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Análise de Atributos Físico-Ambiental de Ecossistemas Perturbados com o
Uso de Técnicas de Geoprocessamento na Serra do Madureira-Mendanha,
Nova Iguaçu-RJ
Cristiane Roppa 1; Joana Farias dos Santos 2; Márcio Rocha Francelino 3 & Ricardo
Valcarcel4
(1) Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais e Florestais - PPGCAF, Bolsista FAPERJ, Depto
Ciências Ambientais, Instituto de Florestas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), BR 465, km 7,
Seropédica, RJ, CEP 23890-000, [email protected] (apresentadora do trabalho); (2) Doutoranda do PPGCAF, Bolsista
UNEB, UFRRJ, Seropédica, RJ, CEP 23890-000, [email protected]; (3) Professor Adjunto, Depto Silvicultura, UFRRJ,
Seropédica, RJ, CEP 23890-000, [email protected]; (4) Professor Associado do Depto. Ciências Ambientais, UFRRJ,
Seropédica, RJ, CEP 23890-000, [email protected]
Apoio: FAPERJ, PPGCAF
RESUMO: A caracterização ambiental através do
geoprocessamento facilita a espacialização de
parâmetros e formulação de diagnósticos ambientais.
Quando ela é feita em bacias hidrográficas como
unidade de planejamento, os resultados agregam
valor dos aspectos funcionais dos seus ecossistemas.
Foi utilizada como estudo de caso a espacialização
dos processos como elementos diagnósticos da
fragilidade dos ecossistemas de duas bacias
hidrográficas. Foi selecionada uma área de 155,04
ha, no município de Nova Iguaçu-RJ, cuja
hipsometria foi vetorizada a partir de carta
escaneada na escala de 1:10000; utilizou-se imagens
orbitais para montagem de mosaico, que
posteriormente foi georreferenciado. Todos os dados
vetoriais foram gerados no formato shapefile. O
mapa de usos e perdas de solo, baseado na Universal
USLE, evidenciou 42% da área com Floresta
Secundária e 3,4% de área urbana. A maior perda
de solo ocorreu nos solo exposto (4.224 t ha -1 ano-1)
e as menores em Floresta Secundária (0,002304 t ha 1
ano-1).
Palavras-chave: Uso do solo, Erosão, Mata Atlântica
INTRODUÇÃO
A serra do Madureira-Mendanha, localizada no
município de Nova Iguaçu-RJ, passou por vários
ciclos econômicos ao longo de sua história (cana-deaçúcar, café, citricultura, pastagens e loteamentos)
determinando diferentes usos aos solos e afetando a
cobertura original da Mata Atlântica (PMNI, 2007).
Ela é a principal fonte de captação e distribuição de
águas pluviais do Município (Spolidoro, 1998).
As bacias hidrográficas constituem unidades de
planejamento ambiental, onde existem meios e
formas de monitorar a sua capacidade de carga e os
efeitos observados. Caso estes estudos sejam feitos
em unidades representativas das condições
ambientais regionais (Lei 8.171/91, art. 20) os seus
resultados podem ser extrapolados para extensas
regiões.
O levantamento das bacias hidrográficas constitui
trabalho laborioso com grande demanda de
informações: classes de declividade do terreno,
mapeamento dos solos, seu uso e ocupação (Pinto et
al., 2005).
A utilização do geoprocessamento otimiza tempo
e permite a apresentação de informações
espacializadas
que
representam
diferentes
informações, como a organização do espaço por
funções de cada uma das suas áreas e
compatibilização com os seus usos, informações
básicas para conformar o seu diagnóstico ambiental.
Associados a estas informações, se podem incluir a
caracterização dos usos dos espaços, e
monitoramento dos resultados da intervenção
humana sobre o ambiente (Medeiros & Câmara,
2002), permitindo o gerenciamento desses dados,
com rapidez e precisão (Câmara & Davis, 2002).
O estudo objetivou espacializar a magnitude dos
processos erosivos, a partir de técnicas de
geoprocessamento nos ecossistemas perturbados da
Serra do Madureira-Mendanha, em Nova Iguaçu-RJ.
MATERIAL E MÉTODOS
Caracterização da área
A área de estudo localiza-se na Serra do
Madureira-Mendanha, município de Nova Iguaçu-RJ,
situada entre os paralelos 22o45´- 22o51´ S e 43o26´43o36’ W. Na região predominam Neossolos
Litólicos associados com afloramentos rochosos
(Palmieri, 1980).
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O clima segundo a classificação de Koppen varia
de Tropical de Altitude (Cwa) nas cristas da Serra a
Tropical (Aw) nas áreas baixas, ambos
caracterizados por verão chuvoso e inverno seco. A
média anual da temperatura é de 17 a 22o C (Cwa) e
22 a 24oC (Aw). Apresentando precipitação média
anual de 1.212 mm (Mattos et al., 1998).
A região pertence ao domínio da Mata Atlântica,
a qual foi submetida a vários usos no passado,
predominando atualmente mineração e pecuária
(IBGE, 1991; Spolidoro, 1998), o que configurou aos
ecossistemas diferentes níveis de perturbação.
Para monitorarem-se os processos de erosão que
ocorrem de forma inercial em uma bacia
hidrográfica, estão sendo avaliados estudos de
restauração de ecossistemas, desde 1995,
envolvendo o uso de espécies rústicas, como
pioneiras. Áreas de diferentes ecossistemas
perturbados (floresta secundária, pastagem e
reflorestamentos), com similaridade do meio físico
foram selecionadas para estudos (Cortines &
Valcarcel, 2008).
Materiais
Foi utilizado base cartográfica da FUNDREM, do
município de Nova Iguaçu-RJ (carta SF23Z-B-IV-3NO-A), na escala 1:10.000, datum Imbituba-SC, ano
de 1976; imagens do Google Earth, ano 2004-200;
programas ArcView 3.2a com o módulo Hidrology,
ArcMap 9.0 e PanaVue Image Assembler.
Métodos
Os dados vetoriais foram gerados no formato
shapefile, do ArcView, projeção UTM (Universal
Transverse Mercator). Os mapas gerados estão na
escala 1:10.000.
Através do Google Earth foram capturadas
imagens da área de estudo, as quais posteriormente
foram recortadas e submetidas para montagem de
um mosaico através do software PanaVue Image
Assembler. A imagem final gerada pelo mosaico foi
georeferenciada no ArcMap 9.0.
A
carta
topográfica
foi
escaneada,
georreferenciada e posteriormente as curvas de
níveis foram vetorizadas diretamente na tela do
computador utilizando o programa ArcView 3.2a
para a área de duas bacias hidrográficas
selecionadas. Utilizando a ferramenta Topogrid do
ArcView 9.2, gerou-se o modelo digital de elevação
com resolução espacial de dois metros, do qual foi
derivado mapas de altimetria e declividade, este
último foi reclassificado conforme Embrapa (Santos
et al., 2005).
Para elaboração do mapa de usos do solo foram
consideradas as seguintes classes: afloramento
rochoso, floresta secundária, reflorestamento,
pastagem, solo exposto e área urbana.
As perdas de solo foram estimadas pela Equação
Universal de Perdas de Solo (USLE), A =
R.K.L.S.C.P, onde A é a perda de solos em
toneladas/ano; R = fator de erosividade da chuva em
MJ.mm/ha.h.ano; K = fator de erodibilidade do solo
em ton.h/MJ.mm; L = fator de comprimento de
rampa, baseado nos valores, em metros, do
comprimento de rampa (adimensional); S = fator de
declividade, baseado nos valores, em porcentagem,
da declividade (adimensional); C = fator de uso e
manejo do solo (adimensional); P = fator de práticas
conservacionistas (adimensional).
Os valores utilizados foram: R = 6000
MJ.mm/ha.h.ano (Montebeller, 2005); K Cambissolo
= 0,024 (Wischmeier et al, 1971), K Neossolo
Litólico = 0,0442 (Oliveira et al., 2007); L.S = 0,5
para declividade de 0-5%, 3,5 para 5-15%, 9 para
15-30% e 16 para declividade maior que 30% (Kok
et al., 1995); C.P para floresta secundária =
0,000001, pastagem = 0,002000, solo exposto =
1,000000 e reflorestamento com eucalipto = 0,0001
(Stein et al., 1987). Áreas com afloramento rochoso
e urbana foram excluídas do mapa, por não ter sido
encontrado fatores para essas áreas, visto que a
USLE foi desenvolvida para solos agrícolas, que são
manejados, não havendo indicações de sua aplicação
para esses tipos de áreas.
Com o módulo Hidrology do ArcView 3.2a, foi
gerado a partir do MDE, o fluxo acumulado e as
calhas de drenagem para a área das bacias
estudadas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A área de estudo total encontrada para as bacias
hidrográficas foi de 155,040 ha, sendo que os
ecossistemas estudados estão em áreas de relevo
forte ondulado.
O uso predominante encontrado foi de floresta
secundária (42%) (Fig. 1), a qual tem a maior parte
de sua localização em posições do relevo com faces
de orientação voltada para o Sudeste, Sudoeste,
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Oeste e Leste, favorecendo a aquisição de resiliência
em função do sentido predominante de escoamento
dos ventos úmidos, induzindo a restauração destes
ecossistemas. Nestas orientações há uma maior
aquisição de umidade para o ambiente, constituindose em um dos principais fatores que condiciona o
desenvolvimento da vegetação. Essa área é
responsável por promover uma maior conservação
ambiental, pelo fornecimento de matéria orgânica,
ciclagem de nutrientes, sombreamento do solo e
manutenção de microclimas (Lepsch, 2002), todos
fatores indutores de atividades bióticas nos
ecossistemas. Já os ecossistemas estudados, até
mesmo o de floresta secundária apresentaram
orientação Norte e Nordeste, faces que recebem
ventos mais secos, além de estarem expostos a uma
maior radiação solar, o que acaba determinando uma
menor oferta de atributos ambientais para os
ecossistemas.
ano-1, ocasionada principalmente pela presença de
áreas com solo exposto, em Neossolos Litólicos,
podendo ser considerado muito alto, de acordo com
Weill et al. (2001), os quais comentam que valores
de perda se solos acima de 700 t ha -1 ano-1
enquadram nessa situação. Porém o valor médio,
para as bacias hidrográficas pode ser considerado
baixo, variando entre 200-400 t.ha -1.ano-1.
Figura 2: Mapa de perda de solos e disposição das
calhas de drenagem efêmeras, nas bacias
hidrográficas na Serra do Madureira-Mendanha.
Figura 1: Mapa de uso dos solos nas bacias
hidrográficas na Serra do Madureira-Mendanha.
Observa-se que 37,0% da área estão ocupados
por pastagem; 6,7% com solo exposto; 5,6% com
afloramento de rocha; 5,0% com reflorestamentos e
3,4% corresponderam a área urbana.
Devido às condições do relevo e a cobertura dos
solos, as perdas de solo em alguns pontos das bacias
hidrográficas (Fig. 2) podem chegar até 4.224 t ha -1
Os valores encontrados para perdas de solos nos
ecossistemas de floresta secundária (0,002304 t ha -1
ano-1), reflorestamentos (0,2376 - 0,4224 t ha -1 ano-1)
e pasto (8,448 t ha -1 ano-1) indicaram que quanto
menor a perda de solo, maior será a resiliência dos
ecossistemas. Visto que no levantamento da
regeneração destes ecossistemas foi encontrada uma
maior diversidade de espécies vegetais para a
floresta secundária (29), em seguida para os
reflorestamentos (média de 27) e pasto (16),
(Cortines & Valcarcel, 2008). Quanto menor for o
estado de perturbação de um ecossistema, menor
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será a tendência em desenvolverem processos
erosivo e conseqüentemente maior será a oferta de
atributos ambientais, favorecendo desta forma, o
desencadeamento dos processos de restauração.
CONCLUSÕES
Ecossistemas com orientação voltada para o
Sudeste, Sudoeste, Oeste e Leste possuem tendência
de se restaurarem naturalmente em um menor
intervalo de tempo.
O uso dos solos com a adoção de medidas que
contribuam para acelerar os processos de
restauração
dos
ecossistemas,
como
reflorestamentos mistos com espécies adequadas
onde o solo permite, demonstram ser uma alternativa
para reverter a evolução do atual quadro de
degradação/perturbação dos ecossistemas.
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