Indicadores da Desertificação no Semi-Árido

Luciano J. de O. Accioly Embrapa/CNPS/UEP Recife.

oaccioly@cnps.embrapa.br

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 cultivadas

Agricultura Algodão

Cobertura Classe deSolo

LocalPerdas de

Solo(t/ha/ano)

Autor (ano)

Descoberto PVALuvissoloLuvissoloLitólico

Glória de Goitá (PE)Sumé (PB)Sumé (PB)Caruaru

59,961,747,729,1

Margolis & Campos Filho (1981)Albuquerque et al. (2001)Albuquerque et al. (2001)Margolis et al. (1985)

Caatinga Nativa Luvissolo Sumé (PB) 0,1 Albuquerque et al. (2001)Mandioca PVA Glória de Goitá (PE) 11,0 Margolis & Campos Filho (1981)Algodão PVA

LitólicoGlória de Goitá (PE)Caruaru (PE)

8,310,9

Margolis & Campos Filho (1981)Margolis et al. (1985)

Milho PVALitólico

Glória de Goitá (PE)Caruaru (PE)

3,0 5,9

Margolis & Campos Filho (1981)Margolis et al. (1985)

Capim Colonião PVA Glória de Goitá (PE) 0,4 Margolis & Campos Filho (1981)Palma Litólico Caruaru (PE) 1,9 Margolis et al. (1985)Mamona Litólico Caruaru (PE) 4,0 Margolis et al. (1985)Milho+Feijão Litólico Caruaru (PE) 4,0 Margolis et al. (1985)

Perdas de solo por erosão hídrica de acordo com a cobertura do solo

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 Indicadores

Solo Profundidade efetiva; Matéria orgânica; Presença decrostas; ocorrência de tempestades de areia; salinidade ealcalinidade

Água Profundidade e qualidade da água subterrânea; Extensão epersistência das águas superficiais; Condições dedrenagem (descarga e tubidez)

Física

Superfície doterreno

Reflectância (albedo)

Vegetação Cobertura; Biomassa aérea; Produtividade; Distribuição efreqência de espécies relevantes

BiológicaouLigadas aagricultura

Animais Espécies relevantes; População de animais domésticos;Composição do rebanho; Produção

Uso da Terrae da água

Irrigação; Agricultura dependente de chuvas; Pastoreio;Mineração; Exploração de lenha e madeira; Uso da água;Turismo

Modelo deocupação

Ocupação recente; Ocupação em expansão;Sedentarização; Ocupação diversificada; Área emprocesso de abandono

Parâmetrosbiológicoshumanos

Índices de estrutura e demografia da população; Índicesde saúde pública; Condições nutricionais da população

Social

Parâmetros deprocessossociais

Conflitos; Migração; Modelo de distribuição das terras;Agricultura de mercado versus agricultura de subsistência

Indicadores sugeridos pela ONU1) 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) Lemos 1995 MMA (1998)

Densidade demográfica Precipitação Evolução da Cobertura Vegetal Índice de AridezSistema fundiário Classe de solo Evolução da Produtividade Feijão AntropismoMineração Relevo Evolução da Produtividade MilhoQualidade da água Sensibilidade à erosão Evolução Capacidade Suporte PastagensSalinização Tempo de ocupação Cobertura Vegetal em 1985Tempo de ocupaçãoMecanizaçãoEstagnação econômicaPecuarizaçãoErosãoPerda de FertilidadeÁrea de PreservaçãoDefensivos agrícolasÁrea agrícolaBovinoculturaCaprinoculturaOvinoculturaEvolução demográficaSuscetibilidade à desertificação

Lemos (1995)

Estado de degradação de municípios do Seridó (RN) segundodiferentes autores

Estado de DegradaçãoNE = Não evidenteB = BaixoM = ModeradoA = AcentuadoS = Severo

Município do Seridó (RN) EMBRAPA (1994) Lemos (1994)

Acari S, A, B BCaicó S BCarnauba dos Dantas A, B ACerro Corá B BCruzeta S NECurrais Novos A, B MEquador A, B BFlorânia S BIpueira S Não RelacionadoJardim de Piranhas S BJardim do Seridó S, B MJucurutu S, A MLagoa Nova B NEOuro Branco S BParelhas S, A, B NESantana do Seridó A MSão Fernando S MSão João do Sabuji S MSão José do Seridó S NESão Vicente S MSerra Negra do Norte A BTimbaúba dos Batistas S B

Área (km2) e população afetadas pelos processos de desertificação

Parâmetro Ferreira et al. (1994) Lemos (1995)Área afetada 665.543 159.577População afetada 15.750.000 4.000.000

Degradação Ferreira et al. (1994) EMBRAPA (1994) MMA (1998)

Muito Grave 52.425 118.667 98.595Grave 247.831 31.616 81.869

Moderada 365.285 21.841 393.897Total 665.543 172.124 574.361

A Desertificação no Semi-Árido

l

Severo

Acentuado

Moderado

Pouco significante

1 http://www.desert.org.br/sobre_desert/nobrasil/diagnostico.html

Embrapa, 1994 MMA (2002)1

Ocorrência

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(km2)

População Solos Vegetação Prec.(mm)

Causas

Seridó(RN)

2.861 91.673 T, RL, S Caat. Hiper 500 - Desmatamento- Sobrepastoreio- Agricultura- Mineração

Irauçuba(CE)

4.045 192.324 T, RL, S Caat. Hiper 700 - Desmatamento- Sobrepastoreio- Agricultura

Gilbués(PI)

5.739 20.459 L, RQ, P Campo-cerrado

1100 - Mineração

Cabrobó(PE)

7.133 71.678 T, RL, S Caat. Hiper 480 - Desmatamento- Sobrepastoreio- Agricultura- Salinização

Total 19.778 376.134

T = LUVISSOLOS

RL = NEOSSOLOS LITÓLICOS

S = PLANOSSOLOS

RQ = NEOSSOLOS QUARTZARÊMICOS

L = LATOSSOLOS

P = ARGISSOLOS

Prec. = Precipitação Média anual

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

ETAPA 1

ETAPA 2

ETAPA 3

Inventáriode Biomassa

Mediçõesde IAP porÁrea

Estimativa deBiomassa por Áreaf (Biometria)

Modelos deBiomassa porEspécie

Equações deBiomassa emf(IAP) p/Área

Equações deIAP f (NDVI)p/Área

Índices deVegetaçãoLANDSAT

Mapeamento daBiomassa f(NDVI)

Modelagem da Biomassa

IAP

PS

tota

l (kg

/ha

)

-5000

5000

15000

25000

35000

45000

55000

0 0.6 1.2 1.8 2.4 3 3.6

A3A5

A12

A16

A6

A4 A2A10

A14

A9

A11

A1 A7

A13A8

A15

NDVI

IAP

A1

A2

A3

A4A5

A6

A8

A9A10A11

A13

A14

A15

A16

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

A7

A12IAP = 0,64*exp(2,69*NDVI)R2 = 78,02

PTtotal = -980 + 11.851*IAPR2 = 76,48

IAP

NDVI

Resultados

Cerca de 60% da área piloto é ocupada por vegetação de Caatinga com a biomassa assim distribuida: 0,1 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)

Tabela - Estimativas da biomassa da caatinga por classe de solo (em % da área piloto)

Classe de Solo

Obs. Biomassa do estrato arbóreo/arbustivo para plantas com diâmetro na base maior ou igual a 1cm

TC S RR RL

0.1 a 5.0 21,5 11,0 7,5 2,55.0 a 10.0 43,5 38,0 43,0 14,510.0 a 15.0 4,0 5,5 3,0 25,015.0 a 20.0 0,2 0,3 0,1 30,5Maior que 20.0 0,0 0,0 0,0 2,0

Biomassa(Mg/ha)

TC = LUVISSOLO CRÔMICO S = PLANOSSOLO

RL = NEOSSOLO LITÓLICO RR = NEOSSOLO REGOLÍTICO

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 = São José do Seridó

C. Dantas = Carnaúba dos Dantas

J. Serido = Jardim do Seridó

O. Branco = Ouro Branco

S. Luzia = Santa Luzia

S. Seridó = Santana do Seridó

S.J.Sabuji = São José do Sabuji

Uso/Ocupação ha % ha % ha % ha % ha % ha % ha % ha %

Caatinga Densa 1761 9.1 9585 39.1 4982 14.2 2258 10.2 11885 22.2 6312 14.3 1911 10.7 3967 17.8

Caatinga Semi Densa 7597 39.2 5518 22.5 12534 35.7 7552 34.2 10974 20.5 11136 25.3 5894 32.9 4186 18.8

Caatinga Aberta 2535 13.1 1115 4.6 6002 17.1 4793 21.7 4194 7.8 4019 9.1 1884 10.5 1872 8.4

Pastagem 4015 20.7 1552 6.3 3877 11.0 2813 12.8 5723 10.7 7445 16.9 4077 22.7 3576 16.1

Vazante e Vegetação Ribeirinha 1666 8.6 1053 4.3 3824 10.9 1964 8.9 4043 7.5 2868 6.5 2192 12.2 4007 18.0

Açudes 683 3.5 2418 9.9 1493 4.3 564 2.6 6680 12.5 3080 7.0 371 2.1 1072 4.8

Área Urbana 197 1.0 141 0.6 595 1.7 500 2.3 811 1.5 1670 3.8 240 1.3 994 4.5

Solo Exposto 450 2.3 525 2.1 889 2.5 1015 4.6 1725 3.2 4530 10.3 1106 6.2 1922 8.6

Não Classificados 476 2.5 2581 10.5 906 2.6 596 2.7 7517 14.0 2979 6.8 257 1.4 680 3.1

S.J.Serido C. Dantas J. Serido O. Branco Parelhas S. Luzia S. Seridó S.J.Sabuji

Tabela - Estimativas do uso/ocupação por classe de solo (em % da área piloto)

Classe de Solo

Outras Classes: açudes, área urbana, solo exposto e áreas não classificadas

TC ____PlanossoloRegossoloLitólico

Caatinga 69 55 53 74Lavouras 12 21 20 2Pastagens 9 17 17 5Outras Classes 10 7 10 19

Uso/Ocupação

TC = LUVISSOLO CRÔMICO S = PLANOSSOLO

RL = NEOSSOLO LITÓLICO RR = NEOSSOLO REGOLÍTICO

TC S RR RL

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 20% > 20%Zona Urbana 2.81 1.45 3.58Vegetação Ribeirinha 8.29 4.74 5.40Solo Exposto 1.42 0.59 0.55Caatinga Densa 6.19 2.67 3.20Caatinga Aberta 1.89 0.64 0.67Açudes 6.51 5.37 72.03Caatinga Semi Densa 4.29 1.45 0.74Pastagens 4.98 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

Pu = 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.

#

#

#

#

#

#

# #

#

##

##

#

#

#

#

#

#

#

##

#

#

##

#

#

#

#

#

Erosividade das Chuvas (MJ mm /ha h ano)< 30003000 a 40004000 a 5000> 5000

# Localização Estação Pluviomética

0 30 Kilometers

N

Mapa da Erosividade das Chuvas para a Folha de Jardim do Seridó

Mapa da Erosividade das chuvas dos postos pluviométricos da Folha de Jardim do Seridó

Jardim do Seridó

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

Solo (42 %)

Pedra (31 %)

Litter (12 %)Sombra (15 %)

Foto Digital Mapa Digital

C = Uso e manejo Classificação supervisionada Landsat TM Classe caatinga ---> Uso da biomassa a partir do

NDVI