ASCII (.txt) estruturados em colunas x,y,z, que constituem o primeiro conjunto de dados. Deste arquivo foram interpoladas as grades de altitude em MDE refinado sob formato Surfer 6.0 (.grd). O MDE refinado, após ser migrado para o Idrisi 2.0, é derivado em variáveis geomorfométricas locais numéricas, algumas das quais classificadas em intervalos ou ainda em combinações de interesse, que compõem um terceiro conjunto de arquivos, disponibilizados em formato Idrisi 2.0 (.img/.doc). Após sua conversão para geotiff, constituem um quarto conjunto de arquivos (.tif). Os mesmos planos de informação são preparados sob representações pictóricas não georreferenciadas, num quinto conjunto, de arquivos (.bmp), para rápida visualização em editores comuns Os dados estão todos estruturados em quadrículas compatíveis com a articulação 1:250.000. (INPE, 2010). 157 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.2 Métodos aplicados A Figura 4 apresenta o organograma das atividades e produtos realizados no desenvolvimento do Mapa de Vulnerabilidade geológica e física do ZEEC-ES. Figura 4 - Organograma dos produtos confeccionados para a aplicação dos fundamentos metodológicos de Jimenez et al., 2008 e Muehe, 2001. 158 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.2.1 Dissipação de ondas e mobilização do fundo marinho Ondas de gravidade são geradas por ventos em oceano aberto e se propagam em direção à costa dotadas de energia, a qual é fator dependente da quantidade de energia transferida pelo vento. Esta por sua vez, é função da velocidade, duração, e extensão da pista na superfície do oceano sobre a qual esses ventos atuam. Deste modo, quanto maior a duração e a pista, maior a quantidade de energia potencial absorvida pelas ondas. (SOUZA et al, 2005). Dentre os principais parâmetros relacionados a uma onda, Muehe (2005) destaca: altura (H), como a diferença vertical entre a crista (topo) da onda e sua base na superfície do oceano; comprimento (L), como a distância entre duas cristas consecutivas; e o período (T), como o tempo transcorrido na passagem de duas cristas sucessivas sob um mesmo ponto fixo. Muehe (1998) coloca o clima de ondas como a principal variável indutora dos processos costeiros de curto e médio prazo. Este pode ser entendido como o conjunto de parâmetros relacionados às ondas incidentes, tais como altura, período e ângulo de incidência, isto é, a direção que estas chegam à linha de costa. Em águas profundas, a velocidade de propagação das ondas gravitacionais é proporcional ao seu período (SOUZA et al., 2005) e ao comprimento (MUEHE, 2005). Contudo, ao se aproximarem da costa, isto é, de águas mais rasas, a velocidade das ondas se dá basicamente em função da profundidade da coluna d’água, pois sofrem dissipação de sua energia uma vez que entram em fricção com o fundo. O condicionamento geológico e geomorfológico da plataforma continental adjacente à linha de costa exerce fundamental importância nos processos costeiros. Para Muehe (1998) a orientação da linha de costa tem origem nos lineamentos estruturais, como falhas e fraturas, desde a fragmentação do bloco Gondwânico e posterior separação dos continentes sul-americano e africano. Somam-se a isso os processos fluviais de preenchimento da costa com maior ou menor disponibilidade de sedimentos. 159 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Destarte, em regiões costeiras com plataformas mais rasas a dissipação da energia das ondas de mar aberto é maior do que em regiões de plataforma mais profunda. Komar (1976, apud KOMAR, 1998), com base em modelos matemáticos e aproximações de forma a simplificar e adaptar os modelos a águas rasas, intermediárias e profundas, propôs a determinação de limites de profundidade na qual uma onda teria competência para mobilizar os sedimentos de fundo, por fricção. Estes limites são: Para águas profundas: h/L > 0,5; Para águas intermediárias: 0,25 > h/L > 0,05; Para águas rasas: h/L < 0,05, onde h é a profundidade da coluna d’água e L o comprimento de onda. Com base nos modelos, quanto mais energia uma onda carrega em termos de comprimento (L), maior a profundidade que ela mobiliza o fundo. Ondas consideradas de “tempo bom”, dotadas de menor energia, mobilizariam o fundo mais próximo à costa, onde então iniciariam os processos de dissipação. Para a obtenção da profundidade limite da Plataforma Interna, utilizamos a relação LO/4 sendo que LO (comprimento de onda) é definido pela fórmula: LO =1,56*T2, onde: LO: comprimento de onda; T: período Desta forma, obtemos os resultados mostrados na Tabela 1. Tabela 1 - Resultados obtidos para as profundidades de fechamento praial e para o limite da plataforma interna. Localização Período freqüente* Profundidade (m) Plataforma – Tempo bom 6,5s 16 m Plataforma – Tempo Ruim 8 a 8,5s 25 m *Compilação de relatórios técnicos de períodos mais recorrentes. 160 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES As profundidades obtidas foram plotadas em um mapa contendo informações sobre a linha de costa e de batimetria. A partir da profundidade obtida até a costa, estabeleceu-se uma faixa para a qual foi estabelecida uma cor em função do que ela representa, ou seja, criou-se uma faixa representando a Plataforma Interna de tempo bom e a Plataforma Interna de tempo ruim. À medida que as profundidades foram obtidas, as mesmas foram plotadas num mapa contendo as cotas batimétricas. Um segmento costeiro é naturalmente modelado pelo clima de ondas predominante. Uma vez que ondas de menor energia chegam com maior frequência, a topografia da costa apresenta-se adaptada a este cenário. Em períodos de tempestade, ondas mais energéticas impactam o litoral de forma a modificar e solicitar nova adaptação da linha de costa; processos erosivos aparecem como resposta a este novo input energético, até que a costa encontre um novo estágio de equilíbrio. Destarte, para o foco deste trabalho, adotamos classes de distâncias entre as isóbatas de tempo bom e tempestade como critério de vulnerabilidade da costa adjacente. Quanto maior a distância, menos vulnerável será o segmento costeiro, pelo princípio da dissipação da energia das ondas. Da mesma forma, quanto menor esta distância, mais vulnerável, isto é, mais exposta à costa está aos eventos energéticos de tempestade. As Tabelas 2 e 3 representam quantitativamente as classes utilizadas em situações de tempo e de tempestade, respectivamente. Tabela 2 - Classificação de vulnerabilidade para o grau de exposição a ondas de tempo bom (distância da costa até isóbata de 16m) Intervalos de Distâncias Classe 0–4 5 4–8 4 8 – 12 3 12 – 16 2 16 – 24 1 161 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 3 - Classificação de vulnerabilidade para o grau de exposição a ondas de tempestade (distância entre as isóbatas de 16 e 25m) Intervalos de Distâncias Classe 0–5 5 5 – 10 4 10 – 15 3 15 – 25 2 25 – 40 1 2.2.2 Geomorfologia da linha de costa O tipo de substrato que compõe os diversos segmentos da zona costeira influencia diretamente na magnitude dos processos erosivos aos quais a costa está sujeita. Costões rochosos, falésias (Formação Barreiras) e praias arenosas são as principais feições encontradas na linha de costa do estado do Espírito Santo. Em termos gerais, quanto mais consolidado o substrato, isto é, quanto mais rígido, menor sua vulnerabilidade à ação das ondas. Assim, costões rochosos seriam naturalmente menos vulneráveis, seguidos pelas falésias, e por último as praias arenosas, com maior vulnerabilidade por se tratarem de substratos inconsolidados, isto é, flexíveis, que estão sujeitos à remoção pela ação das ondas, de acordo com as características específicas de cada praia. Neste aspecto, Bruun (1962) considera o recuo da linha de costa como diretamente proporcional à elevação relativa do nível marinho e inversamente proporcional à altura da praia em questão, de acordo com o modelo: R = SLG/H onde: R: Recuo da linha de costa (m); S: Elevação do nível do mar (m); L: Comprimento do perfil da praia (extensão longitudinal até inicio da plataforma interna) (m); 162 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES G: Proporção de material erodido que permanece no perfil; H: Altura do perfil. Em termos práticos, quanto mais alta a praia e maior o volume de areia que esta possui, menos vulnerável ela é à ação da hidrodinâmica local. Wright e Short (1984), com fundamentos em medições e observações de diferentes praias, propuseram uma classificação fundamentada na granulometria do sedimento, no volume de areia disponível e nos processos hidrodinâmicos locais. Como resultado, as praias arenosas foram classificadas basicamente em três tipos: dissipativas – menor inclinação (i.e, menor altura), sedimentos mais finos, mais expostas; praias refletivas – maior gradiente de inclinação, sedimentos mais grossos; e praias do tipo intermediárias, que possuem características de ambas. Praias dissipativas seriam então mais expostas a eventos de erosão, uma vez que apresentariam menor grau de inclinação topográfica, o que as deixa mais permissivas ao aumento relativo do nível marinho; ainda, a granulometria mais fina seria mais facilmente transportada costa afora pela ação das correntes costeiras, aumentando o déficit de areia local. Por outro lado, praias refletivas seriam menos propícias à erosão, pois seu maior grau de inclinação representaria um obstáculo à ação hidrodinâmica marinha, e não obstante, a presença de sedimentos mais grossos dificultaria sua retirada quando da ação das correntes costeiras. As praias intermediárias, de acordo com um ciclo sazonal de erosão e deposição de areias, apresentariam um perfil alternado entre dissipativo e refletivo, de modo que representariam um grau moderado de risco à erosão. Com base no modelo proposto neste trabalho, classificamos a linha de costa do Espírito Santo em três grandes setores: costões rochosos, com menor vulnerabilidade; falésias (Formação Barreiras) e praias arenosas. Estas foram ainda subdivididas de acordo com a tipologia proposta por Wright e Short (op. cit) em dissipativas, refletivas e intermediárias. Foram ainda classificadas com baixa vulnerabilidade as estruturas antrópicas, como portos e píers, os quais são rígidos e 163 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES fixos, e com alta vulnerabilidade pontais arenosos, planícies de maré e ilhas fluviais, por se tratarem de feições instáveis, variáveis sazonalmente. A Tabela 4 explicita de forma esquemática a classificação proposta. Assim, de acordo com os critérios adotados, a classificação proposta é coerente com os fundamentos científicos dos modelos utilizados, e reflete os graus de estabilidade da linha de costa capixaba. Tabela 4 - Classes de vulnerabilidade para linha de costa do Espírito Santo. Tipo de Feição Classe Costões rochosos 1 Falésias 2 Praias refletivas 3 Praias intermediárias 4 Praias dissipativas, ilhas fluviais, planície de maré, pontais 5 arenosos 2.2.3 Unidades geológicas e geomorfologia da linha de costa Dadas as distintas feições encontradas na costa espiritossantense, faz-se necessário seu mapeamento para classificação quanto à vulnerabilidade. No estado podem ser identificadas três classes de unidades geomorfológicas que encontram a costa: rochas cristalinas de idade pré-cambriana, falésias da Formação Barreiras e sedimentos Quaternários. É clássico em estudos de vulnerabilidade geológica a classificação das feições geomorfológicas tendo como base sua idade (ALVES, 2009; THIELLER; HAMMAR-KLOSE, 1999; NASCIMENTO; DOMINGUEZ, 2009). O axioma no estudo de vulnerabilidade a partir da idade é a coesão do sedimento e rochas. A dureza de rochas cristalinas é a maior responsável pela quase ausência de percolação de água no fundo e a consequente dissipação de ondas e correntes. Como dito, Muehe (2001) separa classes de acordo com a 164 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES capacidade de mobilização do sedimento, e atesta que o embasamento rochoso não responde em termos de erosão (pelo menos na escala de planejamento urbano) às variações do nível do mar. Por tais fatores, embasamentos cristalinos são classificados como de menor vulnerabilidade. Depósitos sedimentares de idade Terciária, como no caso da Formação Barreiras, foram possíveis pelo rebaixamento do nível do mar, que se situava na atual quebra de plataforma. Hoje estes depósitos podem ser encontrados ao longo da costa capixaba. Por serem mais antigos, entretanto, possuem maior grau de coesão, quando comparados a depósitos Quaternários, sendo considerados consolidados, como proposto por Muehe (2001). Entre o litoral central do Estado e o norte do Rio de Janeiro observa-se a presença de rochas sedimentares de idade Terciária resultante da transgressão marinha, formando superfície de abrasão na plataforma interna e antepraia, frequentemente aflorando na superfície. Sua presença provoca perda de energia e dissipação de ondas, protegendo a costa de tais forçantes. Por outro lado, nos setores 3 e 5 (MARTIN et al., 1996), a ausência de afloramentos rochosos gera exposição da costa às ondas, atuando em falésias (denominadas “vivas”) e desencadeando processos erosivos nessa Formação. Souza et al. (2005) afirmam que a borda oeste de bacias sedimentares gerou transporte gravitacional de material graduando de elúvios a colúvios nas regiões proximais e depósitos aluviais nas regiões distais (Zona Costeira), cuja deposição ainda hoje ocorre. De qualquer maneira, enquadram-se depósitos Terciários como de vulnerabilidade intermediária. A maior vulnerabilidade de sedimentos Quaternários é explicada por fatores diversos, que giram em torno da sua idade recente. A exposição de depósitos Quaternários, seu pequeno grau de seleção e coesão facilitam a percolação de águas pluviais e fluviais gerando instabilidade. Da mesma maneira, sua exposição atual deixa os depósitos passíveis de serem constantemente trabalhados. Soma-se o fato das feições Quaternárias serem produto das flutuações do nível do mar (característica marcante do Período), sejam em menor ou maior escala – manguezais, deltas, dunas, cordões litorâneos de areia e lagunas foram formados 165 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES pela mudança de nível marinho e sofrem ainda hoje retrabalhamento por ações de ondas, correntes e ventos. Portanto, pode-se afirmar que a vida de feições Quaternárias é muito efêmera, e com alta vulnerabilidade. O pequeno aporte de sedimentos fluviais é o maior responsável pelo pouco desenvolvimento de planícies costeiras quaternárias do litoral do Espírito Santo (ALBINO et al., 2006). A planície costeira do Rio Doce é a exceção a essa regra, e é onde depósitos Quaternários atingem sua maior amplitude espacial. Dominguez et al. (1981) estudaram os quatro principais sistemas deltaicos da costa leste brasileira, incluindo o Rio Doce, e descrevem suas feições associadas, decorrentes de variações do nível do mar durante o período Quaternário, como mostrado na Fig.5. Figura 5 - Feições decorrentes da variação do nível do mar durante o Quaternário. Fonte: Dominguez et al., 1981 166 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Essas feições podem ser também encontradas ao longo de toda a costa Espiritossantense e serão descritas no próximo item. 2.2.4 Feições quaternárias 2.2.4.1 Terraços marinhos São encontrados principalmente nas Zonas Costeiras dos Rios Doce (município de Linhares) e Itabapoana (município de Presidente Kennedy). Têm idade atribuída a Holo- ou Pleistocênica, são caracterizados por forma cuspidata e representam antigas linhas de praia. Dessa maneira, sabendo-se que praias são ambientes transitórios, retrabalhados constantemente por processos associados a ondas, marés, ventos e correntes, são bastante sensíveis e expressam funções de proteção costeira por representarem proteção através de suprimento sedimentar. Terraços Holocênicos estão associados à última transgressão e suas pequenas variações (±5.100 anos AP); atingem cotas entre a linha atual de praia e 4 metros de altitude, com coloração amarelada. Por sua vez, terraços Pleistocênicos estão associados à penúltima transgressão (±120.000 anos AP), atingem cotas entre seis e 10 metros de altitude, possuem coloração branca e marrom escuro, e apresentam-se ligeiramente cimentados na base devido à impregnação por ácidos húmicos e óxido de ferro. Sua formação mais aceita foi proposta por Dominguez (1990), que associa o efeito de desembocadura de rios como um molhe, barrando a deriva litorânea e construindo cordões nos sistemas deltaicos, como mostrado na Figura 6. 167 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 6 - Cordões litorâneos em Presidente Kennedy, ES. Imagem: Google Earth. 2.2.4.2 Terraços fluviais Encontram-se em discordância erosiva com terraços marinhos, sendo produtos de sedimentação continental. São altamente mutáveis, por corresponderem ao trecho onde a deposição dos cursos fluviais predomina sobre a erosão (MENDES, 1981). Dá-se o nome de planície de inundação ou várzea à área de baixo gradiente (em geral no fim de curso) adjacente ao rio, cuja deposição é do tipo clástica e 168 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES periódica. Em rios do tipo meandrante é recorrente encontrarem-se feições como diques marginais, barras de meandro e canais abandonados (DOMINGUEZ et al., 1981). Diques marginais são formados em épocas de cheia, quando os flancos do rio têm menores velocidades, e assim a deposição se torna dominante. Está associada a essas feições a formação de depósitos de rompimento de dique, recorrente nas planícies costeiras e grande indicativo de vulnerabilidade dos rios. Meandros são formados pela mudança de trajeto do rio ou assoreamento acelerado, cujo abandono os transformam inicialmente em lagos, e, posteriormente, com a deposição contínua de matéria orgânica, tendem à formação de brejos e pântanos. 2.2.4.3 Manguezais As desembocaduras dos rios Piraquê-açu e Piraquê-mirim, e a Baía de Vitória (Rios Marinho, Bubu e Santa Maria) representam os maiores ecossistemas de manguezal encontrados no Estado. Sua formação está associada à última transgressão, quando o clima quente e úmido favoreceu sua instalação em desembocaduras abandonadas pelos rios e protegidas por ilhas arenosas. 2.2.4.4 Sedimentos lagunares Encontram-se separando os terraços pleistocênicos dos holocênicos que, de acordo com Dominguez et al. (1981), foram provavelmente formadas pela presença de uma ilha-barreira onde hoje é o cordão holocênico. Com a incidência prolongada de chuvas, os sistemas lagunares aumentam significantemente, alagando as suas margens, apresentando alta vulnerabilidade em sua periferia. 169 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.2.4.5 Pântanos Com a seca das lagunas no evento de regressão, essas foram substituídas por ambientes pantanosos, que ocupam também zonas baixas alagadiças nas zonas intracordões e regiões adjacentes aos diques marginais, como mencionado anteriormente. No passado, o delta do Rio Doce apresentava grandes zonas pantanosas, que foram drenadas na década de 1970. 2.2.4.6 Dunas São significativamente encontradas no Município de Conceição da Barra, no atual Parque de Itaúnas. Constituem depósitos eólicos arenosos com grande carga sedimentar, fornecendo proteção costeira. 2.2.5 Geologia e altimetria Inicialmente foram classificadas as feições geomorfológicas de acordo com a susceptibilidade de transporte do substrato, além da sua resposta frente a inundações e variações do nível do mar. Para tanto foram estipuladas macrozonas, categorias e subcategorias (Tabela 5). Para as classes de altimetria, foram usados dados SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) tratados pelo projeto TOPODATA, do INPE, disponíveis na internet. Com este material foi realizado um processo de análise espacial pelo software ArcGis sendo divididas as altimetrias em três classes, cujas respectivas vulnerabilidades exprimem sua resposta ao aumento do nível do mar ou de inundações (Tabela 6). 170 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 5 - Classificação das feições geomorfológicas. Macrozonas Consolidado Categorias Subcategorias Vulnerabilidade Estruturas antrópicas Muito Baixa Promontórios e terraços de Muito Baixa abrasão cristalinos Falésias e terraços de Baixa abrasão sedimentares Refletiva Média Refletiva para Média Intermediária Intermediária Média para refletiva Intermediária Alta Cristas de Praia e Praias Intermediária Alta Inconsolidado Arenosas para dissipativa Dissipativa Muito Alta para intermediária Dissipativa Muito Alta Pontal Arenoso Muito Alta Ilhas fluviais Muito Alta Planície de maré/margens Muito Alta aquosas continentais 171 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 6 - Classificação quanto à altimetria. Classe 1 2 3 Altitude <5 m 5 a 10m >10m Vulnerabilidade Muito Alta Média Muito Alta 3 RESULTADOS 3.1 CARACTERIZAÇÃO E DIAGNÓSTICO 3.1.1 Oceanografia Física O padrão meteoceanográfico observado na região costeira do estado do Espírito Santo é determinado pela ação conjunta do estresse do vento, da ação das ondas e das correntes de maré. A Corrente do Brasil, importante na plataforma externa e quebra de plataforma, perde intensidade na região costeira e, portanto, não influencia diretamente a circulação nesta região. O padrão de ventos na região sudeste está associado à dinâmica do Sistema de Alta Pressão Anticiclônico do Atlântico Sul, gerando o predomínio de ventos de NE e E (NIMER, 1989), principalmente no verão. Alterações neste padrão climatológico médio da atmosfera estão associadas ao deslocamento de sistemas atmosféricos transientes, isto é, sistemas frontais e ciclones extratropicais, que atuam durante o ano todo sobre todo o Atlântico Sul, com maiores frequências no inverno, trazendo consigo ventos do quadrante sul. Eventos relacionados à circulação do ar de pequena escala espacial e temporal também estão presentes e são relacionados às brisas marinhas e terrestres, responsáveis pela geração de ventos que sopram do mar para a terra e da terra para o mar, durante o dia e a noite, respectivamente. O regime de ondas na costa leste sofre uma forte influência da dinâmica do 172 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul. É descrita uma alternância de condições de ondas ditas de tempo bom de nordeste (frequência de 55%) e de tempestade, do quadrante sul, mais energéticas (frequência de 30%), condicionadas pelas mudanças de vento e dos sistemas atmosféricos (MUEHE; VALENTINI, 1998). Uma peculiaridade do litoral sudeste é a presença de ondas do quadrante leste, que predominam durante a maior parte do ano, em virtude do anticiclone Subtropical do Atlântico Sul, que forma pistas de vento consideráveis para a formação de vagas e marulhos. Os ventos de NE, caracterizados como de tempo bom, se intensificam antes da passagem de frentes frias, mas não geram, necessariamente, ondas altas. Eventos típicos de tempo bom estão associados a ondas de 1 a 2 m de altura. A entrada de ventos SW gera ondas de SW, as quais, algumas vezes, surgem antes da chegada da frente em forma de marulhos de SW. No inverno, registra-se pequeno aumento nas alturas das ondas significativas, que ficam em torno de 2,5m (PINHO, 2003). A partir das informações disponíveis verificou-se que a altura significativa das ondas que ocorrem na região variaram entre 0,3 e 2,7m, enquanto o período médio variou entre 3,5 e 12 segundos. Ondas com alturas superiores a 5,5 m foram medidas durante a passagem de sistemas frontais nos meses de inverno. Entretanto, em períodos de El Niño, as ondas geradas pelas advecções polares não atingem o litoral capixaba, fazendo com que as frentes de ondas sejam originadas somente pelos ventos do quadrante E-NE (ALBINO et al., 2005). Além de condicionar o clima de ondas, o estresse do vento determina o padrão de correntes costeiras cuja magnitude pode atingir até 100 cm/s (CASTRO FILHO e MIRANDA, 1998). Na área de estudo ocorrem tanto correntes de S-SW quanto de NE, em condições de tempo bom e durante a passagem de sistemas frontais, respectivamente. Esse padrão ocorre em função do condicionamento provocado pela direção da linha de costa associada ao padrão de incidência dos ventos predominantes na área. Na maior parte do tempo as correntes são de S-SW (SILVA; ALVARENGA, 1996), enquanto que a entrada de sistemas frontais na região associada à passagem do Anticiclone Polar Móvel traz consigo ventos do quadrante 173 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Sul de maior intensidade (NIMER, 1989), que influenciam diretamente na magnitude e direção das correntes costeiras. Em algumas dessas ocasiões é possível observar a reversão completa da direção das correntes superficiais para o quadrante Norte. A deriva litorânea, resultado da incidência oblíqua das ondas sobre a praia é um dos mecanismos responsáveis pelo transporte de sedimentos na zona costeira. Ela é limitada pela largura da zona de arrebentação das ondas (BIRD, 1996) e dependente do alinhamento da praia, do clima de ondas (NEVES; MUEHE, 2001) entre outros fatores como ventos, marés, e fonte de sedimento (MASSELINK, 1992). O condicionamento provocado pela orientação N-S da linha de costa, aliado à incidência predominante das ondas e dos ventos na região, resulta em correntes litorâneas preferencialmente para Sul em condições de tempo bom e para o Norte por ocasião da passagem dos Sistemas Frontais. Já a presença de concreções lateríticas em determinados pontos da costa do Espírito Santo faz com que essa circulação não apresente um padrão típico (ALBINO, 1999). Segundo a classificação de Davies (1964), o litoral do Espírito Santo encontra-se sob domínio do regime de micromaré com amplitudes inferiores a 2,0 m. Como resultado, as correntes de maré sobre a plataforma continental são relativamente fracas, mas responsáveis por intensificar ou reduzir, dependendo do período do ciclo, a magnitude da corrente predominante. Ao longo da costa sudeste brasileira, o sinal de maré é semidiurno, com preponderância das componentes harmônicas M2 e S2, e influenciado pelas componentes diurnas O1 e K1 (SALLES et al., 2000). A relação das amplitudes destes quatro componentes define a razão F, utilizada para classificar as marés em relação à periodicidade (critério de Courtier). Valores de F abaixo de 0,25 indicam uma maré semidiurna. Desta forma, existem duas preamares e duas baixamares diárias, com ligeiras desigualdades diurnas entre duas preamares e duas baixamares sucessivas. Por isso, a maré na região é melhor classificada como semidiurna com desigualdades diurnas. O intervalo de tempo entre uma preamar e a baixamar consecutiva é de 6 horas aproximadamente. 174 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.1.2 Morfologia e faciologia da plataforma continental A plataforma do Espírito Santo faz parte da margem continental leste brasileira, sendo esta uma margem tipicamente divergente. Em termos fisiográficos, França (1979) subdivide a plataforma em dois compartimentos distintos, nomeados por ele como: Compartimento Bahia Sul - Espírito Santo, que se estende de Belmonte (BA) a Regência (ES) e o Compartimento Embaiamento de Tubarão, que começa em Regência e estende-se até Itapemirim (ES). O primeiro compartimento é caracterizado por uma plataforma com largura média de 230 km, resultante de atividades vulcânicas ocorridas entre o Cretáceo superior e Eoceno médio (ASMUS et al., 1971). O compartimento mais ao sul é marcado por uma plataforma consideravelmente mais estreita, com largura média em torno de 50 km. Quanto à composição mineralógica dos sedimentos, segundo Kowsmann e Costa (1979), a plataforma continental é recoberta principalmente por sedimentos carbonáticos, com teores de carbonato de cálcio (CaCO3) superiores a 75%, compostos predominantemente por fragmentos de algas coralinas, briozoários, moluscos e foraminíferos bentônicos (Melo et al., 1975; Albino, 1999), cuja fixação e produção são sustentadas pelos terraços de abrasão da Formação Barreiras (ALBINO, 1999). Com relação à distribuição de sedimentos de fundo na plataforma do Espírito Santo, pode-se dizer, de uma forma geral, que a plataforma é caracterizada pelo domínio de sedimentos bioclásticos, principalmente algas calcárias e briozoários. Localmente, onde existe aporte de sedimentos terrígenos, ocorrem depósitos de areias ou lamas terrígenas litoclásticas, como é o caso da Foz do Rio Doce. A faciologia da plataforma continental pode ser descrita a partir da descrição e interpretação de mapas já existentes, como o mapa faciológico do Projeto REMAC (KOWSMANN; COSTA, 1979) e Dias (2002). Marangoni (2009) integra estes dois mapas e propõe uma classificação (Figura 7). Albino (1999) apresenta um mapa faciológico para a região até 30m de profundidade entre a foz do Rio Doce e Vitória. Em escala regional, os mapas faciológicos descrevem o fundo marinho como sendo predominantemente composto por areia ou cascalho bioclástico, sendo que 175 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES na região adjacente à foz do rio Doce ocorre um grande depósito de lamas terrígenas. Ao longo da plataforma, sedimentos arenosos siliciclásticos ou terrígenos tendem a ocorrer mais próximo da costa, passando para uma zona de transição, representada por areias litobioclásticas, que constituem uma transição entre as areias litoclásticas representativas dos depósitos deltaicos relíquias, hoje submersos na plataforma, e as areias essencialmente carbonáticas formadas por algas calcárias. Os sedimentos carbonáticos podem constituir variados tipos de fácies. Os tipos mais comuns em áreas rasas até 50m são representados por cascalho arenoso contendo localmente altos teores de algas calcárias nodulares, conhecidas comumente por rodolitos. Dias (2000) descreve a ocorrência de algas calcárias ao longo da plataforma do Espírito Santo, em profundidades variadas. De uma forma geral, as algas ocorrem em formas livres associadas a cascalhos biodetríticos. Em direção à borda da plataforma aparecem outros tipos incrustantes de algas coralinas, na forma de crostas com espessuras variadas (milimétricas a centimétricas) dependendo da área de ocorrência. 176 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 7 - Mapa faciológico proposto por Marangoni (2009) baseado nos mapas de Dias (2002), e Kowsmann e Costa (1979). 3.1.2.1 Setorização morfo-sedimentar da plataforma continental do Espírito Santo A partir da produção de um mapa morfológico mais detalhado e da integração de mapas faciológicos, Marangoni e Bastos (2009) (ver trabalho detalhado em Marangoni, 2009) fizeram uma setorização morfológica da plataforma continental. Os autores reconheceram quatro setores distintos: Abrolhos, Rio Doce, Central e Sul. O mapa da Figura 8 ilustra a morfologia da plataforma continental do Espírito Santo, apontando para os diferentes setores descritos (MARANGONI, 2009). 177 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 8 - Mapa morfológico com os setores morfológicos propostos por Marangini e Bastos (2010). Fonte: Marangoni, 2009 O Setor Abrolhos é caracterizado pelo significativo alargamento da plataforma continental, originalmente mais estreita em consequência das atividades vulcânicas durante o Eoceno (50-40 Ma). As feições mais marcantes deste setor são os canais (destaca-se o Canal Besnard) e a Depressão dos Abrolhos, também conhecida como Paleolaguna (VICALVI et al., 1978). Estas feições podem ser descritas como relictas, ou seja, formadas durante a última regressão pleistocênica e posteriormente afogadas no último período pós-glacial. A distribuição sedimentar é caracterizada pela influência de aporte terrígeno do Rio Doce ao longo da costa (LEÃO; GINSBURG, 1997), lamas carbonáticas na paleolaguna e a ocorrência de recifes coralíneos e fundos de rodolito (MELO et al., 1975; KLEIN et al., 2009). 178 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES O início do setor Rio Doce é marcado pelo estreitamento da plataforma continental e pela sedimentação deltaica submarina deste rio, o que confere à plataforma uma feição de delta submarino marcado por uma batimetria regular e em forma de lobo. Esta feição indica o aporte fluvial de sedimentos terrígenos e está associada à planície deltaica do Rio Doce na zona costeira. Albino (1999) descreve lamas terrígenas nesta porção da plataforma interna. Castaños (2002), aponta para a ocorrência de bancos de algas calcárias a partir de 30m de profundidade, indicando a interação entre sedimentos terrígenos recobrindo sedimentos carbonáticos. O Setor denominado de Central é caracterizado por uma morfologia bastante irregular, quando comparada aos setores do norte (rio Doce e Abrolhos) e sul. Nesta região, são observados paleovales e ravinamentos descritos por Cetto (2009) e Marangoni (2009). Esta morfologia da plataforma está associada ao início de ocorrência, ao longo do litoral, de falésias da Formação Barreiras e de terraços de abrasão marinha associados (ALBINO, 1999). O substrato mais rígido possivelmente serviu como suporte para o crescimento e desenvolvimento de bancos carbonáticos, o que imprime a morfologia irregular. Os paleovales são feições reliqueares formadas durante descidas relativas do nível do mar e afogados no último evento pós-glacial. Albino (1999) descreve para este setor a ocorrência de sedimentos bioclásticos (incluindo couraças) e mistos. O Setor Sul apresenta uma morfologia distinta dos setores anteriores, sendo caracterizado por uma plataforma interna mais extensa, se considerarmos a profundidade de 30m. Observa-se que até 30m de profundidade a morfologia é bastante irregular e caracterizada por fundos de cascalho biodetrítico e estruturas recifais (TEIXEIRA, 2010). Este padrão morfológico é interrompido por um lineamento bem marcado pela isóbata de 30m. 179 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.1.3 Geomorfologia costeira 3.1.3.1 Compartimentação geomorfológica Constituindo o litoral do Estado são reconhecidas três unidades geomorfológicas distintas: os tabuleiros terciários da Formação Barreiras, os afloramentos e promontórios cristalinos pré-cambrianos, e as planícies flúviomarinhas quaternárias. A Formação Barreiras estende-se ao longo de todo litoral podendo estar hoje na paisagem na forma de falésias vivas, falésias mortas e terraços de abrasão marinha. Estes últimos encontram-se distribuídos caoticamente na praia, onde são expostos durante a maré baixa, e na plataforma continental interna nos trechos onde, conforme sugerido por King (1956), uma estrutura monoclinal íngreme ocasionou o soerguimento da superfície terciária, em relação ao nível do mar, durante o Terciário médio. As planícies sedimentares quaternárias apresentam-se pouco desenvolvidas no litoral capixaba, estando sua evolução geológica associada às flutuações do nível do mar e à disponibilidade de sedimentos fluviais. O maior desenvolvimento é encontrado nas adjacências da desembocadura do rio Doce, e também nos vales entalhados dos rios São Mateus, Piraquê-Açu, Reis Magos, Jucu, Itapemirim e Itabapoana. Nos demais segmentos litorâneos as planícies costeiras são estreitas ou inexistentes, com as praiais limitadas pelos tabuleiros da Formação Barreiras e pelos promontórios rochosos. A distribuição e o contato entre os depósitos da Formação Barreiras, os afloramentos cristalinos e as planícies costeiras permitiu a Martin et al. (1996, 1997) proporem a subdivisão fisiográfica da costa do Espírito Santo em cinco setores: O Setor 1 compreende o litoral entre a divisa do Estado do Espírito Santo com o Estado da Bahia e a cidade de Conceição da Barra, caracterizado por planícies costeiras estreitas, associadas às desembocaduras dor rios Itaúnas e São Mateus, ao sopé das falésias da Formação Barreiras. 180 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES O Setor 2 corresponde à planície costeira deltaica do rio Doce que se estende de Conceição da Barra a Barra do Riacho. É o trecho do litoral capixaba onde os depósitos quaternários atingem o seu máximo desenvolvimento, cerca de 38km transversalmente entre as falésias mortas da Formação Barreiras, no interior, e a linha de costa. O Setor 3 estende-se de Barra do Riacho a Ponta de Tubarão, Baía do Espírito Santo. É caracterizado pelo fraco desenvolvimento de depósitos quaternários ao sopé das falésias da Formação Barreiras, podendo-se encontrar setores onde as falésias da Formação Barreiras estão em contato direto com a praia. Ao longo dos vales dos rios Piraquê-Açu, Reis Magos e Santa Maria de Vitória, os depósitos flúvio-marinhos apresentam-se mais desenvolvidos. O Setor 4 compreende o litoral entre a Baía do Espírito Santo e a foz do rio Itapemirim. É caracterizado pelos afloramentos de rochas cristalinas pré-cambrianas em contato com os depósitos quaternários. São intercalados pelos afloramentos da Formação Barreiras precedido de praias, como nas praias de Maimbá e Ubu, em Anchieta. O litoral apresenta-se recortado, sendo observados trechos salientes, sem condições de deposição de areias e trechos, com desenvolvimento das planícies costeiras favorecido pela existência de obstáculos representados pelos promontórios e ilhas próximas, pela divergência das ortogonais das ondas e pelos aportes fluviais localizados. Finalmente, o Setor 5 estende-se da foz do rio Itapemirim até a margem norte da desembocadura do rio Itabapoana. É caracterizado por estreitos depósitos quaternários limitados pelas falésias vivas da Formação Barreiras, intercalados por falésias vivas precedidas de praias estreitas com baixa declividade. Uma extensa planície quaternária é verificada no vale fluvial do Rio Itapaboana. No setor 2 verfica-se a grande influência da carga e descarga dos rios Doce e São Mateus na determinação geomorfológica do litoral, enquanto que nas demais compartimentações a contribuição fluvial é pequena, sendo os aportes fluviais retidos nos vales entalhados dos rios sobre os tabuleiros da Formação Barreiras, entre os promontórios cristalinos ou na antepraia e plataforma continental interna. O 181 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES pequeno aporte de sedimentos fluviais e a vulnerabilidade abrasiva dos sedimentos marinhos são os responsáveis pelo pouco desenvolvimento de planícies costeiras quaternárias no litoral do Espírito Santo. 3.1.3.2 Tipologia das praias e índice de mobilidade associado A interação entre os elementos geológicos e climáticos no litoral do Estado do Espírito Santo resulta na grande diversidade de tipologias das praias, com diferentes comportamentos erosivos e construtivos, segundo Albino et al. (2006). Nos Setores 1 e 2, onde o desenvolvimento das planícies costeiras está associado às desembocaduras fluviais, observa-se a complexa morfodinâmica de regiões costeiras com desembocadura fluvial. Na evolução geológica da planície deltaica do Rio Doce, e ainda, atualmente, destaca-se, além do volumoso aporte sedimentar, a atuação do fluxo do rio no bloqueio e sedimentação dos sedimentos transportados pela corrente longitudinal. Desta forma, as praias apresentam-se extensas, associadas a dunas frontais, compostas por areias litoclásticas grossas e médias provenientes dos rios Doce, São Mateus e Itaúnas (ALBINO; SUGUIO, 1999). Nas proximidades da desembocadura do Rio Itaúnas, a extensa área de dunas móveis soterrou o povoado local. As inversões sazonais na direção e intensidade da corrente longitudinal, em função do sistema dos ventos e ondas no litoral capixaba, são responsáveis pelos eventos erosivos ora nas praias situadas ao sul ora ao norte das desembocaduras, como recentemente verificado na praia de Povoação, situada ao norte da desembocadura fluvial do Rio Doce. As frequentes frentes frias, com ventos provenientes de sudoeste e aumento dos índices pluviométricos, direcionam a corrente longitudinal de sul para norte e aumentam a descarga do rio, que bloqueia o trânsito de sedimentos causando erosão praial. A situação erosiva mais alarmante, devido à ocupação urbana e à intensificação das frentes frias, é a erosão do bairro da Bugia, em Conceição da Barra. Situado sobre a barra fluvial do Rio Cricaré envergada para o sul, como resultado da deriva de sedimentos mais atuante, o bairro encontra-se completamente destruído pelo 182 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES processo erosivo resultante da inversão da direção das correntes longitudinais, aumento da precipitação pluviométrica e da energia das ondas. Observa-se atualmente sedimentação na margem sul do rio como parte das alterações morfológicas da desembocadura (VALE, 1999). No Setor 3 a presença dos terraços de abrasão presentes na antepraia e na plataforma continental interna dissipam a energia das ondas incidentes, o que reduz a amplitude de variação das alturas das ondas incidentes e resultam em pequena variação topográfica sazonal dos perfis praiais, destacam a ação hidrodinâmica das marés e atuam como armadilhas para a retenção de sedimentos na antepraia (ALBINO; OLIVEIRA, 1995). Desta forma, as praias apresentam-se com tipologia dissipativa ou intermediária, segundo a classificação de Wright et al. (1979), associadas a dunas frontais geralmente alteradas ou parcialmente destruídas pela intensa ocupação urbana. A composição das areias é predominantemente bioclástica, entre 65 a 95%, mesmo nas épocas chuvosas, com maior aporte de sedimentos fluviais (ALBINO, 2000). No Setor 4 as inversões na direção da corrente longitudinal e a intensificação da energia das ondas geram alternâncias no sentido dos transportes longitudinal e transversal e a variação topográfica sazonal nas praias. Os afloramentos rochosos causam o bloqueio dos sedimentos transportados proporcionando a reconstituição morfológica do litoral com retomada das condições meteoceanográficas. Aliado a este bloqueio de sedimentos, os aportes fluviais dos rios Santa Maria, Jucu, Gurarapari e Benevente contribuem para o desenvolvimento de praias extensas, compostas por areias litoclásticas associadas a dunas frontais e tipologia condicionada ao grau de exposição às ondas incidentes e proximidade de afloramentos rochosos. Separadas pela Ponta da Fruta, as praias da Fruta e Baleia, litoral de Vila Velha, apresentam tipologias praiais opostas. A primeira, situada ao sul do afloramento rochoso, apresenta-se dissipativa, protegida das ondas provenientes de NE, recebe e mantém os sedimentos trazidos pelas correntes longitudinais provenientes de SW. A Praia da Baleia, ao norte do promontório, encontra-se exposta às ondas incidentes e com tipologia refletiva (ALBINO, 1996). Deve-se 183 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES salientar que este litoral sofre alterações morfossedimentares devido à intensa ocupação urbana, já que corresponde ao setor da região metropolitana de Vitória e Guarapari, capital e principal balneário do Estado, respectivamente. A construção do Porto de Tubarão na enseada da praia de Camburi em Vitória alterou a morfologia do fundo da Baía do Espírito Santo e o padrão da direção das ortogonais das ondas, o que vem causando erosão desde a década de 1980. A ocupação sobre dunas e bermas vem sendo responsável, em alguns setores praiais, pela diminuição dos sedimentos disponíveis para a adaptação morfodinâmica das praias, como o ocorrido no litoral de Vila Velha, Anchieta e Piúma. Nos curtos trechos deste litoral, onde as falésias da Formação Barreiras estão em contato com a praia, verifica-se que a ausência de afloramentos rochosos, e consequente alto grau de exposição às ondas, vem desencadeando o processo erosivo sobre os depósitos terciários. No Setor 5, as praias apresentam tipologia dissipativa, com pequena declividade e suprimento de areias fluviais finas, provenientes dos aportes fluviais dos rios Itapemirim e Itabapoana. Estão associadas a dunas frontais, geralmente alteradas pelos calçadões e quiosques, como no Balneário de Marataízes, o que indisponibiliza os sedimentos costeiros ao transporte, causando erosão por ocasião de incremento na energia das ondas. Nas praias limitadas pelos tabuleiros da Formação Barreiras os processos erosivos, quando intensificados pelas passagens das frentes frias, ameaçam localmente os depósitos terciários. 184 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.1.3.3 Erosão e progradação do litoral Albino et al. (2006) apresentaram o diagnostico do litoral do Espírito Santo a partir da adoção das características geomorfológicas e oceanográficas do litoral e de observações de processos erosivos em campo. Estes resultados foram apresentados subdivididos nos setores geomorfológicos. No Setor 1 observa-se que a costa, caracterizada por planícies costeiras estreitas com contribuição de aportes fluviais e limitadas pelos tabuleiros da Formação Barreiras, está associada a praias dissipativas e intermediárias, com dunas frontais, expostas às ondas incidentes e em retrogradação. O Setor 2, que corresponde à planície deltaica do Rio Doce, é caracterizado por praias intermediárias, associadas a cordões litorâneos largos. Apresenta tendência estável e progradacional. Eventos erosivos estão associados à desembocadura fluvial, devido às alterações na direção da deriva litorânea e da descarga fluvial. O Setor 3 é caracterizado por falésias vivas da Formação Barreiras ou planícies costeiras estreitas e costa recortada. As praias apresentam-se dissipativas e intermediárias, com presença de terraço de abrasão laterítico da Formação Barreiras na antepraia, dunas frontais e areias de composição mistas. Encontra-se em retrogradação devido ao pequeno aporte fluvial e à vulnerabilidade abrasiva das areias carbonáticas. No Setor 4, a costa é caracterizada pela alternância dos afloramentos de rochas cristalinas e dos afloramentos dos tabuleiros da Formação Barreiras com as estreitas planícies quaternárias. O litoral muito recortado apresenta praias dissipativas, intermediárias e refletivas, com diferentes comportamentos retro ou progradante, em função do grau de exposição à entrada de ondas, das armadilhas para reter os sedimentos costeiros e da ocupação humana inadequada. No Setor 5, a costa é caracterizada por falésias vivas da Formação Barreiras e/ou por estreitas planícies costeiras associadas a praias dissipativas e em retrogradação. A planície costeira adjacente à desembocadura do rio Itabapoana 185 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES apresenta-se extensa e associada a praias intermediárias e dissipativas expostas com dunas frontais e comportamento estável a progradante. A seguir será apresentada uma descrição detalhada das áreas com tendência erosiva ou progradacional significativa, segundo Albino et al., (2006). Setor 1: Itaúnas, Bugia e Guaxindiba, em Conceição da Barra O litoral entre Ponta dos Lençóis e Conceição da Barra encontra-se em retrogradação. Em Itaúnas, o processo erosivo é verificado aproximadamente há dez anos, desencadeando, segundo os moradores locais e proprietários dos quiosques, a necessidade de migração das instalações rumo ao continente. Outra evidência verificada, segundo informação pessoal dos autores do presente trabalho, é o aumento do volume exposto do arenito de praia (beachrock) localizado na atual zona de arrebentação, que há oito anos encontrava-se parcialmente emerso na zona de espraiamento. O mais intenso processo erosivo desse setor é registrado na barra fluvial na margem norte do rio São Mateus, onde se situava o Bairro de Bugia, atualmente destruído pelas ondas. As alterações da morfologia da boca estuarina do Rio São Mateus nos últimos 30 anos foram analisadas por Vale (1999) e associadas às adaptações resultantes da integração entre os elementos climáticos, hidrográficos, oceanográficos, fitogeográficos e de uso da terra. A alteração mais acentuada foi verificada a partir de 1992, com o aumento dos índices pluviométricos e fluviométricos, muito provavelmente decorrentes de maior freqüência, intensidade e durabilidade das frentes frias, que resultou na destruição do pontal envergado para sul, onde se situava o bairro de Bugia, e o desenvolvimento do pontal arenoso envergado para norte e com inflexão para o continente. A morfologia do pontal arenoso está associada às inversões das correntes longitudinais e à complexa interação entre o fluxo fluvial e a energia praial, típico de sistemas fllúvio-marinhos. A partir de 1994, com a destruição do pontal da margem norte do rio, a praia adjacente, de 186 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Guaxindiba, vem apresentando retrogradação acelerada, resultante do desequilíbrio sedimentológico da região. Setor 2: Meleiras, em Conceição da Barra, Barra Seca, em São Mateus, Pontal do Ipiranga e Povoação, em Linhares O litoral correspondente à planície deltaica do rio Doce encontra-se de maneira geral em progradação e/ou estabilidade da linha de costa, com desenvolvimento de planícies de cordões litorâneos e contínuo aporte fluvial dos rios São Mateus, Mariricu, Barra Seca, Doce e Riacho. Eventos erosivos sazonais são verificados em regiões de grande mobilidade morfológica, tais como as proximidades de desembocaduras fluviais e nos cordões litorâneos estreitos limitados por corpos lagunares. No Setor 2A, situada na margem sul do rio São Mateus, e, portanto, associada ao evento erosivo de Bugia, Conceição da Barra, a Praia de Meleiras apresenta evidências de alcance das ondas durante o espraiamento sobre o cordão litorâneo vegetado. Estas evidências são representadas por overwash sobre a vegetação de restinga e pela abundância de raízes suspensas na base do cordão. Por se tratar de uma praia com pequena declividade da antepraia, é esperado que este alcance seja comum em situações de maré alta e/ou de maior intensidade de ondas e ventos. No litoral onde se situa a localidade de Barra Seca, segundo Albino et al. (2006) a alta exposição deste litoral às ondas incidentes, a tipologia dissipativa da praia e a presença do rio à retaguarda do cordão litorâneo favorecem que, por ocasião de aumento relativo do nível do mar junto à costa, seja por entrada de frentes frias e/ou aumento nos índices pluviométricos, as ondas alcancem os cordões. Desta forma, o espraiamento das ondas sobre estes pode indicar comportamento morfodinâmico sazonal da praia e não tendência erosiva. Rumo ao sul, a poucos quilômetros de Barra Seca, a praia de Pontal do Ipiranga apresenta-se em progradação com expansão da vegetação sobre dunas frontais embrionárias. 187 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Nas proximidades da desembocadura do Rio Doce, a Praia de Povoação apresenta erosão durante a entrada de frentes frias, enquanto que a Praia de Regência apresenta progradação. As frentes frias, acompanhadas de chuva intensas e enchentes do rio, desenvolvem o efeito de molhe hidráulico, conforme apresentado por Dominguez et al. (1983). Esta situação pôde ser verificada ao final de 1996, quando o déficit de s0edimentos a sotamar do rio, na praia de Povoação, levou ao desequilíbrio do perfil praial, e ao pequeno engordamento do perfil da praia de Regência. Com a diminuição da descarga fluvial, os sedimentos provenientes de sul, trazidos pela corrente longitudinal alcançam a praia de Povoação e esta volta a progradar. A recuperação da praia foi comprovada no levantamento topográfico realizado em 2000, quando se pôde observar o desenvolvimento do extenso póspraia sobre a área anteriormente erodida e ocupada, o que vem propiciando a fixação da vegetação de restinga. Verifica-se, portanto, que os eventos erosivos são sazonais e associados à dinâmica entre a descarga fluvial, as inversões nas direções da corrente longitudinal e às armadilhas para reter os sedimentos. As estações situadas ao sul da desembocadura apresentaram tendências à construção e/ou à estabilidade. Os cordões arenosos largos e as dunas frontais à retaguarda das praias associadas à planície deltaica do Rio Doce encontram-se bem conservados em função da ocupação humana rarefeita. As areias que compõem estas feições, e ainda as das praias extensas associadas, estariam disponíveis para a migração para a antepraia, como resposta da adaptação morfológica do perfil à possível subida do nível do mar, conforme o modelo de adaptação praial proposto por Brunn (1962). Esta situação é observada então das praias de Comboios e de Barra do Riacho nas quais somente observa-se o overwash sobre os cordões em épocas de incremento dos índices pluviométricos e da altura das ondas incidentes. Setor 3 - Nova Almeida, Capuba e Manguinhos, no município da Serra De Barra do Riacho a Vitória, o litoral é caracterizado por falésias vivas da Formação Barreiras e por praias, ora limitadas por planícies estreitas ora precedidas pelas falésias, com tipologia dissipativa e intermediária, predominantemente de 188 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES terraço de baixa-mar, devido aos substratos subhorizontais recobertos por concreções lateríticas na zona submersa. A tendência erosiva verificada deste trecho deve-se ao pequeno aporte fluvial e à vulnerabilidade abrasiva dos aportes marinhos. A distribuição esparsa das couraças lateríticas da Formação Barreiras e a conseqüente menor dissipação das ondas incidentes, intensifica o processo erosivo em algumas praias. Deve-se destacar que o município da Serra é integrante da Grande Vitória e que seu litoral é extremamente ocupado por residências permanentes e de veraneio. Esta urbanização se dá sobre os cordões litorâneos estreitos e sobre as dunas frontais. Desta forma, o precário estado de conservação e/ou a destruição das dunas frontais, presentes à retaguarda das praias dissipativas, intensifica a vulnerabilidade erosiva deste litoral e ameaça as construções, mesmo sob condições de tempo bom, como verificado em Nova Almeida. Rumo ao sul, desde a praia de Capuba até as praias de Manguinhos e Bicanga, segundo apresentado por Albino (1999), a disposição caótica dos terraços de abrasão e a convergência preferencial das ortogonais das ondas por ocasião de incremento nas freqüências e intensidades das frentes frias, causou a destruição de calçamentos e das edificações realizadas à beira-mar. Neste setor destaca-se, portanto, além da tendência natural à erosão da costa, a ocupação indevida sobre áreas dinamizadas da praia e destruição das dunas frontais, que estão associadas a praias dissipativas e intermediárias, típicas deste setor costeiro. Setor 4: Praias de Camburi, em Vitória, Santa Mônica, em Guarapari e Maimbá, em Anchieta A geomorfologia costeira deste setor, caracterizada por afloramentos de rochas cristalinas, por falésias e terraços de abrasão da Formação Barreiras e por planícies sedimentares, é responsável por um litoral diversificado quanto ao grau de exposição às ondas incidentes e quanto à tendência progradacional, retrogradacional ou estável. Por compreender a Região Metropolitana da Grande 189 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Vitória e pela balneabilidade do litoral ao sul da capital, este setor apresenta-se intensamente urbanizado e industrializado, acarretando e/ou acelerando desequilíbrios sedimentares da zona costeira. O problema erosivo mais antigo e preocupante deste setor é o verificado na praia de Camburi, Vitória. A intensa urbanização na orla da praia iniciou-se na década de 60, com a construção do Porto de Tubarão em 1965. O complexo portuário alterou o padrão de chegada de ondas, intensificando a altura destas na porção central da praia e decréscimo na porção norte, como resultado da difração e refração das ondas, a partir do enrocamento e de um canal dragado com 21 m de profundidade transversal à Ponta de Tubarão (MELO; GONZALEZ, 1995). A partir de então inúmeras outras alterações se seguiram, a fim de viabilizar o crescimento urbano e/ou solucionar o processo erosivo, contribuindo para manter, ou mesmo agravar, a situação erosiva ao longo dos anos. A mais recente intervenção, iniciada em janeiro de 1999, se traduziu na construção de um terceiro espigão ao longo da praia e no despejo de areias sobre a praia emersa. O acompanhamento topográfico e granulométrico das areias da praia de Camburi indicou que, nos seis primeiros meses houve a diminuição da fração fina das areias mal selecionadas despejadas, com concomitante recuo da praia. A fração fina, mobilizada pelas ondas, foi transportada longitudinalmente a praia, rumo a Ponta de Tubarão e devido aos espigões que bloqueiam a deriva litorânea, houve o desenvolvimento de setores de maior progradação, a barlamar, e recuo mais acelerado, a sotamar. Nos 14 meses que se seguiram, percebe-se que a adaptação morfotextural da praia obedece às imposições das estruturas de engenharia e vem se dando de forma lenta. Exceção de épocas de entrada de ondas de S-SE, direção que a praia encontra-se exposta, quando o recuo da antepraia é acelerado, expondo os minerais pesados que estão depositados sob as areias quartzosas retiradas pelas ondas incidentes. Rumo ao sul, no município de Guarapari, as situações de retrogradação mais evidentes são verificadas em praias dissipativas de baixa energia. Por serem propícias para banho, a procura e a urbanização realizada por veranistas são intensas e geralmente realizadas nos locais mais próximos e dinamizados da linha 190 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES de costa. Desta forma, por ocasião de frentes frias, a baixa declividade da antepraia permite o alcance do espraiamento das ondas sobre as construções, como verificado em Santa Mônica. Situação similar ocorre na praia de Coqueiros, Piúma, onde a praia dissipativa sofre retrogradação acelerada durante a entrada das frentes frias, destruindo os quiosques construídos sobre o pós-praia e ameaçando a estrada beira-mar, muito provavelmente implantada sobre as dunas frontais atualmente inexistentes. Outros trechos onde se evidencia retrogradação do litoral são os caracterizados pelas falésias da Formação Barreiras em contato com a praia, resultado da exposição às ondas e a ausência de aporte de sedimentos, como verificado em Maimbá, Anchieta. As ondas incidentes vêm erodindo os depósitos terciários, vulnerabilizando a rodovia estadual. Por outro lado, existem praias deste litoral que, mesmo sendo dissipativas e urbanizadas, a rugosidade da costa causa a dissipação das ondas e o bloqueio dos sedimentos transportados, proporcionando a estabilidade ou a pronta reconstituição morfológica com a retomada das condições meteoceanográficas de tempo bom, como a praia de Itaipava. A variação morfológica do perfil praial, sem necessariamente indicar uma tendência retroprogradante, é também verificada na praia do Pontal do Itapemirim, cuja proximidade da foz do Rio Itapemirim, faz com que a praia esteja submetida aos complexos processos hidrossedimentológicos de desembocaduras fluviais, agravados por ocasião de passagem de frentes frias e incremento nos índices pluviométricos. Setor 5: Praias de Marataízes, em Marataízes, Cações e Neves, em Presidente Kennedy Distanciando-se da influência direta do aporte fluvial dos rios Itapemirim e Itabapoana, onde as planícies costeiras se desenvolvem, este setor apresenta tendência erosiva, sendo caracterizado por falésias vivas da Formação Barreiras e por praias estreitas, de pequena declividade, dissipativas e compostas por areias 191 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES finas. As dunas frontais encontram-se alteradas e/ou destruídas devido à urbanização, o que intensifica o processo erosivo verificado. Na praia de Marataízes, as tentativas de contenção da erosão se traduziram na implantação de enrocamentos longitudinais à costa, que não conseguiram conter o processo erosivo. Recentemente foram colocados os enrocamentos transversais (molhes), cujo término da implantação coincidiu com a recuperação das praias do litoral capixaba, após intenso recuo em função do aumento do nível relativo do mar devido à proximidade da corrente do Brasil do litoral, às freqüentes entradas de frentes frias, ao incremento dos índices pluviométricos e às altas amplitudes de maré verificadas em março e abril de 2002. Desta forma, a avaliação do sucesso da intervenção na contenção do processo erosivo fica comprometida. Quanto à opinião pública, verificam-se divergências, pois se, por um lado, as construções à beira mar, principalmente voltadas para a indústria do turismo, encontram-se mais seguras, os turistas estão mais escassos devido à destruição da balneabilidade da praia e do cenário costeiro. Intercaladas às estreitas planícies costeiras e às praias dissipativas têm-se as falésias vivas, como a praia de Cações, em Presidente Kennedy, como evidências de recuo deste setor do litoral. Rumo ao sul, associadas à planície fluviomarinha do rio Itapaboana, o litoral encontra-se em progradação. Além do constante aporte fluvial adjacente, a dificuldade de acesso e a distância dos centros urbanos são responsáveis pela preservação da faixa costeira, que apresenta capacidade de adaptação morfodinâmica subordinada às alterações hidrossedimentares decorrentes da integração dos sistemas fluviais e marinhos. Segundo Albino et al., (2006), a partir de mapeamentos em campo, o litoral do Espírito Santo apresenta tendência a retrogradação. Exceção verificada nas proximidades de desembocaduras fluviais, onde o maior aporte de sedimentos terrígenos e o efeito do molhe hidráulico, desenvolvido pelo fluxo fluvial, favorecem a progradação da linha de costa a médio e longo prazo, com oscilações sazonais de 192 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES curto prazo, em função das adaptações morfológicas às condições meteoceanográficas. A vulnerabilidade à fragmentação e completa eliminação do material carbonático marinho, principal componente das praias em alguns setores, contribuem para o pouco desenvolvimento das planícies costeiras e das falésias vivas, apesar da presença das concreções lateríticas subhorizontais. Os terraços de abrasão marinha, na antepraia, funcionam como obstáculos dissipadores das ondas e armadilhas para reter sedimentos. O pouco desenvolvimento de planícies costeiras é reconhecido na evolução da geologia do litoral desde o Quaternário inferior, conforme documentado por Martin et al. (1997), não sendo, portanto, uma tendência atual, que possa ser atribuída às variações recentes do nível relativo do mar. A causa dos hotspots erosivos pode estar associada ao maior grau de exposição às ondas incidentes, já que a plataforma continental interna é associada ao Embaiamento de Tubarão (MUEHE, 1998), que se apresenta estreita, limitando a dissipação das ondas oceânicas rumo a linha de costa. 3.2. PRODUTOS TEMÁTICOS DE VULNERABILIDADE NATURAL GEOLÓGICA 3.2.1 Vulnerabilidade natural da geologia (planície e retroterra) A vulnerabilidade natural da geologia da região costeira é apresentada na Figura 7. O setor norte do estado é basicamente composto por planícies costeiras quaternárias, o que contribuiu para sua classificação como mais alta vulnerabilidade geológica. No setor centro-sul, destaca-se, na cor azul, as mais baixas vulnerabilidades, uma vez que o substrato da região é basicamente composto por rochas cristalinas do Pré-Cambriano. Na parte central, observa-se, na cor verde, a classificação de vulnerabilidade moderada, representada pelas falésias da Formação Barreiras. 193 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 7 – Mapa de vulnerabilidade natural da geologia da região costeira do Espírito Santo 194 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.2.2 Vulnerabilidade natural da altimetria A vulnerabilidade natural da altimetria da região costeira é apresentada na Figura 8. O mapa reflete a planície costeira quaternária com alta vulnerabilidade por se tratarem de terrenos baixos. Já em azul, as rochas altas do escudo cristalino PréCambriano, e em verde, basicamente as elevações topográficas correspondentes às falésias da Formação Barreiras, assim como maiores elevações em canais de drenagem entalhados nesta Formação. 195 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 8 – Mapa de vulnerabilidade natural da altimetria da região costeira do Espírito Santo 196 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.2.3 Vulnerabilidade natural da geomorfologia da linha de costa A vulnerabilidade natural da linha de costa é apresentada na Figura 9. Pela análise do mapa, observa-se maior vulnerabilidade em regiões cuja linha de costa apresenta praias arenosas como predominantes na composição do substrato, com margens de rios e pontais arenosos, como no setor norte, por exemplo. Na Ilha de Vitória, os costões rochosos e substratos consolidados de estruturas antrópicas atenuaram a vulnerabilidade da linha de costa adjacente. Ao sul de Vitória, destacam-se, em amarelo, as praias do tipo intermediária, que compõe parte da costa da região de Vila Velha. 197 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 9 – Mapa de vulnerabilidade natural da geomorfologia da linha de costa do Espírito Santo 198 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.2.4 Vulnerabilidade natural da exposição a ondas A vulnerabilidade natural da exposição a ondas de tempo bom e de tempestade é apresentada nas Figuras 10 e 11, respectivamente. A partir da análise dos mapas, pode-se perceber que o maior grau de exposição encontra-se na região centro-sul, onde as isóbatas calculadas para inicio de dissipação de ondas encontram-se muito próximas à costa. Um exemplo é a Praia do Morro, em Guarapari, a qual é modelada a partir de eventos de tempo bom. Entretanto, quando de eventos de frente fria, a praia não resiste e apresenta feições erosivas. (Fotos 1 e 2). Por outro lado, nos extremos norte e sul do estado encontram-se as menores vulnerabilidades, uma vez que há maior distância para dissipação de energia de ondas. 199 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 10 – Mapa de vulnerabilidade natural da exposição a ondas de tempo bom na região costeira do Espírito Santo 200 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 11 – Mapa de vulnerabilidade natural da exposição a ondas de tempestade na região costeira do Espírito Santo 201 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Fotos 1 e 2 - Praia do Morro, Guarapari, em eventos de tempo bom (1) e tempestade (2); Fotos: Leonardo Klumb, abril 2010. 3.2.5 VULNERABILIDADE NATURAL GEOLÓGICA Na figura 12 apresenta-se o mapa de Vulnerabilidade Natural Costeira segundo critérios de geologia, geomorfologia e oceanografia física. Os pesos entre os critérios são apresentados na Tabela 9 e descritos a seguir. A tipologia da linha de costa representou 40% da responsabilidade da vulnerabilidade, seguido por 29% da geologia costeira. Este percentual alto é coerente com os fundamentos metodológicos discutidos por Jiménez et al. (2008), que atribuem a maior responsabilidade na morfologia da costa (altura e composição sedimentológica) na recepção das forçantes energéticas. Alto grau de vulnerabilidade foi verificado em praias arenosas e em planícies costeiras quaternárias, que se apresentam inconsolidadas e altamente dinâmicas e susceptíveis às flutuações energéticas. A altimetria da planície costeira representou 17% da responsabilidade na vulnerabilidade. A vulnerabilidade à inundação por altitude é subordinada ao substrato, já que em substratos arenosos, as flutuações do nível do lençol freático são determinantes na intensidade destes processos. Alem disto, no método adotado, as terras baixas são alcançadas somente após a passagem e possível dissipação da 202 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES linha de costa. Desta forma o peso atribuído encontra-se em conformidade ao embasamento metodológico. Observa-se que a superposição do substrato de tabuleiros da Formação Barreiras com altimetrias superiores a 10m apresentaram baixa vulnerabilidade natural. 203 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 12 - Mapa de vulnerabilidade natural dos componentes geológicos, geomorfológicos e físicos da porção costeira do Espírito Santo. 204 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Por fim, as forçantes oceanográficas representaram 14% da responsabilidade na vulnerabilidade final (7% para faixas de dissipação de ondas de tempo bom e 7% para ondas de tempestade). Apesar de ser considerado o agente de vulnerabilidade, sua participação na vulnerabilidade é subordinada a adaptação de linha de costa e geologia, que representaram juntas 69%. Tabela 9 - Critérios usados para a construção do Mapa de Vulnerabilidade Geológica e seus pesos. Critério Peso Geomorfologia da Linha de costa 40% Formação Geológica 29% Altimetria 17% Exp. Ondas tempo bom 7% Exp. Ondas de tempestade 7% Observou-se que os maiores graus de exposição de ondas estão associados aos setores do litoral que correspondem às planícies costeiras estreitas e falésias da Formação Barreiras próximas à costa. Este resultado poderia explicar a inexistência de faixas arenosas quaternárias largas nestes setores do litoral, sendo a morfologia da planície resultado dos processos hidrodinâmicos da plataforma continental. Assim associadas ao alto grau de exposição e às praias de baixa altitude e declividade praias de tipologia dissipativa e intermediárias, as estreitas planícies costeiras quaternárias recebem altos graus de vulnerabilidade. Por outro lado, imediatamente à retroterra, quando presentes as praias e estreitas planícies costeiras, os tabuleiros altos da Formação Barreiras são classificados com vulnerabilidade baixa a muito baixa. Vales fluviais entalhados sobre planícies costeiras e sobre os sedimentos da Formação Barreiras que apresentam baixas altitudes e sedimentos inconsolidados receberam alta vulnerabilidade. Por outro lado, na planície deltaica do Rio Doce 205 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES mais próxima aos sedimentos terciários, a formação geológica dos cordões litorâneos associada a níveis mais altos do mar, confere menor vulnerabilidade. Alta vulnerabilidade foi também verificada no entorno do Município de Vitória, geomorfologia de planície de maré e terras baixas e inconsolidadas. Destaca-se neste sentido a amenização da classe de vulnerabilidade nas margens pela presença de estruturas antropogênicas, que representariam barreiras receptoras eficientes contra as forçantes energéticas. 206 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALBINO, J. 1999 Morfodinâmica e processo de sedimentação atual das praias de Bicanca à Povoação, ES. 1999. 178f. Tese (Doutorado em Geologia) – Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo. São Paulo – SP. 1999. ALBINO, J. As areias bioclásticas como principal fonte de sedimentos das praiais associadas aos tabuleiros da Formação Barreiras. In: SIMPÓSIO DE ECOSSISTEMAS BRASILEIROS, VI, 2000. Anais... 2000. Vol. 2: 124-130. ALBINO, J. Morphodynamics and Coastal Processes on Baleia, Fruta and Sol beaches, State of Espirito Santo, Brazil. An. Acad. Bras. Cienc. 68 (3): 425-432. 1996. ALBINO, J.; GIRARDI, G.; NASCIMENTO, K.A. 2006 Espírito Santo. In. MUEHE, D. (org.). Erosão e progradação do litoral brasileiro. Brasília, MMA – Ministério do Meio Ambiente, e PGGM – Programa de Geologia e Geofísica Marinha, 2006. 476p. ALBINO, J.; OLIVEIRA, R. Influência das couraças lateríticas da formação Barreiras na topografia e distribuição granulométricas dos perfis praiais de Bicanga e Manguinhos – ES. In: SIMP. PROCESSOS SEDIMENTARES E PROBLEMAS AMBIENTAIS DA ZONA COSTEIRA DO NE DO BRASIL, I, 1995, Recife – PE. Anais... Recife – PE, 1995. p. 74-80. ALBINO, J.; VALE, C.C.; GOMES, R.C. Modelagem, Monitoramento, Erosão e Ocupação Costeira: Descrição Climática do Litoral do Espírito Santo. Vitória: Instituto do Milênio/Recos, 2005. ALBINO, J.; SUGUIO, K. Distribuição, composição e granulometria das areias bioclásticas da plataforma continental interna adjacente ao litoral centro-norte do Espírito Santo. In: CONGRESSO DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ESTUDOS DO QUATERNÁRIO E REUNIÃO SOBRE O QUATERNÁRIO DA AMÉRICA DO SUL, VII, 1999, Porto Seguro – BA. Anais... Porto Seguro – BA, 1999. CD ALVARADO-AGUILLAR, D. & JIMÉNEZ, J.A. Flood Hazar Mapping for Coastal Storms in the Delta Ebro. Tas3 3 Flood Mapping Fhidelies D3.1, Contract No. GOCE-CT-2004-505420. 2008. ALVES, M.G.; RAMOS, I.S.; CORIDOLA, R. Metodologia DRASTIC na vulnerabilidade de aquíferos livres de Campos dos Goytacazes. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, XIV, 2009, Nata, Brasil, Anais... 2009. 207 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ASMUS, H.E.; GOMES, J.B.; PEREIRA, A.C.B. Integração geológica regional da bacia do Espírito Santo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA, XXV, 1971, São Paulo, Anais... São Paulo, SBG, 1971. 3:235-254. BIRD, E. C. F. Lateral grading of beach sediments: A Commentary. Journal of Coastal Research, v.12.1996. BRUUN, P. Sea level rise as a cause of shore erosion. Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, ASCE, 88, 117-130, 1962. CASTANOS, G.X.O. Integração das Imagens Sonográficas e Perfis Batimétricos na Plataforma de Regência (Bacia do Espírito Santo). 76f. Dissertação (Mestrado em Análise de Bacias e Faixas Móveis) – UERJ. Rio de Janeiro, 2002. CASTRO FILHO, B. M.; MIRANDA, L. B. Physical Oceanography of the Western Atlantic Continental Shelf Located between 4°N and 34°S. In: ROBINSON, A. R. & BRINK, K. H. (Eds.): The Sea. New York, 1998. v. 11 CETTO, P.H. Vales Incisos Quaternários da Plataforma Continental Norte da Bacia de Campo (ES, Brasil). 135f. Dissertação (Mestrado em Geociências) – Lagemar/UFF, Niterói, 2009. COWEEL, P.J; THOM, B.G Morphodinamics of coastal evolution. In. CARTER, R.W.G.; WOODROFFE, C.D. (Eds.). Coastal Evolution. 2ed. Cambrige University Press. 1994. DAVIES, J.L. A morphogenic approach to world shorelines. Zeitschrift für Geomorphology. v 8. Montenseb Sonderheft. 1964. DIAS, G.T.M. Carta de sedimentos marinhos superficiais. Plataforma continental e talude superior Bacia ES. Niterói, LAGEMAR/UFF, 2002. DIAS, G.T.M. Granulados bioclásticos – Algas calcárias. Brazilian Journal of Geophysics. 18 (3): 307-318. 2000. DOMINGUEZ, J.; BITTENCOURT, A.; MARTIN, L. Esquema evolutivo da sedimentação quaternária nas feições deltaicas dos rios São Francisco (SE/AL), Jequitinhonha (BA), Doce (ES) e Paraíba do Sul (RJ). Revista Brasileira de Geociências, 11 (4), 227-237. 1981. DOMINGUEZ, J.M.L.; BITTENCOURT, A.C.S.P.; MARTIN, L. O papel da deriva litorânea de sedimentos arenosos na construção das planícies costeiras associadas a desembocaduras dos rios São Franscisco (SE/AL), Jequitinhonha (BA), Doce (ES) e Paraíba do Sul (RJ). Rev. Brasil. Geoc.13 (4): 93-105. 1983. 208 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES DOMINGUEZ. Deltas dominados por ondas: críticas às idéias atuais com referencia particular ao modelo de Coleman & Wright. Revista Brasileira de Geociências, 20 (l-4):352-361. março/dezembro de 1990 FRANÇA, A. M. C. Geomorfologia da margem continental leste brasileira e da bacia oceânica adjacente. In: PETROBRAS; DNPM; CPRM; DHN; CNPq. Remac – Geomorfologia da margem continental brasileira e das áreas oceânicas adjacentes,. Rio de Janeiro: PETROBRAS/CENPES, 1979, n. 7, p. 91-123. HALLERMEIER, R.J. A profile zonation for seasonal sand beaches from wave climate. Coastal Engineering, 4:253-277. 1981. HESP, P. e HILTON, M.J. Nearshore-surfzone system limits and the impacts of sand extraction. Journal of Coastal Research, 12(3):726-747, 1996. INPE – INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. TOPODATA: Banco de Dados Geomorfométricos do Brasil. 2010. Disponível em: <http://www.dsr.inpe.br/topodata/index.php> Acesso em: 01 de julho de 2010. IOC – INTERGOVERNMENTAL OCEANOGRAPHIC COMMISSION. Hazard awareness and risk mitigation in integrated coastal area management. Paris, França: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO), 2009. 141p. (Manuals and Guides No 50, ICAM Dossier No 5). IPCC – INTERGOVERNMENTAL PANNEL OF CLIMATE CHANGES. Policymakers summary of the scientificassessment of climate change., IPCC, 1990 second draft, ASCE, p.27. (Report to IPCC from working group 1). JIMÉNEZ, J.A.; KORTENHAUS, A.; ANHALT, M.; PLOGMEIER, C.; RINOS P.; SULISZ W. Guidelines on Coastal Flood Hazard Mapping: Integrated flood risk analysis and management metohdologies. FLOOD Site Report Number, T03-0802, 2008 KLEIN, D.A.; BASTOS, A.C.;, DUTRA, G.F.; MOURA, R.L. Side scan sonar mapping of seafloor depressions in the Abrolhos shelf, Brazil. In: INTERNATIONAL CONGRESS OF THE BRAZILIAN GEOPHYSICAL SOCIETY, 11th, 2009, Salvador – BA. KOMAR, P.D. Beaches Processes and Sedimentation. 2nd ed. USA: Prentice Hall Inc., 1998. KOWSMANN, R.O. e COSTA, M.P.A. 1979. Sedimentação quaternária da margem continental brasileira e das áreas oceânicas adjacentes. In: PETROBRAS; DNPM; CPRM; DHN; CNPq. Remac – Geomorfologia da margem 209 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES continental brasileira e das áreas oceânicas adjacentes,. Rio de Janeiro: PETROBRAS/CENPES, 1979, n. 8. 55p. LEÃO Z.M.A.N.; GINSBURG R.N. Living reef surrounded by siliciclastics: The Abrolhos Coastal Reefs, Bahia, Brazil. In: INT. CORAL REEF SYM, 2. 1997. p.1767 – 1772. MARANGONI, M.B. Análise Morfo-Sedimentar da Plataforma do Espírito Santo. 82f. Monografia (Graduação em Oceanografia) – UFES, Vitória – ES, 2009. MARANGONI, M.B.; BASTOS, A.C. Análise Morfo-Sedimentar da Plataforma do Espírito Santo. In: CONGR. BRASIL. OCEANOGRAFIA, 4º, 2010. Rio Grande. Livro de Resumos... Rio Grande – RS, AOCEANO, 2010. CD. MARTIN, L.; SUGUIO, K.; FLEXOR, J.M.; ARCHANJO, J.D. Coastal Quaternary formations of the southern part of the State of Espírito Santo (Brazil). An. Acad. bras. Cien., São Paulo, 68 (3): 389-404, 1996. MARTIN, L.; SUGUIO,K.; DOMINGUEZ, J.M.L.; FLEXOR, J.M. Geologia do Quaternário Costeiro do Litoral Norte do Rio de Janeiro e do Espírito Santo. São Paulo: CPRM (Serviço Geológico do Brasil) e FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo), 1997. MASSELINK, G. Longshore variation of grain size distribution along the coast of the Rhone Delta, Southern France: A test of the “McLaren model”. Journal of Coastal Research. v. 8 (2), p. 286-291. 1992. MELO, E.; GONZALEZ, J.A. Coastal Erosion at Camburi Beach (Vitoria, Brazil) and its Possible Relation to Port Works. In: COPEDEC INTERNATIONAL CONFERENCE ON COASTAL AND PORT ENGINEERING IN DEVELOPING COUNTRIES, IV, 1995, Rio de Janeiro. Proceedings... Rio de Janeiro, 1995, Vol I: 397-411. MELO, U., SUMMERHAYES,C.P., ELLIS, J.P. Continental margin sedimentation off Brazil: Part IV Salvador to Vitoria, Southeastern Brazil. Contr. Sedimentology, Stuttgart, 4:78-116, 1975. MENDES, J. C. Elementos de estratigrafia. São Paulo: Universidade de São Paulo, 1984. 566 p. MUEHE, D. O Litoral Brasileiro e sua compartimentação. In: GUERRA, A.J.T; CUNHA, S.B. (Orgs.), Geomorfologia: do Brasil. Rio de Janeiro: Editora Bertrand do Brasil, 1998, p. 273-349. 210 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES MUEHE, D. Critérios morfodinâmicos para o estabelecimento de limites da orla costeira para fins de gerenciamento. Revista Brasileira de Geomorfologia, v. 2, nº 1, 35-44, 2001. MUEHE, D. (org.). Erosão e progradação do litoral brasileiro. Brasília, MMA – Ministério do Meio Ambiente, e PGGM – Programa de Geologia e Geofísica Marinha, 2006. 476p. MUEHE, D.; VALENTINI, E. O litoral do Estado do Rio de Janeiro: Uma Caracterização Físico-Ambiental. Rio de Janeiro: FEMAR – Fundação de Estudos do Mar, Secretaria de Estado de Meio Ambiente do Estado do Rio de Janeiro, 1998. NASCIMENTO, D.; DOMINGUEZ, J. Avaliação da vulnerabilidade ambiental como instrumento de gestão costeira nos municípios de Belmonte e Canavieiras, Bahia. Revista Brasileira de Geociências, 39 (3), 395-408, 2009. NEVES, C. F.; MUEHE, D. Vulnerabilidade, impactos e adaptação a mudanças do clima: a zona costeira. Brasília. 2001. NIMER, E. Climatologia do Brasil. . 2ª Edição. Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE.1989. 422p. PINHO, U.F. Caracterização dos estudos de mar na Bacia de Campos. Dissertação – COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, 2003. SALLES, F. J. P.; BENTES, F. C. M.; SANTOS, J. A. (org). Catálogo de Estações Maregráficas Brasileiras. 1ª ed. Rio de Janeiro: FEMAR. 2000. SILVA, L.C.F.; ALVARENGA, J.B.R. Oceanografia física-Região Sul. In: Levantamento do Estado da Arte da Pesquisa dos Recursos Vivos Marinhos do Brasil, Programa REVIZEE, MMA. 1996. SOUZA, C. R. G. et al. Quaternário do Brasil. Ribeirão Preto: Holos, 2005. 378p. TEIXEIRA, J.B. O Conhecimento Ecológico Tradicional como Ferramenta para o Mapeamento de Ambientes Marinhos. 40f. Dissertação (Mestrado em Oceanografia Ambiental) – UFES, Vitória –ES, 2010. THIELER, E.R.;.HAMMAR-KLOSE, E.S. National Assessment of Coastal Vulnerability to Future Sea- Level Rise: Preliminary Results for the US. Atlantic Coast. U.S. Geological Survey. 1999. Disponível em: <http://pubs.er.usgs.gov/index.ofr99-593/htm> Acesso em: 18 de maio de 2010. VALE, C.C. Contribuição ao estudo dos manguezais como indicadores biológicos das alterações geomórficas do estuário do rio São Mateus (ES). 211 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 1999. 171f. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo – USP. São Paulo, SP. 1999. VICALVI, M.A.; COSTA, M.P.A.; KOWSMANN, R.O. Depressão dos Abrolhos: uma paleolaguna Holocênica na plataforma continental leste brasileira. Bol. Tec. Petrobrás, Rio de Janeiro, 21 (4): 279-286, 1978. WRIGHT, L.D.; CHAPPELL, J.; THOM, B.G.; BRADSHAW, M.P.;COWELL, P. Morphodynamics of reflective and dissipative beach and inshore systems: Southeastern Australia. Marine Geology 32:105-140. 1979 212 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES C - VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA SEGUNDO PARÂMETROS BIOLÓGICOS E FÍSICOQUÍMICOS Camilo Dias Junior - UFES Renato Rodrigues Neto - UFES João Batista Teixeira - UFES Gilberto Fonseca Barroso - UFES Alex Evaristo da Silva - UFES Caroline Carlos dos Santos - UFES Karoline Magalhães Ferreira Lubiana - UFES 1. APRESENTAÇÃO O Brasil se encontra em um panorama de destaque em relação à biodiversidade de espécies, pois é detentor de uma megadiversidade com cerca de 15 a 20% do número de espécies do globo (CONSERVATION INTERNATIONAL DO BRASIL et al., 2000). Nesse sentido, faz-se urgente a necessidade de gestão das áreas naturais, fundamentada na consciência preservacionista, refletindo em políticas públicas que representem as aspirações da sociedade. O litoral brasileiro é coberto pelo domínio do bioma da Mata Atlântica e possui uma variedade de ecossistemas, que são de grande importância pela quantidade de recursos naturais renováveis. A porção costeira e marinha é detentora de uma grande variedade de ecossistemas de alta relevância, como manguezais, estuários, restingas, praias, costões rochosos, alagados, ilhas, recifes de corais entre outros. 213 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES A Mata Atlântica está, atualmente, reduzida a 8% de sua cobertura original e está entre os 25 hotspots mundiais, que são as regiões mais ricas e ameaçadas do planeta (MYERS et al., 2000). O estado do Espírito Santo se encontra totalmente inserido no bioma da Mata Atlântica, com uma área de 4.614.841 ha. Entretanto, apenas 507.565 ha, cerca de 11%, preservam suas características originais (SOS MATA ATLÂNTICA; INPE, 2010). O bioma sofreu diversas alterações, que culminaram na fragmentação do habitat. Apesar disso, o estado abriga uma altíssima riqueza de espécies e, devido a processos de erosão genética, demográfica e ambiental em larga escala, essa enorme diversidade biológica pode estar enormemente comprometida (ESPÍRITO SANTO, 2010). Somente 3% da área total do Espírito Santo se enquadra atualmente sob proteção de Unidades de Conservação, e apenas três estão no grupo de proteção integral com área superior a 5.000 ha, o que está muito abaixo do necessário para a conservação da diversidade biológica (IPEMA, 2005 apud ESPÍRITO SANTO, 2010). Devido à posição estratégica da zona costeira, a ocupação do território brasileiro se fez principalmente nessa área (MORAES, 1998). Nas últimas décadas, a região costeira tem sido alvo de pressões antrópicas devido ao aumento do processo produtivo, desenvolvimento do turismo, especulação imobiliária e aumento da densidade demográfica (SÃO PAULO, 2005; JABLONSKI; FILET, 2008). O uso e ocupação do solo nessas regiões vêm sendo executados com grande intensidade e sem planejamento adequado para minimizar os impactos, gerando fragmentação, superexploração dos recursos naturais e, consequentemente, perda de sua biodiversidade. Isso tem resultado em problemas ambientais e de saúde por prejudicarem a qualidade do meio ambiente, devido ao uso de forma não planejada e insustentável. O Brasil tem uma das maiores biodiversidades do mundo, tanto no âmbito terrestre, quanto no meio marinho. Graças à sua extensa linha de costa, flora e fauna marinhas são compostas por espécies de diferentes biomas marinhos (AMARAL; JABLONSKI, 2005). Os ecossistemas no Sudeste e Sul do litoral brasileiro têm recebido atenção considerável, mas, devido ao grande impacto das 214 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES atividades humanas, como o turismo, a exploração excessiva dos recursos marinhos, a alteração física, atividades relacionadas com petróleo e poluição, entre outros, estes ambientes estão sob grande risco e sua biodiversidade está ameaçada. Os ecossistemas mais representativos da região são as praias arenosas, costões rochosos, leitos de algas marinhas, comunidades de fundo suave e manguezais. Levantamentos recentes da biodiversidade marinha têm sido consolidados em bancos de dados georreferenciados visando à avaliação da integridade dos ecossistemas (COUTO et al., 2003). Informações estão atualmente disponíveis no Brasil em diversos tipos de publicações resultantes de pesquisas em biodiversidade marinha nos diferentes ecossistemas, sendo que uma prioridade de investigação foi proposta envolvendo a complementação das listas de espécies e uma avaliação do estado de saúde dos principais ecossistemas em escala nacional, integrada e resumida em todo o país pelo Sistema de Informação Geográfica (GIS), em um banco de dados acessível à comunidade científica (COUTO et al., 2003). A conservação da biodiversidade marinha no Brasil ainda é consideravelmente inadequada, a despeito da legislação existente e das áreas protegidas marinhas implantadas. As unidades de conservação são insuficientes em número e extensão e, em alguns casos, não tiveram seus planos de manejo elaborados ou implementados ou carecem de infra-estrutura para efetivá-las. A gestão da atividade pesqueira ainda é precária, com baixa participação das comunidades envolvidas. As principais iniciativas de conservação incluem a identificação de áreas-chave para a conservação da biodiversidade, inventários, monitoramento intensivo da atividade pesqueira, educação ambiental, a criação de áreas protegidas e a melhoria da gestão daquelas já existentes (AMARAL; JABLONSKY, 2005). Diante da situação em que se encontra a conservação dos recursos biológicos no estado do Espírito Santo, o Zoneamento Ecológico Econômico da porção costeira e marinha faz-se necessário, para auxiliar a proteção dos recursos naturais, com a finalidade de direcionar as atividades humanas para regiões de 215 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES menor vulnerabilidade e a preservação de áreas mais vulneráveis à ocupação e uso antrópicos. A vulnerabilidade de um ecossistema pode ser definida como a fragilidade dessa unidade ao uso e ocupação humana, que pode levar a uma significativa mudança nas características abióticas do sistema levando a perda da biodiversidade local. A esse conceito também podem ser somadas outras características, como espécies endêmicas e ameaçadas de extinção, além das características abióticas do sistema. A biodiversidade é um componente essencial para o funcionamento adequado dos ecossistemas, com garantias mínimas para a sustentabilidade. Nessa perspectiva, o planejamento ambiental se faz necessário para a implementação de políticas que visem a não ocupação desordenada das áreas de maior importância biológica Nesse sentido, o Zoneamento Ecológico Econômico da porção costeira e marinha visa auxiliar a consolidação de políticas públicas que busquem a proteção de diversidade biológica dos ecossistemas costeiros capixabas, para o desenvolvimento sustentável regional. Sendo estes ecossistemas costeiros formados pela biota, juntamente com o seu ambiente físico e químico (NICHOLS; WILLIAMS, 2009), eles devem ser tratados como entidades únicas, devendo, pois, ser observados por uma perspectiva holística. Deste modo, as peculiaridades físicas e químicas da água, merecem relevância equivalente aos seus elementos vivos, por exemplo. Os parâmetros físico-químicos são capazes de determinar a distribuição e abundância de diversas espécies aquáticas, podendo orientar a especialização ecológica (MCCLINTOCK; BAKER, 2001); exercendo, portanto, grande influência sobre as comunidades e, por conseguinte, sobre os ecossistemas. Quanto aos fatores condicionantes das variáveis físico-químicas, pode-se constatar que a hidrodinâmica (WETZEL; LIKENS, 1991), bem como a geometria do corpo d’água (IDEMA, 2005: HAKANSON; BRYHN, 2008) desempenham um efeito marcante sobre a distribuição de diversos parâmetros Estes fatores/parâmetros possuem relação direta entre si e, 216 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES quando analisados, permitem avaliar a capacidade de assimilação de impactos antrópicos (SPERLING, 1999). 2 ABORDAGEM METODOLÓGICA As principais variáveis utilizadas para gerar o fator condicionante de vulnerabilidade natural relativo à biota e química para zona costeira e marítima do estado do Espírito Santo foram obtidas através de banco de dados oficiais. Os documentos usados consistem em dados georreferenciados do Sistema Integrado de Bases Geoespaciais do Estado do Espírito Santo - GEOBASES (Uso do Solo IEMA), Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN, Marinha do Brasil), Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira (BRASIL, 2007), Áreas Prioritárias para a Conservação da Biodiversidade da Mata Atlântica do ES (ESPÍRITO SANTO, 2010), Áreas de desova de Tartarugas Marinhas (ICMBio – Projeto TAMAR) e a análise da plataforma continental feita por Marangoni (2009). Os indicadores apresentados a seguir foram sobrepostos para gerar uma medida da integridade do fator condicionante da biota e química (Figura 1). Figura 1 - Organograma dos indicadores e variáveis utilizadas neste estudo. 217 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 2.1 Vulnerabilidade Natural dos Ecossistemas Segundo Critérios Biológicos Para a elaboração da vulnerabilidade natural dos ecossistemas segundo parâmetros biológicos foram considerados os seguintes ecossistemas: alagados, baías, costões rochosos, estuários, florestas naturais, ilhas e lagoas costeiras, manguezais, oceano, praias arenosas oceânicas, recifes submersos (origem biótica ou geológica), restingas e rios. O mapeamento em Sistema de Informações Geográficas (SIG) dos ecossistemas foi obtido a partir do mapa de Uso e Ocupação do Solo (IEMA GEOBASES), de mapas da Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN) e a análise da plataforma realizada por Marangoni (2009). Para ordenação da vulnerabilidade de cada ecossistema considerou-se: o tipo de fauna e formações vegetais; a fragilidade, suscetibilidade, representatividade, persistência e a capacidade de recuperação biológica do ecossistema e a presença de espécies chave, protegidas ou ameaçadas. Na região oceânica foram considerados o tipo de sedimento do leito e a profundidade da coluna de água, visto que esses fatores influenciam na fixação e colonização de organismos marinhos. O fundo marinho foi classificado em três tipos de sedimento: litoclásticos (origem terrígena), bioclásticos (origem biológica) e mistos. A profundidade da coluna de água foi dividida em três regiões: 0 – 10 metros, 10 – 20 metros e acima de 20 metros. Após a consideração de todos os índices para a elaboração da vulnerabilidade natural dos ecossistemas, foi encontrada a seguinte ordenação da menor para maior vulnerabilidade: 1. Oceano (fundo litoclástico; profundidade acima de 20m); 2. Oceano (fundo misto; profundidade acima de 20m); 3. Oceano (fundo bioclástico; profundidade acima de 20m); 4. Florestas Naturais e Oceano (fundo litoclástico; profundidade de 10 - 20m); 5. Alagados e Oceano (fundo misto; profundidade de 10 - 20m); 6. Oceano (fundo bioclástico; profundidade de 10 - 20m); 218 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 7. Rios e Oceano (fundo litoclástico; profundidade de 0 - 10m); 8. Baías e Oceano (fundo misto; profundidade de 0 - 10m); 9. Lagoas, Ilhas e Oceano (fundo bioclástico; profundidade de 0 - 10m); 10. Restingas e Costões Rochosos; 11. Estuários; 12. Manguezais; 13. Recifes Submersos. 2.2 Vulnerabilidade Natural dos Ecossistemas Segundo Critérios FísicoQuímicos A metodologia empregada para a coleta dos dados consistiu na busca de fontes bibliográficas de informação com credibilidade reconhecida e dados georreferenciados relativos à camada superficial da água. O diagnóstico deveria ser realizada através de teores de alguns parâmetros no ambiente, tais como: transparência, temperatura, salinidade, pH, oxigênio dissolvido, material em suspensão (seston), matéria orgânica em suspensão (seston orgânico), carbono orgânico em suspensão, nitrogênio total (NT), fósforo total (PT, razão NT/PT). As informações selecionadas foram inseridas em mapas, sendo esboçadas pontualmente. Todavia, por meio da análise destas representações constatou-se que os dados, além de escassos, são mal distribuídos ao longo da área de estudo. Além disso, poucos parâmetros são feitos em cada estação nos estudos. Os mesmos se concentram muito próximos à linha de costa, tornando-se cada vez mais raros conforme há o distanciamento da costa. Também é evidente que os estudos pretéritos foram realizados majoritariamente nas proximidades dos maiores pólos habitacionais e industriais. Em casos de carência de dados diversos pesquisadores optam por abordagens mais holísticas, buscando aplicar a informação existente em sua área de atuação (TAGLIANI, 2003). Partindo-se deste princípio, toma-se a iniciativa de fazer a presente vulnerabilidade temática baseando-se em conhecimentos físico219 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES químicos referentes a cada ecossistema. Tal decisão fundamenta-se no fato de que os dados levantados, ainda que suficientes para a plena confecção dos mapas refletiriam as características físico-químicas dos ecossistemas analisados. Ou seja, o produto desta vulnerabilidade temática, ao adotar a aplicação dos conceitos físicoquímicos relativos a cada ecossistema, possui validade compatível àquela que potencialmente seria obtida por meio de dados já existentes na literatura. Em relação ao mapa de vulnerabilidade dos ecossistemas, o ordenamento daqueles cuja vulnerabilidade depende dos parâmetros físico-químicos da água segue abaixo, da menor para maior vulnerabilidade: 1. Mar territorial 2. Costões rochosos 3. Ilhas 4. Recifes 5. Praias arenosas 6. Baías 7. Florestas naturais 8. Restingas 9. Alagados. 10. Manguezais 11. Estuários 12. Rios 13. Lagoas Um ecossistema, quando submetido a uma descarga de poluentes à qual sua hidrodinâmica não seja suficientemente capaz de eliminá-la, será degradado em termos de qualidade de água e, consequentemente, terá sua biodiversidade e serviços ecológicos comprometidos (WOLANSKI, 2007). Portanto, ambientes mais hidrodinâmicos possuem maior capacidade de resistir, e até mesmo recuperar-se de possíveis perturbações, sendo, portanto, menos vulneráveis. 220 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Sabendo-se que a hidrodinâmica é uma variável que engloba fatores geomorfológicos, físicos, químicos e biológicos, os quais mutuamente se influenciam (ZALEWSKI, 2000); pode-se afirmar que a mesma é essencialmente de caráter holístico, satisfazendo, assim, o caráter deste zoneamento. Considerando-se, principalmente, a influência exercida pela hidrodinâmica nas variáveis físicoquímicas, a mesma é adotada como critério-chave para o ordenamento dos ecossistemas apresentados neste trabalho. Os dados obtidos, embora não tenham sido suficientes para a produção do mapa de vulnerabilidade natural dos ecossistemas segundo parâmetros físicoquímicos, são apresentados nos Anexos III a VI. 2.3 Vulnerabilidade natural das áreas prioritárias para a conservação segundo sua importância biológica A vulnerabilidade natural segundo critérios de importância biológica da região costeira e marinha foi baseada nos dados do Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira (PROBIO) do ano de 2007 (BRASIL, 2007), Áreas Prioritárias para a Conservação da Biodiversidade da Mata Atlântica do ES (ESPÍRITO SANTO, 2010) e Áreas de Desova de Tartarugas Marinhas (ICMBio – Projeto TAMAR). O PROBIO 2007 é um projeto que apresenta as áreas prioritárias para a conservação e utilização sustentável da diversidade biológica brasileira, além de classificá-las segundo sua importância biológica e prioridade de ação. Para cada área foi feita a reclassificação dos critérios de importância biológica, associando a essas áreas valores de vulnerabilidade. A correspondência entre as classes definidas pelo PROBIO 2007 e no presente trabalho é apresentada na Tabela 1. De maneira similar, foram reclassificadas as áreas prioritárias para conservação da biodiversidade da Mata Atlântica do Espírito Santo (Tabela 1). Todas as regiões de desova de tartarugas marinhas foram classificadas como de muito alta vulnerabilidade. 221 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 1 - Conversão de classes para o sistema utilizado no ZEE-ES. Classes Classes no ZEE-ES PROBIO 2007 / IPEMA 2010 Extremamente Alta / 3 Muito Alta Muito Alta / 2 Alta Alta / 1 Média 2.4 Vulnerabilidade natural do uso e ocupação do solo por atividades humanas A vulnerabilidade natural segundo uso e ocupação do solo se baseou no mapa de Uso e Ocupação do Solo (IEMA - GEOBASES). A função desse mapa é balizar a vulnerabilidade de ecossistemas que estão localizados em áreas com diferente grau de conservação, funcionando como referência para áreas onde a ocupação humana já está totalmente consolidada. Ecossistemas urbanos são relativamente simples quanto aos componentes estruturais contendo poucas espécies biológicas, tendo a predominância da espécie humana e da fauna e flora domesticada. As interações funcionais são complexas, porém dependentes da organização socioeconômica e tecnologias utilizadas. O metabolismo urbano é viabilizado pelas diversas interações com outros ecossistemas que compõe a paisagem. Rodovias, ferrovias, linhas de transmissão, dutos, portos e aeroportos promovem a conectividade do sistema urbano que em face da globalização, muitas vezes, implicam em efeitos regionais, continentais e até mesmo global. Além da provisão de água, alimentos, matéria-prima, energia elétrica e combustíveis fósseis, os ecossistemas urbanos demandam áreas para disposição de resíduos sólidos e efluentes líquidos. Os agroecossistemas (agricultura, aquicultura, silvicultura e pastagens) apresentam extrema simplificação biológica em termos de espécies e estrutura espacial. Dependendo do nível de produção o manejo destes sistemas pode ser 222 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES tecnologicamente avançado. A disponibilidade de água, controle natural de pragas, estabilidade de encostas e vales onde se desenvolvem atividades de produção de alimentos, biocombustíveis, fibras e outros materiais naturais são dependentes de processos ecológicos que influenciam o microclima, a geomorfologia e biodiversidade dos agroecossistemas. As vulnerabilidades para cada tipo de uso e ocupação do solo considerados, encontram-se na Tabela 2. Tabela 2 - Classes de vulnerabilidade segundo critérios de uso e ocupação do solo. Tipo de Uso e Ocupação do Solo Classes no ZEE-ES Cidade Muito baixa Vilas e Povoados Baixa Pastagens Média Florestas Plantadas Alta Agricultura Muito Alta 2.5 Ponderação A ponderação com base nos mapas temáticos para a elaboração do mapa síntese de vulnerabilidade natural costeira segundo o componente biológico e químico seguiu o método de Análise Hierárquica. A matriz utilizada no método e os respectivos pesos de cada critério estão expostos abaixo (Tabela 3 e 4). 223 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Tabela 3 - Matriz de importância relativa dos critérios para a vulnerabilidade natural da biota e química Matriz de Importância Relativa Uso e Ocupação do Uso do Ecossistemas Solo Biológico 1 Solo Ecossistemas Biológico Ecossistemas FísicoQuímico Importância Biológica 3 3 5 1 3 5 1 3 Ecossistemas Físico-Químico Importância Biológica 1 Intensidade de importância: 1=importância igual; 3=importância moderada; 5=importância essencial; 7=importância demonstrada na prática; 9=importância extrema; 2, 4, 6 e 8=valores intermediários. Tabela 4 - Pesos adotados para cada critério na elaboração da vulnerabilidade natural da biota e química. Critérios Peso Uso e Ocupação do Solo 50% Ecossistemas – Biológico 29% Ecossistemas - Físico-Químico 14% Importância Biológica 6% O critério de Uso e Ocupação do Solo recebeu o maior peso, a fim de diferenciar áreas inseridas em locais com atividades humanas consolidadas de áreas naturais. Dessa forma, áreas que receberiam a mesma vulnerabilidade, segundo os demais critérios, teriam sua vulnerabilidade diminuída em centros urbanos, já que, geralmente, a retirada dessa ocupação não é viável. Em áreas 224 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES naturais, sem a ocupação antrópica, a determinação da vulnerabilidade fica determinada pelos demais critérios: ecossistemas segundo parâmetros biológicos, ecossistemas segundos parâmetros físico-químicos e importância biológica. A vulnerabilidade segundo importância biológica da região recebeu o menor peso por não se tratar de uma classificação natural do ambiente e sim de prioridades políticas para a conservação de determinada área, levando em consideração suas características biológicas e sócio-econômicas. Essas áreas geralmente possuem maior riqueza de espécies, diversidade, endemismos, etc. 2.6 Produtos não gerados Os produtos referentes às produtividades primária e secundária da área marinha não puderam ser gerados devido à falta de dados e registros disponíveis. Os únicos dados sobre produtividade primária (taxa de fotossíntese) foram registrados em alguns poucos pontos fora do limites do Mar Territorial (12 milhas náuticas) pelo projeto REVIZEE ficando, portanto, fora da área estipulada para o ZEE. Alternativamente à produtividade primária a concentração de clorofila a, embora esta seja um indicador da biomassa dos produtores primários, poderia ser considerada como inferência da produção primária marinha. Entretanto, dados pontuais de clorofila a regularmente espaçados na costa do Espírito Santo e obtidos ao longo do tempo não são disponíveis (CIOTTI et al., 2007). A distribuição das concentrações de clorofila a obtidas por imagens de satélite, como os satélites SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) e MODIS-Aqua (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) demanda a análise de séries temporais, tendo em vista a dinâmica dos sistemas marinhos em termos intra e interanual. Mesmo assim, as imagens de satélite mostram grandes variações temporais a muito curto prazo (i.e., na ordem de dias), o que inviabilizaria a composição de um mapa realmente representativo desta biomassa. Com relação à produtividade secundária, existem apenas alguns dados pontuais bastante dispersos e que indicam apenas quantidades e não biomassas. 225 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Também não foi possível, como se pensou anteriormente, utilizar os dados de pescado para inferir a produtividade secundária, já que os registros referem-se aos locais de desembarque de pescado e não aos locais de captura do mesmo. Pelos motivos anteriormente explicados, também não foram gerados mapas específicos de vulnerabilidade físico-química, já que os registros são muito pontuais e dispersos em termos espaciais e temporais, optando-se por gerar um mapa de vulnerabilidade dos ecossistemas baseado nos critérios físico-químicos. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Vulnerabilidade natural dos ecossistemas segundo critérios biológicos A ordem das diferentes áreas de vulnerabilidade segundo parâmetros biológicos foi determinada com base nas características biológicas dos diversos ecossistemas (Figura 2). Os ecossistemas menos vulneráveis seriam as áreas marinhas abertas, por serem de maior circulação. Entretanto, esta vulnerabilidade é variável conforme a profundidade e a natureza dos sedimentos, pois nas áreas mais rasas (menores que 10 m) os organismos bentônicos são mais suscetíveis às interferências diversas, incluído circulação de transportes marítimos e influências continentais, enquanto nas áreas mais profundas (maiores que 20 m) estes organismos seriam menos influenciados por estas variáveis. Com relação aos sedimentos, os de origem bioclástica seriam mais vulneráveis devido a sua menor facilidade de recomposição, enquanto os de origem litoclástica seriam de mais fácil recomposição, existindo também aqueles que são de composição mista, com vulnerabilidade intermediária. Portanto, ás áreas de menor vulnerabilidade (muito baixa) seriam as águas mais profundas com sedimentos de origem litoclástica que se estendem ao longo da planície do Rio Doce, desde São Mateus até Aracruz. Já os mares também mais fundos, mas com sedimentos mistos e bioclásticos mostram vulnerabilidades de baixa a muito baixa e se estendem também de São Mateus, com uma distância maior da costa, até Anchieta. 226 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 2 - Vulnerabilidade natural dos ecossistemas segundo critérios biológicos. 227 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Também ao largo da planície do Rio Doce, mas mais próximo da costa, e se estendendo até o extremo norte do Estado, estão os mares de média profundidade (entre 10 e 20 m) com sedimentos litoclásticos e mistos, e vulnerabilidade baixa. Mais junto à costa, de Linhares até o extremo norte do Estado, observa-se a presença de mares de profundidades médias e sedimentos bioclásticos, mostrando vulnerabilidade média. Finalmente, de Aracruz até o extremo sul do Estado, encontramos os mares mais rasos de sedimentos litoclásticos, mistos e bioclásticos, com vulnerabilidades de média a alta, sendo estes últimos os de vulnerabilidade mais alta, por serem rasos e bioclásticos. A porção sul da área marinha, que se estende de Piúma a Presidente Kennedy, diferencia-se das demais por apresentar mares rasos até o limite das 12 milhas, dividindo-se em uma porção mais próxima da costa com sedimentos bioclásticos e depois uma extensa área com sedimentos litoclásticos. Em comparação com as demais áreas marinhas abertas, esta porção seria a de maior vulnerabilidade biótica. Também são classificadas como de vulnerabilidade baixa as florestas naturais localizadas no entorno da porção final do Rio Doce, já que estão ligadas a formações florestais mais interiores e seriam de relativamente fácil recomposição, não sendo também muito características da porção costeira do Estado. Já os alagados que margeiam as áreas fluviais de toda a costa, mas com maior concentração na porção final do Rio Doce, tem vulnerabilidade de baixa a média. Estas áreas, apesar de conter um número considerável de espécies, muitas vezes são temporárias e de extensão variável, sendo que podem ser facilmente recompostas pelo aumento do fluxo fluvial, com entrada de várias espécies de peixes e outros elementos da fauna fluvial. Os rios têm vulnerabilidade classificada como média, já que suas espécies mais características são mais sensíveis a mudanças no regime hidrológico, que podem ser causados por influências antrópicas, como o desvios e redução da sua velocidade de fluxo. Além disso, os rios geralmente são depositários de vários tipos de efluentes de origem antrópica, desde esgotos domésticos e industriais até 228 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES defensivos agrícolas. Apesar disso, a vulnerabilidade permanece média, devido ao fato de ser um sistema aberto e de fluxo continuo, o que melhora a sua capacidade de recuperação, principalmente. Da mesma forma as praias também podem ser, em termos biológicos, consideradas como de média vulnerabilidade. Apesar das praias serem muito vulneráveis a processos de erosão costeira e efeitos de poluição, elas são restritas em relação à quantidade de fauna e flora que as ocupam, além dos impactos ambientais sobre esta fauna e flora serem mais facilmente absorvíveis pelo contato direto com o mar. Ressalta-se, entretanto, o caso especial das grandes extensões de praias localizadas ao norte do Rio Doce, onde ocorrem desovas de tartarugas marinhas e que tem uma vulnerabilidade biológica maior, mas esta vulnerabilidade ficará ressaltada na vulnerabilidade biótica final, depois de acrescentados os dados de importância biológica e conservação. As baías diferenciam-se das praias abertas por terem circulação bem mais restrita e abrigar um grande número de espécies pelágicas e bentônicas adaptadas à baixa circulação. Estas espécies são mais sensíveis a mudanças ambientais e os impactos sobre elas são potencializados pela restrição na circulação promovida pelo mar, sendo sua vulnerabilidade de média a alta. Apesar do litoral do Estado não possuir grandes extensões de baias, um exemplo típico e o da Baía do Espírito Santo, localizada na Grande Vitória, cuja fauna e flora já sofrem os efeitos de interferências antrópicas, bem como algumas outras pequenas áreas de baías localizadas em Guarapari e mais ao sul. Um tipo de ecossistema que ocorre em toda a extensão costeira do Estado, mas concentra-se principalmente ao longo do trecho final do Rio Doce, são as lagoas costeiras. Por serem sistemas de circulação muito restrita, possuem fauna e flora mais sensíveis do que as áreas fluviais e regiões marinhas, sendo que em algumas delas podem ser encontradas inclusive espécies endêmicas. Portanto, a vulnerabilidade destas lagoas pode ser considerada como alta, mas sofrendo variações conforme o seu tamanho, sendo que as grandes lagoas localizadas próximo ao Rio Doce têm maior capacidade de absorver impactos ambientais e 229 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES recuperar a sua fauna e flora. O mesmo não acontece com as lagoas de menor porte, que podem ter a sua fauna e flora bastante prejudicadas, mesmo com pequenos impactos. As ilhas localizadas principalmente da região da Grande Vitória até o sul do Estado também podem ser consideradas como de vulnerabilidade alta, pois possuem dificuldades para recolonização de fauna e flora terrestre, e sua porção submersa serve de substrato para um grande número de espécies bentônicas e pelágicas. Além disso, várias delas servem para nidificação de aves marinhas, o que as torna mais passíveis de proteção ambiental. Da mesma forma, as restingas e costões rochosos possuem vulnerabilidade entre alta e muito alta. As restingas diferenciam-se das formações florestais por serem de muito mais difícil recomposição, principalmente devido ao terreno arenoso naturalmente pobre sobre as quais estão assentadas. Uma boa parte das extensões de restingas da costa do Estado, principalmente na região sul, já foram destruídas por interferências antrópicas e não voltaram a se recompor. Na região de Guarapari e na região da planície costeira do Rio Doce até o extremo norte do Estado, ainda existem grandes formações de restingas que são passiveis de conservação, pois abrigam um grande número de espécies vegetais e animais, que praticamente não teriam possibilidade de se recuperar, caso fossem submetidas a grandes interferências antrópicas. Os costões rochosos se estendem principalmente de Aracruz até o extremo sul do Estado, variando de couraças lateríticas a afloramentos cristalinos. Eles abrigam fauna e flora tanto terrestre como marinha, servindo como substrato para um grande número de espécies. Principalmente sobre os afloramentos cristalinos desenvolve-se uma flora de bromeliáceas, cactáceas e outras plantas adaptadas a viver em ambientes mais secos e que sustentam organismos animais e um ecossistema terrestre de considerável importância. Mas é nas partes submersa e intermarés que reside a maior importância destes afloramentos e outros tipos de costões rochosos, servindo como substrato para um grande número de organismos vegetais e animais bentônicos, e sustentando outros organismos indiretamente 230 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ligados a eles. Entre os mais importantes estão os bancos de algas e de moluscos como mexilhões e ostras, que são os mais afetados pela exploração e impactos antrópicos. Embora em termos físicos e hidrológicos os costões rochosos sejam bem menos vulneráveis que as praias, a diversidade e densidade de organismos vivos é bem maior, o que aumenta o seu grau de vulnerabilidade biótica. Soma-se a isto a importância das poças de marés, que ocorrem nas partes intermarés e abrigam grupos de organismos, incluído algumas espécies de peixes, que são totalmente dependentes destes ambientes. Finalmente, os ecossistemas considerados como de mais alta vulnerabilidade, segundo os parâmetros biológicos, seriam os estuários, manguezais e, especialmente, os recifes submersos. Os estuários são tidos como a parte mais sensível dos rios, já que é onde o fluxo fluvial se encontra com o efeito das marés, formando um tipo de circulação mais fechada e de características próprias. Estes ambientes são depositários da riqueza de nutrientes trazida pelos rios e transferida gradativamente para o mar, refletindo-se em última instância em aumento da produtividade pesqueira. Estes estuários também são ambientes imprescindíveis para a reprodução de vários organismos tanto marinhos como dulcícolas, como peixes e crustáceos, que estariam profundamente ameaçados no caso de impactos ambientais antrópicos. A região costeira do Estado possui uma grande quantidade de estuários por toda a sua extensão, dos quais se destacam os rios Piraquê-açú, Piraquê-mirim, Itapemirim, Itabapoana e o complexo estuarino da Baía de Vitória, que, junto com outros, são responsáveis por boa parte da riqueza pesqueira do Estado. Um tipo de ecossistema extremamente associado aos estuários é o dos manguezais, que apesar de ter como base apenas algumas espécies vegetais resistentes às altas salinidades, sustentam um grande número de outras espécies. Manguezais são ecossistemas altamente produtivos nas zonas de intermarés de muitos litorais tropicais. Eles não só fornecem madeira para as comunidades locais, mas também funcionam como áreas de viveiros para uma grande variedade de peixes de valor comercial e estoques de crustáceos, e agem como barreiras de 231 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES energia vital, protegendo comunidades costeiras de baixa altitude de tempestades oceânicas. Apesar de possuírem algum grau de recuperação, os manguezais, principalmente os localizados próximo de áreas urbanas, têm sofrido um grande e rápido declínio, tornando-se cada vez mais sensíveis aos impactos das ocupações humanas e são atualmente apontados como muito necessitados de preservação. Em termos de vulnerabilidade biótica os ecossistemas considerados como mais vulneráveis são os recifes submersos, dentre os quais se destacam os recifes de coral. Esses enfrentam diversas ameaças, incluindo: sobrepesca, poluição proveniente de fontes terrestres, dinamitação de recifes, surtos de doenças, "branqueamento" devido a temperaturas mais altas do mar – resultantes das mudanças climáticas e acidificação dos oceanos pela maior concentração de dióxido de carbono dissolvido, como uma consequência de emissões atmosféricas induzidas pelo homem. São ambientes capazes de sustentar ecossistemas muito ricos em espécies e densidades populacionais, mas que são de muito lenta reconstituição, portanto muito vulneráveis. Não apenas os recifes de coral, mas também os recifes rochosos são grandes sustentáculos para um grande número de espécies bentônicas, bem como peixes recifais, que são muito vulneráveis a impactos ambientais. O litoral do Espírito Santo não possui grande quantidade de recifes de coral como no sul da Bahia, mas possui numerosos recifes rochosos submerso que sustentam muitas espécies, inclusive servindo como substrato para várias espécies de corais, estendendo-se desde a região da Grande Vitória até o extremo sul do Estado, porém concentrando-se principalmente nas regiões de Guarapari e Anchieta. A riqueza de organismos bentônicos destes, associada ao fato do litoral do Estado ser uma área de confluência tanto de correntezas frias do sul como quentes do norte, faz com que a diversidade de peixes tropicais seja considerada como a maior do litoral brasileiro. 232 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3.2 Vulnerabilidade Natural dos Ecossistemas segundo Critérios FísicoQuímicos A ordem das diferentes áreas de vulnerabilidade segundo parâmetros químicos foram determinados baseados nas características geomorfológicas e hidrodinâmicas de cada ecossistema (Figura 3). As áreas com maior vulnerabilidade, em vermelho no mapa, destacam as lagoas, que são geomorfologicamente caracterizadas por possuírem tamanho e volume bem limitados (VOLLENWEIDER et al., 1998), possuindo, deste modo, uma hidrodinâmica relativamente restrita. Sustentando esta afirmação encontra-se o fato de que diversos estudos de caracterização destes ambientes relatam sobre estes corpos d’água em sua porção inteira, e não apenas uma fração dos mesmos, revelando a baixa circulação existente. Logo, têm-se as lagoas como ambientes de elevada sensibilidade (BOZELLI et al., 1992; KJERFVE, 1994; DIAS JR.; BARROSO, 1998; GÖNENC; WOLFLIN, 2005). Deste modo, associando-se o uso indevido à natureza relativamente restrita destes ecossistemas, atribui-se aos ecossistemas lacustres costeiros o grau de vulnerabilidade máxima. 233 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 3 - Vulnerabilidade natural costeira dos ecossistemas segundo critérios físicoquímicos. 234 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES A seguir, na escala de vulnerabilidade do mapa, encontram-se os rios. Estes são extremamente importantes para a manutenção e bem-estar da vida humana, visto que a água é um recurso natural com usos diversos, podendo-se citar seu emprego na irrigação, lazer, produção de energia, abastecimento e pesca (BRANCO, 1991), além de seu papel ecológico, como por exemplo, no fornecimento de água doce, sedimentos, nutrientes e matéria orgânica para os estuários (MCLUSKY; ELLIOT, 2004). Assim sendo, os rios são apresentados neste trabalho com uma vulnerabilidade muito alta, mas ainda inferior às lagoas, visto que os mesmos possuem uma maior capacidade de autodepuração (PETTS; CALOW, 1996). Evidenciados em laranja no mapa, os estuários são ecossistemas de vulnerabilidade muito alta, porém inferior à dos rios e lagoas. Isto se deve ao fato destes ecossistemas de transição entre continente e oceano apresentarem uma natureza dinâmica e variável (DAY JR.; YÁNEZ-ARANCIBA, 1982; BARROSO; DIAS JR, 1997; ALONGI, 1998; MIRANDA et al., 2002). Por conseguinte, a circulação estuarina é conduzida pelo fluxo fluvial, pelas marés, ventos, processos de precipitação e evaporação, bem como pela ocorrência de eventos oceânicos nas águas costeiras, como, por exemplo, a passagem de vórtices e tempestades (WOLANSKI, 2007), o que faz destes sistemas locais bem mais dinâmicos do que os anteriormente apresentados. Entretanto, frequentemente os estuários são incapazes de eliminar todos os poluentes adicionados, ou seja, estes possuem uma relativa incapacidade de resistir e/ou recuperar-se dos impactos, o que, por sua vez, confere a estes a classe de vulnerabilidade muito alta, menor do que os rios e lagoas. O ecossistema manguezal pode ser considerado um componente-chave na paisagem costeira. A elevada produtividade orgânica e ampla conectividade com os sistemas estuarinos, recifes, baías e outras águas costeiras, além dos bens e serviços ecológicos proporcionados pelo manguezal ressaltam esta importância (LUGO; SNEDAKER, 1974; MOBERG; RÖNNBACK, 2003). A perda da capacidade de produção de propágulos, a desestabilização do substrato sedimentar, alterações 235 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES no balanço halino e mudanças na hidrodinâmica local restringem a resiliência dos manguezais. Os alagados são sistemas sujeitos a variações no nível d’água devido a chuvas locais e saturação do nível freático, alagamentos ou devido a chuvas nas cabeceiras dos rios e inundação das planícies marginais nos cursos médio e inferior (NEIFF; IRIONDO, 1992; MITSCH; GOSSELINK, 1993; JUNK, 1996). Além de imprescindíveis para hidrodinâmica das bacias hidrográficas e zona costeira, os alagados são muito importantes para ciclagem de nutrientes, produtividade biológica e manutenção da biodiversidade. As zonas demarcadas em azul claro no mapa correspondem às baías, as quais são ambientes suscetíveis à interferência de forçantes de naturezas distintas, sendo submetidas à ação dos ventos, que, por sua vez, favorecem a circulação, do mar, por exemplo, pelas marés, bem como dos rios, o que é bem ilustrado através da descarga de sedimentos fluviais (NICHOLS; WILLIAMS, 2009). Ou seja, há o predomínio, nestes ecossistemas, de condições marinhas, ocorrendo, porém, contribuições estuarinas. Sendo feições geomorfológicas de dimensões relativamente restritas, as baías possuem suas águas relativamente abrigadas da ação das correntes oceânicas (MARINS, 2010), possuindo, deste modo, uma menor capacidade de resistência e/ou recuperação aos impactos do mar territorial. Portanto, atribui-se às baías uma vulnerabilidade mediana, inferior a dos estuários e superior a das zonas marinhas. Por fim, a grande área em azul escuro representa o Mar Territorial, cuja vulnerabilidade é inferior à de todos os outros ecossistemas apresentados, visto que são mais hidrodinâmicos, e, portanto, possuem uma maior aptidão de se recuperarem de impactos. Estas regiões realizam trocas significativas com a região oceânica, recebendo também a atuação de ondas, correntes, ressurgências, efeitos da maré e do vento, etc. Comumente, nestes ambientes há modificações químicas, biológicas e físicas em distâncias relativamente pequenas (VOLLENWEIDER et al., 1998), evidenciando o elevado intercâmbio de água neles. Deste modo, devido à elevada capacidade de recuperação, representada pelas grandes taxas de 236 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES renovação de água, bem como a elevada capacidade de resistir aos impactos, devido à presença de grandes profundidades, correntes marinhas, tempestades, etc., as zonas marinhas são tidas como a classe menos vulnerável desta categorização. Todavia, deve-se enfatizar que, embora estas regiões sejam menos vulneráveis, não são menos importantes, tendo em vista o grande número de processos, funções, bens e recursos que desta procedem (CICIN-SAIN; KNECHT, 1998). 3.3 Vulnerabilidade Natural das Áreas Prioritárias para a Conservação segundo sua Importância Biológica O produto gerado pela junção do mapa do PROBIO 2007 e o mapa de Áreas de Prioritárias para a Conservação da Biodiversidade da Mata Atlântica do Espírito Santo (IPEMA, 2010) é apresentado na Figura 4. A vulnerabilidade da região costeira e marinha do estado do Espírito Santo está relacionada a diversos fatores, tanto em relação à importância da biodiversidade da região, quanto às ameaças que ocorrem nessas áreas. Dentre os fatores que tornam as áreas em todo extremo norte muito vulneráveis, destacam-se as regiões de Unidades de Conservação (UCs), manutenção de mananciais e recursos hídricos, presença de manguezais, espécies sobrexplotadas (caranguejos Ucides cordatus e Cardisoma guanhumi), presença de comunidades pesqueiras e quilombolas, maricultura, catadores de caranguejo, área de desova de tartaruga marinha, presença de baleia jubarte (Megaptera novaeangliae), entre outros. Além das ameaças, como poluição dos corpos hídricos, cultivo de eucalipto em Área de Proteção Permanente (APP), monocultura de eucalipto e cana, carvoarias, caça, pesca predatória, culturas agrícolas, erosão marinha, alta pressão imobiliária na zona litorânea, invasão agrícola (coqueiros), proximidade de setores de exploração de petróleo, conflito entre pesca industrial e artesanal, entre outros. 237 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES O norte capixaba possui vulnerabilidade natural muito alta na região costeira. Os principais motivos são: presença de espécie globalmente ameaçadas, como bugio (Alouatta guariba guariba), macaco-prego (Cebus robustus), ouriço-preto (Chaetomys subspinosus), preguiça-de-coleira (Bradypus torquatus) entre outras ameaçadas de extinção (aves, répteis e mamíferos), área de desova de tartaruga marinha, presença de populações tradicionais, lagoas costeiras, área de ocorrência de pequenos cetáceos, como toninha (Pontoporia blainvillei), espécie residente, e o boto-cinza (Sotalia guianensis), região de extensa cobertura de algas calcárias e com recifes de couraças lateríticas, rota de baleia jubarte (Megaptera novaeangliae), ocorrência de golfinho-de-dentes-rugosos (Steno bredanensis), áreas de manguezais e remanescentes de restinga, entre outros. 238 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 4 - Vulnerabilidade natural segundo sua importância biológica. 239 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES As principais ameaças referem-se à exploração de petróleo, pesca predatória, proximidade de complexo industrial de grande porte, presença de emissário submarino, poluição atmosférica, ocupação urbana e da orla, desmatamento, caça ilegal (esportiva) e de subsistência, tráfico de animais silvestres, exploração de algas calcárias, pesca de arrasto, descarga de materiais poluentes, supressão de vegetação de mangue, monocultura de eucalipto, erosão de praias, entre outros. A região central do espírito Santo mescla áreas de vulnerabilidade muito alta com áreas de vulnerabilidade média. Os principais fatores relacionados a essa vulnerabilidade muito alta são: presença de manguezais e estuários, espécies sobrexplotadas como o caranguejo-uçá (Ucides cordatus) e o guaiamu (Cardisoma guanhumi), presença de comunidades pesqueiras, maricultura, catadores de caranguejo, área de distribuição de espécies de orquídeas ameaçadas, presença de comunidade quilombola, diversidade da restinga e presença de lagoas costeiras. Na região oceânica a vulnerabilidade muito alta diz respeito às ilhas costeiras que servem de sítio reprodutivo de aves marinhas migratórias, como da ave trinta-réisde-bico-amarelo (Sterna eurygnatha). As ameaças nessa região incluem ocupação urbana desordenada, poluição industrial e doméstica, tráfego de embarcações, pesca predatória, caranguejos contaminados, utilização de APP para agricultura, extrativismo de orquídeas ameaçadas de extinção, utilização de agrotóxicos e fertilizantes químicos, manejo inadequado de solos com alta declividade, mineração de areia, extração de espécies nativas, especulação imobiliária, aumento da pressão sobre as ilhas pelo crescimento dos aglomerados urbanos no litoral e pressão turística. As regiões sul e centro sul do Espírito Santo englobam os três tipos de vulnerabilidade, de muito alta a média. As principais características dessa região na geração da vulnerabilidade são: presença de manguezais, espécies sobrexplotadas como o caranguejo-uçá e guaiamu, presença de comunidades pesqueiras, maricultura, catadores de caranguejo, sítio reprodutivo de aves marinhas migratórias, área de desova de tartaruga-cabeçuda (Caretta caretta), ocorrência de boto-cinza e toninha, remanescentes de restinga, presença de espécies ameaçadas 240 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES de extinção e de comunidades quilombolas. As ameaças sobre essa região incluem: pressão turística, aumento da pressão sobre as ilhas pelo crescimento dos aglomerados urbanos no litoral, expansão imobiliária, ocupação humana e industrial, captura acidental de quelônios e pequenos cetáceos, tráfego de embarcações, degradação e poluição ambiental, construção de rodovias, desmatamento, extração de areia e ocupação de áreas de mangue. Diante desse panorama, ações específicas para cada região devem ser tomadas em prol da conservação da biodiversidade das distintas regiões do estado, visto que a biodiversidade representa uns dos mais importantes fundamentos do desenvolvimento cultural, social e econômico da espécie humana, sendo que sua conservação e utilização sustentável são necessárias para garantir a nossa sobrevivência no planeta a médio e longo prazo. 3.4 Vulnerabilidade Natural do Uso e Ocupação do Solo por Atividades Humanas O produto gerado sobre uso e ocupação do solo (Figura 5) foi resultado do mapa de Uso e Ocupação (IEMA - GEOBASES). A marcação das áreas em que a vegetação natural já se encontra suprimida é relevante para balizar e dar enfoque as áreas que ainda se encontram com cobertura vegetal natural, principalmente, para a delimitação dos aglomerados urbanos no estado do Espírito Santo. Isso se faz necessário, pois, locais onde se encontram as cidades, já possuem ocupações humanas consolidadas, não havendo, na maioria das vezes, a possibilidade de sua retirada. Além disso, é evidente a perda da diversidade dos recursos biológicos em aglomerados urbanos, uma vez que o habitat e refúgio de várias formas de vida foram retirados para a construção de edificações. Nessa linha de raciocínio, é evidente a perda de biodiversidade à medida que o homem, pelo uso da terra, vai modificando e selecionando as estruturas naturais de um bioma. 241 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 5 - Vulnerabilidade natural costeira do uso e ocupação do solo. 242 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 4. VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA SEGUNDO CRITÉRIOS DE BIOLOGIA E QUÍMICA Ao sobrepor os mapas apresentados anteriormente, com seus respectivos pesos, obteve-se o mapa de vulnerabilidade natural costeira segundo critérios biológicos e físico-químicos (Figura 6). O mapa representa a áreas que ainda apresentam certa integridade ecológica e que, portanto, são mais vulneráveis à ação do homem. Nota-se que na porção norte e centro-norte a vulnerabilidade mais alta está associada às lagoas, rios e estuários, além de suas respectivas planícies, e as regiões com importância biológica extremamente alta, como toda a região do Rio Doce, as lagoas do município de Linhares e o estuário do Piraquê-açú. Da região central até o sul, a maior vulnerabilidade se encontra em áreas litorâneas, devido à presença de recifes submersos, ilhas costeiras e áreas com extrema importância biológica. Dessa forma, essas áreas apresentam alta vulnerabilidade por terem sido menos exploradas e modificadas, apresentando assim um bom grau de conservação e integridade. A influencia do uso e ocupação do solo e da importância biológica foi captada de maneira a conferir um maior valor de vulnerabilidade aos ecossistemas mais preservados, o que é observado quando identificamos um mesmo ecossistema com diferente classe de vulnerabilidade. A combinação dos demais indicadores seguiu os mesmos critérios, de maneira que, quando uma determinada área apresentou valores elevados para vários indicadores, esta foi classificada com vulnerabilidade natural muito alta. Áreas com vulnerabilidade natural muito baixa são aquelas completamente antropizadas, que não apresentam qualquer remanescente de vegetação e que ao mesmo tempo não são prioritárias para conservação da biota. Áreas com vulnerabilidade baixa provavelmente têm alguma importância para o fluxo de propágulos ou como zona de amortecimento para áreas mais preservadas (CARVALHO; LOUZADA, 2007). A região oceânica do litoral capixaba apresentou uma maior vulnerabilidade, em função de áreas mais rasas apresentarem maior fragilidade de sua 243 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES biodiversidade e por propiciarem regiões abrigadas com fundo de origem biológica, além da presença de recifes submersos. Figura 6 - Vulnerabilidade natural costeira segundo critérios de biologia e química. 244 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMARAL, A.C.Z.; JABLONSKI, S. Conservação da biodiversidade marinha e costeira do Brasil. Megadiversidade, v. 1 (1): 43 – 51, 2005. BARROSO, G. F., DIAS JR, C. Avaliação preliminar da qualidade da água no Canal da Passagem/Manguezal do Lameirão. In: SEMINÁRIO REGIONAL DE ECOLOGIA, VIII, 1997. São Carlos – SP. Anais... São Carlos – SP. v.1, 1997. BOZELLI, R.L.; ESTEVES, F.A.; ROLAND, F.; SUZUKI, M.S. Padrões de funcionamento das lagoas do Baixo Rio Doce: variáveis abióticas e clorofila-a (Espírito Santo - Brasil). Acta Limnologica Brasiliensia, 4: 13-31, 1992. BRANCO, S. M. A água e o homem. São Paulo: CETESB. 1991. BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Mapa Revisão de Áreas Prioritárias para a Conservação: Importância Biológica. Brasília: MMA, 2007. Disponível em: http://mapas.mma.gov.br/i3geo/datadownload.htm. Acesso em: 18 mar 2010. CARVALHO, L. M. T; LOUZADA J. N. Zoneamento Ecológico-Econômico do Estado de Minas Gerais: Abordagem metodológica para caracterização do componente flora. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, XIII, 21-26 abril, 2007. Florianópolis, Brasil. Anais... Florianópolis: INPE, p. 37893796. 2007. CICIN-SAIN, B.; KNECHT, R. W. Integrated coastal and ocean management: concepts and practices. Washinton, D. C.: Island Press, 1998. 517p. CIOTTI, A.M.; GONZALEZ-RODRIGUEZ, E.; PARANHOS, R.; CARVALHO, W. Clorofila a, medidas bio-ópticas e produtividade primária. In: VALENTIN, J.L. Características hidrobiológicas da região central da Zona Econômica Exclusiva brasileira (Salvador, BA, ao Cabo de São Tomé, RJ). Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 2007. 61-72. COUTO. E.C.G.; SILVEIRA, F.L.; ROCHA, G.R.A. Marine Biodiversity in Brazil: The Current Status. Gayana, 67(2): 327-340, 2003. DAY JR., J.W.; YÁNEZ-ARANCIBA, A. Coastal lagoons and estuaries, ecosystem approach. Ciencia Interamericana (Mar. Sci.) 22(1-2): 11-26, 1982. DIAS JR., C.D.; BARROSO, G.F. Limnological studies of coastal lagoons at the south of Espírito Santo State (Brazil). Verhandlungen Internationale Vereinigung Limnologie, 26: 1433-1437, 1998. 245 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ESPÍRITO SANTO. Instituto de Pesquisas da Mata Atlântica. Mapa Áreas prioritárias para Conservação da Biodiversidade no Espírito Santo. Vitória, 2010. Disponível em: http//www.ipema-es.org.br/hp/mapas.htm. Acesso em: 28/09/2010. GÖNENC, I. E.; WOLFLIN, J. P. (Org.) Coastal lagoons: ecosystem processes and modeling for sustainable use and development. CRC Press LLC, 2005. (Marine Science Series). HAKANSON, L.; BRYHN, A.C. (2008). Tools and criteria for sustainable coastal ecosystem management: examples from the Baltic Sea and other aquatic systems. Environmental Science and Engineering: Environmental Science. Berlin, Springer, 292p. IDEMA. Projeto de Zoneamento Ecológico-econômico dos Estuários do Rio Grande do Norte – ZEE/RN. Natal (RN), Fevereiro de 2005. JABLONSKI, S.; FILET, M. Coastal management in Brazil: a political riddle. Ocean & Coastal Management, 51 (7): 536-543, 2008. JUNK, W. J. Ecology of floodplains: a challenge for tropical limnology. Perspectives in tropical limnology. In: SCHIEMER, F.; BOLAND, K.T. Amsterdam: SPB Academic Publishing, 1996. 255-265. KJERFVE, B. Coastal lagoons. In: KJERFVE, B. (Ed.). Coastal Lagoon Processes. New York, Elservier, 1994. 60: 1-8. LUGO, A.E.; SNEDAKER, S.C. The ecology of mangroves. Annual reviews of Ecology and Systemetics, 5: 39-64, 1974. MARANGONI, M.B. Análise Morfo-Sedimentar da Plataforma do Espírito Santo. 82f. Monografia (Graduação em Oceanografia) – UFES, Vitória – ES, 2009. MARINS, R. V. (Org.) Glossário de Oceanografia Abiótica. Fortaleza: Instituto de Ciências do Mar – LABOMAR. 2010. (Coleção Habitat 4). MCCLINTOCK, J. B.; BAKER, B. J. (Org.) Marine chemical ecology. New York: CRC Press LLC, 2001. (Marine Science Series). MCLUSKY, D. S.; ELLIOT, M. The Estuarine Ecosystem: ecology, threats and management. Third edition. Oxford: Blackwell Science Ltd, 2004. MIRANDA, L. B.; CASTRO, B. M.; KJERFVE, B. Princípios de oceanografia física de estuários. São Paulo: EDUSP, 2002. 246 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES MITSCH, W.J.; GOSSELINK, J.G. Wetlands. New York, Van Nostrand Reinhold, 1993. CONSERVATION INTERNATIONAL DO BRASIL et al.. Avaliação e ações prioritárias para a conservação da mata atlântica e campos sulinos. Brasília: MMA/SBF, 2000. 40 p. Disponível em: <http://www.conservacao.org/publicacoes/files/Sumario.pdf>. Acesso em: 20 dez. 2009. MOBERG, F. AND RÖNNBACK, P. Ecosystem services of the tropical seascape: interactions, substitutions and restoration. Ocean & Coastal Management, 46: 27-46, 2003. MORAES, A.C.R. Contribuições para a gestão da zona costeira do Brasil: elementos para uma Geografia do litoral brasileiro. São Paulo, HUCITEC/EDUSP, 1998. MYERS, R.L.; MITTEERMEIER, R.S.; MITTEERMEIER, C.G.; FONSECA, G.A.B.; KENT, J. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature, 405: 853-858, 2000. NEIFF, J.J.; IRIONDO, M.H. Bases para la interpretacion ecologica y manejo de los grandes humedales de Sudamerica. CONGRESSO LATINO AMERICANO DE ECOLOGIA, II, 1992, Caxambu, Brasil. Anais...1992. NICHOLS, C. R.; WILLIAMS, R. G. Encyclopedia of marine science. New York: Ed. Facts On File Science Library, 2009. PETTS, G.; CALOW, P. River restoration. Oxford, Blackwell Science, 1996. SÃO PAULO. Zoneamento Ecológico Econômico: Litoral Norte de São Paulo. São Paulo: Secretaria do Meio Ambiente. 2005. 55p SOS MATA ATLANTCA; INPE – INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. Atlas dos remanescentes florestais da mata atlântica- período 2008-2010: dados parciais dos estados avaliados até maio de 2010. SÃO PAULO. 2010. 60p. SPERLING, E. Morfologia de lagoas e represas. Belo Horizonte: DESA/UFMG, 1999. TAGLIANI, C.R.A. Técnica para avaliação da Vulnerabilidade Ambiental de Ambientes Costeiros utilizando um Sistema Geográfico de Informações. In: SBSR, XI, 2003, Belo Horizonte, Brasil. Anais... São Paulo: INPE, 2003. v. 05, p. 1657 - 1664. abr. 247 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES VOLLENWEIDER, R.A.; GIOVANARDI F.; MONTANARI G.; RINALDI, A. Characterization of the trophic conditions of marine coastal waters with special reference to the NW Adriatic Sea: Proposal for a trophic scale, turbidity and generalized water quality index. Environmetrics, 9 (3): 329-357, 1998. WETZEL, R. G.; LIKENS, G. E. Limnological analyses. New York, Springer-Verlag, 1991. WOLANSKI, E. Estuarine Ecohydrology. Amsterdam: Elsevier, 2007. ZALEWSKI, M. Ecohydrology: the scientific background to use ecosystem properties as management tools toward sustainability of water resources. Ecological Engineering, 16: 1-8, 2000. 248 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES D – VULNERABILIDADE NATURAL COSTEIRA A vulnerabilidade natural costeira foi obtida a partir da conjunção dos mapas de vulnerabilidade natural geológica e vulnerabilidade natural biológica, conforme indicado no organograma da Figura 1. Figura 1 - Organograma da vulnerabilidade natural costeira final. A Figura 2 mostra o mapa de Vulnerabilidade Natural, que engloba os mapas anteriormente apresentados neste diagnóstico. A maior parte da região costeira do Espírito Santo apresenta vulnerabilidade natural entre média e muito alta. Isso reflete a influência de parâmetros biológicos, que receberam 75% de peso na ponderação da vulnerabilidade final. A vulnerabilidade mais alta na porção centro-norte está relacionada à importância biológica extremamente alta da região do Rio Doce, das lagoas do município de Linhares e do estuário do Piraquê-açu, e é reforçada pela vulnerabilidade muito alta das formações geológicas do Quaternário e dos terrenos com altitude inferior a 5m. Da região central até o sul do Estado, as vulnerabilidades mais altas também são devidas à importância biológica de recifes submersos e ilhas costeiras. 249 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES As poucas áreas de vulnerabilidade baixa e muito baixa estão localizadas predominantemente na porção sul do estado, correspondendo a áreas com alterações antrópicas e não prioritárias para conservação da biodiversidade. Figura 2 - Mapa síntese da vulnerabilidade natural costeira. 250 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ANEXOS 251 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ANEXO I - Granulometria das praias entre Presidente Kennedy e Vitória Praias Granulometria Classificação Dos Neves - - Marobá - - Boa Vista - - Dos Cações - - Suruí - - Marataízes - - Ponta das Arraias - - 0a1 Areia grossa - - 1a2 Areia média - - Itaipava 2a3 Areia fina Ponta do Aghá 2a3 Areia fina Coqueiros Ponta de Santa Helena Ponta do Ubá 1a2 Areia média 1a2 Areia média - - Da Frente 2a3 Areia fina Castelhanos 2a3 Areia fina Parati 1a2 Areia média Ubú 0a1 Areia grossa Maimbá 0a1 Areia grossa Meiaípe 1a2 Areia média - - Graçaí 1a2 Areia média Do Morro 2a3 Areia fina Da Cerca 2a3 Areia fina Da Onça - - Três Praias 3a4 Areia muito fina Setiba 0a1 Areia grossa Caraís/Setiba Pina 0a1 Areia grossa Do Sol 2a3 Areia fina Ponta da Fruta 2a3 Areia fina Da Baleia 0a1 Areia grossa Grande 0a1 Areia grossa Peitoril 0a1 Areia grossa Da Barrinha -1 a 0 Areia muito grossa Da Barra Ponta do Espigão Do Pontal Itaoca Ponta da Igreja 252 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Praias Granulometria Classificação Itaparica 0a1 Areia grossa Itapoã 0a1 Areia grossa Da Costa 0a1 Areia grossa Ilha do Boi 1a2 Areia média Camburi 1a2 Areia média 253 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ANEXO II - Granulometria das praias entre Conceição da Barra e Serra PRAIA Granulometria (Phi) Classificação Praia Riacho Doçe Praia Itaúnas Praia Brasiliana Praia de Guaxindiba Praia Meleiras Praia de Guriri Praia Brejo Velho Praia Aldeia do Coco Praia do Caramujo Praia Ranchinho Praia da Gameleira Praia Barra Nova Praia Urussuguara Praia Barra Seca Praia Pontal do Ipiranga 1 2 3 3 1 Areia Média Areia Fina Areia Fina Areia Média Areia Média Areia Média Areia Grossa Praia Pontal do Ipiranga 2 Praia Ipiranga Praia Degredo Praia das Cacimbas Praia Monsarás Praia de Povoaçao Praia de Povoação Pontal Praia de Comboios Praia de Comboios base projeto 1 1 1 1 1 1 1 1 1/2 Areia Grossa Areia Grossa Areia Grossa Areia Grossa Areia Grossa Areia Grossa Areia Grossa Areia Grossa Areia Grossa/Média Praia Camboios Projeto TAMAR 1 Areia Grossa Praia Barra do Riacho Praia de Barra do sai. Praia Potiri Praia Mar Azul Praia dos Padres Praia da Sauna Praia de Coqueiral Praia da Estação João Parisio 0 2 2 2 2 3 2 3 Areia Muito Grossa Areia Média Areia Média Areia Média Areia Média Areia Fina Areia Média Areia Fina Praia Formosa (colônia Sesc) Praia do Rio Preto 1 Praia do Rio Preto 2 Praia Grande Praia do Barreiras (Nova Almeida) Praia de Capuba Praia de Jacaraipe Praia de Jacaraipe Praia de Jacaraipe Praia de Irema Praia de Manguinhos Praia de Manguinhos Praia de Bicanga Praia Carepebus Praia Mole 2 1 1 3/4 2/3 2 2 2 2 2 2 - Areia Média Areia Grossa Areia Grossa Areia Fina/Muito Fina Areia Média/Fina Areia Média Areia Média Areia Média Areia Média Areia Média Areia Média - 254 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ANEXO III - Nitrogênio total na zona costeira do Espírito Santo 255 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ANEXO IV - Fósforo total na zona costeira do Espírito Santo 256 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ANEXO V - Temperatura na zona costeira do Espírito Santo 257 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES ANEXO VI - pH na zona costeira do Espírito Santo 258 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES VIII - DIAGNÓSTICO DA VULNERABILIDADE NATURAL José Roberto Scolforo - UFLA Antônio Donizette de Oliveira - UFLA João José Marques - UFLA Júlio Neil Louzada - UFLA Carlos Rogério de Mello - UFLA Luis Gonsaga de Carvalho - UFLA Antonio Marciano da Silva - UFLA Fausto Weimar Acerbi Junior - UFLA Nilton Curi - UFLA Denise Silva de Mello - UFLA Jacqueline Albino - UFES Renato David Ghisolfi - UFES João Batista Teixeira – UFES Camilo Dias Junior – UFES Gilberto Fonseca Barroso - UFES Alex Cardoso Bastos - UFES Leonardo Azevedo Klumb Oliveira - UFES Mayara Morais Passos - UFES Nery Contti Neto – UFES Renato Rodrigues Neto - UFES Alex Evaristo da Silva - UFES 259 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Caroline Carlos dos Santos - UFES Karoline Magalhães Ferreira Lubiana – UFES 1. APRESENTAÇÃO Entende-se como vulnerabilidade natural a incapacidade de uma unidade de terreno em resistir e/ou recuperar-se após sofrer impactos decorrentes de atividades antrópicas consideradas normais. Deve-se ressaltar que a vulnerabilidade natural é referente à situação atual do local. Áreas altamente antropizadas são menos vulneráveis a novos impactos humanos do que áreas não antropizadas. Ao remover uma floresta, por exemplo, o homem modifica o ambiente provavelmente de maneira irreversível. Já uma pastagem, que eventualmente tenha dado lugar a uma outra cultura agrícola, será recuperada com facilidade. Os critérios de vulnerabilidade natural foram definidos de forma a garantir a manutenção de áreas naturais em tamanho e condições suficientemente adequadas para permitir que a estrutura e funcionamento ecológico se mantenham ao longo do tempo. Quando os sistemas naturais de uma ecorregião são alterados demasiadamente, são alteradas as condições de uma estrutura ambientalmente saudável que permita a realização plena e sustentável das atividades humanas. Alterações na estrutura ambiental provocam, em algum momento, respostas ambientais funcionais que podem ser extremamente importantes para a produtividade e sustentação de sistemas humanos. Para manter água em bacias hidrográficas, por exemplo, não basta atender ao Código Florestal se as áreas de recarga de aqüíferos e áreas de várzeas forem desmatadas ou alteradas substancialmente e não funcionarem mais como sistemas de controle do ciclo hidrológico, absorvendo e disponibilizando água ao longo do ano. A noção de vulnerabilidade natural de cada município, ou fração de sua área se desejado, proporciona um conhecimento da situação atual do meio ambiente que 260 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES pode ser tomado como ponto de partida para se atingir o desenvolvimento sustentável. A identificação da vulnerabilidade natural das regiões permitirá avaliar e direcionar a aplicação de recursos humanos, tecnológicos e financeiros, evitando prejuízos à sociedade e ao ambiente. O sucesso das iniciativas de desenvolvimento sustentável, conceituado na Carta de Potencialidade Social do ZEE-ES, está diretamente ligado ao conhecimento e manejo adequado do meio ambiente. 2. ABORDAGEM METODOLÓGICA A carta de vulnerabilidade natural foi elaborada considerando-se aspectos da porção territorial e aceânica do Estado do Espírito Santo. Em relação a porção territorial, foram consideradas informações relativas ao aspectos do meio do biótico extraídas de levantamentos e estudos realizados sobre a flora e a fauna do Espírito Santo, bem como informações relativas aos aspectos físicos obtidos a partir da compilação de uma série de publicações sobre solos, relevo, geologia, água, e clima. Em relação a porção oceânica, as informações consideradas foram agrupadas em dois grandes grupos por afinidade e interação, sendo eles: meio biótico e químico; e meio geológico e físico. Fator Condicionante corresponde a um conjunto de Indicadores, pontuados de acordo com critérios estatísticos ou com a experiência do pesquisador, e possui a condição de representar uma mudança para melhor ou para pior de uma determinada realidade Os fatores condicionantes da vulnerabilidade natural utilizados neste Zoneamento foram: Vulnerabilidade Climática Susceptibilidade de solos à contaminação ambiental 261 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Susceptibilidade de solos a erosão Susceptibilidade das rochas a contaminação de águas subterrâneas Disponibilidade natural de água Condições climáticas Vulnerabilidade Natural Costeira (subdividida em física, geológica, química e biológica) Estes fatores foram abordados conforme a estrutura apresentada na Tabela 1. Após definidas a vulnerabilidade para cada fator condicionante estas foram superpostas com mesmo peso de ponderação e foi então gerada a carta síntese de vulnerabilidade natural. Tabela 1 – Estrutura metodológica de vulnerabilidade natural das áreas VULNERABILIDADE FATORES CONDICINANTES 1.1. INTEGRIDADE DA FLORA 1.BIÓTICA 1.2. INTEGRIDADE DA FAUNA 2.1. SUSCEPTIBILIDADE DE SOLOS À CONTAMINAÇÃO 2. ABIÓTICA 2.2. SUSCEPTIBILIDADE DE SOLOS A EROSÃO 2.3. SUSCEPTIBILIDADE DE ROCHAS A CONTAMI-NAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 2.4. DISPONIBILIDADE NATURAL DE ÁGUA 2.5. CONDIÇÕES CLIMÁTICAS 3.1. GEOLOGIA E FÍSICA 3. COSTEIRA 3.2. BIOLOGIA E QUÍMICA INDICADORES 1.1.1. Relevância regional de fitofisionomias 1.1.2. Grau de conservação da vegetação 1.1.3. Prioridade para conservação da flora 1.1.4. Heterogeneidade espacial de fitofisionomias 1.2.1. Prioridade para conservação da fauna 2.1.1. Contaminação Ambiental 2.2.1. Chuvas 2.2.2. Cobertura vegetal 2.2.3. Relevo 2.3.1. Litologia 2.3.2. Fraturas 2.3.3. Falhas 2.4.1. Quantidade de água superficial 2.4.2. Quantidade de água subterrânea 2.5.1. Evapotranspiração potencial 2.5.2. Balanço hídrico climatológico 3.1.1. Geomorfologia da linha de costa 3.1.2. Altimetria 3.1.3. Formação geológica 3.1.4. Exposição a ondas de tempo bom 3.1.5. Exposição a ondas de tempestade 3.2.1. Ecossistemas ordem biológica 3.2.2. Ecossistemas ordem físico-química 3.2.3. Uso do solo e ocupação 3.2.4. Importância e prioridade 262 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES 3. CARTA DE VULNERABILIDADE NATURAL A Figura 1 mostra a carta de vulnerabilidade natural para o Estado do Espírito Santo. As classes que definem a vulnerabilidade natural da seguinte maneira: Áreas com Vulnerabilidade Natural Muito Alta: Nesta classe de vulnerabilidade as áreas apresentam sérias restrições quanto à utilização dos recursos naturais, pelo fato de que os mesmos encontram-se altamente vulneráveis às ações antrópicas. Uma combinação de fatores condicionantes determina esse nível de vulnerabilidade natural demandando avaliações cuidadosas para implantação de qualquer empreendimento. As estratégias de desenvolvimento dessas áreas devem apontar para ações que não causem impactos ambientais. Vulnerabilidade Natural Alta: Nesta classe de vulnerabilidade as áreas apresentam restrições consideráveis quanto à utilização dos recursos naturais, pelo fato de que os mesmos encontram-se menos vulneráveis as ações antrópicas do que na classe anterior. Uma combinação de fatores condicionantes determina esse nível de vulnerabilidade natural demandando avaliações cuidadosas para implantação de qualquer empreendimento. As estratégias de desenvolvimento dessas áreas devem apontar para ações que causem o menor impacto possível. Vulnerabilidade Natural Média: Nesta classe de vulnerabilidade as áreas apresentam restrições moderadas quanto à utilização dos recursos naturais. Algum fator condicionante determina esse nível de vulnerabilidade, porém, os demais apresentam pouca vulnerabilidade. As estratégias de desenvolvimento dessas áreas devem apontar para ações que não ofereçam danos potenciais ao fator limitante. 263 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Vulnerabilidade Natural Baixa: Nesta classe de vulnerabilidade as áreas apresentam baixas restrições quanto à utilização dos recursos naturais. Alguns fatores condicionantes determinam um nível médio de vulnerabilidade, porém, a maioria dos fatores apresenta baixa vulnerabilidade natural. As estratégias de desenvolvimento dessas áreas devem apontar para ações que ofereçam baixo impacto potencial aos fatores limitantes. Vulnerabilidade Natural Muito Baixa: Nesta classe de vulnerabilidade, as áreas quase não apresentam restrições quanto à utilização dos recursos naturais, pelo fato de que os mesmos possuem elevada capacidade de resiliência. A combinação de fatores condicionantes determina esse nível de vulnerabilidade natural demandando preocupações menos severas para implantação de qualquer empreendimento. As estratégias de desenvolvimento dessas áreas podem apontar para ações que causem impactos ambientais. 264 Programa Estadual de Zoneamento Ecológico-Econômico no Estado do Espírito Santo – PEZEE-ES Figura 1 – Vulnerabilidade Natural do Estado do Espírito Santo 265
Download
