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Fragmentos florestais são áreas de vegetação natural, interrompidas por barreiras antrópicas ou naturais, capazes de reduzir significativamente: o fluxo de animais, pólen ou sementes. A borda, o tipo de vizinhança, o grau de isolamento, o tamanho e a forma dos fragmentos, são os principais fatores a serem considerados (Viana, 1993).

A expansão do uso da terra, que acompanha o crescimento da população humana, resulta na fragmentação dos habitats naturais, com a formação de fragmentos florestais de diferentes tamanhos e formas. Essas alterações podem resultar no isolamento de populações e até extinção de espécies, reduzindo a biodiversidade local em função, principalmente, da perda de habitats e de uma maior incidência de raios solares entre os fragmentos (Wilcox & Murphy, 1985). (*)

Este fenômeno ocorre desde o início da nossa colonização, na Mata Atlântica; alcançou repercussão internacional com o chamado “arco de fogo” da Amazônia brasileira; foi destaque na imprensa com a interrupção temporária da construção do anel viário do Rio de Janeiro, por causa de uma perereca que estava em período de reprodução; e foi tema do trabalho apresentado pelo Henrique, aluno de Engenharia Ambiental em Salvador-BA. A fragmentação é um efeito das atividades madeireiras, pecuárias, industriais, da construção de rodovias e linhas de transmissão de energia, oleodutos e gasodutos.

MUDANÇAS ECOLÓGICAS
As alterações de paisagem que ocorrem em função do isolamento são, em geral, proporcionais ao tamanho do fragmento florestal e dizem respeito a:
> estoque de carbono;
> polinização vegetal;
> redução de espécies; e
> ciclagem de nutrientes.

IMPACTOS AMBIENTAIS
Os principais efeitos adversos são os de área, de borda, de distância (ou isolamento) e do seu arranjo espacial (tipo de matriz). Vejamos cada um deles.

1 – Efeitos de Área
São mudanças ecológicas que ocorrem como resultado da área do(s) fragmento(s) e que se traduzem por menor riqueza de espécies e menor densidade de espécies. Os efeitos negativos à flora e à fauna tendem a ser mais abruptos nos fragmentos de menor tamanho (< 100 ha), que predominam, p.ex., na Mata Atlântica (Ranta e aux., 1998).

2 – Efeitos da Distância
A distância entre fragmentos ou da floresta contínua, pode afetar o deslocamento de animais e de propágulos vegetais, como prega a “Teoria de Biogeografia de Ilhas”. Quanto maior a distância, pior o efeito. Na Amazônia central, esses efeitos negativos foram sentidos em pássaros insetívoros, mamíferos arbóreos, besouros e abelhas.

3 – Efeitos de Borda
Bordas são os limites do fragmento e formam uma transição abrupta entre a floresta e a paisagem adjacente alterada. Os efeitos negativos são diversos e incluem: alterações abióticas, na abundância das espécies e em processos ecológicos. Na Amazônia central, a distância de penetração dos efeitos de borda variam entre 10 e 400m, dependendo do tipo de efeito, que é influenciado pela sua forma, graças à relação perímetro/área. Veja a relação de alguns efeitos de borda:
a) aumento da taxa de mortalidade de árvores;
b) mudanças bruscas de luminosidade, temperatura, umidade e ventos;
c) extinção de espécies de insetos, pássaros e outros animais;
d) extinção de onças e felinos diminui a abundância de outros mamíferos; e
e) deixa a floresta mais suscetível à invasão por espécies exóticas ou não florestais.

Quando da colonização da Transamazônica, na década de 70, os arquitetos do INCRA projetaram as agrovilas, ao longo da estrada, com uma praça central, retangular, e com a mata nativa. Quando houve a derrubada da mata para a construção das casas dos colonos, em volta da praça, as árvores mais externas começaram a cair, por efeito do vento; e tiveram de reformular o projeto. Eles não sabiam, mas era o efeito de borda se manifestando.

4 – Efeitos do habitat matriz
O termo matriz se refere ao mosaico de habitats modificados pelo homem, tais como pastagens, culturas, plantações ou florestas em regeneração que circundam os fragmentos de floresta. A matriz tem grande influência sobre a conectividade dos fragmentos, ou seja, sobre o grau em que a população de um fragmento está ligada genética e demograficamente a outras populações. Estudos realizados na Amazônia, comprovaram que os efeitos de matriz prejudicaram sensivelmente as populações de formigas, pássaros e sapos.

FRAGMENTOS URBANOS
Nas cidades, os fragmentos florestais têm valores próprios como, p.ex., beleza cênica (lazer contemplativo), amenização do microclima (diminuição da temperatura, do ruído e da poluição do ar) e servem como área de recarga do lençol freático (captando a água da chuva e diminuindo ou anulando o escorrimento superficial) evitando as enchentes urbanas.
.
Embora o tema seja típico de áreas com florestas nativas (como a Amazônia e a Mata Atlântica), vez ou outra aparece no noticiário das cidades. Dia desses vi n´O Globo o croqui de uma solução bolada para permitir a travessia de animais num trecho de mata por uma autoestrada da cidade do Rio de Janeiro: eram duas passarelas; uma por baixo da pista para animais rastejantes e outra por cima, para os micos. O trabalho do Henrique em Salvador-BA também se referia a um trecho de mata separado de uma área florestada usada pelo Exército para treinamento militar, cortados por uma importante rodovia da cidade

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Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 27 maio 2019 às 16:24

AGORA NAS GEOTECNOLOGIAS

https://www.facebook.com/100013538372630/videos/667759917018615/

Data: 27/05/2019

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 25 outubro 2018 às 15:53

O USO DAS MÉTRICAS DA PAISAGEM

As principais características ecológicas das paisagens podem ser vistas na Figura abaixo (já apresentada anteriormente sob outra forma) e que, como veremos logo abaixo, é o primeiro passo na aplicação da métrica em estudos ambientais. Trata-se de uma ortofoto, ou imagem de drone.

Como vimos nos posts anteriores, as métricas da paisagem nos ajudam a entender as mudanças sob diferentes perspectivas: visual, ecológica e cultural. Elas nada mais são do que equações matemáticas que relacionam as características da paisagem (estrutura e função) num dado momento, ou sua evolução, a partir de imagens de satélite e de ferramentas de softwares como o Fragstats e V-LATE.

A Figura abaixo mostra os passos na aplicação da métrica, que partem de dados espaciais e, após definida a escala de trabalho, comparam-se as feições da imagem com a verdade terrestre (Classificação supervisionada ou não supervisionada) necessárias à aplicação da métrica para, então interpretá-la, com base em conhecimentos de Ecologia e estudos anteriores. 

Alguns softwares utilizados no cálculo das métricas da paisagem são mostrados na Figura abaixo, com destaque para o Fragstats e o V-Late. Embora não conste da Tabela (a menos que seja o r.le + r.li), o software R tem pelo menos um pacote (SDMTools) dedicado ao cálculo dos fragmentos florestais.

A Figura abaixo é o PrtScn da página de abertura do QGIS com a extensão Lecos, dedicada aos fragmentos florestais.

A Figura abaixo mostra os fragmentos florestais de um Município (Juiz de Fora - MG) acima de 1 hectare em 1987. Seguindo os passos da Figura acima, a imagem de satélite, definida a escala, foi classificada de modo que tivessem realce apenas os fragmentos e a matriz. Com base nele, com a aplicação de uma extensão como o Fragstats ou V-LATE, serão aplicadas as métricas correspondentes e a partir delas, será feita a interpretação dos resultados, seja com base estatística ou ecológica.

Um roteiro para o estudo de fragmentos florestais com base nessa metodologia é mostrado na Figura abaixo.

A Figura que se segue mostra algumas facetas da estrutura da análise da paisagem que compõem as métricas (no sentido horário): área, diversidade, fragmentação, bordas, área central, forma e proximidade, são as principais.

A Figura abaixo mostra a relação entre borda e forma do fragmento florestal nos casos ou situações A, B e C. Na parte superior, a forma circular permanece, mas o tamanho aumenta de A para C, esta mais favorável à conservação da biodiversidade. Na parte de baixo da Figura, são comparadas as formas circular e alongada mostrando que, pelo "efeito de borda", os ecossitemas nos fragmentos de forma circular sofrem menos perturbações do que os lineares.

A Figura abaixo apresenta a fórmula que representa algumas das métricas da paisagem calculadas pela ferramenta computacional Patch Analyst (Análise de Fragmentos), com o seu nome e sigla.

A Figura abaixo mostra como o computador lida com as imagens de satélite para delas tirar a métrica que se deseja conhecer. Cada quadradinho é um pixel, e a resolução depende do satélite.

Apliquemos na Figura acima a métrica do Efeito de Borda, tomando como exemplo as manchas da esquerda, de cores amarela e vermelha. No primeiro caso, há 18 lados na borda externa da mancha, que totalizam 18 x 100m = 1.800m de borda. Como cada quadrado tem 100 x 100m = 10.000 m² = 1 ha e a mancha possui 5 x 4 = 20 quadrados x 1 ha = 20 ha de área. A sua densidade de borda, portanto, é de 1.800m/20ha = 90m/ha (÷ 10.000) = 0,009m-1.

Repetindo esses cálculos para a mancha vermelha. São 22 laterais de borda ou 22 x 100 = 2.200 m de borda e 11 x 1 ha = 11 ha de área. Logo, a densidade de borda vale 2.200m/11ha = 200m/ha (÷ 10.000) = 0,02m-1.

Conclusão: embora a área da mancha vermelha seja praticamente a metade da mancha amarela, ela apresenta 200m/ha de borda, enquanto a outra, apenas 90m/ha, mais favorável à conservação das espécies (animais e vegetais) por ventura nela existentes.

Se quiséssemos calcular a relação área/perímetro das duas manchas amarelas de baixo, faríamos: a) 40.000m²/800m = 50m para a menor e b) 90.000m²/1.200m = 75 m na maior.

Já a parte final do estudo dos fragmentos, que é a sua interpretação, fica por conta da experiência de quem os analisa. Assim, p.ex., para verificar a importância da área das manchas de floresta numa determinada paisagem (no caso, o felino Lynx), pode-se utilizar dados de estudos anteriores relacionando o número de animais e a área de seu habitat, desenvolvido de preferência no mesmo bioma.

Assim, de acordo com o tamanho médio do fragmento encontrado, pode-se extrapolar o número provável de animais a ser encontrado naquela paisagem e naquele momento.

A Figura abaixo mostra um último exercício com o cálculo de índices ecológicos a partir da paisagem. (*)

(*)https://www.ethz.ch/content/dam/ethz/special-interest/baug/irl/plus...

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 21 outubro 2018 às 18:21

VÍDEO SOBRE V-LATE 2.0 beta

https://youtu.be/NOvr5Q0wnEk

Duração: 1 hora e 53 minutos.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 19 outubro 2018 às 16:09

CONSEGUI...

... a extensão V-Late 2.0 beta de que falei no post anterior; e a Figura abaixo, um print-screen do ArcMap, mostra (ao lado da janela do 3D Analyst) a sua inserção na barra de ferramentas. O Menu, como podem ver, é didático e muito simples.

Uma vez carregado na tela o shapefile com os fragmentos (florestais) (aparecem 2, à direita), clica-se no botão Área/Perímetro da janela suspensa e, automaticamente são inseridos estes dois cálculos, para cada fragmento, na Tabela de atributos.

Em seguida, clica-se em Area Analysis, e novos parâmetros são incluídos na tabela. Depois, é só tirar as conclusões dos resultados. Dá até vontade de estudar mais Ecologia para usar melhor a ferramenta.

Conclusão: se eu consegui, por que você também não o faria ?

Arquivos:

http://forest-gis.com/download-de-shapefiles/

Bom proveito !

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 19 outubro 2018 às 9:42

MÉTRICAS DA PAISAGEM NA UERJ

Parece que os fragmentos florestais estão na onda, enquanto restam. Assisti ontem (a convite) um webinar sobre "Métricas de Paisagem como Indicadores de Biodiversidade", palestra on line proferida pelo Geógrafo César Borges (promovido pelo Labgis/UERJ) e, apesar de rápida (menos de uma hora) foi interessante.

Eu soube, p.ex., que existe um aplicativo (V-LATE 2.0 beta) para ArcGIS muito fácil de usar e hoje vou correr atrás dele no Google para instalar.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 24 outubro 2017 às 8:19

POR QUE ESTUDAR OS FRAGMENTOS ?

O estudo dos fragmentos florestais visa, em geral, o entendimento da dinâmica dos animais silvestres e a evolução da cobertura vegetal das áreas ainda não totalmente urbanizadas. Serve também para avaliar danos econômicos e microclimáticos de regiões como a Amazônia a partir do desmatamento.

Lindenmayer (2006), considerando os fatores que afetam a distribuição geográfica dos animais silvestres (alimento, abrigo, espaço e clima), definiu a Paisagem com base nesses elementos. Com base neste raciocínio, as métricas de superfície foram priorizadas como alternativa para a quantificação da estrutura da paisagem numa região da fronteira Oeste da Trurquia (*)

Algumas métricas estudadas pelo (software) FRAGSTATS são mostradas abaixo.

(*)https://www.umass.edu/landeco/pubs/mcgarigal.et.al.2009.pdf

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 23 outubro 2017 às 8:35

ECOLOGIA DA PAISAGEM

Ecologia da paisagem é um ramo da ciência em Ecologia que usa os números. No artigo Entendendo a Estrutura da Paisagem usando Métricas (*), aproveitamos melhor os textos sobre Fragmentos Florestais explorados neste tópico. Algumas definições:

FRAGMENTO = área não linear (polígono) que é menos abundante na paisagem, sendo diferente de matriz.

CORREDOR = tipo especial de fragmento (florestal) que une outros fragmentos na matriz. Em geral o corredor é linear ou de forma alongada, como na mata ciliar.

MATRIZ = cobertura dominante do solo e interconectada com a maior parte da superfície. Em geral a matriz é formada pela floresta ou agricultura, embora teoricamente possa ser qualquer tipo de cobertura (vegetal).

MOSAICO = coleção de fragmentos, nenhum dos quais dominante o suficiente para se interligar a toda a paisagem.

MÉTRICAS = equações envolvendo dados relativos ao tamanho, forma, vizinhança (distância ao mais próximo) e distribuição relativa à configuração (espacial) sendo, as mais comuns:

1) Área/Densidade/Borda

2) Forma (do fragmento)

3) Tamanho (ou área)

4) Isolamento/Proximidade

5) Diversidade

6) Uniformidade

7) Conectividade

8) Dominância

Algumas métricas relativas à Qualidade da Água estão relacionadas abaixo:

(*)http://cdn.intechopen.com/pdfs/45411/InTech-Understanding_landsacap...

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 22 outubro 2017 às 11:11

USO DE IMAGENS LANDSAT EM MÉTRICAS DOS FRAGMENTOS FLORESTAIS

Num estudo sobre o desmatamento na Ilha do Bananal, no Mato Grosso (*), foram usadas imagens de Satélite Landsat 7 (bandas 2 e 3) para o cálculo de métricas tradicionais da Ecologia da Paisagem (fragmentos florestais).

No preparo da imagem fui utilizada a Classificação Não Supervisionada e, como parâmetros, foram usados: patches (fragmentos), corridors (corredores) e matrix (matriz). A evolução do desmatamento foi medida pela comparação de imagens (da mesma área) nos anos de 1992 e 2000. 

(*)http://www.mma.gov.br/estruturas/sbf_chm_rbbio/_arquivos/the_use_of...

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 21 outubro 2017 às 17:57

FRAGSTATS COM QGIS

Meses atrás abordei aqui o uso de fragmentos florestais com ArcMap e, agora, é a vez do QGIS. Como matéria prima usei um mapa da Europa disponível na Internet (*). O roteiro é o seguinte:

1) Abrir o QGIS e carregar o arquivo g250_06.tif (retângulo colorido da Figura 1).

2) Raster (menu) > Extrair > Recorte (retângulo menor à direita).

Figura 1

3) Raster > Landscape Ecology > Landscape statistics > Select Multiple Metrics / Land cover/Number of Patches/Patch density > OK

E o resultado aparece na tabela do extremo inferior direito da Figura 2.

Figura 2

(*)https://conservationecology.wordpress.com/qgis-plugins-and-scripts/...

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 16 junho 2017 às 10:48

PARCELAMENTO RURAL

Esta página do Centro Educacional e de Pesquisa do Uso da Terra do Estado norte-americano de Connecticut, sobre fragmentos florestais, de onde pincei a imagem abaixo, me fez lembrar da nossa colonização da rodovia Transamazônica, na década de 70.

Só que os nossos lotes não eram quadrados de floresta com a casa do agricultor no centro, mas charutos (retângulos), com a metade da frente (que dava para a estrada) posteriormente desmatada.

Fonte: http://clear.uconn.edu/projects/landscape/forestfrag/measuring/defi...

O Portal do São Francisco (http://www.portalsaofrancisco.com.br/meio-ambiente/rodovia-transama...) lembra que o tamanho dos lotes nas margens da Transamazônica em 1974 era de 100 hectares cada. Um relatório do serviço ambiental do Canadá, de 2004, sugere que o lote mínimo em florestas para a manutenção da biodiversidade é de 250 acres ou 100 ha (será coincidência ?) e, além disso, dividia os lotes em pequenos (menos de 100 ha), médios (100 a 200 ha) e grandes (mais de 200 ha).

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