[pt] Os processos de transformação da paisagem são resultantes da interação de elementos (bióticos e abióticos) que compõe a superfície da Terra. Baseia-se, a partir de uma perspectiva holística, no inter-relacionamento de uma série de ações e objetos que confluem para que a paisagem seja percebida como um momento sintético da confluência de inúmeras temporalidades. Desta maneira, as geotecnologias passam a se constituir como um importante aparato técnico-científico para a interpretação desta realidade ao possibilitar novas e diferentes formas do ser humano interpretar a paisagem. Um dos produtos gerados a partir desta interpretação é a classificação de uso e cobertura do solo e que se configura como um instrumento central para a análise das dinâmicas territoriais. Desta maneira, o objetivo do presente trabalho é elaboração de um modelo de classificação semi-automática baseada em conhecimento geográfico para o levantamento do padrão de uso e cobertura da paisagem a partir da utilização de imagens de satélite de alta resolução, tendo como recorte analítico uma área na porção setentrional no Maciço da Tijuca. O modelo baseado na análise de imagens baseadas em objetos, quando confrontados com a classificação visual, culminou em um valor acima de 80 por cento de correspondência tanto para imagens de 2010 e 2009, apresentando valores bastante elevados também na comparação classe a classe. A elaboração do presente modelo contribuiu diretamente para a otimização da produção dos dados elaborados contribuindo sobremaneira para a aceleração da interpretação das imagens analisadas, assim como para a minimização de erros ocasionados pela subjetividade atrelada ao próprio classificador. / [en] The transformation processes of the landscape are results from the interaction of factors (biotic and abiotic) that makes up the Earth s surface. This interaction, from a holistic perspective, is then based on the inter-relationship of a series of actions and objects that converge so that landscape is perceived as a moment of confluence of numerous synthetic temporalities. Thus, the geotechnologies come to constitute an important technical and scientific apparatus for the interpretation of this reality by enabling new and different ways of interpreting the human landscape. One of the products that can be generated from this interpretation is the use classification and land cover and is configured as a central instrument for the analysis of territorial dynamics. Thus, the aim of this work is the development of a semi-automatic classification model based on geographic knowledge to survey the pattern of land use and cover the landscape from the use of satellite images of high resolution, with the analytical approach an area in the northern portion of the Tijuca Massif. The model built on an Object-Based Image Analysis, when confronted with the visual classification, culminated in a value above 80 percent match for 2010 and 2009, with very high values in the comparison class to class. The development of this model directly contributed to the optimization of the production of processed data contributing greatly to the acceleration of the interpretation of the images analyzed, as well as to minimize errors caused by the subjectivity linked to the classifier itself.

A detecção de mudanças no uso e na cobertura do solo pode ser considerada a função do sensoriamento remoto que agrega uma dimensão temporal à análise das informações contidas nas imagens. Ao confrontá-las duas a duas, para identificar, localizar e qualificar as transformações que ocorreram na cobertura e no uso do solo em determinados espaço e tempo, através das respostas espectrais registradas nos pares de pixels homólogos quando aplicados limiares que permitam distinguir entre a mudança e a não mudança. A análise ponto a ponto, ou instante a instante permite inferir sobre a quantidade e qualidade das mudanças detectadas em uma região durante um determinado período. Já a análise comparativa entre dois ou mais destes resultados, utilizando uma série temporal de imagens, permite inferir acerca da dinâmica das transformações em vários outros aspectos; como topologia, intensidade, tipo de mudança (substituição ou conversão) e taxa de mudança. São várias as técnicas disponíveis para a detecção de mudanças no uso e cobertura do solo a partir de imagens digitais, obtidas por sensores orbitais, dois grandes grupos podem ser propostos: técnicas de pré-classificação e de pós-classificação, diferindo fundamentalmente sobre quais produtos são aplicados os limiares da detecção das mudanças, se sobre produtos temáticos da classificação de imagens, ou se sobre imagens diretamente. Este trabalho utiliza técnicas de detecção baseadas em subtração de imagens de ambos os grupos, especificamente, a pós-classificação por máxima verossimilhança e da pré-classificação, por Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) e por Transformada Kauth-Thomas (KT), nesse caso o componente de verdor. Visa avaliar a sensibilidade e adequação destas técnicas para a análise das transformações ocorridas no uso e da cobertura do solo durante os dois períodos de comparação: 1988 a 2001 e 2001 a 2006 e no conjunto dos 18 anos, na captação das tendências das transformações deste ambiente da Campanha Sul do Estado do Rio Grande do Sul, que é majoritariamente rural, muito dinâmico e bastante heterogêneo. Considerando que durante o período abrangido neste trabalho, grandes fazendas tradicionais de pecuária, em um primeiro momento, foram convertidas para agricultura familiar através da criação intensiva de assentamentos da reforma agrária, ocorrida entre a metade dos anos 80 e a metade dos anos 90, mais recentemente, substituídas por plantios florestais da indústria do papel. Os resultados permitiram confrontar os tratamentos e verificar as acurácias das detecções e identificar as principais dificuldades, em especial, o efeito da fenologia nas diversas fases em que se apresentam nas substituições florestais de ciclos longos. A dificuldade da técnica KT, em lidar com plantios semi-perenes e perenes, a impossibilidade de se considerar áreas cobertas em algum momento por nuvens. Por fim, corrobora com a inviabilidade do estabelecimento a priori da melhor técnica, ou mesmo, daquela mais acurada, sem que sejam considerados plenamente os objetivos, a escala, a natureza do ambiente analisado e as classes de mudança estabelecidas para o trabalho, além da qualidade das imagens disponíveis. / The detection of alterations in land use and cover can be considered as being an operation in Remote Sensing which adds a time dimension to the analysis of information in images. This is done when images are compared, by groups of two, at certain space and time looking for spectral responses stored in pairs of homologous pixels, through the application of thresholds which lead to the differentiation between change and non-change. A point-to-point, or instant-to-instant analysis, permits to infer on the amount and quality of alterations detected in a region, during a certain period. The comparative analysis between two or more of these results, via a time series of images, informs on the dynamics of transformations in other aspects, as topology, intensity, kind of change (substitution or conversion), and change rate. Several techniques are available to detect alterations in land use and cover, from digital images collected by orbital sensors. Two larger groups can be highlighted: preclassification techniques, and post-classification techniques. They differ basically on over which products the thresholds defining changes are applied, these products being either thematic ones for image classification, or the image itself. This work uses detection techniques based on image subtraction of both groups. Pre-classification uses the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Kauth-Thomas Transform (KT), the green index in this last case. Post-classification uses the Maximum Likelihood. The objective is to estimate the sensitivity and adequacy of these techniques for the detection and analysis of changes in land use and cover during two comparison periods: the first one is from 1988 to 2001; the second, from 2001 to 2006. Besides, the whole 18-years period is studied to detect tendencies of the transformation of the region. The study area is at the Campanha Sul region, at Rio Grande do Sul State Brazil. It is largely rural, heterogeneous and dynamic, since during the period covered (1988-2006) large estates where either converted into smaller properties, family-managed; though an intensive policy of agrarian reform (from the mid-eighties to the mid-nineties), or, more recently, by industrial-style cultures of forests to serve the paper industry. The results allowed comparing the different treatments and to verify the accuracy of detections. The main difficulties were the phonological cycles, the various phases of long-cycle artificial forests, the limitations of the KT technique to handle semi-perennial cultures, and cloud-covered areas. It was not possible to clearly define the better or more accurate technique; this definition depends of specific objectives, of the scale and nature of the study region, and of the classes of change being analyzed, besides of the quality of available images.

As transformações no espaço rural do município de São José dos Ausentes, Campos de Cima da Serra, Rio Grande do Sul, no período de 1985 a 2009 são analisadas nesta tese. A abordagem teórico metodológica que norteia esta pesquisa é a paisagem em seus aspectos materiais e subjetivos. O uso do sensoriamento remoto orbital com imagens do LANDSAT5 e SIG permitiu identificar e definir as alterações nas paisagens através do registro dos usos e cobertura do solo. As alterações observadas em São José dos Ausentes estão associadas à expansão dos cultivos agrícolas e arbóreos exóticos, principalmente Pinus sp., sobre os campos nativos. Os dados revelam a expansão dos cultivos arbóreos de aproximadamente, 414%. O solo exposto associado às áreas em preparo agrícola cresceu 1.748% no período investigado. O campo nativo apresentou decréscimo em área de aproximadamente 38 km2. A hipótese que norteou esta tese foi que as estratégias de diversificação econômica adotada pelos sujeitos sociais, basicamente os produtores pecuaristas são balizadas por fatores condicionantes endógenos e exógenos. Os condicionantes endógenos estariam ligados a valores simbólicos e práticas culturais que condicionam as escolhas dos sistemas técnicos e manejos utilizados na gestão dos estabelecimentos rurais e a sua relação com o espaço vivido. Os fatores exógenos estariam associados a estruturas institucionalizadas do Estado, através de políticas que delimitam e estruturam as atividades produtivas. Estes fatores são o conteúdo dos processos de modificação do espaço rural que são expressos em distintas paisagens. As estratégias dos produtores rurais foram definidas como conservadoras e inovadoras. A identificação destes dois principais processos de diversificação produtiva nos estabelecimentos rurais está calcada nas ações empreendidas pelos produtores pecuaristas, frente a um portfólio de opções que são limitadas pela percepção de maior ou menor risco, sucesso, resistências, e dificuldades em adotar novos modelos técnicos e de gestão nas atividades. As estruturas institucionalizadas do Estado através de políticas ambientais e econômicas também contribuem para delimitar e orientar a tomada de decisão dos produtores rurais na gestão dos seus estabelecimentos. Assim as paisagens de São José dos Ausentes expressam um momento histórico de mudanças relacionadas aos novos sistemas produtivos associados à expansão dos cultivos agrícolas e arbóreos, em detrimento da pecuária de corte extensiva. / The transformations in the rural area of the municipality of São José dos Ausentes, Campos de Cima da Serra, Rio Grande do Sul, Brazil, in the period from 1985 to 2009 are analysed in this thesis. The theoretical and methodological approach that guides this research is the landscape in its material and subjective aspects. The use of remote sensing with orbital LANDSAT5 image and GIS enables to identify and define changes in landscapes, through the record of uses of the soil and its cover. The changes observed in São José dos Ausentes are associated to the expansion of agricultural and exotic trees crops, especially exotic Pinus SP, on the grasslands. The data collected show expansion of arboreal cultivations of approximately 414 %. The exposed soil associated with the agricultural preparation areas grew 1,748% over the period investigated. The native field fell in an area of approximately 38 km2. The assumption that has guided this thesis was that economic diversification strategies adopted by social subjects, basically producers ranchers are buoyed by endogenous and exogenous conditions. The endogenous constraints would be linked to symbolic values and cultural practices that influence the choice of the technical and management systems used in the management of rural settlements and their relationship with the space lived. Exogenous factors are linked to institutionalized structures of the State, through policies that limit and structure the production activities. These factors are the contents of the modification processes of rural areas that are expressed in different landscapes. The strategies of rural producers were defined as conservative and innovative. The identification of these two main processes of productive diversification in rural establishments is based on the actions undertaken by the ranchers producers, against a portfolio of the options are limited by the perception of greater or lesser risk, success, resistance and difficulties in adopting new technical and management models in the activities. The institutionalized structures of the State through environmental and economic policies also contribute to define and guide the decision-making of farmers in managing their businesses. Thus the landscapes of São José dos Ausentes express a historic moment of change related to new production systems associated with the expansion of agricultural crops and trees, at the expense of extensive beef cattle.

As Unidades de Conservação (UC) são espaços territoriais com características naturais relevantes, que têm a função de assegurar a representatividade de amostras significativas e ecologicamente viáveis das diferentes populações, habitats e ecossistemas. A Legislação Brasileira instituiu no ano de 2000 o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC). Dentre os diversos ambientes encontrados em território nacional, o Pampa tem uma representatividade de apenas 0,4% de sua área protegida, conforme consta no SNUC. O Refúgio da Vida Silvestre Banhado dos Pachecos (RVSBP) é uma UC de proteção integral estadual, localizada no Rio Grande do Sul e no Bioma Pampa, com uma área de 2.560 ha e representa cerca de 3,5% de todas as UC’s de proteção integral desse bioma. O RVSBP criada no ano de 2002, e ainda não possui plano de manejo, bem como carece de maiores investimentos e atenção. O uso de imagens de satélites como subsídio aos estudos ambientais já está consolidado e a interpretação destas imagens, a partir de diversos métodos, para classificar o uso e cobertura da terra, tem se tornado uma constante, munindo os pesquisadores de informações dos diversos processos que possam estar ocorrendo em uma determinada área de estudo, inclusive monitorando as mudanças ao longo do tempo. Os objetivos desta dissertação são os de verificar as mudanças no uso e cobertura do solo ocorridas entre 2001 e 2017 no RVSBP e em seu entorno direto de 10km, baseando-se na análise de imagens de satélite. Para tanto serão mapeadas as classes de uso e cobertura do solo, a partir de imagens dos satélites LANDSAT 5 – Sensor TM, LANDSAT 7 – Sensor ETM+ e LANDSAT 8 – Sensor OLI, para os anos de 2001, 2009 e 2017. O método de detecção das mudanças no uso e cobertura do solo aplicada foi a técnica de comparação pós-classificação para uma melhor compreensão das interações entre os fenômenos naturais e as atividades humanas. Essa técnica foi aplicada para os períodos de 2001 a 2009, de 2009 a 2017 e de 2001 a 2017. Para o período de 2001 a 2009 as mudanças ocorreram em 17,5% da área de estudo e em 19,9% do RVSBP. Para o período de 2009 a 2017 as mudanças ocorreram em 22,8% da área de estudo e em 23,9% do RVSBP. Para o período de 2001 a 2017 as mudanças ocorreram em 24% da área de estudo e em 32% do RVSBP. Dentre esses 32% a classe que apresentou os maiores acréscimos de área foram as classes de Agricultura – Arroz e de Associação de Sítio e produtores rurais, que respectivamente compreendem áreas de 410 hectares e de 135 hectares. As classes que foram mais impactadas com perda de área foram as classes Banhado e Vegetação Arbórea, que respectivamente compreendem áreas de 435 hectares e de 173 hectares. A análise de detecção de mudanças se mostrou efetiva como uma forma de monitoramento sistemático do uso e cobertura do solo do RVSBP e entorno, trazendo elementos importantes para a gestão da UC. / Conservation Units (UC) are territorial spaces with relevant natural characteristics, which have a role of ensuring the representativeness of significant and ecologically viable samples of different populations, habitats and ecosystems. Brazilian legistlation established in 2000 the National System of Nature Conservation Units (SNUC). Among the several environments found in the national territory, the Pampa has a representation of only 0,4% of its own protected area, according to SNUC. The Wildlife Refuge Banhado dos Pachecos (RVSBP) is a state UC of integral protection, located in Rio Grande do Sul and Bioma Pampa, with 2.560 ha and comprises about 3,5% of all integral protection UC of this biome. RVSBP was created in 2002, still does not have a management plan, and lacks greater investments and attention. The use of satellite images to suppott environmental studies is already consolidate and the interpretation of these images, using different methods, to classify land and use cover, has become a constant, providing researchers with information on the various processes that may be occurring in a particular study area, including monitoring changes over time. The objective of this dissertation is to verify the changes in the land use and cover occurred between 2001 and 2017 in RVSBP and in its surrounds of 10km, based on the analysis of satellite images. Therefore, the land and use coverage classes were mapped using images from the LANDSAT 5 - Sensor TM, LANDSAT 7 - ETM + and LANDSAT 8 - OLI Sensor, for the years 2001, 2009 and 2017. The method of detecting changes in land use and cover was the post-classification comparison technique for a better understanding of the interactions between natural phenomena and human activities. This technique was applied for the periods from 2001 to 2009, from 2009 to 2017, and from 2001 to 2017. For the period 2001 to 2009 the changes occurred in 17,5% of the whole study area and in 19,9% of RVSBP. For the period from 2009 to 2017, changes occurred in 22,8% of the whole study area and 23,9% of RVSBP. For the period from 2001 to 2017, changes occurred in 24% of the whole study area and 32% of RVSBP. Among these 32%, the class with the greatest increases in area were Agriculture – Rice crops and Site Association of Rural Producers, which respectively comprises areas of 410 hectares and 135 hectares. The classes that were most impacted with loss of area were the class Weands and Arboreal Vegetation, which respectively comprise areas of 435 and 173 hectares. The change detection analysis was effective as a way of systematically monitoring the land use and coverage of RVSBP and surroundings, bringing important elements to the management of the UC.

A detecção de mudanças no uso e na cobertura do solo pode ser considerada a função do sensoriamento remoto que agrega uma dimensão temporal à análise das informações contidas nas imagens. Ao confrontá-las duas a duas, para identificar, localizar e qualificar as transformações que ocorreram na cobertura e no uso do solo em determinados espaço e tempo, através das respostas espectrais registradas nos pares de pixels homólogos quando aplicados limiares que permitam distinguir entre a mudança e a não mudança. A análise ponto a ponto, ou instante a instante permite inferir sobre a quantidade e qualidade das mudanças detectadas em uma região durante um determinado período. Já a análise comparativa entre dois ou mais destes resultados, utilizando uma série temporal de imagens, permite inferir acerca da dinâmica das transformações em vários outros aspectos; como topologia, intensidade, tipo de mudança (substituição ou conversão) e taxa de mudança. São várias as técnicas disponíveis para a detecção de mudanças no uso e cobertura do solo a partir de imagens digitais, obtidas por sensores orbitais, dois grandes grupos podem ser propostos: técnicas de pré-classificação e de pós-classificação, diferindo fundamentalmente sobre quais produtos são aplicados os limiares da detecção das mudanças, se sobre produtos temáticos da classificação de imagens, ou se sobre imagens diretamente. Este trabalho utiliza técnicas de detecção baseadas em subtração de imagens de ambos os grupos, especificamente, a pós-classificação por máxima verossimilhança e da pré-classificação, por Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) e por Transformada Kauth-Thomas (KT), nesse caso o componente de verdor. Visa avaliar a sensibilidade e adequação destas técnicas para a análise das transformações ocorridas no uso e da cobertura do solo durante os dois períodos de comparação: 1988 a 2001 e 2001 a 2006 e no conjunto dos 18 anos, na captação das tendências das transformações deste ambiente da Campanha Sul do Estado do Rio Grande do Sul, que é majoritariamente rural, muito dinâmico e bastante heterogêneo. Considerando que durante o período abrangido neste trabalho, grandes fazendas tradicionais de pecuária, em um primeiro momento, foram convertidas para agricultura familiar através da criação intensiva de assentamentos da reforma agrária, ocorrida entre a metade dos anos 80 e a metade dos anos 90, mais recentemente, substituídas por plantios florestais da indústria do papel. Os resultados permitiram confrontar os tratamentos e verificar as acurácias das detecções e identificar as principais dificuldades, em especial, o efeito da fenologia nas diversas fases em que se apresentam nas substituições florestais de ciclos longos. A dificuldade da técnica KT, em lidar com plantios semi-perenes e perenes, a impossibilidade de se considerar áreas cobertas em algum momento por nuvens. Por fim, corrobora com a inviabilidade do estabelecimento a priori da melhor técnica, ou mesmo, daquela mais acurada, sem que sejam considerados plenamente os objetivos, a escala, a natureza do ambiente analisado e as classes de mudança estabelecidas para o trabalho, além da qualidade das imagens disponíveis. / The detection of alterations in land use and cover can be considered as being an operation in Remote Sensing which adds a time dimension to the analysis of information in images. This is done when images are compared, by groups of two, at certain space and time looking for spectral responses stored in pairs of homologous pixels, through the application of thresholds which lead to the differentiation between change and non-change. A point-to-point, or instant-to-instant analysis, permits to infer on the amount and quality of alterations detected in a region, during a certain period. The comparative analysis between two or more of these results, via a time series of images, informs on the dynamics of transformations in other aspects, as topology, intensity, kind of change (substitution or conversion), and change rate. Several techniques are available to detect alterations in land use and cover, from digital images collected by orbital sensors. Two larger groups can be highlighted: preclassification techniques, and post-classification techniques. They differ basically on over which products the thresholds defining changes are applied, these products being either thematic ones for image classification, or the image itself. This work uses detection techniques based on image subtraction of both groups. Pre-classification uses the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Kauth-Thomas Transform (KT), the green index in this last case. Post-classification uses the Maximum Likelihood. The objective is to estimate the sensitivity and adequacy of these techniques for the detection and analysis of changes in land use and cover during two comparison periods: the first one is from 1988 to 2001; the second, from 2001 to 2006. Besides, the whole 18-years period is studied to detect tendencies of the transformation of the region. The study area is at the Campanha Sul region, at Rio Grande do Sul State Brazil. It is largely rural, heterogeneous and dynamic, since during the period covered (1988-2006) large estates where either converted into smaller properties, family-managed; though an intensive policy of agrarian reform (from the mid-eighties to the mid-nineties), or, more recently, by industrial-style cultures of forests to serve the paper industry. The results allowed comparing the different treatments and to verify the accuracy of detections. The main difficulties were the phonological cycles, the various phases of long-cycle artificial forests, the limitations of the KT technique to handle semi-perennial cultures, and cloud-covered areas. It was not possible to clearly define the better or more accurate technique; this definition depends of specific objectives, of the scale and nature of the study region, and of the classes of change being analyzed, besides of the quality of available images.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-08T15:58:46Z No. of bitstreams: 1 PGCS17MA167.pdf: 1869193 bytes, checksum: d607c94be1d50fbf1dc0c4b56500c279 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-08T15:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS17MA167.pdf: 1869193 bytes, checksum: d607c94be1d50fbf1dc0c4b56500c279 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Capes / In agricultural production systems soil degradation by water erosion is one of the main causes of environmental contamination, whose erosion is strongly influenced by slope length, among other factors. The objective of this work was to quantify the losses of soil (PS) and water (PA), in different slope lengths, in a field experiment, cultivated in a no-tillage system under natural rainfall condition, Lages, SC. The treatments, with two replications, consisted of slope lengths of 11, 22, 33 and 44 m, at an average slope of 8%. Erosion was evaluated during the growing season of the consortium with black oats, turnip and common vetch between july and november 2015, between november and february 2015/2016 with single black bean, and between march and july 2016 with single black oats , in individual events of 49 erosive rains. Water erosion increased with increasing slope length, in the range between 11 and 44 m, establishing a potential relationship between the variables. Soil losses decreased from the first crop shortly after the implantation of the no-tillage, from this to the second crop and from this crop to the third crop. Soil losses were linearly and positively related to rainfall erosivity and water losses, while water losses were related in the same manner to slope length and rainfall height in the growing condition of the soil. Soil in the form of no-tilla / Nos sistemas de produção agrícola a degradação do solo por erosão hídrica é uma das principais causas de contaminação ambiental, cuja erosão é fortemente influenciada pelo comprimento de declive, dentre outros fatores. Com este trabalho objetivou-se quantificar as perdas de solo (PS) e água (PA), em diferentes comprimentos de declive num Cambissolo Húmico Alumínico léptico, em experimento de campo, cultivado em sistema de semeadura direta, em condição de chuva natural, em Lages, SC. Os tratamentos, com duas repetições, constituíram-se nos comprimentos de declive de 11, 22, 33 e 44 m, em uma declividade média de 8%. Avaliou-se a erosão no período de cultivo do consórcio com aveia, nabo e ervilhaca entre julho e novembro de 2015, entre novembro de 2015 e fevereiro de 2016 com feijão preto solteiro e, de março a julho de 2016 com aveia preta solteira, em eventos individuais de 49 chuvas erosivas. A erosão hídrica aumentou com o aumento do comprimento de declive, no intervalo entre 11 m e 44 m, estabelecendo uma relação potencial entre as variáveis. As perdas de solo diminuiram do primeiro cultivo logo após a implantação da semeadura direta, deste para o segundo cultivo e, deste cultivo para o terceiro. As perdas de solo relacionaram-se linear e positivamente com a erosividade das chuvas e com as perdas de água, enquanto, as perdas de água relacionaram-se do mesmo modo com o comprimento de declive e com a altura de chuva em condição de cultivo do solo na forma de semeadura direta. As perdas de solo variaram menos do que as perdas de água, tanto entre os comprimentos de declive, quanto, entre os cultivos

As transformações no espaço rural do município de São José dos Ausentes, Campos de Cima da Serra, Rio Grande do Sul, no período de 1985 a 2009 são analisadas nesta tese. A abordagem teórico metodológica que norteia esta pesquisa é a paisagem em seus aspectos materiais e subjetivos. O uso do sensoriamento remoto orbital com imagens do LANDSAT5 e SIG permitiu identificar e definir as alterações nas paisagens através do registro dos usos e cobertura do solo. As alterações observadas em São José dos Ausentes estão associadas à expansão dos cultivos agrícolas e arbóreos exóticos, principalmente Pinus sp., sobre os campos nativos. Os dados revelam a expansão dos cultivos arbóreos de aproximadamente, 414%. O solo exposto associado às áreas em preparo agrícola cresceu 1.748% no período investigado. O campo nativo apresentou decréscimo em área de aproximadamente 38 km2. A hipótese que norteou esta tese foi que as estratégias de diversificação econômica adotada pelos sujeitos sociais, basicamente os produtores pecuaristas são balizadas por fatores condicionantes endógenos e exógenos. Os condicionantes endógenos estariam ligados a valores simbólicos e práticas culturais que condicionam as escolhas dos sistemas técnicos e manejos utilizados na gestão dos estabelecimentos rurais e a sua relação com o espaço vivido. Os fatores exógenos estariam associados a estruturas institucionalizadas do Estado, através de políticas que delimitam e estruturam as atividades produtivas. Estes fatores são o conteúdo dos processos de modificação do espaço rural que são expressos em distintas paisagens. As estratégias dos produtores rurais foram definidas como conservadoras e inovadoras. A identificação destes dois principais processos de diversificação produtiva nos estabelecimentos rurais está calcada nas ações empreendidas pelos produtores pecuaristas, frente a um portfólio de opções que são limitadas pela percepção de maior ou menor risco, sucesso, resistências, e dificuldades em adotar novos modelos técnicos e de gestão nas atividades. As estruturas institucionalizadas do Estado através de políticas ambientais e econômicas também contribuem para delimitar e orientar a tomada de decisão dos produtores rurais na gestão dos seus estabelecimentos. Assim as paisagens de São José dos Ausentes expressam um momento histórico de mudanças relacionadas aos novos sistemas produtivos associados à expansão dos cultivos agrícolas e arbóreos, em detrimento da pecuária de corte extensiva. / The transformations in the rural area of the municipality of São José dos Ausentes, Campos de Cima da Serra, Rio Grande do Sul, Brazil, in the period from 1985 to 2009 are analysed in this thesis. The theoretical and methodological approach that guides this research is the landscape in its material and subjective aspects. The use of remote sensing with orbital LANDSAT5 image and GIS enables to identify and define changes in landscapes, through the record of uses of the soil and its cover. The changes observed in São José dos Ausentes are associated to the expansion of agricultural and exotic trees crops, especially exotic Pinus SP, on the grasslands. The data collected show expansion of arboreal cultivations of approximately 414 %. The exposed soil associated with the agricultural preparation areas grew 1,748% over the period investigated. The native field fell in an area of approximately 38 km2. The assumption that has guided this thesis was that economic diversification strategies adopted by social subjects, basically producers ranchers are buoyed by endogenous and exogenous conditions. The endogenous constraints would be linked to symbolic values and cultural practices that influence the choice of the technical and management systems used in the management of rural settlements and their relationship with the space lived. Exogenous factors are linked to institutionalized structures of the State, through policies that limit and structure the production activities. These factors are the contents of the modification processes of rural areas that are expressed in different landscapes. The strategies of rural producers were defined as conservative and innovative. The identification of these two main processes of productive diversification in rural establishments is based on the actions undertaken by the ranchers producers, against a portfolio of the options are limited by the perception of greater or lesser risk, success, resistance and difficulties in adopting new technical and management models in the activities. The institutionalized structures of the State through environmental and economic policies also contribute to define and guide the decision-making of farmers in managing their businesses. Thus the landscapes of São José dos Ausentes express a historic moment of change related to new production systems associated with the expansion of agricultural crops and trees, at the expense of extensive beef cattle.

As Unidades de Conservação (UC) são espaços territoriais com características naturais relevantes, que têm a função de assegurar a representatividade de amostras significativas e ecologicamente viáveis das diferentes populações, habitats e ecossistemas. A Legislação Brasileira instituiu no ano de 2000 o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza (SNUC). Dentre os diversos ambientes encontrados em território nacional, o Pampa tem uma representatividade de apenas 0,4% de sua área protegida, conforme consta no SNUC. O Refúgio da Vida Silvestre Banhado dos Pachecos (RVSBP) é uma UC de proteção integral estadual, localizada no Rio Grande do Sul e no Bioma Pampa, com uma área de 2.560 ha e representa cerca de 3,5% de todas as UC’s de proteção integral desse bioma. O RVSBP criada no ano de 2002, e ainda não possui plano de manejo, bem como carece de maiores investimentos e atenção. O uso de imagens de satélites como subsídio aos estudos ambientais já está consolidado e a interpretação destas imagens, a partir de diversos métodos, para classificar o uso e cobertura da terra, tem se tornado uma constante, munindo os pesquisadores de informações dos diversos processos que possam estar ocorrendo em uma determinada área de estudo, inclusive monitorando as mudanças ao longo do tempo. Os objetivos desta dissertação são os de verificar as mudanças no uso e cobertura do solo ocorridas entre 2001 e 2017 no RVSBP e em seu entorno direto de 10km, baseando-se na análise de imagens de satélite. Para tanto serão mapeadas as classes de uso e cobertura do solo, a partir de imagens dos satélites LANDSAT 5 – Sensor TM, LANDSAT 7 – Sensor ETM+ e LANDSAT 8 – Sensor OLI, para os anos de 2001, 2009 e 2017. O método de detecção das mudanças no uso e cobertura do solo aplicada foi a técnica de comparação pós-classificação para uma melhor compreensão das interações entre os fenômenos naturais e as atividades humanas. Essa técnica foi aplicada para os períodos de 2001 a 2009, de 2009 a 2017 e de 2001 a 2017. Para o período de 2001 a 2009 as mudanças ocorreram em 17,5% da área de estudo e em 19,9% do RVSBP. Para o período de 2009 a 2017 as mudanças ocorreram em 22,8% da área de estudo e em 23,9% do RVSBP. Para o período de 2001 a 2017 as mudanças ocorreram em 24% da área de estudo e em 32% do RVSBP. Dentre esses 32% a classe que apresentou os maiores acréscimos de área foram as classes de Agricultura – Arroz e de Associação de Sítio e produtores rurais, que respectivamente compreendem áreas de 410 hectares e de 135 hectares. As classes que foram mais impactadas com perda de área foram as classes Banhado e Vegetação Arbórea, que respectivamente compreendem áreas de 435 hectares e de 173 hectares. A análise de detecção de mudanças se mostrou efetiva como uma forma de monitoramento sistemático do uso e cobertura do solo do RVSBP e entorno, trazendo elementos importantes para a gestão da UC. / Conservation Units (UC) are territorial spaces with relevant natural characteristics, which have a role of ensuring the representativeness of significant and ecologically viable samples of different populations, habitats and ecosystems. Brazilian legistlation established in 2000 the National System of Nature Conservation Units (SNUC). Among the several environments found in the national territory, the Pampa has a representation of only 0,4% of its own protected area, according to SNUC. The Wildlife Refuge Banhado dos Pachecos (RVSBP) is a state UC of integral protection, located in Rio Grande do Sul and Bioma Pampa, with 2.560 ha and comprises about 3,5% of all integral protection UC of this biome. RVSBP was created in 2002, still does not have a management plan, and lacks greater investments and attention. The use of satellite images to suppott environmental studies is already consolidate and the interpretation of these images, using different methods, to classify land and use cover, has become a constant, providing researchers with information on the various processes that may be occurring in a particular study area, including monitoring changes over time. The objective of this dissertation is to verify the changes in the land use and cover occurred between 2001 and 2017 in RVSBP and in its surrounds of 10km, based on the analysis of satellite images. Therefore, the land and use coverage classes were mapped using images from the LANDSAT 5 - Sensor TM, LANDSAT 7 - ETM + and LANDSAT 8 - OLI Sensor, for the years 2001, 2009 and 2017. The method of detecting changes in land use and cover was the post-classification comparison technique for a better understanding of the interactions between natural phenomena and human activities. This technique was applied for the periods from 2001 to 2009, from 2009 to 2017, and from 2001 to 2017. For the period 2001 to 2009 the changes occurred in 17,5% of the whole study area and in 19,9% of RVSBP. For the period from 2009 to 2017, changes occurred in 22,8% of the whole study area and 23,9% of RVSBP. For the period from 2001 to 2017, changes occurred in 24% of the whole study area and 32% of RVSBP. Among these 32%, the class with the greatest increases in area were Agriculture – Rice crops and Site Association of Rural Producers, which respectively comprises areas of 410 hectares and 135 hectares. The classes that were most impacted with loss of area were the class Weands and Arboreal Vegetation, which respectively comprise areas of 435 and 173 hectares. The change detection analysis was effective as a way of systematically monitoring the land use and coverage of RVSBP and surroundings, bringing important elements to the management of the UC.

A bacia do Rio Corumbataí é estratégica para o abastecimento de água para cidades como Rio Claro e Piracicaba e representa um agroecossistema característico da região Sudeste do Brasil. Foi delineado um estudo para conhecer as relações entre a diversidade de peixes de riachos e o uso e a cobertura do solo. Foi avaliada a hipótese nula: a abundância total em indivíduos, a diversidade (índice de Shannon, H\') e o número de grupos tróficos (GT) não é influenciada pelo uso e cobertura do solo. A Bacia do Rio Corumbataí foi dividida em microbacias da ordem de 200 hectares. Estas foram categorizadas quanto ao predomínio (cobertura dominante, CD) de canaviais, pastagens e matas nativas. As microbacias de pastagens foram separada em dois grupos quanto à porcentagem de matas nativas em sua área de preservação permanente ao longo dos canais (APP), constituindo quatro grupos de microbacias. Foram escolhidas 60 microbacias alocadas nestes grupos. Um banco de dados sobre a Bacia foi usado para caracterizar as microbacias quanto ao uso e cobertura do solo, aspectos do relevo e rede de drenagem, tipo de solo e geologia. No campo, foram selecionados trechos de riacho para a amostragem de peixes, que foram caracterizados quanto às suas características do entorno e do canal e quanto à parâmetros físicos e químicos da água. Cada trecho foi amostrado duas vezes: uma na estação chuvosa, uma na estação seca, ao longo dos anos de 2003 e 2004. Análises de variância e de médias sobre os descritores de abundância e diversidade agrupados por CD indicaram diferenças significativas entre os grupos definidos. Maior diversidade (H\' e GT) foi encontrada em microbacias de predomínios de pastagens e menor em microbacias de matas nativas. As diferenças são mais claras quando ocorrem matas nativas ou pastagens nas APPs das microbacias. Microbacias de pastagens apresentaram o grupo dos detritívoro-iliófagos e menor número de insetívoros, o que pode ser mediado pelo relevo em que ocorrem e pelo aumento da produtividade devido à ausência de mata na zona ripária. Uma análise de agrupamento revelou a existência de quatro a cinco comunidades mais similares entre si. Análises de correlação e escalonamento multidimensional não-métrico revelaram que a maior parte da diferenciação entre estes agrupamentos é devida ao relevo e a aspectos ambientais que covariam com este fator. O próprio uso do solo depende do relevo, e uma associação entre microbacias com maior porcentagem de matas nativas em sua área, ou em sua APP, e um agrupamento característico de espécies pode ser detectado. Outro agrupamento está associado a regiões de baixa declividade e altitude, onde ocorrem as microbacias de pastagens. As diferenças encontradas refletem, provavelmente,a degradação e a fragmentação florestal, a retração de nascentes e a homogeneização de habitat entre riachos e ribeirões, nas áreas planas. As comunidades de peixes da Bacia do Rio Corumbataí apresentam modificações que podem ser atribuídas ao padrão de uso do solo, dependente do relevo. Este padrão gera processos distintos de degradação do meio ambiente que afeta os agrupamentos característicos de espécies de modo diferenciado. / The Rio Corumbataí watershed is a strategic area for water supply to large urban centers such as Rio Claro and Piracicaba. It is also a typical agroecosystem of Southeastern Brazil. This study was performed in order to understand stream fish diversity and land-use-land-cover (LULC) relationships. The general null hypothesis states that LULC does not relate to fish abundance, diversity (Shannon diversity index, H\') and number of fish trophic groups (GT). SWAT and ArcView softwares were used to split Rio Corumbataí watershed into small (near 200 hectares) catchments. These small catchments were further classified according to its dominant land cover (CD), as either sugar cane plantations, pastures or native forest remnants. A further step on this classification divided pasture-dominated catchments into two groups differing on the amount of native forest remnants along its riparian zone (30 meters wide buffer strips, APP). Thus, four groups of catchments were recognized. Sixty of these catchments were assigned to these groups. A digital database on the Rio Corumbataí watershed was used to perform a thorough description of each of these small catchments in terms of LULC, soil, geology, terrain aspect and hydrology. In the field, 150 meters long reaches on the main catchment stream were selected for sampling fish, by means of electrofishing under a depletion procedure. Stream reach and channel morphology were characterized by using standard sampling protocols, and stream water samples were collected to study physicochemical parameters. Stream reaches were sampled twice, during the rainy and the dry seasons of 2003 and 2004. Stream fish abundance and diversity data were analyzed by means of standard analysis of means and variances, using CD as a categorical predictor. Results showed significant differences among groups. Higher diversity (H\' and GT) was found between pasture-dominated and forested catchments. Differences seemed to be clearer when the distinction between forested and non-forested riparian zones were taken into account on this comparisons. Pasture-dominated catchments were the only group exhibiting the detritivore-iliophagous group and insectivores were always less abundant in these areas. These differences can be ascribed both to channel geomorphic characteristics and increased primary productivity mediated by the absence of riparian forests. A cluster analysis on the similarity among samples indicated the existence of four to five discrete species assemblages. Correlation analysis and non-metric multidimensional scaling on more than 60 habitat variables revealed that most of the assemblage differences can be related to large scale terrain aspects and many correlated habitat features. Land use itself is dependent on terrain characteristics, and there is a clear association among an upland species assemblage and forested dominated catchments and a lowland species assemblages and grassland areas. Results were discussed regarding the hypothesis of forest degradation/fragmentation, downstream springs migration and habitat homogenization between lowland stream reaches and riverine downstream stretches. Stream fish communities in the Rio Corumbataí watershed shows differences that can be related to LULC patterns, which is highly dependent on terrain characteristics. These patterns determine different impacts under the stream network which, in turn, affects upland and lowland species assemblages differently.

O diagnóstico ambiental e a análise da adequabilidade da ocupação permitem a identificação de áreas mais críticas quanto ao nível de degradação, sendo extremamente relevantes para o estabelecimento de medidas de preservação, conservação e recuperação. Este trabalho teve como objetivo realizar um diagnóstico ambiental e analisar a adequabilidade do uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica do ribeirão dos Marins ao longo do tempo e sua influência sobre os recursos hídricos, considerando a legislação vigente, através de técnicas de geoprocessamento. Foram realizadas as análises das mudanças que ocorreram na bacia, da adequabilidade do uso e cobertura do solo e das relações entre alguns aspectos considerados no trabalho. As análises envolveram aspectos relacionados à qualidade da água, ao uso e cobertura do solo, a estrutura da paisagem, ao risco de erosão, a capacidade do uso do solo e a adequabilidade do uso do solo quanto às limitações devido ao risco de erosão, as condições das Áreas de Preservação Permanente (APPs) e ao Código Florestal. Constatou-se que os recursos hídricos da bacia estão sendo degradados, o uso e cobertura do solo está inadequado e um processo de fragmentação está ocorrendo na paisagem. Fontes potenciais de contaminação dos recursos naturais foram identificadas na bacia, comprometendo a qualidade da água utilizada para irrigação de hortaliças. A urbanização é o fator de maior influência na qualidade da água, apesar de predominar na bacia em 1962, 1995 e 2000 a pastagem e a cana-de-açúcar. Um aumento de 6,5 % da área urbana foi verificado em 38 anos. A classe dos fragmentos florestais também aumentou (4,5 %), no entanto, esta é menor nas cabeceiras, região mais exposta a ação erosiva. Áreas inadequadas e adequadas com restrições, mais críticas devido o risco de erosão, correspondem mais de 12 % da bacia e estão diminuindo ao longo dos anos. Situações irregulares com relação à legislação e a preservação ambiental foram detectadas na bacia. Na maior parte das APPs ao longo dos cursos d’água o uso e cobertura do solo está inadequado, principalmente por não cumprir a função ambiental determinada pelo Código Florestal, predominando nestas as pastagens. Uma política ambiental eficiente é necessária, considerando um planejamento ambiental adequado que oriente a ocupação da bacia e a adoção de medidas para a recuperação da mesma. / The environmental diagnostic and the analysis of the occupation suitability allows the identification of more critical areas according to its degradation level, being extremely important for the establishment of preservation, conservation and recovery measures. An environmental diagnostic and suitability analysis of the land use and land cover of the “Ribeirão dos Marins” watershed was carried out, considering the land cover changes through time and its influence on the water resources, in respect to the current environmental legislation, using geoprocessing techniques. Analysis of the changes in the watershed, the suitability of the land use and land cover, and the relation among some aspects considered in this study were performed. The analysis involved aspects related to water quality, land use and land cover, landscape structure, erosion risk, land use capability and suitability of the land use in relation to erosion risk limitations, and environmental legislation, including Permanent Preservation Areas (PPAs). It was observed that the water resources of the basin are being degraded, the land use and land cover is inadequate and landscape fragmentation is underway. Potential contamination sources of the watershed’s natural resources were identified, compromising the water quality used for horticulture irrigation. Urbanization is the main factor influencing water quality, although pastures and sugar cane predominated in the watershed in 1962, 1995 and 2000. A 6.5 % increase in urban area was verified in the last 38 years. Forest fragments also increased in the basin (4.5 %); however, this increase was less intense in the headwaters, were lower soil protection yields a high erosion risk. Areas classified as suitable with restrictions and unsuitable, more critical due the high erosion risk, corresponds more than 12 % of the basin but are reducing through time. Irregular situations regarding the environmental legislation and preservation were detected in the watershed. Land use and land cover are inadequate in a large extent of the PPAs around of the watercourses, mainly for not attending the environmental functions defined by the Forestry Code. These areas are predominantly covered by pastures. An effective environmental policy is necessary, which must consider suitable environmental planning, guiding the occupation of the basin and the adoption of mitigation measures.