Autores

Ferreira Castro, L. (UFSJ)

Resumo

O presente artigo faz parte de um estudo sobre fragilidade ambiental na bacia do Rio das Mortes-MG, localizada na região sudeste de MG. A perda de solo por erosão hídrica é uma das principais causas da degradação do solo no Brasil. Contudo, a erosão pode ser minimizada pela presença da vegetação, a escala de trabalho contempla os limites da bacia através da análise da cobertura vegetal. O objetivo deste artigo é apresentar a diferenciação de um período de tempo, através do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). Neste artigo foi feito o uso de imagens orbitais e técnicas sensoriamento remoto e de fotointerpretação para auxiliar na pesquisa, afim de gerar resultados de interesse local. Foram elaborados de mapas de índice de cobertura vegetal, onde os resultados obtidos mostraram uma significativa perda de vegetação entre os anos 1984 e 2017,e o ano de 2017 com menor índice de vegetação fotossinteticamente ativa, podendo ter relação direta com a erosão dos solos na bacia.

Palavras chaves

Vegetação; NDVI; Solos

Introdução

Problemas ocasionados pela substituição de áreas de cobertura vegetal pelas atividades agrícolas e urbanas são práticas inerentes a quase toda extensão global que ocasionam preocupações constantes. A exposição da superfície do solo pela redução da cobertura vegetal é o fator desencadeante do processo erosivo, causando prejuízos em diversas escalas. A ocupação na bacia do Rios das Mortes localizada no campo das vertentes no estado de Minas Gerais é histórica, e devido a isso, estima-se que aproximadamente 15% da área total da Bacia do Rio das Mortes possui cobertura vegetal natural (IGAM,2010). As marcas das ocupações antigas em vários municípios que compreende a bacia do Rio das Mortes reforçam a ideia de como o ciclo do ouro nas Minas Gerais no sec. XVIII gerou uma intensa ocupação na região e sua grande maioria localizadas próximos aos canais principais que fazem parte do conjunto de rios que a compõem (SANTOS,2017). Pereira (2009), ainda afirma que apesar do ciclo do ouro entrar em decadência em toda Minas Gerais ainda no sec. XVIII, a região possuía além da produção aurífera atividade econômica voltadas para outras áreas agrícolas: [...]voltado, inicialmente, para o abastecimento interno e, posteriormente, para o regional, que rapidamente consolidou-se como o mais importante entreposto comercial de Minas Gerais durante o século XIX da região eram os produtos agrícolas por aqui produzidos. (PEREIRA,2009, p. 27) O intenso uso do solo a partir dessas atividades seculares por toda região alternando em ciclos, mas tendo como principais atividades a exploração de ouro, pecuária e agricultura apara abastecimento local e regional, gerou uma intensa degradação da vegetação nativa. A região está situada na zona de amortecimento da Mata Atlântica e Cerrado (IBGE,1992) onde é hoje é possível observar alguns resquícios desses dois biomas, sendo assim, prejudicando a dinâmica ambiental natural. A falta de manejo em atividades agrosilviopastoris e ocupações urbanas não ficaram apenas nos primórdios da ocupação, as atividades se estenderam se modificaram, se modernizaram e ainda sim a falta de manejo continua praticamente a mesma. Mesmo com advento das tecnologias e da informação em relação ao mal-uso do solo, da importância de áreas ambientais com vegetação nativa, planejamento territorial, etc., práticas eficientes não são aplicadas. A perda de solo de acordo com a FAO (2015) ainda é um dos principais problemas ambientais da atualidade, e que cerca de 30% dos solos no mundo estão degradados. E também um desafio, ao propor medidas que visam diminuir as desvantagens da manutenção do crescimento desordenado das cidades, indústrias e também da produção no setor agropecuário, apesar das atividades econômicas serem diversificadas ao longo da bacia, predominam atividades agrícolas como umas das principais atividades econômicas da região, (CBH GRANDE,2007). Neste contexto, este trabalho visa avaliar as condições atuais da vegetação composta na bacia em relação a vegetação passada utilizando técnicas de sensoriamento remoto, que constituem uma importante ferramenta para o monitoramento de alterações naturais ou antrópicas no uso e na cobertura da terra através do NDVI. Pelo tempo de ocupação secular e tecnologias para análise de vegetação serem muito recentes, a ideia foi utilizar um parâmetro temporal de aproximadamente 30 anos em que se encaixava a obtenção de imagens e um período considerável para tal observação através de imagens de satélite Landsat-5 de 1984 e Landsat-8 de 2017. Neste artigo, primeiramente apresenta-se características da área de estudo, depois discorre-se sobre a fundamentação metodológica e por fim apresenta os resultados, discussões e as considerações finais.

Material e métodos

As imagens trabalhadas, correspondentes aos anos de 1984 e 2017 e localizadas na órbita 218 e 217, pontos 075 e 074, foram adquiridas no site do INPE (www.dgi.inpe.br/catalogo/) e capturadas pelo satélite Landsat-5, sensor TM e Landsat 8, sensor OLI com 30m e 15m de resolução espacial respectivamente, imagens são de períodos do ano seco (inverno) datadas de 4 de agosto de 1984 e 09 de setembro de 2017, onde não há nuvens e também uma melhor visualização da vegetação, o processamento digital foi feito no sofware ArcGis 10.4. O início do processamento foi na importação das imagens do Landsat-8 (11 Bandas) para o SIG ArcGis 10.4, onde foram feitos alguns procedimentos como: Correção do hemisfério norte para hemisfério sul, diminuição do tamanho das imagens de 16 bits para 08 bits e ajuste no sistema de coordenadas para legislação vigente. O próximo passo foi a composição das bandas coloridas (RGB) de 30 metros de resolução e para melhor visualização da Bacia do Rio das Mortes, foi feito a fusão dessas bandas coloridas juntamente com a banda pancromática (banda 8), que possui uma resolução espacial de 15 metros. As imagens do Satélite Landsat-5 foram cedidas pelo laboratório de cartografia (LABGEO) do departamento de Geografia da Universidade Federal de São João del Rei, as imagens foram previamente tratadas para esta finalidade, não sendo necessário retira-las do site do INPE. O cálculo do NDVI é gerado automaticamente pelo ArcGis 10.4. O NDVI (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada) proposto por Rouse et al. (1973) é um índice bastante utilizado em pesquisas de caráter ambiental, através desse índice é possível fazer uma análise em relação a cobertura vegetal de locais ou regiões em diferentes escalas de detalhe. Em área de pesquisa relativamente grandes, onde se utiliza imagens de satélite se faz importante, tanto pela dificuldade de acesso em alguns locais e demanda de tempo, além de reduzir o efeito topográfico e apresenta uma variação sensível entre -1 e 1, nas camadas que possuem água ou nuvens, esta variação é sempre menor do que 0. O Índice é obtido pela razão entre a diferença da reflectância do infravermelho próximo (NIR) e a reflectância do vermelho (R), dividida, respectivamente, pela soma das mesmas, destaca Allen et al.,(2002). Esse índice é dado pela variação da densidade da cobertura vegetal, quando mais densa a vegetação e com maiores níveis de água, maior será a refletância no infravermelho próximo (NIR). Para o cálculo do Índice de Vegetação da Diferença Normalizada, Rouse (1973) (1) propôs a expressão: NDVI = (NIR – Red) / (NIR + Red) (1) NDVI Landsat-5 = (banda 4 – banda 3) / (banda 4 + banda 3) (2) NDVI Landsat-8 = (banda 5 – banda 4) / (banda 5 + banda 4) (3) Onde, as bandas podem variar de acordo com satélite, para o Satélite Landsat-5 (2) as bandas referentes ao NIR e R são as bandas 3 e 4 respectivamente, para Landsat-8 (3) as bandas correspondem a 4 e 5.

Resultado e discussão

O Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI) é um indicador da proporção e da condição da vegetação quanto mais próximo de 1, maior a densidade da cobertura vegetal, ou seja, ela apresenta seu estágio fotossintético bem desenvolvido e úmido. A água tem reflectância na banda R (vermelho) maior que na banda NIR (infravermelho próximo), apresenta valores negativos, próximos a -1, o solo sem presença de cobertura vegetal ou com pouca vegetação apresenta valores positivos, mas não muito elevados. Com base nas afirmações acima, as figuras 1 e 2 mostram com clareza a variação do nível vegetativo nos últimos 33 anos, com diminuição da camada vegetativa do ano de 1984 ao ano de 2017, de acordo com escala dos mapas verde representa o valor mais alto do índice vegetativo e vermelho o valor mais baixo. Os valores do NDVI do ano de 1984 (Figura 1) mostram uma maior variação entre mínima [-1 - -0,23]e máxima [0,27 – 1], sendo a área que corresponde a vegetação fotossinteticamente ativa (próximo a 1) tem maior área em relação as áreas com menor índice de vegetação ou solo nu e pouca vegetação (próximo a -1). Já os valores referentes a imagem do ano de 2017 (Figura 2) mostram valores de reflectância que não se aproximam da máxima (1) e da mínima (-1), e apresentando valores mínimos de [-0,23 – 0,16] de áreas com pouca vegetação e máximos de [0,37 - 0,88] de áreas com vegetação fotossinteticamente altas,ou seja, mesmo que há vegetação ela são são bem desenvolvidas e com pouca presença de água. Em relação ao ano de 1984 (figura 1), o índice do ano 2017 (figura 2) é representada com valores bem menores, representando áreas com pouca vegetação densa e maior áreas com pouca cobertura vegetativa. Figura 1: Mapa do Índice de vegetação da diferença normalizada-NDVI 1984 Fonte: CASTRO, L.F. Figura 2: Mapa do Índice de vegetação da diferença normalizada- NDVI 2017 Fonte: CASTRO, L.F. Através da ferramenta Reclass do software Arcgis 10.4, foi extraído apenas os valores correspondentes a vegetação fotossinteticamente ativa, nas figuras abaixo (figura 3 e 4) é possível ver ainda com mais clareza os índices a vegetação que ocupa as áreas nos respectivos anos de 1984 para 2017. Pela reclassificação feita em ambiente SIG, onde se retira apenas os valores dos quais se quer salientar e separar dos demais, os índices retirados do mapa do ano de 1984, foram separados os valores correspondentes a maior refletância do infravermelho próximo NIR, que são entre [0,27 e 1] (Figura 1)e no mapa reclassificado (Figura 3) os índices aparecem na coloração verde (vegetação fotossinteticamente ativa), separados dos outros valores, facilitando assim melhor visualização e comparação com o ano de 2017. A reclassificação em ambiente SIG também feita para o ano de 1984(Figura 3) foi a mesma do ano de 2017 (Figura 4), os valores foram separados em relação aos índices de maior refletância do infravermelho próximo NIR, onde os valores variaram entre [0,37 a 0,88]. No mapa reclassificado (figura 4) esses valores foram substituídos pela coloração verde (vegetação fotossinteticamente ativa) e separados dos valores mais baixos, para facilitar a visualização e também a comparação entre os diferentes anos. Figura 3: Reclassificação NDVI da Vegetação fotossinteticamente ativa 1984 Fonte: CASTRO, L.F. Figura 4: Reclassificação NDVI da Vegetação fotossinteticamente ativa 2017. Fonte: CASTRO, L.F.

Figura 1: Mapa do Índice de vegetação da diferença normalizada-NDVI 1984 Fonte: CASTRO, L.F.


Figura 2: Mapa do Índice de vegetação da diferença normalizada- NDVI 2017 Fonte: CASTRO, L.F.


Figura 3: Reclassificação NDVI da vegetação fotossinteticamente ativa 1984. Fonte: CASTRO, L.F.


Figura 4:Reclassificação NDVI da vegetação fotossinteticamente ativa 2017. Fonte: CASTRO, L.F.

Considerações Finais

Com os resultados obtidos através da diferenciação do NDVI nos últimos 33 anos, onde a vegetação teve uma diminuição significativa, se faz necessário um maior cuidado e politicas efetivas em relação a praticas conservacionistas, em toda bacia, uma vez que se abalado uma parte integrante desse sistema ambiental, o equilíbrio de toda bacia vai ser comprometido. Mantendo a camada vegetal como um componente necessário para estrutura do solo, para fixação das partículas do solo evitando sua desagregação pela força mecânica da água sem cobertura protetora e também atua regulação das águas provenientes das chuvas, de temperatura, habitat de animais e plantas, etc. A bacia do Rio das mortes possui por toda sua extensão áreas altamente degradadas e com processos erosivos do tipo voçorocamentos concentrados e extensos, atuando como agentes de escoamento direto dos materiais erodidos para os corpos hídricos, fazendo com que os mesmos sofram processos de assoreamento, comprometendo todo um sistema ambiental. O uso de ferramentas para o processamento de imagens de satélite, especificamente o NDVI, mostrou-se bastante eficiente e preciso para a identificação da cobertura vegetal da Bacia do Rio das Mortes. Assim, foi possível elaborar um material indispensável para análise ambiental da área estudada, onde os níveis, ou índices de cobertura vegetal representam as reais condições de conservação e de degradação ambiental dessa área em diferentes épocas.

Agradecimentos

Referências

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