Indicadores da
Desertificação no Semi-Árido


Luciano J. de O. Accioly
Embrapa/CNPS/UEP
Recife.
[email protected]
Introdução

A desertificação como fenômeno
de grandes proporções
 África

anos 60 e 70
Definição
 ONU
(1994) - Processo de
degradação das regiões áridas,
semi-áridas e sub-úmidas secas
resultante de diferentes fatores,
entre eles, as variações climáticas
e as atividades humanas
Tendência dos Estudos Atuais

Estudos conjuntos envolvendo:
 Desertificação
 Mudanças
Climáticas Regionais e Globais
 Perda de Biodiversidade
 Segurança alimentar
Atividades cujo manejo inadequado
conduzem à desertificação

Extrativismo
 Vegetal
 Mineral

Indústria
 Olarias
 Panificação
Atividades cujo manejo inadequado
conduzem à desertificação (Cont.)

Pastoreio (superpastoreio)
 Pastagens
nativas
 90%
dos pastos usam a caatinga
 Últimos 30 anos população humana aumentou
150%, população do rebanho 50%
 Capacidade suporte da caatinga 8 a 13 ha/bovino
e 1 a 1,5 ha/caprino
 Pastagens

Agricultura
 Algodão
cultivadas
Perdas de solo por erosão hídrica de acordo com
a cobertura do solo
Cobertura
Classe de
Solo
Descoberto
PVA
Luvissolo
Luvissolo
Litólico
Caatinga Nativa Luvissolo
Mandioca
PVA
Algodão
PVA
Litólico
Milho
PVA
Litólico
Capim Colonião PVA
Palma
Litólico
Mamona
Litólico
Milho+Feijão
Litólico
Local
Glória de Goitá (PE)
Sumé (PB)
Sumé (PB)
Caruaru
Sumé (PB)
Glória de Goitá (PE)
Glória de Goitá (PE)
Caruaru (PE)
Glória de Goitá (PE)
Caruaru (PE)
Glória de Goitá (PE)
Caruaru (PE)
Caruaru (PE)
Caruaru (PE)
Perdas de
Solo
(t/ha/ano)
59,9
61,7
47,7
29,1
0,1
11,0
8,3
10,9
3,0
5,9
0,4
1,9
4,0
4,0
Autor (ano)
Margolis & Campos Filho (1981)
Albuquerque et al. (2001)
Albuquerque et al. (2001)
Margolis et al. (1985)
Albuquerque et al. (2001)
Margolis & Campos Filho (1981)
Margolis & Campos Filho (1981)
Margolis et al. (1985)
Margolis & Campos Filho (1981)
Margolis et al. (1985)
Margolis & Campos Filho (1981)
Margolis et al. (1985)
Margolis et al. (1985)
Margolis et al. (1985)
Indicadores dos processos de
desertificação

Definição: Qualquer expressão do meio ambiente
que proporcione informações quantitativas sobre os
recursos ecológicos (Schiller et al., 2001)
Indicadores dos processos de desertificação de acordo com a natureza
da variável (Reining, 1978)
Natureza
da Variável Variável
Física
Solo
Água
Biológica
ou
Ligadas
agricultura
Social
Superfície
terreno
Vegetação
Indicadores
Profundidade efetiva; Matéria orgânica; Presença de
crostas; ocorrência de tempestades de areia; salinidade e
alcalinidade
Profundidade e qualidade da água subterrânea; Extensão e
persistência das águas superficiais; Condições de
drenagem (descarga e tubidez)
Reflectância
do
(albedo)
Cobertura; Biomassa aérea; Produtividade; Distribuição e
freqência de espécies relevantes
a
Animais
Espécies relevantes; População de animais domésticos;
Composição do rebanho; Produção
Uso da Terra Irrigação; Agricultura dependente de chuvas; Pastoreio;
e da água
Mineração; Exploração de lenha e madeira; Uso da água;
Turismo
Modelo
Ocupação
de
recente; Ocupação em expansão;
ocupação
Sedentarização; Ocupação diversificada; Área em
processo de abandono
Parâmetros
Índices de estrutura e demografia da população; Índices
biológicos
de saúde pública; Condições nutricionais da população
humanos
Parâmetros
Conflitos;
de
Migração; Modelo de distribuição das terras;
processos
Agricultura de mercado versus agricultura de subsistência
sociais
Indicadores sugeridos pela ONU
1) População vivendo abaixo da linha de pobreza
nas áreas secas
 Nacional,
% da população, Indireto
(interpretações equivocadas)
 Pobreza limita investimentos e aumenta
degradação
2) Índice Nacional de Precipitação Mensal
 Desvios
média mensal e média histórica
 Disponibilidade de água, manejo recursos
hídricos, planejamento agrícola, análise riscos
 Longo prazo: mudanças globais - estratégias
Indicadores sugeridos pela ONU (cont.)
4) Terras afetadas pela desertificação
 Severidade
e evolução temporal
 Comparação entre nações
3) Índice de Vegetação derivado de imagens de
satélite
 Índice
de Vegetação da Diferença Normalizada
(IVDN ou NDVI)
 IVDN
= (INV - VER) / (INV + VER)
 AVHRR(NOAA) - 50 km resolução
 Relacionamento
biomassa
Estudos de Indicadores
no Semi-árido Brasileiro
Indicadores usados por diferentes autores na avaliação da
desertificação no semi-árido brasileiro
Ferreira et al. 1994
EMBRAPA (1994)
Densidade demográfica
Sistema fundiário
Mineração
Qualidade da água
Salinização
Tempo de ocupação
Mecanização
Estagnação econômica
Pecuarização
Erosão
Perda de Fertilidade
Área de Preservação
Defensivos agrícolas
Área agrícola
Bovinocultura
Caprinocultura
Ovinocultura
Evolução demográfica
Suscetibilidade à desertificação
Precipitação
Classe de solo
Relevo
Sensibilidade à erosão
Tempo de ocupação
Lemos (1995)
Lemos 1995
MMA (1998)
Evolução da Cobertura Vegetal
Índice de Aridez
Evolução da Produtividade Feijão
Antropismo
Evolução da Produtividade Milho
Evolução Capacidade Suporte Pastagens
Cobertura Vegetal em 1985
Estado de degradação de municípios do Seridó (RN) segundo
diferentes autores
Estado de Degradação
NE = Não evidente
B = Baixo
M = Moderado
A = Acentuado
S = Severo
Município do Seridó (RN)
Acari
Caicó
Carnauba dos Dantas
Cerro Corá
Cruzeta
Currais Novos
Equador
Florânia
Ipueira
Jardim de Piranhas
Jardim do Seridó
Jucurutu
Lagoa Nova
Ouro Branco
Parelhas
Santana do Seridó
São Fernando
São João do Sabuji
São José do Seridó
São Vicente
Serra Negra do Norte
Timbaúba dos Batistas
EMBRAPA (1994)
Lemos (1994)
S, A, B
S
A, B
B
S
A, B
A, B
S
S
S
S, B
S, A
B
S
S, A, B
A
S
S
S
S
A
S
B
B
A
B
NE
M
B
B
Não Relacionado
B
M
M
NE
B
NE
M
M
M
NE
M
B
B
Área (km2) e população afetadas pelos processos de desertificação
Degradação
Muito Grave
Grave
Moderada
Total
Parâmetro
Área afetada
População afetada
Ferreira et al. (1994) EMBRAPA (1994)
52.425
247.831
365.285
665.543
118.667
31.616
21.841
172.124
Ferreira et al. (1994)
665.543
15.750.000
MMA (1998)
98.595
81.869
393.897
574.361
Lemos (1995)
159.577
4.000.000
A Desertificação no Semi-Árido
l
Ocorrência
Severo
Acentuado
Moderado
Pouco significante
Embrapa, 1994
MMA (2002)1
1 http://www.desert.org.br/sobre_desert/nobrasil/diagnostico.html
Primeiras conclusões
Fase atual
- Conhecimento do Problema
- Ênfase em algumas áreas do conhecimento
- Uso intensivo de dados secundários
- Resultados díspares
Principais Caracteristicas dos Núcleos de Desertificação
Núcleo
Área População
(km2)
2.861
91.673
T, RL, S
Irauçuba
(CE)
4.045
192.324
T, RL, S
Gilbués
(PI)
Cabrobó
(PE)
5.739
20.459
L, RQ, P
7.133
71.678
T, RL, S
Total
19.778
376.134
Seridó
(RN)
Solos
Vegetação
Prec.
Causas
(mm)
Caat. Hiper 500 - Desmatamento
- Sobrepastoreio
- Agricultura
- Mineração
Caat. Hiper 700 - Desmatamento
- Sobrepastoreio
- Agricultura
Campo1100 - Mineração
cerrado
Caat. Hiper 480 - Desmatamento
- Sobrepastoreio
- Agricultura
- Salinização
T = LUVISSOLOS
L = LATOSSOLOS
RL = NEOSSOLOS LITÓLICOS
P = ARGISSOLOS
S = PLANOSSOLOS
Prec. = Precipitação Média anual
RQ = NEOSSOLOS QUARTZARÊMICOS
Estudos dos Indicadores de
Desertificação para a região do
Seridó (RN e PB)
Fitomassa
aérea
 Uso e Ocupação das Terras
 Mudanças no Albedo
 Potencial de Perdas de Solo por Erosão
FERRAMENTAS
do Geoprocessamento
 Sensoriamento Remoto
ÁREA DE ESTUDO
1 - Mapeamento da Fitomassa pelo Índice de
área de Planta (IAP) e NDVI (Costa et al., 2002 Scientia Agricola)


Objetivo: Verificação de um método empírico
para o mapeamento da fitomassa por meio de
imagens do Landsat TM
Justificativas
 Políticas
de uso do recurso madeireiro
 Manejo Florestal
 Estudos de ciclagem de nutrientes
 Absorção de CO2, entre outros
Metodologia
Modelagem da Biomassa
ETAPA 1
Inventário
de Biomassa
Modelos de
Biomassa por
Espécie
Estimativa de
Biomassa por Área
f (Biometria)
ETAPA 2
Medições
de IAP por
Área
Equações de
Biomassa em
f(IAP) p/Área
ETAPA 3
Índices de
Vegetação
LANDSAT
Equações de
IAP f (NDVI)
p/Área
Mapeamento da
Biomassa f
(NDVI)
Resultados
55000
PTtotal = -980 + 11.851*IAP
R2 = 76,48
A15
45000
A11
25000
A8
A13
A9
A1
A14
A7
15000
A5
5000
A16
A3
A4
A10
A2
A12 A6
-5000
0
0.6
1.2
IAP
1.8
2.4
3
3.6
4
IAP
3.5
A15
3
A8
A13
2.5
A7
IAP
PStotal (kg/ha)
35000
2
A1
1.5
A10
A9
A11
A14
A2
1
IAP = 0,64*exp(2,69*NDVI)
R2 = 78,02
A4
0.5
A16
A6
A5
A3
A12
0
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
NDVI
NDVI
0.3
0.4
0.5
0.6

Cerca de 60% da área piloto é ocupada por
vegetação de Caatinga com a biomassa assim
distribuida:
a 5 Mg.ha-1 ---> 10,5% da área (7.500 ha)
 5 a 10 Mg.ha-1 ---> 25,5% da área (19.125 ha)
 10 a 20 Mg.ha-1 ---> 17,0% da área (12.750 ha)
 > 20 Mg.ha-1 ---> 17,0% da área (5.250 ha)
 0,1
Tabela - Estimativas da biomassa da caatinga por
classe de solo (em % da área piloto)
Classe de Solo
Biomassa
(Mg/ha)
TC
S
RR
RL
0.1 a 5.0
5.0 a 10.0
10.0 a 15.0
15.0 a 20.0
Maior que 20.0
21,5
43,5
4,0
0,2
0,0
11,0
38,0
5,5
0,3
0,0
7,5
43,0
3,0
0,1
0,0
2,5
14,5
25,0
30,5
2,0
TC = LUVISSOLO CRÔMICO
RL = NEOSSOLO LITÓLICO
S = PLANOSSOLO
RR = NEOSSOLO REGOLÍTICO
Obs. Biomassa do estrato arbóreo/arbustivo para plantas com
diâmetro na base maior ou igual a 1cm
Conclusões


As variações na biomassa das plantas medidas
por métodos destrutivos puderam ser
explicadas em 76,5% dos casos pela medição
do Índice de Área de Planta (IAP) medidas com
o LAI 2000
Por meio do Índice de Vegetação da Diferença
Normalizada (NDVI) foi possível explicar 78%
da variação do IAP.
Possíveis aplicações




Emprego do LAI 2000 para as avaliações de
biomassa da Caatinga
Avaliação quantitativa dos estoques de lenha a
partir de imagens do Landsat TM em áreas sob
processo de desertificação
Monitoramento da biomassa de caatinga por
meio de imagens do Landsat TM
Estabelecer relação entre estoque de lenha e
demanda por olarias, panificadoras e consumo
doméstico.
Estimativas do uso/ocupação por
Município do Seridó-RN
S.J.Serido C. Dantas
Uso/Ocupação
Caatinga Densa
Caatinga Semi Densa
Caatinga Aberta
Pastagem
Vazante e Vegetação Ribeirinha
Açudes
Área Urbana
Solo Exposto
Não Classificados
ha
1761
%
9.1
ha
%
9585 39.1
J. Serido O. Branco
Parelhas S. Luzia S. Seridó S.J.Sabuji
ha
ha
4982
%
ha
%
%
ha
%
ha
%
ha
%
14.2 2258 10.2
11885 22.2
6312
7597 39.2 5518 22.5
12534 35.7 7552 34.2
10974 20.5
11136 25.3 5894 32.9 4186 18.8
2535 13.1 1115
4.6
6002
17.1 4793 21.7
4194
7.8
4019
9.1
4015 20.7 1552
6.3
3877
11.0 2813 12.8
5723
10.7
7445
16.9 4077 22.7 3576 16.1
1666
8.6
1053
4.3
3824
10.9 1964
8.9
4043
7.5
2868
6.5
2192 12.2 4007 18.0
683
3.5
2418
9.9
1493
4.3
564
2.6
6680
12.5
3080
7.0
371
2.1
1072
4.8
197
1.0
141
0.6
595
1.7
500
2.3
811
1.5
1670
3.8
240
1.3
994
4.5
450
2.3
525
2.1
889
2.5
1015
4.6
1725
3.2
4530
10.3 1106
6.2
1922
8.6
476
2.5
2581 10.5
906
2.6
596
2.7
7517
14.0
2979
6.8
1.4
680
3.1
S.J.Serido = São José do Seridó
C. Dantas = Carnaúba dos Dantas
J. Serido = Jardim do Seridó
O. Branco = Ouro Branco
14.3 1911 10.7 3967 17.8
1884 10.5 1872
257
S. Luzia = Santa Luzia
S. Seridó = Santana do Seridó
S.J.Sabuji = São José do Sabuji
8.4
Tabela - Estimativas do uso/ocupação por
classe de solo (em % da área piloto)
Uso/Ocupação
Caatinga
Lavouras
Pastagens
Outras Classes
Classe de Solo
TC ____PlanossoloRegossolo
S
RR
RL
TC
Litólico
69
12
9
10
TC = LUVISSOLO CRÔMICO
RL = NEOSSOLO LITÓLICO
55
21
17
7
53
20
17
10
S = PLANOSSOLO
RR = NEOSSOLO REGOLÍTICO
Outras Classes: açudes, área urbana, solo exposto e áreas não
classificadas
74
2
5
19
Mudanças no Albedo


Imagens: LANDSAT TM (1994 e 1999)
Tabela: Alterações no Albedo por classe de uso (% da área
piloto)
Classe de Uso
Até 10% 10 a
Zona Urbana
2.81
Vegetação Ribeirinha
8.29
Solo Exposto
1.42
Caatinga Densa
6.19
Caatinga Aberta
1.89
Açudes
6.51
Caatinga Semi Densa
4.29
Pastagens
4.98
20% > 20%
1.45 3.58
4.74 5.40
0.59 0.55
2.67 3.20
0.64 0.67
5.37 72.03
1.45 0.74
1.50 0.55
2 - Análise Multicritério para Avaliação dos
Riscos de Desertificação


Objetivo: Mapear os riscos de desertificação de
uma área piloto do Núcleo de desertificação do
Seridó
Justificativas
 Planejamento
ambiental através do delinemanto
de áreas para:
 Preservação
 Recuperação
 Manejo
sustentável
Metodologia


Uso da Equação Universal de Perdas de Solos
(EUPS)
Pu = R.K.L.S.C.P
= perda de solo por unidade de área, t.ha-1;
 R = erosividade da chuva, MJ.ha-1 mm.h-1;
 K = erodibilidade do solo, (t.ha-1)/(MJ.ha-1.mm.h-1)
 L = comprimento de rampa, adimensional;
 S = declividade do terreno, adimensional;
 C = fator que considera o uso e o manejo do solo,
adimensional;
 P = fator que considera as práticas conservacionistas
adotadas, adimensional.
 Pu
Mapa da Erosividade das chuvas dos postos
pluviométricos da Folha de Jardim do Seridó
Mapa da Erosividade das Chuvas para a Folha de Jardim do Seridó
#
Localização Estação Pluviomética
Erosividade das Chuvas (MJmm/ha h ano)
< 3000
3000 a 4000
4000 a 5000
> 5000
#
#
#
#
#
#
#
#
Jardim do Seridó
#
#
#
N
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
0
#
#
30 Kilometers
#
#
#
#
#
#
#
Área Piloto

K = Erodibilidade dos Solos
 Base:
Mapeamento dos Solos, Revisão de
Literatura
 Compensação para pedregosidade (Com base na
classificação de fotos digitais)
Tabela - Valores médios de K para cada classe de solo
Foto Digital
Mapa Digital
Solo (42 %)
Pedra (31 %)
Litter (12 %)
Sombra (15 %)

C = Uso e manejo
 Classificação
supervisionada Landsat TM
 Classe caatinga ---> Uso da biomassa a partir do
NDVI