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http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8218
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Vulnerabilidade ambiental às mudanças climáticas e ao uso e cobertura da terra na região semiárida do nordeste do Brasil |
Título(s) alternativo(s): | Environmental vulnerability to climate change and land use and land cover in the semi-arid region of northeastern Brasil |
Autor: | SILVA, João Paulo Ferreira da |
Primeiro orientador: | FELICIANO, Ana Lícia Patriota |
Primeiro coorientador: | MARANGON, Luiz Carlos |
Primeiro membro da banca: | MARANGON, Gabriel Paes |
Segundo membro da banca: | GALVÍNCIO, Josiclêda Domiciano |
Terceiro membro da banca: | SILVA, Hernande Pereira da |
Quarto membro da banca: | SILVA, Emanuel Araújo |
Resumo: | A configuração da paisagem, a capacidade de resiliência e provisão de serviços ecossistêmicos estão associadas a forma de ocupação e o uso da terra. A cobertura florestal desempenha funções importantes para o equilíbrio ambiental e o conhecimento sobre a sua dinâmica e distribuição espacial tem sido fundamental para o planejamento e gestão de bacias hidrográficas. O objetivo deste trabalho foi analisar o padrão da fragmentação florestal e suas implicações para a vulnerabilidade ambiental da Bacia Hidrográfica do rio Brígida. Para realização do trabalho foram utilizadas técnicas de sensoriamento remoto em conjunto com métricas de paisagem e álgebras de mapas. O processamento das imagens, o treinamento e a classificação supervisionada foram realizados na plataforma in cloud do GEE – Google Earth Engine, modo Code e Workspace. Foram utilizadas imagens orbitais Landsat Collection 1 geradas pelos instrumentos Landsat 4-5 sensor Thematic Mapper TM, Landsat 7 sensor Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +) e Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) para a órbita 217 pontos 65 e 66, no período entre os anos 2000 a 2015 e resolução espacial de 30 m. O algoritmo de classificação Random Forests e o cálculo da acurácia foi realizado com o API do GEE acuracy com base na matriz de confusão entre as classes agricultura irrigada, água, Savana-Estépica Florestada (SEF), Savana/Floresta Estacional (SFE) e Uso Intensivo (agricultura de sequeiro, pastagem nativa, solo exposto, pousio agrícola e núcleo urbanizados). A análise da fragmentação foi feita com o uso dos softwares ArcGis versão 10.4 e Fragstats versão 4.2. Para ordenação das variâncias das métricas entre os anos 2000 e 2015 para cada classe foi realizada análise fatorial PCA (Principal Components Analisys). A análise da vulnerabilidade ambiental da bacia foi estimada pelo método de Análise Hierárquica de Processos (AHP), fusificação de quatorze subcritérios em formato matricial organizados em fatores fisiográficos, antropogênicos e climáticos. A estimativa de potencial e provimento de serviços ecossistêmicos foi avaliada a partir do mapa de uso /cobertura da terra. No período de quinze anos houve uma redução de 16% da cobertura Savana-estépica florestada - SEF, com incremento positivo de 13,93% da área de uso intensivo, o que demonstra uma conversão direta entre essas duas classes da paisagem. Entre as métricas de paisagem, a conectividade (COHESION) e percentual da maior classe na paisagem (LPI) para cobertura SEF apresentaram as maiores variações entre os anos 2000-2008 com estabilização nos anos subsequentes. As rotações das componentes principais indicam uma forte relação entre os períodos drásticos do déficit hídrico da bacia com as maiores variações da métricas para área da maior classe (PLAND) da SEF e fragmentação com número de manchas (NP) para a cobertura de transição SFE. Os três cenários de vulnerabilidade ambiental indicam que em média 42% da área da bacia do rio Brígida encontram-se entre alta e muito alta vulnerabilidade. A variação do potencial de fornecimento dos serviços ecossistêmicos na bacia do rio Brígida tem alta relação de significância com a capacidade de armazenamento de água dos reservatórios e variação moderada no período de quinze anos para os demais serviços fornecidos pelo uso/cobertura da terra. Os totais estimados em ($USD 1000) para S.E. de provisão são de $USD 4,137.37 e Regulação de $USD 11,442.84. O planejamento do uso dos recursos naturais deve levar em consideração as fragilidades dos ecossistemas e das bacias hidrográficas como unidade da paisagem para adoção de medidas de conservação, gestão e controle do uso dos recursos naturais. |
Abstract: | Landscape design, resilience, and the provision of ecosystem services are associated with occupation and land use. Forest cover plays important roles in environmental balance, and knowledge of its spatial dynamics and distribution has been central to river basin planning and management. The study site was the area of the Brígida river, Northeastern Brazil. The objective of this work was to analyze the pattern of forest fragmentation and its implications for the environmental vulnerability of the Brígida river Basin. To perform the work, remote sensing techniques were used in conjunction with landscape metrics and map algebras. Were performed Image processing, training and supervised classification on the GHG in-earth platform - Google Earth Engine, Code and Workspace mode. We used Landsat Collection 1 orbital images generated by the Landsat 4-5 sensor Thematic Mapper TM, Landsat 7 sensor Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +) and Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) for orbit 217 points 65 and 66, in the period between the years 2000 to 2015 and spatial resolution of 30 m. The Random Forests classification algorithm and the accuracy calculation was performed with the API of the acuracy GH based on the matrix of confusion among the classes agriculture, water, Savannah-Southeastern Forest, Savannah / Seasonal Forest and Intensive Use (Rainfed agriculture, pasture native soil, exposed soil, agricultural fallow and urbanized nucleus). Fragmentation analysis was done using the software ArcGis version 10.4 and Fragstats version 4.2. To order the variances of the metrics between the years 2000 and 2015 for each class, a PCA (Principal Components Analysis) factorial analysis was performed. The analysis of the environmental vulnerability of the basin was estimated by the method of Hierarchical Analysis of Processes (AHP), fusification of fourteen subcriteria in a matrix format organized in physiographic, anthropogenic and climatic factors. The estimation of potential and provision of ecosystem services was evaluated from the map of land use / coverage. In the fifteen-year period, there was a 16% reduction in the Savannah-Steep Forested cover - SEF, with a positive increase of 13.93% of the intensive use area, which demonstrates a direct conversion between these two landscape classes. Among the landscape metrics, the connectivity (COHESION) and percentage of the highest class in the landscape (LPI) for SEF coverage showed the greatest variations between the years 2000-2008 with stabilization in subsequent years. The rotations of the main components indicate a strong relationship between the drastic periods of the basin water deficit with the largest variations of the SEF higher class metrics (PLAND) and spot number fragmentation (NP) for the SFE transition cover. The three scenarios of environmental vulnerability indicate that on average 42% of the basin area is between high and very high vulnerability. The variation in the supply potential of ecosystem services in the basin has a high relation of significance with the water storage capacity of the reservoirs and a moderate variation in the period of fifteen years for the other services provided by the land use / cover. The estimated totals in ($ USD 1000) for S.E. of provision are of USD 4,137.37 and Regulation of $ USD 11,442.84. Planning of the use of natural resources should take into account the fragilities of ecosystems and river basins as a unit of the landscape for adopting measures of conservation, management and control of the use of natural resources. |
Palavras-chave: | Mudança climática Fragmento florestal Bacia hidrográfica Ecossistema |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal Rural de Pernambuco |
Sigla da instituição: | UFRPE |
Departamento: | Departamento de Ciência Florestal |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais |
Citação: | SILVA, João Paulo Ferreira da. Vulnerabilidade ambiental às mudanças climáticas e ao uso e cobertura da terra na região semiárida do nordeste do Brasil. 2019. 168 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8218 |
Data de defesa: | 25-Feb-2019 |
Appears in Collections: | Doutorado em Ciências Florestais |
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