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SENSORIAMENTO REMOTO COMO FERRAMENTA DE APOIO NO MONITORAMENTO DE ECOSSISTEMAS COSTEIROS PROTEGIDOS Alvaro José Reis Ramos 1 Jessyca Fernanda dos Santos Duarte² João Almiro Correa Soares³ Breno Gustavo Bezerra Costa 4 RESUMO A proteção de áreas aquáticas traz inúmeros benefícios à sociedade, pois funcionam como um instrumento de gestão pesqueira, devendo ser criadas e geridas visando não só a conservação da biodiversidade, mas também a recuperação dos estoques pesqueiros. As restingas são importantes para o equilíbrio ambiental e devem ser preservadas, pois essa vegetação funciona como uma zona de tampão entre o mar e a área urbana, servindo de barreira natural contras as ressacas, além disso, é hábitat natural de algumas espécies animais. Ao observar a constante problemática referente à degradação de zonas costeiras no território paraense, impulsionados principalmente pelo avanço desordenado dos aglomerados urbanos em áreas próximas às praias, e analisando a importância dos ecossistemas presentes nas linhas de costa para o equilíbrio em ambientes marinhos, o presente estudo objetivou investigar a variação média no adensamento em restingas existentes no município de Marapanim, localizado no Estado do Pará, tendo como ferramenta de estudo o uso de sensores remotos e a conveniência das geotecnologias visando tal diagnóstico. Para tanto, foram coletados dados em campo e posteriormente empregados métodos de decomposição espectral, presumindo dados de radiância retirados de imagens do satélite Landsat-08, referente à órbita-ponto 223- 60, visando extrair as assinaturas espectrais para áreas de restingas e posterior elaboração de condicionantes aritméticas que visem associar caracteres de propriedades físicas comuns à classe ambiental analisada, os períodos avaliados correspondem ao mês de junho de 2013 e junho de 2016. De modo geral, foi notório o aumento do adensamento florístico natural das restingas costeiras em torno de 34,22% entre os períodos considerados, situação que pode ser explicada pela implantação da Unidade de Conservação (UC) denominada de Mestre Lucindo, em 2012 no município, e o eficiente desempenho do papel operativo na gestão da unidade, além de expor a eficácia das geotecnologias e suas ferramentas como técnicas eficientes no monitoramento de ambientes costeiros de grandes extensões. 1. INTRODUÇÃO A proteção de áreas aquáticas traz inúmeros benefícios à sociedade. Isso porque funcionam como um instrumento de gestão pesqueira, devendo ser criadas e geridas visando 1 Discente de Engenharia de Pesca na Universidade Federal Rural da Amazônia; [email protected]. ² Docente na Universidade Federal Rural da Amazônia; [email protected]. ³ Engenheira Agrônoma; [email protected]. 4 Docente na Universidade Federal Rural da Amazônia; [email protected].

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SENSORIAMENTO REMOTO COMO FERRAMENTA DE APOIO NO

MONITORAMENTO DE ECOSSISTEMAS COSTEIROS PROTEGIDOS

Alvaro José Reis Ramos1

Jessyca Fernanda dos Santos Duarte²

João Almiro Correa Soares³

Breno Gustavo Bezerra Costa4

RESUMO

A proteção de áreas aquáticas traz inúmeros benefícios à sociedade, pois funcionam

como um instrumento de gestão pesqueira, devendo ser criadas e geridas visando não só a

conservação da biodiversidade, mas também a recuperação dos estoques pesqueiros. As

restingas são importantes para o equilíbrio ambiental e devem ser preservadas, pois essa

vegetação funciona como uma zona de tampão entre o mar e a área urbana, servindo de

barreira natural contras as ressacas, além disso, é hábitat natural de algumas espécies animais.

Ao observar a constante problemática referente à degradação de zonas costeiras no território

paraense, impulsionados principalmente pelo avanço desordenado dos aglomerados urbanos

em áreas próximas às praias, e analisando a importância dos ecossistemas presentes nas linhas

de costa para o equilíbrio em ambientes marinhos, o presente estudo objetivou investigar a

variação média no adensamento em restingas existentes no município de Marapanim,

localizado no Estado do Pará, tendo como ferramenta de estudo o uso de sensores remotos e a

conveniência das geotecnologias visando tal diagnóstico. Para tanto, foram coletados dados

em campo e posteriormente empregados métodos de decomposição espectral, presumindo

dados de radiância retirados de imagens do satélite Landsat-08, referente à órbita-ponto 223-

60, visando extrair as assinaturas espectrais para áreas de restingas e posterior elaboração de

condicionantes aritméticas que visem associar caracteres de propriedades físicas comuns à

classe ambiental analisada, os períodos avaliados correspondem ao mês de junho de 2013 e

junho de 2016. De modo geral, foi notório o aumento do adensamento florístico natural das

restingas costeiras em torno de 34,22% entre os períodos considerados, situação que pode ser

explicada pela implantação da Unidade de Conservação (UC) denominada de Mestre

Lucindo, em 2012 no município, e o eficiente desempenho do papel operativo na gestão da

unidade, além de expor a eficácia das geotecnologias e suas ferramentas como técnicas

eficientes no monitoramento de ambientes costeiros de grandes extensões.

1. INTRODUÇÃO

A proteção de áreas aquáticas traz inúmeros benefícios à sociedade. Isso porque

funcionam como um instrumento de gestão pesqueira, devendo ser criadas e geridas visando

1 Discente de Engenharia de Pesca na Universidade Federal Rural da Amazônia; [email protected].

² Docente na Universidade Federal Rural da Amazônia; [email protected].

³ Engenheira Agrônoma; [email protected]. 4 Docente na Universidade Federal Rural da Amazônia; [email protected].

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não só a conservação da biodiversidade, mas também a recuperação dos estoques pesqueiros

(SNUC, 2000).

A zona costeira é caracterizada pelos ecossistemas continentais que sofrem influência

marinha (tais como mangues, dunas, restingas, etc.). A zona marinha compreende o mar

territorial e a ZEE (MMA, 2010).

Em decorrência da constância de colapsos que o setor pesqueiro artesanal vem

enfrentando ao redor do mundo, as demandas por medidas mitigadoras têm aumentado e, com

isso, a discussão da necessidade de uma gestão solidamente eficaz dos recursos naturais

oriundos da pesca se mostra cada vez mais iminente. As Áreas Marinhas Protegidas têm se

mostrado alternativas interessantes para a manutenção dos recursos pesqueiros,

principalmente aquelas denominadas Reservas Extrativistas (RESEXs) Marinhas. As

RESEXs Marinhas, além de assegurarem o direito consuetudinário de posse para as

comunidades extrativistas tradicionais, proveem a ação da gestão compartilhada como

instrumento de manejo (DUMITH, 2012).

Segundo o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza – SNUC

(2000), uma das metas é que até 2020, pelo menos 17% das áreas terrestres e de águas

continentais, e pelo menos 10% das áreas costeiras e marinhas, especialmente áreas de

particular importância para a biodiversidade e para os serviços ecossistêmicos, sejam

conservadas por meio de um sistema de áreas protegidas efetivamente e equitativamente

manejadas, com representatividade ecológica e conectividade, integradas com a ampla

paisagem terrestre e marinha.

O Decreto de 10 de outubro de 2014 veio “criar” a Reserva Extrativista Marinha

Mestre Lucindo, localizada no Município de Marapanim, a qual possui uma área de

aproximadamente 26.464,88 hectares e seu objetivo é garantir a conservação da

biodiversidade dos ecossistemas de manguezais, restingas, dunas, várzeas, campos alagados,

rios, estuários e ilhas; bem como assegurar o uso sustentável dos recursos naturais e proteger

os meios de vida e a cultura das comunidades tradicionais extrativistas da região (CNUC,

2017).

As restingas são um dos principais constituintes das áreas marinhas, a qual possui uma

formação pioneira na próxima ao mar, sensível à ação humana, com características muito

específicas, que vem sofrendo diversas ameaças. Restingas são formações vegetais costeiras,

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extremamente adaptadas a condições adversas como ventos, terreno arenoso, baixos níveis de

fertilidade do solo, elevado grau de salinidade, fatores estes que estão relacionados À sua

proximidade com o mar. Quanto mais protegido da influência do mar, maior é o porte da

vegetação que varia entre herbácea (rasteira), arbustiva (árvores de pequeno e médio porte), e

arbórea com árvores de grande porte (SEMA, 2010).

A Resolução 303 de 13 de maio de 2002 do CONAMA – Conselho Nacional do Meio

Ambiente define Restinga como “depósito arenoso paralelo a linha da costa, de forma

geralmente alongada, produzido por processos de sedimentação, onde se encontram diferentes

comunidades que recebem influência marinha, também consideradas comunidades edáficas

por dependerem mais da natureza do substrato do que do clima. A cobertura vegetal nas

restingas ocorrem mosaico, e encontra-se em praias, cordões arenosos, dunas e depressões,

apresentando, de acordo com o estágio sucessional, estrato herbáceo, arbustivos e arbóreo,

este último mais interiorizado”.

De acordo com a Secretaria de Estado do Meio Ambiente - SEMA (2010) é importante

que a restinga seja preservada, pois essa vegetação funciona como uma zona de tampão entre

o mar e a área urbana, servindo de barreira natural contras as ressacas. Além disso, as

restingas controlam o movimento das dunas estabilizando-a, e também abrigam diversas

espécies da flora e da fauna silvestre, residentes e migratórias. São ecossistemas frágeis por

condições naturais e vulneráveis devido à presença antrópica.

Em um estudo realizado por Furtado et al. (1978), os autores se referem ao uso

terapêutico de plantas pela população cabocla presentes nas restingas de Marapanim-PA,

fazendo menções ao ambiente, cultura e hábitos tradicionais; buscam explicações que

justifiquem o uso, quase intensivo, dos remédios caseiros nas zonas rurais e definem o que a

população local, comumente, denomina de chá, banho, lambedor, restilos, gemadas,

vomitórios e outros tipos de preparo ou de aplicação das plantas na medicina caseira.

O sensoriamento remoto é uma ferramenta de grande importância para auxiliar o

gerenciamento de ecossistemas costeiros, sobretudo os protegidos, como a restinga, por meio

do monitoramento, permitindo uma melhor análise e gestão do meio ambiente. Desta forma, o

presente estudo teve por objetivo realizar uma análise temporal das áreas de restinga na região

da Praia do Crispim, no município de Marapanim, Pará, a fim de avaliar a importância e os

efeitos da implementação da Resex Mestre Lucindo na região.

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2. MATERIAIS E MÉTODOS

O estudo foi realizado na região que compreende a Praia do Crispim, zona costeira

presente no município de Marapanim, Mesorregião Nordeste Paraense. O Município limita-se

ao Norte, com o Oceano Atlântico; ao leste com os municípios de Maracanã e Magalhães

Barata; ao Sul, com os municípios de São Francisco do Pará e Igarapé-Açu, e a Oeste com os

municípios de Curuçá e Terra Alta. Suas coordenadas geográficas são: 00° 42’ 52’’ de

Latitude Sul e 47° 41’ 54’’ de Longitude Oeste (figura 01). A economia do município é

baseada principalmente pela pesca e artesanato, denotando a importância das influências

continentais para o abastecimento local.

Figura 01. Localização da área de estudo.

Fonte: Adaptado pelo autor.

De forma geral, as feições ecossistêmicas da costa do município abrangem a formação

de zonas de manguezais e áreas de restingas, as quais segundo Panitz (1992) constituem um

dos mais produtivos ecossistemas costeiros, principalmente pela elevada descarga de

componentes húmicos e fúlvicos do continente. O autor ainda ressalta a importância do

ambiente para a fauna presente, observando a importância da adaptação dos organismos às

condições ambientais apresentadas, sendo as formações arenosas úmidas constituintes de

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berçários e depósitos de larvas de diferentes espécies bentônicas as quais estão sujeitas ao

regime de maré e utilizam constituintes orgânicos provenientes das descargas aluviais como

fonte de alimento.

A análise espacial foi realizada a partir de imagens do satélite LANDSAT 08, sensor

ETM, com resoluções geométricas de 30 metros, órbita ponto 223/60 e datas de aquisição

compreendendo os anos de 2013 e 2016. O material foi digitalizado, com combinações das

bandas 1, 2 e 3. A análise in loco contou com o uso de GPS Garmin 72MAP CSX para

registro das coordenadas geográficas das feições costeiras encontradas no local no ano de

2013 (figura 02), onde foram coletados 4 pontos amostrais condizentes com o ambiente

classificado como zona de restinga. O estudo priorizou a obtenção de imagens com boa

resolução e advindas de forma gratuita na internet utilizando o catálogo de imagens

disponibilizadas pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais).

Figura 02. Pontos amostrais registrados.

Fonte: Adaptado pelo autor.

Em seguida o software QUANTUM GIS 2.12.3 foi utilizado para inserção das

operações algébricas de bandas. Posteriormente ocorreu o processamento digital das imagens

(PDI) obtidas via satélite, procedendo-se a utilização do software Envi 4.5, visando realizar

análises das assinaturas espectrais registradas pelo histograma oriundo do software, para que

ocorresse classificação espectral de forma mais eficiente na banda 04 do sensor e comparação

com dados espectrais obtidos através da análise da banda em períodos diferentes, permitindo

classificações das áreas de restinga e sua distribuição padrão do local de estudo em intervalos

de frequência comuns ao objeto de estudo.

Após a aquisição, as imagens tiveram seu valor de radiância recuperado a partir dos

valores de numero digital (ND) por meio da equação linear (1). Todas as imagens

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selecionadas apresentavam boa visibilidade e baixa incidência de nuvens, houve necessidade

de ocorrer o processo de correção atmosférica visando efetuar a retirada do efeito de dispersão

da energia eletromagnética nas partículas de água suspensas na atmosfera.

(1) ND= G* (L+B)

O coeficiente G pode ser descrito segundo a fórmula proposta por Accioly (2002)

como (255/ (RMax-RMin)). E B como (255*RMin) / (RMax-Rmin). Deste modo a equação

(1) pode ser descrita como: (ND/255) * (RMax-Rmin) + (RMin).

Onde:

RMin: radiância espectral correspondente ao numero digital zero em matriz de

metafile, conhecido como mínimo (𝑚𝑤. 𝑐𝑚−2. 𝑠𝑟. μ𝑚−1).

RMáx: radiância espectral mínima para gerar uma resposta digital máxima e igual

a 255 (radiância de saturação) (𝑚𝑤. 𝑐𝑚−2. 𝑠𝑟. μ𝑚−1).

Posteriormente, o processo de obtenção de dados de reflectância foi necessário para

descrever a assinatura espectral das informações encontradas em campo, para tanto, se

utilizou a equação descrita por Markham e Barker (1987):

𝜎 = (𝜋 ∗ 𝐿𝜆 ∗ 𝑑2)/(𝐸𝑆𝑂𝐿𝜆 ∗ 𝐶𝑜𝑠𝜃𝑠)

Para a qual:

Lλ: Radiância espectral do detector em (𝑚𝑤. 𝑐𝑚−2. 𝑠𝑟. μ𝑚−1).

d²: Distância Terra-Sol em unidades astronômicas.

ESOLλ: Irradiância solar exoatmosférica média.

Cosθs: Ângulo zenital solar, em graus.

Após a discriminação dos valores médios de comprimentos de onda para os pontos

estudados, os resultados foram organizados em amplitudes máximas e mínimas para o alvo e

se procederam metodologias algébricas condicionais para delimitação das áreas de restingas

no estudo segundo suas assinaturas espectrais médias, obtendo-se deste modo áreas que

apresentam assinaturas comuns à restinga, e sua distribuição padrão ao longo da costa. A

posteriori os dados obtidos foram convertidos em formato shapefile para cálculos de áreas e

avaliação comparativa entre os períodos analisados.

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3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A primeira quantificação de imagem analisou a situação da cobertura de restingas no

ano de 2013 para a área estudada, observando principalmente zonas de vegetação arbórea e

rasteiras características deste ambiente. Posteriormente se quantificou a situação encontrada

no ano de 2016 para estas formações arbustivas (Figura 03), procedendo-se o uso dos mesmos

componentes espectrais característicos encontrados no registro in loco.

Figura 03. Comparação temporal das feições de restinga.

Fonte: Adaptado pelo autor.

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A partir da componente de dados gerados, é possível observar que, para a assinatura

espectral registrada, houve aumento do ambiente zonal de restinga entre o período de 2013 e

2016. As informações geradas para o ano de 2013 descreveram uma área de 83,06359 ha

coberta por restingas, já para o ano de 2016 este valor se elevou para 126,26773 ha nesta

mesma classe, em contrapartida as linhas de depósitos arenosos formados por estas feições

regrediram entre as partes mais distantes da costa, se aproximando das faixas mais internas do

continente, pressupondo possíveis mudanças nos componentes arenosos e influência de

fatores do regime costeiro para a distribuição e adensamento destas formações.

As organizações de controle da interferência humana sobre os ambientes marinhos e

costeiros passaram a receber maior destaque como características primordiais do

gerenciamento costeiro integrado, se intentando para o compromisso governamental com o

planejamento integrado da utilização de recursos, visando o ordenamento da ocupação dos

espaços pertencentes ao litoral. Acontecimento auferido após a implantação do Plano

Nacional de Gerenciamento Costeiro (PNGC), constituído pela lei 7.661, de 16/05/88, cujos

detalhamentos e operacionalização foram objeto da resolução no 01/90 da Comissão

Interministerial para os Recursos do Mar (CIRM), de 21/11/90, aprovada após audiência do

Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA).

Aliado ao processo de gerenciamento, a indispensabilidade em assegurar o uso do bem

comum, e a proteção dos meios de vida e a cultura das populações extrativistas, além de

assegurar o uso sustentável dos recursos naturais, são componentes essenciais na busca pelo

equilíbrio dos ecossistemas naturais presentes no litoral. Para tanto, os parâmetros legislativos

que tangem ao conceito das Resex-Mar lidam com a gestão de recursos que pertencem à

coletividade, o meio costeiro/marinho. Assim, os beneficiários se apropriam de um recurso

comum do povo, sob a tutela do Estado. Neste sentido, a legislação brasileira não é clara

quando trata da responsabilidade da gestão neste ambiente, uma vez que há diferentes

definições de ordem legal provenientes de diferentes conjuntos de normas jurídicas.

A necessidade de proteção dos ambientes costeiros, assim como a conveniência na

redução das pressões antrópicas em zonas costeiras e marinhas foi constatado por Berchez

(2008) em estudo que visava compreender a relação existente entre as alterações no ambiente

a nível global e suas possíveis ligações com a degradação de ambientes costeiros, encontrou

escassez de dados pertinentes à ecofisiologia, ecologiaexperimental ou sobre os efeitos de

diferentes tipos de impactos antrópicos nestes ambientes. Porém, atentou para a

imprescindibilidade na implantação de projetos extensos de mapeamento e estabelecimento de

estações que visem realizar monitoramentos, os quais dependerão certamente do

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desenvolvimento de técnicas não convencionais, em especial ligadas ao sensoriamento remoto

por satélites ou aviões e à caracterização de comunidades em níveis hierárquicos superiores ao

de espécie. Técnicas desse tipo permitem o estudo das comunidades por grandes extensões

geográficas em curtos espaços de tempo. Seguindo estes preceitos, metodologias que integrem

entendimento de caracteres físicos das feições presentes no ambiente e sua interação com o

meio, passam a apresentar aceitação no que diz respeito a análises temporais avaliativas

referentes à eficácia no atendimento de preceitos estabelecidos pelas normas básicas de

proteção e uso sustentável dos recursos.

Em estudo destinado a compreender comportamentos de distribuição zonal das áreas

de restingas ao longo da planície amazônica, Amaral (2008) enfatiza que medidas de proteção

ambiental mais efetivas, como criação de unidades de conservação de proteção integral,

devem ser urgentemente implementadas no litoral amazônico, em especial no Pará, onde estão

concentrados os trechos mais representativos de vegetação de restinga, com risco de

desaparecimento de espécies desta flora no extremo setentrional do litoral brasileiro, caso

mantido o nível de agressão atualmente em curso, passando a supor deste modo, a fragilidade

destes ambientes. O desmatamento destas áreas interfere negativamente nos perfis de dunas

litorâneas, na interação entre comunidades constituintes das áreas de manguezais e nos

regimes zonais costeiros de modo geral.

Os resultados encontrados no presente estudo evidenciam que os controles integrados

no gerenciamento dos ambientes costeiros na área estudada podem, de fato, gerar resultados

satisfatórios no que tange o entendimento dos caracteres estabelecidos pelas unidades de

conservação, quanto à conservação e monitoramento destes ecossistemas. O ambiente de

restinga avaliado no ano de 2016 apresentou incremento em torno de 34,22% em seu

adensamento comparado ao ano de 2013, situação constatada após a criação da Resex

Marinha Mestre Lucindo no município. Os produtos encontrados pelas análises remotas

descrevem situações salientadas por Nolte et al. (2013) relatando através de seu estudo que

qualquer UC contribuiu sobremaneira para a redução de áreas desmatadas dentro da

Amazônia. Ainda no que diz respeito à eficiência das prescrições estabelecidas pelas unidades

de conservação, PFAFF et al. (2013) ressalta que as unidades de conservação de uso

sustentável, criadas a partir do ano de 2005, foram mais eficazes no combate ao

desmatamento ambiental e supressão de focos de queimada, se comparadas as unidades de

proteção integral na Amazônia.

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CONCLUSÃO

As questões ambientais marinhas devem ser tratadas como caracteres primários e

emergenciais visando conservação destes ecossistemas e proteção dos componentes bióticos

presentes no meio. Estes sistemas costeiros apresentam significativo papel ecológico para

diferentes espécies e agem como zonas de proteção primária de barreiras naturais contra a

ação direta das influências do mar aberto sob as áreas continentais. Avanços urbanos,

poluição por lançamento de dejetos e turismo associado à falta de conscientização ainda são

fatores que ameaçam estes ambientes considerados frágeis à ação antrópica.

Medidas de gestão destes ambientes são consideradas elementos chave para

conservação e equilíbrio em zonas marinhas, para tanto a criação das Resex-Mar como grupos

presentes na categoria de unidades de uso sustentável, passam a incorporar um papel

fundamental na conservação de ambientes e espécies endêmicas de determinada região, bem

como na regulação climática, no abastecimento hídrico e na melhoria da qualidade de vida de

populações tradicionais. Para tanto, o monitoramento apresenta papel importante na regulação

e acompanhamento dos padrões de distribuição ecossistêmicos dentro das unidades. Por conta

da grande extensão da costa amazônica, se torna imprescindível a utilização de ferramentas

que possibilitem o estudo, monitoramento e mapeamento rápido com baixo custo operacional.

Sendo assim, o uso das Geotecnologias surge como opção de importância significativa à

realização destas análises.

O uso de sensores apresentou resultados satisfatórios quanto ao monitoramento de

restingas no ambiente continental, sendo imprescindível relevar a regulação na ocupação do

espaço estudado, assim como sua correspondência aos preceitos estabelecidos pela SNUC

quanto à conservação da biodiversidade local e preservação dos ambientes formados por

dunas e restingas. Fato justificado pelo aumento da densidade relativa dos caracteres comuns

ao ecossistema observado, relacionando aspectos encontrados um ano após a criação da

unidade de conservação no município, e dados constatados no ano de 2016, apontando

restauração de ambientes anteriormente degradados ou ocupados inteiramente por feições

arenosas. Vale ressaltar a influência de variáveis abióticas, tais como regime de marés e

ventos de costa, como caracteres relevantes na interação das linhas continentais.

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