Na atualidade, as atividades humanas têm levado a conversão das áreas de florestas tropicais em ecossistemas agropastoris e urbanos. Neste processo, a floresta contínua é interrompida por estas barreiras antrópicas as quais são capazes de impedir o fluxo gênico, aumentando a taxa de endocruzamento, o que pode acarretar a diminuição da variabilidade genética e a consequente perda da biodiversidade. A Mata Atlântica, alvo deste estudo, perdeu aproximadamente 71% de sua área original, sendo que seus remanescentes apresentam, na sua grande maioria, áreas pequenas e isoladas uma das outras. Neste contexto, o objetivo desta tese foi de avaliar a evolução da fragmentação florestal no município de Caxias do Sul-RS entre 1985 e 2011, calibrar um modelo dinâmico espacial deste processo e simular um cenário futuro para o ano de 2021, buscando verificar se as mudanças ocorridas ao longo deste período refletem em uma modificação na qualidade ambiental destes fragmentos florestais levando em consideração índices de ecologia de paisagem. Para atingir o objetivo proposto, foi utilizado uma série temporal de imagens do satélite Landsat 5, informações pedológicas, do relevo (hipsometria e clinografia) e índices de ecologia de paisagem. Os resultados indicaram um aumento de aproximadamente 203km² das áreas florestais entre os anos de 1985 e 2011, correspondendo a um incremento 36% das Florestas Estacional Decidual e Ombrófila Mista e também de 20% para o cenário simulado (2021). Em contraponto, houve a diminuição das áreas dos campos de nativos na ordem de 33% de 1985 a 2011 e um pequeno incremento de aproximadamente 5 km² para o cenário simulado (2021). Os índices de ecologia de paisagem indicaram uma melhoria na qualidade ambiental no que tange aos fragmentos florestais, uma vez que tamanho médio e a área interior dos fragmentos aumentaram, ocasionando uma maior coesão entre as áreas florestais vizinhas. Estas informações compõem um indicativo de que a regulamentação do manejo das áreas de Mata Atlântica pode ter favorecido a expansão florestal. Os dados gerados poderão ser utilizados como ferramenta balizadora para a proposição de políticas públicas de visam a consonância entre o desenvolvimento socioeconômico e a preservação ambiental. / At present, human activities have led to conversion of tropical forests in agropastoral and urban ecosystems. In this process, the continuous forest is interrupted by these anthropogenic barriers which are able to prevent gene flow, increasing inbreeding rate, which can lead to decreased genetic variability and the resulting loss of biodiversity. The Atlantic Forest, target of this study, lost approximately 71% of its original area, and its remnants have, for the most part, small areas and isolated from each other. In this context, the aim of this study was to assess the evolution of forest fragmentation in the city of Caxias do Sul-RS between 1985 and 2011, calibrate a spatial dynamic model of this process and simulate a scenario for the year 2021, seeking to verify if the changes and expected present and future scenario reflected in a change in environmental quality of these forest fragments considering landscape ecology indices. To achieve this purpose, we used a time series of satellite images Landsat 5, soil information, topographic (hypsometric and slope) and landscape ecology indices. The results showed an increase of approximately 203km² of forest areas between the years 1985 and 2011, corresponding to an increase of around 36% of Seasonally Deciduous Forests and Mixed Ombrophilous and also 20% for the simulated scenario (2021) In contrast, there was the decrease in areas of native grasslands of about 33% from 1985 to 2011 and a small increase of approximately 5 km² to the simulated scenario (2021). The landscape ecology indices indicated improved environmental quality in terms forest fragments, since average size and the inner area of the fragments increased, leading to greater cohesion between neighboring forest areas. This information generates an indication that the management of the Atlantic Forest may have favored forest expansion. The data generated can be used as guiding tool for proposing public policies aimed at the line between socioeconomic development and environmental preservation.

Na atualidade, as atividades humanas têm levado a conversão das áreas de florestas tropicais em ecossistemas agropastoris e urbanos. Neste processo, a floresta contínua é interrompida por estas barreiras antrópicas as quais são capazes de impedir o fluxo gênico, aumentando a taxa de endocruzamento, o que pode acarretar a diminuição da variabilidade genética e a consequente perda da biodiversidade. A Mata Atlântica, alvo deste estudo, perdeu aproximadamente 71% de sua área original, sendo que seus remanescentes apresentam, na sua grande maioria, áreas pequenas e isoladas uma das outras. Neste contexto, o objetivo desta tese foi de avaliar a evolução da fragmentação florestal no município de Caxias do Sul-RS entre 1985 e 2011, calibrar um modelo dinâmico espacial deste processo e simular um cenário futuro para o ano de 2021, buscando verificar se as mudanças ocorridas ao longo deste período refletem em uma modificação na qualidade ambiental destes fragmentos florestais levando em consideração índices de ecologia de paisagem. Para atingir o objetivo proposto, foi utilizado uma série temporal de imagens do satélite Landsat 5, informações pedológicas, do relevo (hipsometria e clinografia) e índices de ecologia de paisagem. Os resultados indicaram um aumento de aproximadamente 203km² das áreas florestais entre os anos de 1985 e 2011, correspondendo a um incremento 36% das Florestas Estacional Decidual e Ombrófila Mista e também de 20% para o cenário simulado (2021). Em contraponto, houve a diminuição das áreas dos campos de nativos na ordem de 33% de 1985 a 2011 e um pequeno incremento de aproximadamente 5 km² para o cenário simulado (2021). Os índices de ecologia de paisagem indicaram uma melhoria na qualidade ambiental no que tange aos fragmentos florestais, uma vez que tamanho médio e a área interior dos fragmentos aumentaram, ocasionando uma maior coesão entre as áreas florestais vizinhas. Estas informações compõem um indicativo de que a regulamentação do manejo das áreas de Mata Atlântica pode ter favorecido a expansão florestal. Os dados gerados poderão ser utilizados como ferramenta balizadora para a proposição de políticas públicas de visam a consonância entre o desenvolvimento socioeconômico e a preservação ambiental. / At present, human activities have led to conversion of tropical forests in agropastoral and urban ecosystems. In this process, the continuous forest is interrupted by these anthropogenic barriers which are able to prevent gene flow, increasing inbreeding rate, which can lead to decreased genetic variability and the resulting loss of biodiversity. The Atlantic Forest, target of this study, lost approximately 71% of its original area, and its remnants have, for the most part, small areas and isolated from each other. In this context, the aim of this study was to assess the evolution of forest fragmentation in the city of Caxias do Sul-RS between 1985 and 2011, calibrate a spatial dynamic model of this process and simulate a scenario for the year 2021, seeking to verify if the changes and expected present and future scenario reflected in a change in environmental quality of these forest fragments considering landscape ecology indices. To achieve this purpose, we used a time series of satellite images Landsat 5, soil information, topographic (hypsometric and slope) and landscape ecology indices. The results showed an increase of approximately 203km² of forest areas between the years 1985 and 2011, corresponding to an increase of around 36% of Seasonally Deciduous Forests and Mixed Ombrophilous and also 20% for the simulated scenario (2021) In contrast, there was the decrease in areas of native grasslands of about 33% from 1985 to 2011 and a small increase of approximately 5 km² to the simulated scenario (2021). The landscape ecology indices indicated improved environmental quality in terms forest fragments, since average size and the inner area of the fragments increased, leading to greater cohesion between neighboring forest areas. This information generates an indication that the management of the Atlantic Forest may have favored forest expansion. The data generated can be used as guiding tool for proposing public policies aimed at the line between socioeconomic development and environmental preservation.

Na atualidade, as atividades humanas têm levado a conversão das áreas de florestas tropicais em ecossistemas agropastoris e urbanos. Neste processo, a floresta contínua é interrompida por estas barreiras antrópicas as quais são capazes de impedir o fluxo gênico, aumentando a taxa de endocruzamento, o que pode acarretar a diminuição da variabilidade genética e a consequente perda da biodiversidade. A Mata Atlântica, alvo deste estudo, perdeu aproximadamente 71% de sua área original, sendo que seus remanescentes apresentam, na sua grande maioria, áreas pequenas e isoladas uma das outras. Neste contexto, o objetivo desta tese foi de avaliar a evolução da fragmentação florestal no município de Caxias do Sul-RS entre 1985 e 2011, calibrar um modelo dinâmico espacial deste processo e simular um cenário futuro para o ano de 2021, buscando verificar se as mudanças ocorridas ao longo deste período refletem em uma modificação na qualidade ambiental destes fragmentos florestais levando em consideração índices de ecologia de paisagem. Para atingir o objetivo proposto, foi utilizado uma série temporal de imagens do satélite Landsat 5, informações pedológicas, do relevo (hipsometria e clinografia) e índices de ecologia de paisagem. Os resultados indicaram um aumento de aproximadamente 203km² das áreas florestais entre os anos de 1985 e 2011, correspondendo a um incremento 36% das Florestas Estacional Decidual e Ombrófila Mista e também de 20% para o cenário simulado (2021). Em contraponto, houve a diminuição das áreas dos campos de nativos na ordem de 33% de 1985 a 2011 e um pequeno incremento de aproximadamente 5 km² para o cenário simulado (2021). Os índices de ecologia de paisagem indicaram uma melhoria na qualidade ambiental no que tange aos fragmentos florestais, uma vez que tamanho médio e a área interior dos fragmentos aumentaram, ocasionando uma maior coesão entre as áreas florestais vizinhas. Estas informações compõem um indicativo de que a regulamentação do manejo das áreas de Mata Atlântica pode ter favorecido a expansão florestal. Os dados gerados poderão ser utilizados como ferramenta balizadora para a proposição de políticas públicas de visam a consonância entre o desenvolvimento socioeconômico e a preservação ambiental. / At present, human activities have led to conversion of tropical forests in agropastoral and urban ecosystems. In this process, the continuous forest is interrupted by these anthropogenic barriers which are able to prevent gene flow, increasing inbreeding rate, which can lead to decreased genetic variability and the resulting loss of biodiversity. The Atlantic Forest, target of this study, lost approximately 71% of its original area, and its remnants have, for the most part, small areas and isolated from each other. In this context, the aim of this study was to assess the evolution of forest fragmentation in the city of Caxias do Sul-RS between 1985 and 2011, calibrate a spatial dynamic model of this process and simulate a scenario for the year 2021, seeking to verify if the changes and expected present and future scenario reflected in a change in environmental quality of these forest fragments considering landscape ecology indices. To achieve this purpose, we used a time series of satellite images Landsat 5, soil information, topographic (hypsometric and slope) and landscape ecology indices. The results showed an increase of approximately 203km² of forest areas between the years 1985 and 2011, corresponding to an increase of around 36% of Seasonally Deciduous Forests and Mixed Ombrophilous and also 20% for the simulated scenario (2021) In contrast, there was the decrease in areas of native grasslands of about 33% from 1985 to 2011 and a small increase of approximately 5 km² to the simulated scenario (2021). The landscape ecology indices indicated improved environmental quality in terms forest fragments, since average size and the inner area of the fragments increased, leading to greater cohesion between neighboring forest areas. This information generates an indication that the management of the Atlantic Forest may have favored forest expansion. The data generated can be used as guiding tool for proposing public policies aimed at the line between socioeconomic development and environmental preservation.

Orientador: Maria Isabel Castreghini de Freitas / Banca: Silvia Selingardi Sampaio / Banca: Cláudia Maria de Almeida / Resumo: Esta pesquisa teve como objetivo analisar o processo de expansão urbano-industrial do município de Americana-SP, com o subsídio de geotecnologias. A ocupação urbana e industrial foi identificada e analisada ao longo de uma série temporal de aproximadamente 60 anos (1940 a 2005), apoiando-se na elaboração e análise do uso da terra do município. Essas etapas permitiram alcançar um diagnóstico da área de estudo atrelada a dados socioeconômicos e a identificação dos vetores de crescimento urbano-industrial para cada década da série temporal. A partir disso, foi desenvolvida a etapa de modelagem dinâmica espacial, utilizando-se um modelo de autômatos celulares para simular os cenários de uso da terra e obter prognósticos para a dinâmica urbana de Americana. Observou-se que a expansão urbano-industrial bem como a formação do contingente populacional do município acompanhou o processo de desenvolvimento do país, sendo o reflexo das políticas governamentais e do desempenho econômico e social que caracterizou cada período. Verificou-se também que o desenvolvimento industrial teve importante papel na ocupação urbana e no crescimento populacional, uma vez que impulsionou os fluxos migratórios que afluíram para o município. A ocupação da quase totalidade do território pela mancha urbana representa um entrave ao crescimento futuro da cidade. Entretanto, mantidas as características de uso e ocupação atuais, a dinâmica territorial deverá ser menor no curto e médio prazo, de acordo com a atual tendência de redução no ritmo de crescimento da população e, por conseqüência da área urbana, semelhante ao observado na maioria dos centros urbanos. Em suma, foram apontadas possíveis aplicações deste trabalho, além de sugestões, sobretudo relacionadas à etapa de modelagem, a qual constitui importante subsídio para o planejamento urbano. / Abstract: The aim of this research is to analyze the urban-industrial expansion process of Americana-SP town by means of geotechnologies. The urban and industrial occupation were identified and analyzed along a temporal series of approximately 60 years (1940 to 2005), based on the elaboration and analysis of land use. These stages allowed to achieve a diagnosis of studied area linked to socioeconomics information and the identification of vectors of urban-industrial growth for each decade of the temporal series. Next, the spatial dynamic modeling using a cellular automata model was developed to simulate land use scenarios and to obtain prognosis for the urban dynamics of Americana. It was observed that the urban-industrial expansion as well as the formation of population contingent followed the process of national development, reflecting governmental politicies and the economic and social performance that characterized each period. Furthermore, the industrial development had an important role on urban occupation and on population growth, since that impelled the rural-urban flows. The spread of urban areas in Americana municipality represents a hindrance to the future city growth. However, if the current land use and occupation trends are maintained the spatial dynamic would be small for the short and medium terms, according to actual tendency of decrease on population growth rates and consequently of urban areas, similar to that observed on the majority of urban centers worldwide. Finally, possible applications this work are pointed out, besides suggestions related to the advances in spatial modeling, since it constitutes an important tool for urban planning. / Mestre

Os padrões espaciais das alterações da cobertura da terra podem ser analisados a partir de modelagens da sua dinâmica espacial. Essas modelagens são capazes de descrever possíveis fatores responsáveis pelas mudanças territoriais, bem como viabilizar a estimativa de impactos futuros sobre o ambiente simulado. Considerando as pressões do setor de infraestrutura portuária sobre as configurações da forma de uso e planejamento do espaço na região portuária da Baixada Santista, tais como o aporte por áreas de retroporto, o armazenamento e o transporte de cargas, este estudo buscou desenvolver modelos dinâmicos da paisagem e investigar a relação entre as alterações na cobertura da terra e a infraestrutura de transportes na região portuária da Baixada Santista. A partir de produtos de sensoriamento remoto e da metodologia de modelagem dinâmica espacial baseada em autômatos celulares, foram gerados mapas simulados e cenários de prognósticos, com e sem projetos de expansão portuária para o ano de 2024. Os mapas simulados do ano de 1995 e 2005 foram semelhantes aos mapeamentos temáticos de cobertura da terra reais e apresentaram boa avaliação. Importante ressaltar que, apenas o mapa simulado de 2013 não previu as novas instalações portuárias, mesmo com a simulação rodando com a variável de novos empreendimentos operacionais em curto intervalo de tempo. O modelo estacionário em 2024 mostrou a expansão de áreas construídas em substituição, sobretudo, às áreas de campo. Não houve expansão de novas manchas de áreas construídas e isso condiz com a tendência de expansão de áreas urbanas seguindo as áreas já consolidadas e com infraestrutura implantada. Com relação à geração de modelos com os projetos de expansão portuária, tem-se a implantação de diversos empreendimentos ocupando parte da margem esquerda do estuário e áreas de retroporto próximas do arco viário da Baixada Santista. / Spatial patterns of change in land cover can be analyzed with spatial dynamic models. This modeling can indicate the driving factors of territorial changes as well as assess future impacts over the simulated environment. Considering the pressures of the port infrastructure sector over the land use and physical planning in the region of Baixada Santista, such as the demand for backport areas as well as for loads storage and transport, this study aims to develop dynamic models of the landscape and investigate the relationship between land cover change and the transport infrastructure in the port area of Santos. With the aid of remote sensing products and cellular automata based models, simulated maps of past landscapes and maps of future landscape scenarios were generated, both considering and disregarding port expansion projects for the year 2024.The simulated landscape maps of 1995 and 2005 were similar to the real ones, and hence, presented high fitness indices. It is important to mention that only the simulated map of 2013, could not foresee the new port facilities, even when the runs took into account the variables associated with the new operational ventures in a short period of time. The stationary model showed an expansion of built-up areas, mainly replacing former field areas. There was no occurrence of new patches of built-up areas and this trend is consistent with the expansion of urban areas nearby the already consolidated and established areas disposing of infrastructure facilities. Regarding the generation of future simulated scenarios taking into account the port expansion projects, they could well reproduce the implementation of several projects along part of the left bank of the estuary and nearby areas of the road ring of Baixada Santista.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-10Bitstream added on 2014-06-13T18:56:34Z : No. of bitstreams: 1 trentin_g_me_rcla.pdf: 2761301 bytes, checksum: fda6b758fce6a9b5a14c4421053e98ee (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Esta pesquisa teve como objetivo analisar o processo de expansão urbano-industrial do município de Americana-SP, com o subsídio de geotecnologias. A ocupação urbana e industrial foi identificada e analisada ao longo de uma série temporal de aproximadamente 60 anos (1940 a 2005), apoiando-se na elaboração e análise do uso da terra do município. Essas etapas permitiram alcançar um diagnóstico da área de estudo atrelada a dados socioeconômicos e a identificação dos vetores de crescimento urbano-industrial para cada década da série temporal. A partir disso, foi desenvolvida a etapa de modelagem dinâmica espacial, utilizando-se um modelo de autômatos celulares para simular os cenários de uso da terra e obter prognósticos para a dinâmica urbana de Americana. Observou-se que a expansão urbano-industrial bem como a formação do contingente populacional do município acompanhou o processo de desenvolvimento do país, sendo o reflexo das políticas governamentais e do desempenho econômico e social que caracterizou cada período. Verificou-se também que o desenvolvimento industrial teve importante papel na ocupação urbana e no crescimento populacional, uma vez que impulsionou os fluxos migratórios que afluíram para o município. A ocupação da quase totalidade do território pela mancha urbana representa um entrave ao crescimento futuro da cidade. Entretanto, mantidas as características de uso e ocupação atuais, a dinâmica territorial deverá ser menor no curto e médio prazo, de acordo com a atual tendência de redução no ritmo de crescimento da população e, por conseqüência da área urbana, semelhante ao observado na maioria dos centros urbanos. Em suma, foram apontadas possíveis aplicações deste trabalho, além de sugestões, sobretudo relacionadas à etapa de modelagem, a qual constitui importante subsídio para o planejamento urbano. / The aim of this research is to analyze the urban-industrial expansion process of Americana-SP town by means of geotechnologies. The urban and industrial occupation were identified and analyzed along a temporal series of approximately 60 years (1940 to 2005), based on the elaboration and analysis of land use. These stages allowed to achieve a diagnosis of studied area linked to socioeconomics information and the identification of vectors of urban-industrial growth for each decade of the temporal series. Next, the spatial dynamic modeling using a cellular automata model was developed to simulate land use scenarios and to obtain prognosis for the urban dynamics of Americana. It was observed that the urban-industrial expansion as well as the formation of population contingent followed the process of national development, reflecting governmental politicies and the economic and social performance that characterized each period. Furthermore, the industrial development had an important role on urban occupation and on population growth, since that impelled the rural-urban flows. The spread of urban areas in Americana municipality represents a hindrance to the future city growth. However, if the current land use and occupation trends are maintained the spatial dynamic would be small for the short and medium terms, according to actual tendency of decrease on population growth rates and consequently of urban areas, similar to that observed on the majority of urban centers worldwide. Finally, possible applications this work are pointed out, besides suggestions related to the advances in spatial modeling, since it constitutes an important tool for urban planning.

Os padrões espaciais das alterações da cobertura da terra podem ser analisados a partir de modelagens da sua dinâmica espacial. Essas modelagens são capazes de descrever possíveis fatores responsáveis pelas mudanças territoriais, bem como viabilizar a estimativa de impactos futuros sobre o ambiente simulado. Considerando as pressões do setor de infraestrutura portuária sobre as configurações da forma de uso e planejamento do espaço na região portuária da Baixada Santista, tais como o aporte por áreas de retroporto, o armazenamento e o transporte de cargas, este estudo buscou desenvolver modelos dinâmicos da paisagem e investigar a relação entre as alterações na cobertura da terra e a infraestrutura de transportes na região portuária da Baixada Santista. A partir de produtos de sensoriamento remoto e da metodologia de modelagem dinâmica espacial baseada em autômatos celulares, foram gerados mapas simulados e cenários de prognósticos, com e sem projetos de expansão portuária para o ano de 2024. Os mapas simulados do ano de 1995 e 2005 foram semelhantes aos mapeamentos temáticos de cobertura da terra reais e apresentaram boa avaliação. Importante ressaltar que, apenas o mapa simulado de 2013 não previu as novas instalações portuárias, mesmo com a simulação rodando com a variável de novos empreendimentos operacionais em curto intervalo de tempo. O modelo estacionário em 2024 mostrou a expansão de áreas construídas em substituição, sobretudo, às áreas de campo. Não houve expansão de novas manchas de áreas construídas e isso condiz com a tendência de expansão de áreas urbanas seguindo as áreas já consolidadas e com infraestrutura implantada. Com relação à geração de modelos com os projetos de expansão portuária, tem-se a implantação de diversos empreendimentos ocupando parte da margem esquerda do estuário e áreas de retroporto próximas do arco viário da Baixada Santista. / Spatial patterns of change in land cover can be analyzed with spatial dynamic models. This modeling can indicate the driving factors of territorial changes as well as assess future impacts over the simulated environment. Considering the pressures of the port infrastructure sector over the land use and physical planning in the region of Baixada Santista, such as the demand for backport areas as well as for loads storage and transport, this study aims to develop dynamic models of the landscape and investigate the relationship between land cover change and the transport infrastructure in the port area of Santos. With the aid of remote sensing products and cellular automata based models, simulated maps of past landscapes and maps of future landscape scenarios were generated, both considering and disregarding port expansion projects for the year 2024.The simulated landscape maps of 1995 and 2005 were similar to the real ones, and hence, presented high fitness indices. It is important to mention that only the simulated map of 2013, could not foresee the new port facilities, even when the runs took into account the variables associated with the new operational ventures in a short period of time. The stationary model showed an expansion of built-up areas, mainly replacing former field areas. There was no occurrence of new patches of built-up areas and this trend is consistent with the expansion of urban areas nearby the already consolidated and established areas disposing of infrastructure facilities. Regarding the generation of future simulated scenarios taking into account the port expansion projects, they could well reproduce the implementation of several projects along part of the left bank of the estuary and nearby areas of the road ring of Baixada Santista.