Este documento analisa os serviços ambientais hidrológicos e climáticos prestados pela Floresta Atlântica na Zona da Mata Pernambucana por meio de imagens de satélite e modelagem. Ele gera mapas de uso do solo e temperatura de superfície para quantificar serviços como regulação do fluxo de água e temperatura em diferentes bacias hidrográficas. Os resultados mostram que a cobertura florestal reduz a temperatura e o escoamento superficial, fornecendo serviços ambientais importantes para a região.

1. Quantificação de Serviços Ambientais Prestados pela Floresta Atlântica na Zona da Mata Pernambucana M.Sc. Felipe Alcântara de Albuquerque Powerpoint Templates

2. Objetivo Geral: Com base em imagens de satélite gerar um banco de dados ambiental que permita, através do geoprocessamento, interpretar quantitativamente alguns dos serviços ambientais hidroclimáticos na Zona da Mata Pernambucana.

4. Construir os mapas de temperatura de superfície com base em imagens LandSat 5 TM , através do algoritmo SEBAL.

5. Realizar modelo comparativo de geração de escoamento superficial a partir dos mapas de uso do solo de alta resolução.

7. Controle de erosão e sedimentação

8. Mitigação das enchentes e da seca

9. Controle de doenças e pragas

11. Materiaise Métodos Área de Estudo 1 – Bacia do Sirigi 2 – Sub-bacia do GL1 – UP 14 3 – Bacia do Pirapama (anulado) 4 – Sub-bacia do Sirinhaêm 5 – Sub-bacia do Una Total aproximado de 4200 Km²

12. Materiaise Métodos Uso do Solo: Foram gerados mosaicos de uso do solo através do programa Erdas IMAGINE 9.1, a partir de classificação supervisionada. As imagens utilizadas foram do satélite RAPIDEYE 4 CHOROS, com as bandas; azul, verde, vermelho, Red-Edge e vermelho próximo. A resolução é 5 x 5 metros.

13. Etapa 1 Radiância Espectral Etapa 2 Reflectância Etapa 3 NDVI, SAVI, LAI Etapa 4 Emissividades da Superficie Etapa 5 Temperatura da Superficie Materiaise Métodos Temperatura de Superfície: A partir de imagens do satélite Landsat 5 TM, precisamente da orbita 214 pontos 65 e 66, na datas 29/08/2007, foram realizados procedimentos de modelagem digital utilizando a ferramenta ModelMakerdo programa ERDAS IMAGINE 9.1. Foram usadas etapas parciais do modelo algoritmo SEBAL, desenvolvido por Bastiaanssen (1995).

14. Materiaise Métodos Dentro de cada sub-bacia, foi disposto um grid de quadrículas com tamanhos de 3 x 3 km (9 km² de área), e em cada quadrícula foi calculada a temperatura média (estimada pela média da soma das temperaturas totais dos pixels da quadrícula), e a cobertura vegetal total, usando como base o mapeamento de remanescentes da Mata Atlântica do LERBIO-UFPE. As quadrículas que sobrepuseram grandes quantidades de nuvens na imagem de satélite foram removidas, para evitar erros na análise provocados pela redução de temperatura das sombras e vapor d’água existentes nas áreas nebulosas. Os dados de temperatura média e área florestal total por quadrícula foram postas em um regressão linear simples.

15. Materiaise Métodos Precipitação Efetiva ou Lâmina de Escoamento Superficial: Método da Curva Número, que foi desenvolvido pelo Serviço de Conservação de Solos (SoilConservationService – SCS) do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (United States DepartamentofAgriculture – USDA), segundo Wilken (1971), através dos estudos prévios de Ven Te Chow, elaborados na década de 60 do século XX. As condições de umidade antecedente são assim definidas: (Genovezetal, 2001) Características do Solo:

16. Materiaise Métodos A equação do SCS para o escoamento superficial é : Para determinar a retenção máxima da camada superior do solo S, os autores relacionaram esse parâmetro da bacia com um fator “Curva Número” CN pela seguinte expressão:

18. Materiaise Métodos Os valores de CN apresentados anteriormente referem-se sempre à condição II. Para converter o valor de CN para as condições I e III existem as seguintes expressões:

19. Exemplo da entrada de dados para o modelo de cobertura (Uso do Solo Controle)

20. Materiaise Métodos A precipitação utilizada na fórmula do SCS foi extraída a partir da equação I-D-F do FIDEN – CONDEPE. Sendo que, i = máximo entre i1 e i2, onde: O Tempo de Retorno utilizado foi de 2 a 200 anos. T: o período de retorno, em anos t: duração da chuva, em minutos, i: intensidade da chuva em mm/hora. A Duração da Chuva foi igualada ao Tempo de Concentração sendo: TC = tempo de concentração, em horas; L = comprimento do curso d'água, em km; e H = desnível máximo, em m. Fórmula de KIRPICH MODIFICADA

21. Resultados Fisiografia: Sub-bacia GL1

22. Declividade Média = 4,4°

23. Resultados Fisiografia: Bacia Sirigi

24. Declividade Média = 6,6°

25. Resultados Fisiografia: Sub-Bacia Sirinhaêm

26. Declividade Média = 7,2°

27. Resultados Fisiografia: Sub-Bacia Una

28. Declividade Média = 9,2°

29. Resultados Uso do Solo:

31. Resultados Temperatura de Superfície Sub-GL1 Explicabilidade 78%

32. Resultados Temperatura de Superfície Bacia Sirigi

33. Resultados Temperatura de Superfície Sub-Bacia Sirinhaêm

34. Resultados Temperatura de Superfície Sub-Bacia Una Explicabilidade 55%

35. Resultados Precipitação Efetiva Sub-GL1

36. Resultados Precipitação Efetiva Bacia Sirigi

37. Resultados Precipitação Efetiva Sub-Bacia Sirinhaêm

38. Resultados Precipitação Efetiva Sub-Bacia Una

39. Discussão A Temperatura de Superfície e o Uso do Solo: O Estado de Pernambuco, é considerado pelo IPCC (Intergovernamental PanelonClimateChange) um hotspot mundial em termos de mudanças climáticas, ou seja, poderá sofrer mudanças mais intensas do que a média global (IPCC 2007). Alguns estudos demonstram que os microclimasdas florestas possuem temperaturas mais baixas, em especial devido ao sombreamento da superfície e da absorção de energia solar (FETCHER et al. 1985; DIDHAM e LAWTON, 2006; PINTO et al. 2010).

40. Discussão A presença de florestas provocou uma redução na temperatura média regional, apesar de outros fatores como a altitude poderem estar envolvidos. A presença de grandes áreas urbanas torna esta diferença bastante clara, como no caso da bacia do GL1, inserida na região metropolitana de Recife, enquanto que próximo a áreas agrícolas esta diferença é suavizada. A temperatura média das quadrícolas variou para menos, de 0,4 - 0,8 graus a cada 100 hetares de cobertura florestal, dependendo da quantidade de solo exposto da sub-bacia em questão.

41. Discussão A fisiografia e o escoamento superficial (PEF) A fisiografia é um dos principais fatores influenciadores do escoamento superficial (VILLELA & MATTOS, 1975;TUCCI & CLARKE, 1997; TUCCI, 1997 e TUCCI, 2007). Na bacias com menores declividades e elevações médias, foram observadas menores variações proporcionais de precipitação efetiva, sendo que a sub-bacia GL1 apresentou menor influencia física no escoameto, ao contrário da sub-bacia do Una. A PEF a partir do modelo de cobertura natural da GL1 variou de 0 a 10% entre os estádios de saturação do solo e no intervalo de 2 a 200 anos de Tr. A sub-bacia Una, nessas mesmas condições apresentou uma PEF com razão de 0 a 24%. Ratifica, que a fisiografia ainda é uma das principais variáveis condicionadoras à geração de escoamento superficial.

42. Discussão O uso do solo e o escoamento superficial (PEF) Com 31% de cobertura florestal, a sub-bacia GL1 gerou uma lâmina de 1 mm a cada 67 segundos, para a condição de saturação intermediária do solo (S2) e o Tr máximo. Com 17,5% de cobertura florestal, a sub-bacia Uma gerou uma lâmina de 1 mm a cada 19 segundos, para a condição S2 de saturação e Tr máximo. Comparativamente foi observado que existem diferenças entre os serviços ambientais hidrológicos prestados entre bacias com distinções de complexidade estrutural da cobertura florestal, ratificando a literatura (deALBUQUERQUE, 2010). Dessa forma, verificou-se que a área parcial de afluência não é fixa, mas, variou com a duração, a intensidade da chuva, com as condições de umidade antecedente e o tipo de cobertura vegetal, (CHORLEY, 1978).

43. Discussão O serviço ambiental hidrológico O potencial hídrico de Pernambuco é inferior a o de todos os outros estados brasileiros, isso apesar da grande demanda de recurso SRH PE, (2008). Assim, os serviços ambientais se prestam, como alternativa suplementar estratégica para a resolução dos problemas ligados aos recursos hídricos. Observou-se que as sub-bacias de Sirinhaêm e Una, são bacias em que os serviços ambientais hidrológicos quantitativos não são observados tão intensamente quanto nas outras bacias, por causa das próprias características destas paisagens em gerar escoamento e pelo fato de não apresentarem maiores coberturas naturais, principalmente matas ciliares. É exatamente por isso que essas bacias se tornam áreas de hot spot como prioritárias para regularização dos serviços ambientais, potencialmente prestados pela cobertura natural / florestal.

44. Discussão Conclusão e recomendações: Por fim, entende-se que a cobertura natural pode efetivamente ser utilizada como instrumento de prestação de serviços ecossistêmicos no estado de Pernambuco e em posse das informações adquiridas no desenvolvimento desta pesquisa, que seja possível subsidiar a formulação de novas políticas públicas, tanto para o Comitê de Bacia Hidrográfica dos rios abordados, quanto para todo o estado. É necessário investir em tecnologia e estudos que possam gerar um banco de dados dos serviços ambientais ecossistêmicos, identificando os aspectos específicos de cada bacia hidrografia do estado de Pernambuco, tanto com base nos dados pluviométricos atuais disponíveis, quanto nos modelos futuros de mudança climática.

45. Obrigado felipealcan@gmail.com WWW.CEPAN.ORG.BR