Segmentação e classificação de imagens destinadas ao mapeamento digital do Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO)

Na perspectiva ambiental, o Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO) é o Parque Nacional mais pesquisado no Brasil e configura-se como uma importante Unidade de Conservação inserida no estado do Rio de Janeiro, devido à sua importância ambiental para o estado. Localizado em quatro municípios da região serrana: Teresópolis, Petrópolis, Magé e Guapimirim foi constatado que essa área tem passado por alguns problemas, relativamente recentes, de ocupação desordenada devido à expansão urbana em sua vizinhança caracterizada por pressão antrópica. Através do processamento de imagens digitais, mais especificamente as etapas de segmentação e classificação, foi possível ilustrar o processo de ocupação humana por meio de documentos cartográficos. Além de estes processos possibilitarem a geração de mapas de uso da Terra e cobertura vegetal, com o intuito de auxiliar e dar fomento à execução de atividades, o mapeamento digital configura-se numa importante ferramenta para a análise ambiental, contribuindo para o posterior zoneamento da área de estudo. Adotaram-se classes temáticas de uso e ocupação da Terra com o propósito de permitir a classificação das imagens digitais trabalhadas. São elas: afloramento rochoso, área urbana, agricultura e vegetação. Estudos foram feitos no sentido de indicar e explorar as funcionalidades das ferramentas SPRING e DEFINIENS e resultados foram comparados a partir do uso de imagens LANDSAT, CBERS, SPOT e IKONOS chegando-se a resultados de que no sistema SPRING, os melhores parâmetros a serem escolhidos foram similaridade 10 e área 400. Já para o sistema DEFINIENS, constatou-se que o processo de segmentação multinível permitiu o alcance de resultados mais rápidos, do ponto de vista computacional, do que o processo de segmentação único utilizado normalmente entre os sistemas de processamento de imagens digitais como o SPRING. Já sob a ótica do processo de classificação de imagens, a pesquisa constituiu em avaliar este mecanismo por meio de dois indicadores: o de exatidão/acurácia e o índice Kappa. Neste sentido, observaram-se tendências de melhores resultados no sistema SPRING.

Ecologia de Tropidurus torquatus (Wied, 1820) (Squamata, Tropiduridae) no Costão de Itacoatiara, Parque Estadual da Serra da Tiririca, municípios de Niterói e Maricá, RJ

O lagarto Tropidurus torquatus (Wied, 1820) possui ampla distribuição geográfica e é encontrado em abundância nas áreas onde ocorre, sendo considerada uma espécie apropriada para estudos ecológicos. No presente estudo nós analisamos o período de atividade, o uso do microhabitat, a intensidade de forrageamento, a dieta e a ecologia térmica de uma população de T. torquatus do Costão de Itacoatiara, no Parque Estadual da Serra da Tiririca, situado nos municípios de Niterói e Maricá, RJ. Os dados foram coletados em dois períodos: entre julho de 2004 e janeiro de 2008 para estudo do período de atividade, uso do microhabitat e intensidade de forrageamento, e entre julho e agosto de 2010 para estudo da ecologia térmica e dieta. Todos os indivíduos coletados eram adultos, com comprimento rostro-cloacal médio de 66,2 12,0mm para machos (n = 11) e 64,1 8,0mm para fêmeas (n = 03). O período de atividade de T. torquatus no Costão de Itacoatiara durou de 12 a 14 horas. Teve um padrão unimodal na estação seca, com pico de atividade entre 09:00h e 13:00h, durante as horas mais quentes do dia. Na estação chuvosa o padrão de atividade foi bimodal, com um pico entre 8:00h e 9:00h e outro entre 16:00h e 17:00h, ambos associados aos horários de temperaturas ambientais mais amenas. O período de atividade não diferiu entre as estações, o que pode ser explicado pelo extenso pico de atividade dos lagartos na estação seca. Os microhabitats mais utilizados foram o substrato rochoso do Costão e a bromélia, refletindo a disponibilidade destes na área. A intensidade de forrageamento não diferiu sazonalmente e o tempo médio que os lagartos ficaram parados foi maior do que o tempo médio em deslocamento. A dieta foi onívora e esteve composta por artrópodes, principalmente insetos, e material vegetal, principalmente frutos. Os principais insetos consumidos foram Formicidae, Coleoptera e Hymenoptera não-Formicidae como pequenas vespas e abelhas. Os frutos, as sementes e as flores consumidos pertenciam às cactáceas Rhipsalis cereoides e Coleocephalocereus fluminensis, para as quais T. torquatus pode ser um potencial agente dispersor de sementes na área. Lagartos maiores consumiram itens maiores, mas em menor número, indicando um balanço energético positivo. O consumo de material vegetal variou de acordo com o tamanho dos lagartos, aumentando sua proporção nos indivíduos mais velhos. A temperatura média em atividade de T. torquatus foi de 34,3 2,5C, estando na faixa de temperatura corpórea média encontrada para outras populações e para outros Tropidurus. O substrato foi a fonte de calor ambiental com maior importância relativa para a termorregulação dos lagartos durante a estação seca, explicando cerca de 48% da variação na temperatura corpórea da população. Os lagartos termorregularam de forma passiva, principalmente em relação à temperatura do substrato.

Predação, eutrofização e respostas metabólicas em comunidades incrustantes de substratos artificiais na Baía da Ilha Grande, RJ

As comunidades marinhas são afetadas por diversos fatores, que dentro do contexto de estrutura trófica, podem ser divididos em forças bottom-up (forças ascendentes), como por exemplo, a disponibilidade de nutrientes, e forças top-down (forças descendentes), como por exemplo, a predação. Além de modificações na estrutura das comunidades e populações de organismos, essas forças podem influenciar a produção de metabólitos secundários pelos organismos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito das perturbações ambientais geradas pelas manipulações separadas e interativas de exclusão de macropredadores e enriquecimento com nutrientes sobre a estrutura e sobre as respostas metabólicas de comunidades marinhas incrustantes de substratos artificiais no costão rochoso de Biscaia, Baía da Ilha Grande, RJ. O desenho experimental utilizou blocos de concreto como substrato artificial, os quais foram espalhados aleatoriamente na região de infralitoral do costão rochoso. O experimento compreendeu o uso de blocos Controle (ausência de manipulação) e quatro tratamentos, todos com cinco réplicas cada. Os tratamentos foram: tratamento Exclusão de predação (gaiola contra a ação de macropredadores), tratamento Nutriente (sacos de fertilizante de liberação lenta), tratamento Nutriente + exclusão de predação (gaiola contra ação de macropredadores e sacos de fertilizante de liberação lenta) e o tratamento Controle de artefatos (gaiola semifechada para avaliar geração de artefatos). Uma área de 15 x 15 cm do bloco foi monitorada a cada 20 dias, totalizando dez medições. Foram utilizados métodos de monitoramento visual e digital de porcentagem de cobertura por espécie. O enriquecimento com nutrientes foi avaliado através de medições da concentração dos nutrientes Ortofosfato, Nitrato, Nitrito e Amônio na água do entorno do bloco. Para analisar os possíveis artefatos foi realizado experimento de fluxo de água (método Clod card) e a luminosidade dentro das gaiolas foi medida. Os dados demonstraram modificações na estrutura das comunidades bentônicas incrustantes dos substratos artificiais devido às manipulações realizadas, ou seja, pelo enriquecimento com nutrientes, pela exclusão de predação e pela interação entre os dois fatores (Nutriente + exclusão de predação). Além disso, diferenças metabólicas foram detectadas nas substâncias extraídas dos organismos dos diferentes tratamentos do experimento. Esses resultados indicam a existência de controle top-down e bottom-up sobre a comunidade bentônica do local.

Análise estratigráfica do intervalo siluro-devoniano da bacia do Amazonas

O trabalho consiste na análise estratigráfica do intervalo siluro-devoniano da Bacia do Amazonas utilizando como base os conceitos da Estratigrafia Moderna, mais especificamente a sequência estratigráfica genética, proposta por Galloway (1989), a qual utiliza as superfícies de inundação marinha como os limites de uma sequência sedimentar. A principal razão para a utilização desta metodologia deve-se ao fato que o conteúdo rochoso compreendido no intervalo estudado teve a sua sedimentação relacionada às transgressões marinhas que faziam parte do contexto paleogeográfico da bacia durante o Siluriano e Devoniano. Desta forma, as superfícies de inundação máxima, representativas de eventos cronoestratigráficos, destacam-se nos perfis de raios gama e são tomadas como datum de correlação em treze poços exploratórios, os quais foram distribuídos em quatro seções (A-A, B-B, C-C e D-D) pela bacia. A análise destas seções permitiu a identificação de quatro sequências de terceira ordem (AB, BC, CD e DE), limitadas no topo e na base por superfícies de inundação marinha. Cada sequência é constituída por ciclos regressivo-transgressivos assimétricos, representados pelo trato de sistemas de mar alto e pelo trato de sistemas transgressivo. A análise destas seções integrada à interpretação de mapas estratigráficos (isópacas, isólitas e porcentagem de areias) possibilitou identificar o depocentro da bacia, bem como duas áreas principais como fonte de sedimentos arenosos (uma a oeste e outra a sul). Além disto, foi possível inferir que a comunicação marinha com o continente, durante as transgressões paleozoicas, responsável pela deposição de sedimentos pelíticos, seguiu uma orientação de norte para sul, evoluindo obliquamente em direção ao continente num trend nordeste para sudoeste. Por fim, a partir da análise cíclica em perfis de raios gama, as superfícies de inundação marinha, do intervalo Devoniano, das bacias do Amazonas e Parnaíba foram correlacionadas.

Populações de Chthamalus spp. em costões rochosos da baía da ilha Grande (RJ) e suas relações com o clima entre 2002 e 2012

Poucos organismos são aptos a suportar o alto estresse provocado pelas variações de temperatura e alta dessecação na faixa superior da região entremarés de costões rochosos, sendo um deles o cirripédio Chthamalus. Apesar da sua resistência, vivem constantemente próximos ao seu limite de tolerância fisiológica, o que pode influenciar suas populações. O objetivo deste estudo foi caracterizar as flutuações das populações de Chthamalus spp. na faixa superior da região entremarés em quatro costões rochosos na Baía da Ilha Grande entre 2002 e 2012, relacionando estas variações com os fatores ambientais temperatura do ar, temperatura superficial marinha e precipitação, verificando o potencial destes organismos como indicadores de variações climáticas. Para isso foram investigadas a temperatura do ar e precipitação a partir de dados da estação meteorológica de Angra dos Reis e temperatura da superfície do mar a partir de imagens de satélite (MODIS/AQUA), além das porcentagens de cobertura de Chthamalus spp. a partir de amostragens sazonais. Em geral o estudo indica que as populações foram influenciadas pelas variáveis biológicas recrutamento e competição intraespecífica. Foram verificadas grandes diferenças entre as populações nos costões rochosos estudados. A estação C1, apresentou altas coberturas de cirripédios jovens e adultos ao longo de praticamente todo o período de estudo. Na estação C2 ocorreram as maiores variações, enquanto nas estações C3 e C4 ocorreram coberturas menores e variações menos proeminentes. Estas diferenças provavelmente estiveram ligadas às características físicas de cada costão rochoso. Os anos de 2003 e 2010 foram caracterizados como de altas temperaturas (temperaturas do mar e do ar) quando comparados com os demais anos de estudo. Estes anos foram ainda caracterizados pela ocorrência do fenômeno El Niño, com altas anomalias térmicas, o que indica que este fenômeno climático influenciou as temperaturas da região. Nestes mesmos anos as coberturas de Chthamalus spp. foram relativamente baixas, o que indica que o estresse térmico afetou as populações deste cirripédio. Pode-se inferir através deste estudo que as populações de Chthamalus spp. sofrem influência direta dos fatores ambientais investigados, sendo com isso um potencial indicador de mudanças climáticas.

Processamento digital de imagens destinado ao mapeamento da ocupação humana do alto Bonfim e análise histórica dos remanescentes florestais entre os anos de 1965 a 2006.

Através do processamento de imagens digitais, mais especificamente as etapas de segmentação e classificação, foi possível analisar o processo de ocupação humana da bacia hidrográfica do rio Bonfim, localizada no município de Petrópolis, no estado do Rio de Janeiro. Este processo possibilitou a geração de mapas de uso da terra e cobertura vegetal e configurou-se numa importante etapa para avaliação ambiental capaz de auxiliar e dar fomento à execução de atividades de gestão e monitoramento do meio ambiente e de análise histórica dos remanescentes florestais ao longo dos últimos anos. Nesta pesquisa foram adotadas classes temáticas com o propósito de permitir a classificação das imagens digitais na escala 1/40.000. As classes adotadas foram: afloramento rochoso e vegetação rupestre; obras e edificações; áreas agrícolas e vegetação. Estudos foram feitos no sentido de indicar o melhor método de classificação. Primeiramente, efetuou-se a classificação no sistema SPRING, testando-se os melhores parâmetros de similaridade e área na detecção de fragmentos, somente da classe vegetação. Houve tentativa de classificar as demais classes de uso diretamente pelo sistema SPRING, mas esta classificação não foi viável por apresentar conflitos em relação às classes, desta forma, neste sistema foi feita somente a classificação e quantificação da classe vegetação. Visando dar continuidade a pesquisa, optou-se por executar uma interpretação visual, através do sistema ArcGis, para todas as classes de uso do solo, possibilitando o mapeamento da dinâmica de evolução humana, diante da floresta de mata atlântica na área de estudos e análise histórica de seus remanescentes entre os anos dos anos 1965, 1975, 1994 e 2006.

Biodiversidade e dinâmica estrutural de assembleias de esponjas marinhas (Filo Porifera) da Ilha Grande e cercanias, Rio de Janeiro, Brasil

Estudos de comunidades de esponjas marinhas são escassos no Brasil, sendo este trabalho pioneiro nessa abordagem para a Ilha Grande - RJ, um local de alta diversidade biológica. A estrutura das assembleias de esponjas marinhas e da comunidade bentônica marinha séssil foi avaliada, a partir de índices descritores de diversidade, em seis pontos da Ilha Grande e ilhas próximas, sendo três do lado continental e três do lado oceânico. As assembleias foram comparadas entre os diferentes lado e profundidade, através da contagem do número de indivíduos e área de cobertura por foto-quadrados. Paralelamente, as esponjas foram coletadas, fixadas e posteriormente identificadas através de metodologia e literatura especializada. Foi encontrado um total de 5.457 indivíduos, representando as Classes Demospongiae e Calcarea, distribuídos em 41 espécies e nove morfotipos, indicando maior diversidade para Lagoa Azul e menor para Parnaióca, sendo o local com maior riqueza a Ilha do Abraão. Dentre as espécies identificadas, quatro dominaram mais de 50% do total e 26 não alcançaram nem 5% da abundância absoluta. Análises de variância por GLM só evidenciaram diferença significativa para profundidade com substratos diferentes (F= 2,79; p<0,04), enquanto o fator lado (F= 2,23; p>0,16) e a interação entre os fatores (F= 1,17; p>0,38) não tiveram diferença estatística. As análises multivariadas de ordenação Cluster e MDS indicaram a formação de quatro assembleias de esponjas: 1) quatro locais com substrato não consolidado; 2) Lagoa Azul com substrato não consolidado; 3) locais oceânicos de substrato rochoso; e 4) locais continentais de substrato consolidado. Já para a comunidade geral, 49 espécies foram encontradas, sendo o Filo Porifera o de maior representatividade específica, apesar das macroalgas terem formado o grupo mais abundante. A comunidade bentônica foi dominada por quatro espécies, que juntas alcançaram média de 50% da cobertura bentônica: alga calcária incrustante, algas formadoras de tapete de turf, a esponja Iotrochota arenosa e o zoantídeo Palythoacaribaeorum. Estatisticamente, o lado continental se mostrou diferente do oceânico, o qual possui maior riqueza, diversidade e uniformidade de espécies, muito provavelmente pelo menor número de espécies dominantes e aliado a isso maior heterogeneidade de habitats, o que promove o aumento da diversidade. Quinze novas espécies estão sendo registradas para a Baía da Ilha Grande, sendo três novas espécies, as quais estão sendo descritas por especialistas, e 12 são novos registros de espécies ou gêneros para a região, evidenciando que a diversidade de esponjas marinhas na BIG é alta e ainda pouco conhecida e que a formação de assembleias pode ser devida a singularidade de cada local, implicando na necessidade de conservação dos costões rochosos da Ilha Grande e cercanias, a qual pode ser manejada através da realização de rápidos levantamentos sobre a riqueza e o número de indivíduos da espécie na região