Projeção da dinâmica da floresta natural de Terra-firme, região de Manaus-AM, com o uso da cadeia de transição probabilística de Markov

Os fatores que envolvem os processos da dinâmica da floresta influenciam a sua biodiversidade e, portanto, a qualidade da floresta. A definição de estratégias que envolve a proteção e o uso adequado da floresta manejada e a recuperação de áreas já degradadas tornam-se possível com o estudo da estrutura e dinâmica da floresta primária por meio de informações como a mortalidade, o recrutamento e a permanência das árvores no sistema florestal. Este trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica de uma floresta não perturbada e fazer projeções da dinâmica florestal usando a matriz de transição probabilística (Cadeia de Markov). As taxas de recrutamento, mortalidade e incremento foram determinadas a partir de inventários florestais realizados em dois transectos, nos sentidos Norte-Sul e Leste-Oeste (20 x 2500 m cada, totalizando 10 ha), localizados no km 50 da BR 174, na estrada vicinal ZF-2, Manaus/AM, nos anos de 2000 e 2004. A floresta acumulou 8,34 t.ha-1.ano-1 de biomassa fresca acima do solo. De acordo com projeção para 2008, o número total de árvores diminuirá em 2,67% (de 5987 indivíduos (2004) para 5827 (2008)) e a mortalidade será 15% maior (de 264 (2004) para 311 (2008)). O teste Qui-quadrado mostrou que não há diferença significativa (1% de probabilidade) entre as informações coletadas e projetadas. Esses resultados permitem concluir que a Cadeia de Markov é um eficiente instrumento para projetar a dinâmica da floresta natural, contribuindo para o planejamento em curto prazo das atividades que utilizam os recursos florestais.

Polarização da estrutura fundiária e mudanças no uso e na cobertura da terra na Amazônia

O objetivo deste artigo é apresentar a polarização da estrutura fundiária como uma expressão mais completa das dinâmicas fundiárias, do uso-cobertura da terra e, consequentemente, do meio rural na Amazônia do que modelos explicativos que enfatizam o êxodo rural e a consolidação de grandes estabelecimentos agropecuários. Os dados foram coletados em levantamento realizado no entorno de Santarém-PA, em 2003, nos locais de 587 lotes rurais selecionados aleatoriamente por amostragem estratificada de 5.086 lotes existentes em mapas da década de 1970. O georreferenciamento permitiu comparar a estrutura fundiária nos dois momentos e relacionar variáveis sociodemográficas e biofísicas dos estabelecimentos encontrados. Detectou-se concentração fundiária, corroborando o documentado por outros autores em outras porções da Amazônia. No entanto, a perspectiva adotada revela que a variação na estrutura fundiária não se limitou ao aparecimento de estabelecimentos maiores, com 200 hectares ou mais, mas se deu também pela divisão dos lotes originais em estabelecimentos com menos de cinco hectares, muitos das quais sem uso agropecuário, em contrapartida à redução de estabelecimentos entre cinco e 200 ha. As especificidades de cada grupo de estabelecimentos com relação ao uso-cobertura da terra e a distribuição da população chamam a atenção para a necessidade de se buscar modelos explicativos - seja da perspectiva socioeconômica, demográfica ou ambiental - que não se fixem exclusivamente em um único processo, grupo de pessoas ou de estabelecimentos.

Sustentabilidade do uso de água em zonas urbanas

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Eficiência do uso da água na produção de matéria seca e de grãos de feijoeiro (Phaseolus vulgaris)

Foram realizados experimentos em casa de vegetação, na Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - USP, em Piracicaba, SP, com amostras de terra do horizonte A e B2 de um Oxisol (LR) e um Alfisol (PVp), sem e com calagem e adubação mineral, para verificar a influência da variação da porosidade de aeração (5,1 a 28,7%) sobre o comportamento do feijoeiro Aroana 80. O conteúdo de água dos 2,5 litros de terra por vaso foi mantido entre 100 e 70% da capacidade de campo. Foi constatado que a porosidade de aeração afeta a produção de grãos (1,5 a 20,8/planta), além da matéria seca radicular, da parte aérea, da matéria seca total e a relação parte aérea/raízes (3,1 a 12,7). Não influenciou o peso de mil grãos (135 a 254 g), o índice de colheita (0,18 a 0,50), a eficiência no uso de água (428 a 911 ml/g m.s. e 854 a 419 ml/g grãos) e o ciclo da cultura (86 a 101 dias). O nível de fertilidade afetou praticamente todos os dados considerados.

Influência da cobertura vegetal de inverno e da adubação orgânica e, ou, mineral sobre as propriedades físicas de uma Terra Roxa Estruturada

O presente trabalho objetivou avaliar a influência da cobertura vegetal de inverno, constituída de uma associação de aveia preta (Avena strigosa Schreb) com nabo forrageiro (Raphanus sativus L.), da adubação orgânica com esterco de aves, da adubação orgânica e mineral e da adubação mineral sobre propriedades físicas do solo, numa Terra Roxa Estruturada do estado de Santa Catarina. As análises foram realizadas em amostras de solo coletadas em agosto de 1994 e janeiro de 1995, nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, em um experimento iniciado em 1990. Verificou-se uma redução na estabilidade de agregados maiores que 4,76 mm, quando se fez uso de adubação orgânica, bem como aumento na estabilidade de agregados das classes de diâmetro 4,76 a 2,00 e 2,00 a 1,00 mm. Na camada de solo de 0-10 cm, observou-se que o adubo orgânico aumentou a macroporosidade e diminuiu a densidade do solo, enquanto a adubação orgânica e mineral reduziu a macroporosidade e aumentou a microporosidade e a densidade do solo.

Mineralogia e formas de potássio e magnésio em diferentes classes de pesos e tamanhos da fração areia de solos do Triângulo Mineiro

O presente trabalho objetivou estudar a distribuição da reserva de K e Mg nas diferentes classes da fração areia de solos do Triângulo Mineiro, destacando-se o potencial de liberação de formas não-trocáveis e estruturais destes nutrientes para as plantas. A seleção do local de amostragem foi definida com base nas diferenças entre os materiais de origem (Grupo Bauru, Araxá, São Bento e Coberturas Detrítico-Lateríticas Terciárias), estádio de desenvolvimento dos solos e representação espacial das litologias. Amostras da fração areia dos solos foram separadas em areia leve (AL) e pesada (AP) com uso do bromofórmio (densidade 2,8 g cm-3) e, por meio de um conjunto de peneiras, a fração AL foi separada em cinco classes diferentes: areia muito grossa (AMG), areia grossa (AG), areia média (AM), areia fina (AF) e areia muito fina (AMF). Os teores totais e não-trocáveis de K e Mg foram obtidos após digestão das amostras com HF, HNO3 e H2SO4 concentrados e com HNO3 1 mol L-1 fervente, respectivamente. Na caracterização mineralógica da fração areia, utilizou-se a difração de raios-X. A fração areia dos solos é composta basicamente por quartzo, com predomínio de minerais leves e de menor tamanho (AF e AMF). Em geral, os difratogramas de raios-X da fração areia apresentaram apenas reflexões discretas de minerais primários fontes de nutrientes (MPFN), como mica e feldspato. Dentro da AL, os maiores teores de K e Mg totais foram advindos das frações mais finas (AF e AMF), tendo a fração AM apresentado a menor liberação de formas não-trocáveis destes nutrientes. Observou-se que solos com teores totais elevados de K e Mg na fração areia, geralmente, apresentaram maior capacidade de liberação de parte desses nutrientes para a solução do solo, atribuída à maior presença de MPFN. A fração areia dos solos originados de arenito da Formação Uberaba e de migmatito/micaxisto do Grupo Araxá apresentaram as maiores reservas e liberação de K e Mg.

Pressão de preconsolidação como ferramenta de análise da sustentabilidade estrutural de classes de solos com diferentes usos

O principal problema ambiental causado pelo uso do solo em áreas de preservação permanente longitudinais aos rios é a supressão da mata ciliar. O tipo e a intensidade desse uso alteram a estrutura do solo e comprometem as funções físicas dessas áreas, principalmente próximo aos cursos d'água. O objetivo deste trabalho foi avaliar a sustentabilidade estrutural, a partir do ensaio de compressão uniaxial, de três classes de solo (Cambissolo Háplico, Argissolo Amarelo e Gleissolo Háplico) e o impacto de diferentes tipos de usos do solo - não permitido pela legislação ambiental - de áreas de preservação permanente na sub-bacia do rio Ribeira de Iguape, SP. Foram delimitadas na área experimental três classes de solo: Cambissolo, Argissolo e Gleissolo. Numa primeira etapa, compararam-se as três classes de solos sob mata nativa e sob pastagem. Na segunda, avaliou-se a influência de diferentes tipos de uso do solo - cultivo de banana, pastagem degradada, uso silvipastoril e mata nativa - sobre a estrutura de um Cambissolo. A pressão de preconsolidação mostrou-se ferramenta capaz de identificar a degradação nos solos. O uso do solo nas áreas de preservação permanente altera a pressão de preconsolidação do solo, causando sua degradação estrutural, colocando em risco a sustentabilidade das terras, e não deve ser permitido. O Gleissolo mostrou maiores valores de pressão de preconsolidação em função de teores crescentes de água e, portanto, maior capacidade de suporte de carga em relação ao Cambissolo e Argissolo. O cultivo de banana foi o tipo de uso que mais degradou os solos das áreas de preservação permanente.

Comparação do uso de modelos digitais de elevação em mapeamento digital de solos em Dois Irmãos, RS, Brasil

Os modelos digitais de elevação (MDEs) são fontes fundamentais para correlacionar a ocorrência e distribuição de solos com a paisagem pelo mapeamento digital de solos (MDS). A influência dos tipos e das resoluções dos MDEs na capacidade de predição dos modelos preditores de classes de solo ainda é pouco estudada. Neste estudo, foram avaliados e comparados os efeitos de diferentes MDEs na predição de ocorrência de unidades de mapeamento de solo (UM). Foram correlacionados 12 atributos do terreno derivados de diferentes MDEs com a ocorrência de UM. Os MDEs utilizados foram os oriundos dos projetos SRTM v4.1, ASTER GDEM v2, TOPODATA e Brasil em Relevo, e os MDEs gerados a partir de curvas de nível na escala de 1:50.000, com resoluções de 30 e 90 m. Os modelos preditores foram treinados por árvore de decisão (Simple Cart) com dados amostrados em 4.280 pontos aleatórios contendo informações dos solos extraídos de um mapa convencional de solos na escala 1:20.000 e 12 atributos do terreno derivados de seis MDEs com tamanhos de pixel de 30 e 90 m. A validação dos modelos preditores de UM foi realizada com a totalidade dos dados da área. Os atributos do terreno que melhor explicaram a ocorrência das UM foram elevação, declividade, comprimento de fluxo e orientação das vertentes. Os MDEs com tamanho de pixel de 30 m geraram correlações solo-paisagem menos acuradas. Os modelos preditores mais acurados e com maior número de UM estimadas foram os gerados a partir dos MDEs com resolução espacial de 90 m (SRTM v4.1 e CN90), sendo esses os MDEs mais indicados para o MDS, quando predominarem relevos plano e suave ondulado.

COMPARAÇÃO DE ESQUEMAS DE AMOSTRAGEM PARA TREINAMENTO DE MODELOS PREDITORES NO MAPEAMENTO DIGITAL DE CLASSES DE SOLOS

Os modelos preditores usados no mapeamento digital de solos (MDS) precisam ser treinados com dados que captem ao máximo a variação dos atributos do terreno e dos solos, a fim de gerar correlações adequadas entre as variáveis ambientais e a ocorrência dos solos. Para avaliar a acurácia desses modelos, tem sido constatado o uso de diferentes métodos de avaliação da acurácia no MDS. Os objetivos deste estudo foram comparar o uso de três esquemas de amostragem para treinar algoritmo de árvore de classificação (CART) e avaliar a capacidade de predição dos modelos gerados por meio de quatro métodos. Foram utilizados os esquemas de amostragem: aleatório simples; proporcional à área de cada unidade de mapeamento de solos (UM); e estratificado pelo número de UM. Os métodos de avaliação testados foram: aparente, divisão percentual, validação cruzada com 10 subconjuntos e reamostragem com sete conjuntos de dados independentes. As acurácias dos modelos estimadas pelos métodos foram comparadas com as acurácias mensuradas obtidas pela comparação dos mapas gerados, a partir de cada esquema de amostragem, com o mapa convencional de solos na escala 1:50.000. Os esquemas de amostragem influenciaram na quantidade de UMs preditas e na acurácia dos modelos e dos mapas gerados. Os esquemas de amostragem proporcional e estratificada resultaram mapas digitais menos acurados, e a acurácia dos modelos variou conforme o método de avaliação empregado. A amostragem aleatória resultou no mapa digital mais acurado e apresentou valores da acurácia semelhantes para todos os métodos de avaliação testados.

Geotecnologias aplicadas à avaliação de parâmetros biofísicos do Pantanal

O objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros biofísicos de superfície do Bioma Pantanal com a aplicação de geotecnologias. Foram utilizados o algoritmo Sebal ("surface energy balance algorithm for land"), imagens do sensor Modis ("moderate‑resolution imaging spectroradiometer") e o mapa de classes de uso e cobertura da terra. Os resultados obtidos para NDVI, temperatura da superfície, albedo, fluxo de calor sensível diário, saldo de radiação diário e evapotranspiração real diária foram consistentes com dados de literatura para os diferentes usos e cobertura da terra, e corroboram a eficiência da capacidade analítica e sinóptica das estimativas do Sebal. Tais resultados mostram o potencial de geotecnologias na implementação de modelos ou algoritmos voltados para a compreensão da dinâmica de processos biofísicos de interação solo‑planta‑atmosfera do Pantanal.

Classificação orientada a objetos aplicada na caracterização da cobertura da terra no Araguaia

O objetivo deste trabalho foi utilizar a classificação orientada a objetos em imagens TM/ Landsat‑5, para caracterizar classes de uso e cobertura da terra, na região do Médio Araguaia. A cena 223/068, adquirida em 5/9/2010, foi submetida a correção radiométrica, atmosférica e geométrica, como etapas de pré‑processamento. Em seguida, foram geradas duas imagens por meio das matemáticas de bandas espectrais do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) e do índice de água por diferença normalizada modificado (MNDWI), utilizados na classificação de imagens. Para a segmentação destas, utilizaram-se os parâmetros de escala 250, 200, 150, 100, 50, os algoritmos "assign class" e "nearest neighbor", e os descritores de média, área e relação de borda. Foi empregada matriz de confusão, para avaliar a acurácia da classificação, por meio do coeficiente de exatidão global e do índice de concordância Kappa. A exatidão global para o mapeamento foi de 83,3%, com coeficiente Kappa de 0,72. A classificação foi feita quanto às fitofisionomias do Cerrado, ao uso antrópico e urbano da terra, a corpos d'água e a bancos de areia. As matemáticas de bandas espectrais utilizadas apresentam resultados promissores no delineamento das classes de cobertura da terra no Araguaia.

Suscetibilidade magnética do solo e estimação da capacidade de suporte à aplicação de vinhaça

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da suscetibilidade magnética do solo para estimar a capacidade de suporte de áreas à aplicação de vinhaça. Foram coletadas 241 amostras de solo, de uma área de 380 ha, nas quais foram determinados os atributos químicos, os teores de argila e a suscetibilidade magnética do solo. Foram calculadas as doses de vinhaça recomendadas para cada amostra. Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva, e foram desenvolvidos modelos de regressão entre a suscetibilidade magnética e os outros atributos avaliados. A análise da dependência espacial dos dados foi feita com uso da geoestatística. Foram construídos mapas de krigagem e variogramas cruzados, para averiguar a correlação espacial entre a suscetibilidade magnética e os atributos estudados. Com base no mapa de recomendação de vinhaça, nas classes de solo e nos mapas de krigagem, foram calculadas as doses médias de vinhaça e as capacidades de suporte médias, ponderadas pela área. A suscetibilidade magnética apresenta correlação espacial linear significativa com as doses de vinhaça recomendadas e com a capacidade de suporte do solo à aplicação desse efluente, e pode ser utilizada como componente da função de pedotransferência, na quantificação indireta da capacidade de suporte.

Adubação potássica em arroz irrigado conforme a capacidade de troca catiônica do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta do arroz irrigado por inundação à aplicação de doses de potássio, conforme a capacidade de troca catiônica (CTC) do solo. Foram utilizados 16 solos com diferentes valores de CTC a pH 7,0 (CTCpH7), divididos em duas classes: solos com CTCpH7 até 15 cmol c dm-3 e com CTCpH7 maior que esse valor. O experimento foi realizado nas safras agrícolas de 2005/2006 e 2006/2007, em oito locais por ano agrícola, com uso de diferentes cultivares de arroz, conforme o local ou o ano. Foram calculados os incrementos médios da produtividade de arroz pela aplicação das doses de K, em função da razão K/CTCpH7. A dose de máxima eficiência econômica (DMEE) de potássio foi calculada de acordo com os preços do fertilizante e do arroz, praticados de 2003 a 2012. O arroz respondeu de forma econômica à aplicação de potássio, em ambas as classes de CTCpH7 utilizadas, com maior incremento de produtividade nos solos com menor relação K/CTCpH7. Na média dos dez anos, a DMEE foi sempre superior a U$ 100,00 e maior nos solos com CTCpH7>15,0 cmol c dm-3.

Uso de análise exploratória de dados e de regressão robusta na avaliação do crescimento de espécies comerciais de terra firme da Amazônia

Esta pesquisa originou-se de uma base de dados de dois inventários a 100%, realizados em 1984 e 2000 sobre uma mesma área de 576 ha de floresta tropical primária, localizada na Floresta Nacional do Tapajós, Belterra, Pará. O objetivo da pesquisa foi utilizar a análise exploratória de dados e a regressão robusta para modelar o crescimento em diâmetro e área basal. Nos dois inventários as circunferências à altura do peito (CAP) foram medidas com fitamétrica, enquanto as alturas comerciais em 1984 foram medidas com o hipsômetro de Weiss e em 2000, estimadas com o uso de varas; o DAP mínimo em 1984 foi de 55 cm para todas as espécies e em 2000 foi adotado o DAP mínimo de 35 cm. As análises estatísticas foram precedidas de análise exploratória de dados (AED), em que foram utilizados o box plot (caixa-de-bigodes) na detecção de outliers (observações discrepantes) e o gráfico stem-and-leaf (tronco-e-folhas) para filtrar as observações extremas. Utilizou-se a regressão robusta para ajustar os modelos na presença de outliers. A pesquisa mostrou que, apesar das variações intra e interespecíficas, as seis espécies, em conjunto, apresentaram taxas de crescimento medianas observadas e esperadas em diâmetro e área basal de 4,56 e 4,28 mm/ano e 13,00 e 13,09 cm²/ha/ano, respectivamente. A pesquisa também mostrou que o uso da análise exploratória de dados e da regressão robusta viabilizou a análise e a determinação dos incrementos periódicos em diâmetro e área basal em bases consistentes. A metodologia empregada no caso específico dos dados disponíveis e tipos de variáveis mostrou ser mais eficiente com o uso de regressão robusta pelo método Least Trimmed Square do que pelo método dos mínimos quadrados ordinários.

Mapeamento do uso e da cobertura atual da terra para indicação de áreas disponíveis para reservas legais: estudo em nove municípios da região Amazônica

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de indicar as áreas disponíveis para manutenção de reserva legal, com a finalidade de fornecer subsídios à discussão sobre a extensão das reservas legais na Amazônia brasileira. A metodologia empregada foi dividida em duas etapas: a primeira envolveu a delimitação das áreas originais de ocorrência de formações florestais e de cerrado e a identificação das áreas sobre as quais recai a obrigatoriedade de manutenção de reserva legal; a segunda envolveu a identificação dos remanescentes vegetais disponíveis para manutenção de reservas legais, bem como das áreas que foram alteradas, realizada a partir do mapeamento do uso e da cobertura atual das terras, utilizando técnicas de processamento digital de imagens e geoprocessamento. O estudo foi aplicado em nove municípios da Amazônia Oriental (quatro municípios no Pará e cinco no Maranhão). Os resultados obtidos com base nas imagens TM Landsat do ano de 1999 mostram que todos os municípios estudados apresentaram valores inferiores a 80% de florestas remanescentes. Os municípios do Pará apresentaram sua área de remanescentes florestais um pouco superior a 60%, enquanto os do Maranhão apresentaram valores mais baixos, inferiores a 50%, chegando a 6,46% em Itinga do Maranhão.