Made available in DSpace on 2014-07-29T12:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nicali Bleyer Ferreira dos Santos.pdf: 4920113 bytes, checksum: a59f1d414404296c48b9a3c0454ab936 (MD5) Previous issue date: 2010-07-12 / The occurrence of vegetation is an important factor regarding the maintainance of natural biogeochemical processes. In the Cerrado, the conversion of the vegetative cover into croplands and cultivated pasturelands has induced severe modifications in biophysical variables such as land surface temperatures, highly sensitive to land cover / land use changes. Thus, and aiming at a more complete understanding of the land conversion impacts on the Cerrado biophysical variables, in this study we assessed, through orbital data (MOD 11 product - Land Surface Temperature), the correlation between land occupation and thermal variability, considering 2003 imagery obtained at the beginning and end of the dry season. In particular, we investigated the LST behavior in relation to the major Cerrado land cover classes, as well as its response to the ongoing clearings. Our results confirmed higher temperatures over anthropic areas, as well as significant increases immediately following deforestations. / A presença de vegetação verde é um importante fator na manutenção de processos biogeoquímicos da natureza. No Cerrado, assim como em outros ecossistemas, a conversão da vegetação natural em áreas de pastagens e agricultura induz a alteração de variáveis biofísicas como a temperatura de superfície (TS), altamente sensível a mudanças na cobertura da terra. Dessa maneira, com vistas à cotribuir com o entendimento da dinâmica de causa e efeito do uso e ocupação da terra no Cerrado nas variáveis biofísicas da região, o presente trabalho procurou analisar, através de dados orbitais (produto MOD11-Land Surface Temperature), a correlação entre a ocupação da terra e a variabilidade termal de superfície, tendo como recorte temporal o ano de 2003 nos períodos de maio e setembro (início e final da seca). Para esse propósito, relacionaram-se as diversas formas de ocupação (expressas pelas categorias de uso e ocupação da terra) com a variável biofísica TS, bem como se verificou a variabilidade termal após episódios de desmatamento. A análise dos dados mostrou temperaturas de superfície mais elevadas em áreas antropizadas e evidenciou um aumento positivo na TS em áreas desmatadas no bioma Cerrado.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-12-03T17:34:23Z No. of bitstreams: 4 Tese - Genival Fernandes Rocha - 2014 - Parte 01.pdf: 15187182 bytes, checksum: 10c2f048f188c812b13ee418dc469962 (MD5) Tese - Genival Fernandes Rocha - 2014 - Parte 02.pdf: 8411412 bytes, checksum: fa2dd88863b5f2399eea6bfe85a0d705 (MD5) Shapes Desmatamentos Inspecionados.zip: 10882195 bytes, checksum: 3ab6f52cef08a09f428a60893612c2d8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-12-03T17:37:25Z (GMT) No. of bitstreams: 4 Tese - Genival Fernandes Rocha - 2014 - Parte 01.pdf: 15187182 bytes, checksum: 10c2f048f188c812b13ee418dc469962 (MD5) Tese - Genival Fernandes Rocha - 2014 - Parte 02.pdf: 8411412 bytes, checksum: fa2dd88863b5f2399eea6bfe85a0d705 (MD5) Shapes Desmatamentos Inspecionados.zip: 10882195 bytes, checksum: 3ab6f52cef08a09f428a60893612c2d8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-03T17:37:25Z (GMT). No. of bitstreams: 4 Tese - Genival Fernandes Rocha - 2014 - Parte 01.pdf: 15187182 bytes, checksum: 10c2f048f188c812b13ee418dc469962 (MD5) Tese - Genival Fernandes Rocha - 2014 - Parte 02.pdf: 8411412 bytes, checksum: fa2dd88863b5f2399eea6bfe85a0d705 (MD5) Shapes Desmatamentos Inspecionados.zip: 10882195 bytes, checksum: 3ab6f52cef08a09f428a60893612c2d8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-21 / The Cerrado biome, occupying approximately 25% of the Brazilian territory, is distinguished for its rich biodiversity and for being a major water producer for the the most important South American basins (e.g. Amazonian, São Francisco, Tocantins-Araguaia and Paraná). With vast flat areas, it is a major industrial food producer and the main agricultural frontier in the country. On the other hand, the large-scale land conversion made the Cerrado one of the 34 biodiversity hotspots in the world, i.e. regions under severe environmental pression due to the reduction and fragmentation of the natural landscapes. The remote sensing monitoring of the Cerrado is very recent, with only two systems currently in operation: the warning deforestation system (SIAD Cerrado), developed by the Image Processing and GIS Lab of the Federal University of Goiás (LAPIG – UFG) and the Satellite Deforestation Monitoring of the Brazilian Biomes Project (PMDBBS), an initiative of the Brazilian Institute of the Environment and Renewable Natural Resources (MMA – IBAMA). Specifically, this doctoral thesis pursued the following goals: 1) comparative evaluation of these two monitoring initiatives; 2) analysis of ten years of SIAD deforestation data, the only Cerrado deforestation time-series available; 3) assessment of possible alternatives aiming at the improvement of SIAD-like semi-automated monitoring systems. Our results demonstrate that both the SIAD and PMDBBS deforestation spatial distribution patterns are very similar and complementary. The analysis of SIAD data for the 2002 – 2012 period indicates that the remnant decreased from 61.2% to 58.5% relatively to the biome area (~ 2 million km2), with about 80% of the total cleared area constrained to terrains with mild slopes (< 3%) and concentrated in only 100 of the 1,384 municipalities. It is worth mentioning that the states with highest deforestation rates are also the ones with the largest native vegetation remnants, suggesting that key agricultural frontiers are still very active. Potential improvements for making systems like SIAD more robust and reliable include the use of time-series and spatial heuristics criteria for filtering the automated generated deforestation warnings, which demand very time-consuming visual inspection approaches. We estimate that about 506,906 km2 of remnant vegetative cover are highly vulnerable and under risk of being converted over the years. Thus, improving the current systems and monitoring models, in order to make them more reliable and capable of operating at multiple scales of observation, is fundamental for the effective territorial governance of the Cerrado biome. / O bioma Cerrado ocupa aproximadamente 25% do território nacional e se destaca por sua rica biodiversidade e como “produtor de água” para as bacias Amazônica, do São Francisco, do Tocantins-Araguaia e do Paraná. Com vastas áreas de terras predominantemente planas e de fácil manejo, destaca-se também pela produção de alimentos em escala industrial, sendo hoje a principal fronteira agropecuária do país. Por outro lado, e com aproximadamente 50% do seu território convertido em áreas de agricultura e pecuária, é também reconhecido como um dos 34 hotspots de biodiversidade, i.e. regiões do mundo severamente comprometidas do ponto de vista ambiental, por conta da redução e fragmentação das paisagens naturais. O monitoramento por sensoriamento remoto do bioma Cerrado é recente, sendo que até o momento há dois sistemas em operação: o Sistema Integrado de Alerta de Desmatamentos (SIAD Cerrado), desenvolvido pelo Laboratório de Processamento de Imagens e Geoprocessamento da Universidade Federal de Goiás (LAPIG – UFG) e o Projeto de Monitoramento do Desmatamento dos Biomas Brasileiros por Satélite (PMDBBS), uma iniciativa do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (MMA – IBAMA). Especificamente, esta tese buscou: 1) avaliar, comparativamente estas duas iniciativas; 2) analisar 10 anos de dados de desmatamento SIAD, única série temporal sobre desmatamentos no bioma Cerrado existente e disponível e 3) avaliar alternativas e melhorias possíveis, com vistas ao aprimoramento de sistemas de monitoramento semi-automatizados, a exemplo do SIAD. Os nossos resultados demonstram que os padrões de distribuição espacial dos desmatamentos detectados pelo SIAD e PMDBBS são muito semelhantes e complementares. Por sua vez, a análise de dados SIAD para o período entre 2002 e 2012, indica que a vegetação remanescente ao longo dos 2 milhões de km²do bioma diminuiu de 61,2% para 58,5%, sendo que aproximadamente 80% da área total desmatada, condicionada principalmente pelo relevo (i.e. declividades < 3%), concentrou-se em apenas 100 dos 1.384 municípios do Cerrado. Interessante observar que os estados com as maiores áreas de remanescentes de vegetação natural de Cerrado são,coincidentemente, os que mais desmataram nos últimos dez anos, o que demonstra a existência de fronteiras agropecuárias ativas. Possíveis melhorias para tornar sistemas aexemplo do SIAD mais robustos e confiáveis incluem o uso de séries temporais e associações heurísticas como critérios de filtragem de alertas de desmatamentos gerados automaticamente e sujeitos amorosos processos de inspeção visual. Estimamos que aproximadamente 506.906 km2 da cobertura vegetal remanescente encontram-se vulneráveis e sob risco de serem convertidas ao longo dos próximos anos. Assim, o aprimoramento dos atuais sistemas e modelos de monitoramento, com vistas atorná-los cada vez mais robustos, confiáveis e capazes de operar em múltiplas escalas de observação, é imprescindível à efetiva governança territorial e ambiental do bioma Cerrado.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-07-29T17:24:55Z No. of bitstreams: 2 Tese - Antonio Fernandes dos Anjos - 2016.pdf: 17845896 bytes, checksum: e8d4a75ccaec6a56c122a51b1608fdf2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-07-29T17:34:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Antonio Fernandes dos Anjos - 2016.pdf: 17845896 bytes, checksum: e8d4a75ccaec6a56c122a51b1608fdf2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-29T17:34:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Antonio Fernandes dos Anjos - 2016.pdf: 17845896 bytes, checksum: e8d4a75ccaec6a56c122a51b1608fdf2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The appropriation of the cerrado, more than the country's coast, depended on the coordination between the actions of society and the state. This appropriation differed in space and time and depended largely on the development of knowledge about this space. In this research we sought to understand how the Cerrado has been transformed by society and by the State, and the role of knowledge in the use of space, especially for agriculture and cattle ranching activities. For this, we turn to literature review about each of the treated elements - society, state and knowledge. Although the emphasis is on the historical period of the modernization of agriculture in the cerrado, we also seek to identify the historical processes before the military governments, which, we believe, explain the reality that was built in the cerrado in recent decades. For the demonstration of the spatial transformations that agriculture and cattle ranching impressed in the cerrado, we resorted to mapping the historical series of changes in land use and land cover, obtained from 16 Landsat scenes distributed over the cerrado, mapped every two years between 1975 and 2010. We considered that we have advanced on the knowledge of how the appropriation of the Cerrado occurred, especially in the way they articulated the interests of the actors involved in territorial agro-industrial complex, which often depended on organized state action and the increase of knowledge facing the capitalist reproduction. / A apropriação do Cerrado, mais que a do litoral do país, dependeu da articulação entre ações da sociedade e do Estado. Essa apropriação se diferenciou no espaço e no tempo e dependeu em grande parte da geração de conhecimento sobre esse espaço. Na presente pesquisa buscamos entender como o Cerrado foi transformado pela sociedade e pelo Estado e o papel do conhecimento no uso do espaço, sobretudo pela agropecuária. Para isso, recorremos à análise bibliográfica sobre cada um dos elementos tratados – sociedade, Estado e conhecimento. Apesar de a ênfase recair sobre o período histórico da modernização da agropecuária no Cerrado, buscamos também identificar os processos históricos anteriores aos governos militares, que, cremos, lançam luzes sobre a realidade que se construiu no Cerrado nas últimas décadas. Para a demonstração das transformações espaciais que a agropecuária imprimiu ao Cerrado recorremos ao mapeamento de séries históricas de mudanças na cobertura e no uso da terra, obtida a partir de 16 cenas Landsat distribuídas pelo Cerrado, mapeadas a cada dois anos entre 1975 e 2010. Consideramos ter avançado no conhecimento de como se deu a apropriação do Cerrado, sobretudo na forma como se articularam os interesses dos agentes interessados na territorialização dos complexos agroindustriais, que quase sempre dependeu da ação estatal organizada e do incremento de conhecimento voltado para a reprodução capitalista.

A Bacia do Alto rio Coxim (BAC) tem uma área de aproximadamente 1.375 km² distribuídos na porção norte do Estado de Mato Grosso do Sul em parte dos municípios de São Gabriel do Oeste-MS e Camapuã-MS. O rio Coxim está instalado na Bacia Sedimentar do Paraná, porém pertence à Bacia Hidrográfica do Alto Rio Paraguai. O objetivo desta pesquisa foi propor um modelo de ordenamento físicoterritorial para a BAC, por meio da elaboração de um zoneamento ambiental, utilizando dados de sensoriamento remoto e técnicas de geoprocessamento. A base teórico-metodológica constituiu-se na realização de análises integradas do ambiente sob a perspectiva sistêmica do conceito de unidade ecodinâmica. Os dados espaciais utilizados foram organizados em um banco de dados geográfico implementados num Sistema de Informação Geográfica (SIG) composto por cartas topográficas na escala de 1:100.000, imagens dos satélites LANDSAT 5 e 7, imagem do RADAR interferométrico SRTM, mapas temáticos pré-existentes e dados de campo. A geração do modelo de ordenamento físico-territorial da BAC passou pela elaboração do mapeamento do relevo, potencial natural à erosão, fragilidade ambiental, legislação ambiental e avaliação das transformações no uso da terra e cobertura vegetal durante os anos de 1966, 1986 e 2006. Os resultados indicaram uma expressiva relação entre as formas de relevo e seus respectivos usos: agricultura mecanizada na Chapada de São Gabriel e o desenvolvimento da pecuária nos morros e colinas do Planalto do Taquari. As áreas de maior degradação ambiental foram identificadas no baixo curso associadas à atividade pecuária que corresponde à porção mapeada como de maior potencial à erosão e elevada fragilidade ambiental. O mapeamento da legislação ambiental apresentou um elevado índice de incompatibilidade entre o uso da terra e a legislação ambiental vigente, agravada, principalmente na década de 1980. Foram identificadas quatro zonas ambientais: a) Zona de Restrições Legais; b) Zona Produtiva Rural; c) Zona Urbana; e, d) Zona de Incongruências. As diretrizes estabelecidas pelo modelo de ordenamento territorial propostas foram: a) Áreas prioritárias à preservação permanente (manutenção da vegetação natural e das áreas de preservação permanente); b) Área prioritária à recuperação e preservação (nas zonas de incongruências executar o reflorestamento com espécies nativas do cerrado); e, c) Áreas destinadas ao uso sustentável (destinação à exploração agrícola, agropecuária e agroflorestal ou silvicultura). / The upper Coxim River Basin (UCB) has an area of approximately 1375 km² distributed in the northern portion of Mato Grosso do Sul in São Gabriel do Oeste-MS and Camapuã-MS cities. The Coxim River is inserted in the Paraná River Sedimentary Basin, but it belongs to the Upper Paraguay River Basin. The main goal of this research is to propose a model of physical-territorial management for the UCB through the preparation of an environmental zoning using remote sensing and geoprocessing techniques. The theoretical and methodological basis consisted of environmental integrated analyses starting from the systemic perspective of the concept ecodynamics unities. Spatial data used were arranged in a database implemented in a Geographic Information System (GIS). It consists in topographic maps at 1:100.000 scale, satellite images, Landsat 5 and 7, SRTM interferometric radar image, thematic maps existing and field data. The generation of the of physicalterritorial management model was carried out considering preparation of UCB relief mapping, potential natural erosion, environmental fragility, environmental legislation and evaluation of land-use and land-cover changes during the years 1966, 1986 and 2006. Results indicated a significant relationship between landforms and their uses: mechanized agriculture in the Chapada of the São Gabriel and livestock development on the Plateau Taquari hills. The major areas of environmental degradation were identified in the lower course associated with livestock activity mapped as the highest potential erosion and high fragility area. The mapping of environmental legislation presented strong incompatibility between land use and environmental regulations especially aggravated in the 1980s. We identified four environmental areas: a) Area of Legal Restrictions, b) Productive Rural Area, c) urban area, and d) Zone of incongruities. The guidelines set out by the type of land use proposals were: a) Priority areas for permanent preservation (maintenance of natural vegetation and permanent preservation areas), b) priority area for rehabilitation and preservation (in areas of inconsistencies run the reforestation with native species savanna), c) Areas for sustainable use (allocation of farming, agriculture and agroforestry or forestry).

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.

A região do médio rio Araguaia está localizada em uma área de transição entre a Floresta Tropical e o Cerrado, região esta que vem sofrendo um intenso processo de desmatamento nas últimas décadas. Contudo, a quantificação e os impactos destas alterações são ainda pouco conhecidos. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica temporal das alterações na estrutura da paisagem na bacia do médio Araguaia, entre 1975 e 2007, e os fatores relacionados a estas alterações. O capítulo 1 apresenta uma contextualização científica desta pesquisa. Os outros 4 capítulos apresentam manuscritos que serão submetidos a publicação. O capítulo 2 analisa as alterações no uso e cobertura da terra na região do Parque Estadual do Cantão (Tocantins) para um período de 19 anos, entre 1981 e 2000. Nossos resultados mostraram que a redução da vegetação nativa e conseqüente aumento de áreas agropastoris está associada ao aumento da fragmentação. Observamos também uma baixa conversão da vegetação nativa no interior do parque. No entanto, estes baixos valores podem estar associados à localização da reserva, dentro da planície de inundação do rio Araguaia. O capítulo 3 mostra os resultados do mapeamento do uso e cobertura do solo para o médio Araguaia nos anos de 1975, 1985, 1996 e 2007. Para tal, foi utilizado o método de classificação híbrida. O mapeamento apresentou uma acurácia geral de 85%. A extensão da área perdida das três classes de cobertura nativa (floresta, cerrado aberto e cerrado stricto), ao longo destes 32 anos analisados, totaliza uma redução de 26% destas coberturas. Os resultados dos efeitos destas mudanças na estrutura e configuração da paisagem são apresentados no capítulo 4. A análise da composição mostrou que, áreas de floresta e cerrado stricto foram as mais afetadas pelas conversões. Em relação à configuração da paisagem, foi verificada uma considerável redução no tamanho do maior fragmento, principalmente de floresta, que foi acompanhado do aumento no número de pequenos fragmentos. Por sua vez, esta apresenta uma relação com o aumento da densidade de borda, diminuição das áreas centrais médias e aumento da distância entre os fragmentos, resultado que mostra um elevado índice de fragmentação da vegetação nativa remanescente. Por fim, no capítulo 5, apresentamos os resultados sobre os remanescentes de cobertura nativa em 2007. Dos 166 mil km² da área estudada, 86.808 km² eram de vegetação primária em 2007. Com isso foi realizada uma análise de regressão logística para identificar a influência da distância de estradas, distância de cidades, declividade do terreno, situação fundiária, fertilidade do solo e ocorrência de alagamento no processo de desmatamento. Valores significativos (p<0,05) mostram que o distanciamento de estradas e cidades, o aumento da declividade, a presença de unidades de conservação de proteção integral, terras indígenas, áreas alagáveis e áreas com baixa fertilidade apresentam influência positiva para a presença e manutenção de áreas primárias. A análise destes processos é muito importante para um melhor entendimento da dinâmica regional de uso do solo, além de fornecer informações de apoio para um planejamento regional mais eficiente e sustentável. / The central region of the Araguaia river basin encompasses a transition area between the Tropical Rain Forest and the Cerrado in Brazil. Despite of the fact that during the last four decades, this area has undergone an intense deforestation process, the quantification and impact of these changes are still unknown. Thus this study aimed to evaluate the dynamics of changes in landscape structure in the middle Araguaia river basin; and the driving factors of such changes.Chapter 1 of this thesis introduces the scientific contextualization of this research. The other 4 chapters present manuscripts to be submitted for publication. Chapter 2 analyzes the land use and land cover changes in the Cantão State Park region, Tocantins, for a period of 19 years, from 1981 to 2000. Our findings showed that the reduction of native vegetation and consequent increase of agricultural and pasture areas were related to the increase of fragmentation. We observed low conversion of native vegetation inside of the park area. However, these low rates of native vegetation losses may be associated with the geographical location of the reserve within the Araguaias floodplain.Chapter 3 present the results of the land use and land cover mapping of the middle Araguaia region for 1975, 1985, 1996 and 2007. To derive these maps, a hybrid classification method was implemented. The mapping showed an overall accuracy of 85%. The extent of native cover (forest, open cerrado and cerrado stricto) changes over the 32 years totalized a reduction of 26% of these land covers. The results of the effects of these changes in landscape structure and configuration were evaluated in Chapter 4. Our analysis of landscape composition showed that areas of forest and cerrado stricto were the most affected by conversions. Regarding the landscape configuration, there was a considerable reduction in the largest patch index, mainly of forest, which was followed by an increase in the number of small patches, which in turn was related to the increase of edge density, decrease of core areas and increase in the mean patch distance. These results indicate a high degree of fragmentation of remaining native vegetation.Finally, Chapter 5 analyzes the native vegetation cover remnants in 2007. Of the 166,000 km² of the study area, 86,808 km² were remnants of primary vegetation. Then, we performed a logistic regression analysis to identify the influence of distance from roads, distance from cities, slope, land tenure, fertility and the occurrence of flooding in the deforestation process. Significant values (p <0.05) for all variables were obtained, showing that the distance from roads and cities, slope increase, presence of conservation units, indigenous lands, wetlands and areas with low fertility have a positive influence for the presence and maintenance of primary vegetation. The analysis of these processes is very important for better understanding the regional dynamics of land use, and provide supporting information for a more efficient and sustainable regional planning.

Diversos estudos apontam uma forte influência do ambiente terrestre sobre os corpos dágua nele inseridos. No caso de riachos de cabeceira esta relação não se resume a variáveis químicas e físicas, mas também está ligada diretamente ao que chamamos de metabolismo do riacho, regulando o aporte direto de nutrientes em forma de folhiço e material particulado e a produtividade interna, através de incidência de luz. Estes são fatores que estão intrinsecamente ligados a manutenção deste metabolismo e por conseqüência da biodiversidade que existe nestes riachos. Este estudo, através da técnica isotópica do \'dela\'13C e \'delta\'15N e índices ecológicos (riqueza, abundância, diversidade, EPT e EPTC) comparou riachos de Mata Atlântica inseridos em ambientes com diferentes características. Primeiramente com relação à altitude, foram comparados riachos inseridos em matriz de Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (5 a 50 m), sopé da Serra do Mar e de Floresta Ombrófila Densa Montana (500 a 1.200 m), topo da serra. E em um segundo momento, riachos em diferentes usos do solo, inseridos em matriz de floresta, eucalipto e pastagem. Foram encontradas diferenças não só relacionadas aos índices ecológicos, mas principalmente com relação as variáveis isotópicas, que apontaram mudanças nos padrões alimentares. Os riachos de terras baixas apresentaram um alto consumo de perifiton que foi substituído pelo consumo de material particulado nos riachos de altitude. O consumo de folhiço foi importante em ambas as altitudes e se manteve estável temporalmente. No caso de uso do solo, os riachos inseridos em plantações de eucalipto, seguiram um padrão muito próximo aos riachos florestados. Os padrões encontrados nos riachos de pastagem diferiram de ambas as fisionomias florestais apresentando um baixo consumo de folhiço e influência de plantas C4 na dieta de alguns invertebrados, além de uma grande variação interna explicada pela composição do folhiço e material particulado encontrados nestes riachos. / Several studies show a strong influence of terrestrial environment on streams contained therein. On headwater streams that influence is not just related to chemical and physical variables, but also is directly linked to what the stream metabolism, regulating the direct input of nutrients in the form of litter and particulate matter and internal productivity through light incidence. Factors that are inextricably linked to maintenance of these metabolism and consequently to the biodiversity that exists in these streams. This study, using the isotopic technique of \'delta\'13C and \'delta\'15N and ecological indexes (richness, abundance, diversity, EPT and EPTC) compared Atlantic Forest streams inserted in environments with different characteristics. We compared streams inserted in Tropical Rain Forest of lowlands (50-50 m), foothills of the Serra do Mar and Mountain Tropical Rain Forest (500-1200 m) upland. Also compared streams in different land uses, inserted into a matrix of forest, grassland and eucalyptus. Differences found on isotopic variables showed changes in dietary patterns. The lowland streams showed a high consumption of periphyton that was replaced by the consumption of particulate matter in the upland streams. Consumption of leaf litter was important in both altitudes and remained stable on both seasons. For land use comparison, streams inserted in eucalyptus plantations, followed a pattern similar to forested streams. The patterns found in pasture streams differed from both forest formations, showing a low consumption of leaf litter and influence of C4 plants in the diet of some invertebrates, as well as a large internal variation explained by the composition of litter and particulate matter collected in these streams.

Este estudo objetivou avaliar o efeito das mudanças no uso e cobertura do solo nos últimos 37 anos (1972 a 2008) na resposta hidrológica da bacia do rio Piracicaba, SP. As principais mudanças de uso e cobertura do solo na bacia neste período foram aumento da área urbana, redução da área de pastagem e aumento do plantio de canade- açúcar. Além disso, a bacia conta com uma peculiaridade, que é a presença do Sistema Cantareira, que desvia água à região metropolitana de São Paulo (RMSP), desde 1974. Foi utilizado o Modelo Hidrológico de Grandes Bacias (MGB), que tem a vantagem de avaliar de forma distribuída a variação da cobertura, do tipo e uso do solo, além da própria propagação no escoamento. O modelo foi ajustado à bacia do rio Piracicaba (área de 12.245 km2) para simulação de vazões diárias. Para o processo de ajuste do modelo foram utilizados dados diários de 1972 a 2008, de 12 postos fluviométricos, 61 pluviométricos e 20 meteorológicos, modelo numérico do terreno, mapas de solos e uso e cobertura do solo (para os anos: 1978, 1983, 1985, 1997 e 2003), e parâmetros que são importantes para diferenciar tipos de solo e usos e coberturas do solo. O processo de simulação das vazões foi realizado em duas etapas: calibração dos parâmetros (entre 1972 a 1990) e verificação (1991 a 2008). Para avaliação da qualidade de ajuste foi considerada a análise visual dos hidrogramas (vazões observadas e calculadas) e os valores das funções objetivo (R2, Rlog e V). Foi realizada uma análise de sensibilidade de cada parâmetro, a fim de verificar a influência de cada um. Os resultados mostram um bom ajuste entre as vazões diárias observadas e calculadas pelo modelo. Os melhores resultados das funções objetivo foram obtidos para as sub-bacias de maior área de drenagem. O Sistema Cantareira exerce forte influência na simulação das vazões diárias. As análises de sensibilidade dos parâmetros revelam que os resultados da simulação do modelo são extremamente sensíveis às variações dos parâmetros: capacidade de armazenamento de água no solo (Wm); parâmetro de forma da relação entre o armazenamento e saturação (b); parâmetros de drenagem subterrânea (KBAS) e sub-superficial (KINT); albedo e resistência superficial (rS). Cenários alternativos em relação às mudanças no uso e cobertura do solo foram testados e comparados a simulação do cenário atual da bacia do rio Piracicaba no período entre 1972 e 2008. Comparando o cenário atual ao cenário em que não ocorreu nenhuma alteração na bacia a partir de 1972, verificou-se uma redução das vazões: máxima de 2,5 m3/s; mínima de 2,1 m3/s; e média de 1,9 m3/s. Outros cenários alternativos foram testados e comparados ao cenário atual e foi verificado um aumento da vazão média de 17,2 m3/s para cenário de 100% agricultura; e maior redução da vazão média de 3,9 m3/s para o cenário de conversão da agricultura para pastagem. / This study aimed at to evaluate the effect of changes in land use and land cover over the last 37 years (1972 to 2008) on the hydrological response in the Piracicaba river basin, SP. The main changes in the land use and land cover in the basin over that period were the increase in the urban area, decrease in the pasture area, and increase in the sugarcane plantations. Moreover, the basin has a peculiarity, which is the presence of the Cantareira System, which diverts water to the metropolitan region of São Paulo (RSMP), since 1974. We used a hydrological model of Great Basin (MGB), which has the advantage of evaluating in the distributed form, the variation of the land use/land cover, besides the flow propagation. The model was adjusted to the Piracicaba river basin (12,245 Km2 in area) to simulate daily streamflow. Daily data, from 1972 to 2008, were used for the process of model fitting, from 12 streamflow stations, 61 rainfall and 20 meteorological, digital terrain model, maps of soils and land use and land cover (for the years 1978, 1983, 1985, 1997 and 2003), and parameters that are important to differentiate soil types and uses and land cover. The process of simulation of the streamflow was carried out in two stages: calibration of parameters (from 1972 to 1990) and verification (1991 to 2008). To assess the quality of fitting it was considered the visual analysis of the hydrographs (observed and calculated streamflows) and the values of objective functions (R2, Rlog and V). We performed a sensitivity analysis of each parameter, in order to verify the influence of each one. The results showed a good fitting between the daily observed and calculated streamflows. The best results of the objective functions were obtained for the sub-basins of larger drainage area. The Cantareira System strongly influences the simulation of daily streamflow. Sensitivity analysis of parameters revealed that the simulation results of the model are extremely sensitive to variations of the parameters: soil water storage capacity (Wm), form parameter of the relationship between storage and saturation (b), parameters of drainage underground (KBAS) and subsurface (KINT), albedo and surface resistance (rS). Alternative scenarios for changes in the land use and land cover were tested and compared the simulation of the scenario actual of Piracicaba river basin in the period between 1972 and 2008. Comparing the scenario with no changes in the basin since 1972 to the actual scenario, a reduction in streamflow was detected: maximum of 2,5 m3/s, minimum of 2,1 m3/s, and an average of 1,9 m3/s. Other scenarios were tested and compared to the actual scenario, and it was detected an increase of the mean streamflow of 17,2 m3/s for scenario 100% of agriculture, and a decrease of the mean streamflow of 3,9 m3/s for the scenario of conversion from agriculture into pasture.

Este trabalho apresenta uma metodologia de classificação de imagens multiespectrais aplicada a análise e mapeamento da evolução do uso da terra/cobertura vegetal em São Félix do Xingu, Sul do Pará. Imagens frações representando as proporções de sombra, vegetação e solo foram estimadas a partir das bandas 1 a 5 e 7 do Landsat-5 TM e relacionadas com as estruturas das classes de uso da terra/cobertura vegetal. As imagens frações geradas do modelo linear de mistura espectral foram importantes para reduzir a massa de dados e ao mesmo tempo realçar alvos de interesse na imagem. A banda do infravermelho próximo (TM-4) foi importante para realçar áreas de queimadas. A classificação adotada foi divida em etapas combinando técnica de segmentação por crescimento de regiões e uso de máscaras. Por meio da máscara foi possível restringir o processo de segmentação em regiões pré-estabelecidas com o intuito de adquirir um melhor particionamento da imagem. Adotando este procedimento, ao invés de realizar uma única segmentação para mapear todas as classes em uma única vez, foram realizadas várias segmentações ao longo das etapas. As regiões segmentadas foram agrupadas com um classificador não-supervionado batizado de ISOSEG. Os resultados mostram que a metodologia é bastante eficiente. A matriz de erro gerada para a classificação de 2008 apontou que as confusões mais freqüentes ocorreram entre as classes que apresentaram em certas localidades proporções de misturas parecidas: Capoeira e Campo/Pastagem-2; Campo/Pastagem-1 e Campo/Pastagem-2; Queimada-1 e Queimada-2; Solo Exposto e Campo/Pastagem-1. Considerando nove classes, o índice Kappa atingiu 0,58, o que representa um valor de concordância classificada como moderada. Quando o numero de classes foi reduzido para 6, agrupando as classes que apresentaram as maiores confusões, o índice Kappa subiu para 0,80, atingindo um valor de concordância quase perfeita. A comparação dos resultados das classificações de 1987, 1992, 2000 e 2008 juntamente com a analise de dados auxiliares permitiu traçar um modelo de evolução do desmatamento e do uso da terra para São Félix do Xingu. O intenso desmatamento observado principalmente a partir de 2000 foi relacionado com o incremento da atividade pecuária, sendo São Félix do Xingu o município que detém atualmente o segundo maior rebanho bovino do País. / In this work we present a methodological procedure for multi-spectral images classification to evaluate and map land-use and land-cover changes in São Félix do Xingu, Southern Pará (Brazilian Amazon). Fraction images representing shade, vegetation and soil abundance at the pixel scale were estimated using all six reflective bands of Thematic Mapper sensor (TM-1 to TM-5 and TM-7) and related to different types of land-use and land-cover classes. The linear spectral mixing analysis method was an alternative approach adopted to reduce the data-dimensionality while at the same time enhancing targets of interest. Also, the near-infrared band (TM-4) was employed to separate areas affected by burns (Queimadas in Portuguese). The classification routines were performed in stages by combining region-growing segmentation and use of masking techniques. For each stage, the segmentation process was directed to preselected areas by masking techniques in order to obtain a better image partitioning. This procedure resulted in more than one segmentation thereby reducing confusing errors during the classification routine. An unsupervised classifier by region named ISOSEG was employed to classify the segmented images. The analysis of classification results was mainly qualitative and visual except for the 2008 classification which was assessed through an error matrix. According to the error matrix analysis, misclassifications arose more frequently when a set of classes with similar mixture proportions were involved, such as: Capoeira and Campo/Pastagem-2; Campo/Pastagem-1 and Campo/Pastagem- 2; Queimada-1 and Queimada-2, and finally Bare Soil and Campo/Pastagem-1. As a robust measure of concordance for dichotomous data, the kappa statistic reached a value of 0.62 by considering nine land types of classes and it rose to 0.80 when the mapping classes were diminished to six. Theses kappa values represent moderate and strong agreements between the remotely sensed classification and the reference data, respectively. Making use of the classification results from 1987, 1992, 2000 and 2008 and auxiliary data, we tried to design a simple land evolution model to São Félix do Xingu. The deforestation process notably intensified since 2000 has been driven mainly by a continuous increase in cattle breeding, for wich São Félix do Xingu has the second-largest cattle herd of all Brazilian municipalities.

A crescente pressão sobre os recursos naturais tem motivado pesquisadores a desenvolver metodologias e adoção de novas ferramentas para avaliar as principais forçantes de mudanças de uso e cobertura do solo e propor estratégias de mitigação em áreas antrópicas com baixa produtividade na Amazônia. Práticas conservacionistas como uso de sistemas de produção apresentam-se como alternativas capazes de apontar indicadores de sustentabilidade em consonância com políticas públicas para a região. As Unidades de Conservação - UCs são criadas para resguardar a integridade dos ecossistemas, a biodiversidade e os serviços ambientais de cada paisagem e retardar o avanço do desmatamento. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho foi avaliar padrões na paisagem na Floresta Nacional do Tapajós e seu entorno capazes de identificar a dinâmica de uso e cobertura do solo, períodos de alta e baixa intensidade de mudanças, heterogeneidade da paisagem e conectividades funcionais. Foram utilizadas quatro metodologias: análises quantitativas de mudança identificando perdas e ganhos; intensidade anual de mudanças, fragmentação por meio de métricas da paisagem; conectividade funcional, entre a matriz da UC e os fragmentos florestais em seu entorno. A área de estudo foi dividida em três subáreas: Floresta Nacional do Tapajós (FNT); Zona de Amortecimento (ZA); e Área de Influência (AI). Foram utilizadas imagens do satélite Landsat dos anos de 1986, 1997, 2005 e 2009. Avaliou-se a dinâmica de mudança em matriz de transição detalhada (perdas, ganhos, mudança líquida, permuta de mudança, intensidade anual de mudança). No sistema computacional Fragstats calculou-se índices métricos da paisagem. No ambiente SIG foi gerada a distância de menor custo utilizada no sistema Conefor. No Conefor foram gerados os índices de conectividade funcional. Com base nos quatro mapas de uso e cobertura do solo obtidos, referente aos anos de avaliações, verificou-se que pelo método tradicional de análise de padrões, as áreas com Floresta Nativa (FN) dentro da Flona Tapajós praticamente não variaram (3,1%), indicando a manutenção da conectividade funcional na UC. Todavia, na Zona de Amortecimento (ZA) e Área de Influência (AI), as perdas foram de 41,3% de Floresta Nativa (FN). Ao aplicar metodologias com maior análise de sensibilidade verificou-se que na parte norte da área de estudo existe menor probabilidade de conectividade com a Flona Tapajós. Conclui-se que as reduções de manchas florestais começaram na parte norte da área de estudo, também evidenciada pela intensificação dos caminhos de perdas de conectividade funcional nas áreas mais próximas a Belterra, onde localizam-se os cultivos de grãos. A Floresta Nacional do Tapajós apresenta maior conectividade com a parte sul, ou seja, existe maior probabilidade de conectividade funcional com o município de Rurópolis. / Growing pressure on natural resources has motivated researchers to develop methodologies and new tools to assess the main driving forces of land cover and land use change and to come up with mitigation strategies in low productivity populated areas of the Amazon. Conservation practices, such as the use of production systems, have appeared as alternatives able to point out sustainability indicators in line with the region\'s public policies. Conservation Units (UC) are designed to protect the ecosystems integrity, biodiversity and each landscape\'s ecosystem services, as well as to slow down deforestation. In this context, this study\'s aim was to assess landscape patterns in the Tapajós National Forest and its surroundings that would be able to identify the dynamics of land use and land cover, periods of high and low intensity of change, landscape heterogeneity and functional connectivity. Four methodologies were used: quantitative analyses of change by identifying losses and gains; annual intensity of change; fragmentation through landscape metrics; functional connectivity between the UC headquarters and the forest around it. Our study area was divided into three sub-areas: the Tapajós National Forest (FNT), the Buffer Zone (ZA) and the Area of Influence (AI). Also, we used Landsat satellite images from the years 1986, 1997, 2005 and 2009. We assessed the change dynamics in detailed transition matrix (losses, gains, net change, change permutation, annual intensity of change). In the computer system Fragstats, we calculated the landscape metric indexes. In the GIS, we generated the lowest cost distance used in the Conefor system. In the Conefor system, we generated the functional connectivity indexes. Based on the four maps of land use and land cover we obtained for the years we decided to assess, we found through the traditional method of pattern analysis, that areas with Native Forest (FN) within the Tapajós National Forest almost did not change (3.1 %), indicating a maintenance of functional connectivity within the UC. However, in the Buffer Zone (ZA) and Area of Influence (AI), losses amounted to 41.3% of the Native Forest (FN). By applying methodologies with greater sensibility analysis, we found that the northern part of the study area had less possibilities of connectivity with the Tapajós National Forest. To conclude, the reduction of forest patches began in the northern part of the study area, also evidenced by the intensification of functional connectivity loss paths in areas close to Belterra, where are located grain crops. The National Forest presents greater connectivity with the southern part, in other words, there are more possibilities of functional connectivity with the Rurópolis municipality.