Nome do Projeto
ÁREAS PRIORITÁRIAS À GEOCONSERVAÇÃO A PARTIR DA ANÁLISE ESPACIAL DA GEODIVERSIDADE NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CAMAQUÃ
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
15/06/2022 - 30/09/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Humanas
Resumo
O projeto tem por objetivo identificar e caracterizar áreas prioritárias à geoconservação a partir da avaliação quantitativa e qualitativa da geodiversidade da Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã, inserida nos limites do Bioma Pampa, no Estado do Rio Grande do Sul. A metodologia proposta para este objetivo envolve: a seleção de variáveis ambientais e organização da base de dados espacial em SIG; a obtenção do índice de geodiversidade a partir da densidade de Kernel; a elaboração de um diagnóstico para as áreas com elevada geodiversidade, propondo-se a categorização e seleção de um conjunto de áreas prioritárias para a geoconservação; a análise de correlação espacial das áreas prioritárias quanto à elementos de geodiversidade e biodiversidade; a organização de material de divulgação referente às áreas prioritárias identificadas; e a realização de trabalhos de campo para reconhecimento, validação da metodologia e resultados, além da obtenção de dados e imagens para mapeamento das áreas prioritárias. As contribuições desta pesquisa relacionam-se a: (1) maior conhecimento sobre geodiversidade e geoconservação da área de estudo e assim do Bioma Pampa; (2) a identificação de áreas prioritárias à geoconservação na bacia hidrográfica a partir de um ordenamento que considere os valores da geodiversidade com base em variáveis qualitativas e quantitativas; (3) a verificação da relação entre geodiversidade e biodiversidade por meio de análise de dependência espacial; (4) o subsídio à definição de áreas prioritárias à geoconservação, ao geoturismo e a potenciais novas unidades de conservação; (5) contribuição para as metas e planos de ação propostos pelo comitê da bacia a fim de fomentar atividades que possam assegurar a conservação e então promover o desenvolvimento local de forma equilibrada, integrando aspectos bióticos e abióticos.

Objetivo Geral

Identificar e caracterizar áreas prioritárias à geoconservação a partir da avaliação quantitativa e qualitativa da geodiversidade da Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã.

Justificativa

A história humana na Terra é acompanhada da crescente apropriação e alteração da diversidade de elementos do meio físico. Assim alguns locais tendem a adquirir maior importância que outros (BUREK; PROSSER, 2008). O desenvolvimento da vida está fortemente ligado às condições abióticas (geodiversidade), sendo base para o aumento e manutenção da diversidade biológica ao longo da história geológica (KOZLOWSKI, 2004).
O conceito de geodiversidade, no entanto, é pouco conhecido e também pouco divulgado pela sociedade. As políticas públicas de conservação, divulgação e utilização do patrimônio natural tendem a priorizar a biodiversidade em detrimento da geodiversidade (NASCIMENTO et al., 2008; BORBA, 2011). Embora o desenvolvimento humano seja dependente da natureza e de seus recursos e processos abióticos, estes são negligenciados em políticas nacionais e internacionais que adotam o desenvolvimento sustentável (BRILHA et al., 2018).
O termo geodiversidade aparece na bibliografia europeia em meados da década de 1990, sobretudo em analogia ao termo biodiversidade (CARCAVILLA et al., 2008) que se restringe à diversidade biótica da natureza. A bibliografia apresenta uma série de conceitos para o termo (NIETO, 2001; Gray, 2004; KOZLOWSKI, 2004; SERRANO; RUIZ-FLAÑO, 2007; PEREIRA, 2010), nos quais geologia, geomorfologia e feições de solo são considerados os elementos mais importantes, contudo não há um consenso (FORTE et al., 2018). Enfim, Carcavilla et al. (2008) destacam que as numerosas definições para geodiversidade não costumam ser acompanhadas por um método de estudos e análises com a aplicação do conceito teórico à realidade de um território.
Diante das formas de ocupação e exploração atual dos sistemas naturais, grande parte da geodiversidade do planeta está sob risco ou ameaçada (MANOSSO; ONDICOL, 2012). Dessa forma torna-se importante entender e relacionar os valores da geodiversidade a partir de propostas para sua identificação e avaliação, de forma a categorizar as áreas com elevada geodiversidade e permitir sua maior valorização e conservação.
A geodiversidade é parte do capital natural, fornece e sustenta serviços ecossistêmicos essenciais além de contribuir para a compreensão de processos dinâmicos e tendências de longo prazo (GRAY et al., 2013). Em vista disso é necessário entender a distribuição espacial, conteúdo e importância dos elementos abióticos (BRILHA, 2005), uma vez que sua diversidade ainda é um desafio para a avaliação qualitativa e quantitativa (PEREIRA et al., 2013). Esta maior compreensão permitirá reconhecer o valor da geodiversidade como parte do capital natural, possibibilitanto maior apoio à sua conservação nas políticas ambientais (GRAY et al., 2013).
A abordagem quantitativa busca expressar de forma mais objetiva a variabilidade espacial dos elementos da geodiversidade. A combinação de variáveis abióticas, analisadas com suporte de métodos e técnicas do geoprocessamento e análise geoespacial, pode ser válida na quantificação da geodiversidade em escala regional. Neste sentido, no período recente, verificam-se trabalhos que buscam aplicar métodos quantitativos para análise e obtenção de índices para a geodiversidade, a partir de álgebra de mapas em Sistema de Informação Geográfica (SIG). Exemplos de aplicações podem ser consultadas em Pereira et al. (2013), Silva et al. (2013), Melelli et al. (2017), Argyriou et al. (2016), Forte et al. (2018) entre outros. A obtenção de índices de geodiversidade demanda a inter-relação de variáveis espaciais, compreendidas como indicadores parciais de cada um dos elementos que compõe a geodiversidade (PEREIRA et al. 2013; SILVA et al. 2013; SILVA et al. 2015).
Sob o ponto de vista operacional, um dos principais objetivos da definição de um conjunto de ferramentas para avaliação da geodiversidade e sua distribuição no espaço, bem como a distinção de lugares com interesse geológico e geomorfológico ou de valorização do geopatrimônio é subsidiar a geoconservação (MANOSSO; ONDICOL, 2012). O entendimento da distribuição e riqueza da geodiversidade pode auxiliar no ordenamento do território, em políticas de conservação da natureza (BRILHA et al., 2018) e no próprio subsídio à correta exploração dos recursos naturais concentrados em determinados hotspots de geodiversidade.
A geoconservação tem por objetivo preservar a diversidade natural (geodiversidade) caracterizada pelos significativos aspectos e processos geológicos (substrato), geomorfológicos (formas de paisagem) e de solo, a partir da manutenção da evolução natural desses aspectos e processos (SHARPLES, 2002). A avaliação quantitativa é ainda pouco realizada apesar de ser parte essencial das estratégias de geoconservação (BRILHA, 2005). Desta forma, é preciso avançar no sentido de classificações e metodologias que possibilitem a inventariação, mapeamento e catalogação de geossítios e geomorfossítios, a fim de que se possa pensar em estratégias e estruturas de interpretação que sejam capazes de atingir diferentes tipos de público, aproximando a geoconservação do que representa hoje a conservação da biodiversidade (FIGUEIRÓ et al., 2013).
Entre as principais ameaças antrópicas à geodiversidade estão a mineração predatória ou desprovida de critérios técnicos e a construção de grandes obras de infraestrutura. Destaca-se a construção de barragens, hidrelétricas e rodovias, operações de florestamento e desflorestamento, relacionadas à silvicultura, a disposição de resíduos sólidos urbanos ou industriais, a ocupação e urbanização acelerada de áreas litorâneas, as atividades recreativas e turísticas acompanhadas de vandalismo e depredação. Existe ainda o desconhecimento, por parte da sociedade e dos gestores públicos e privados, sobre a importância da fração abiótica da natureza e de seus locais mais representativos (BRILHA, 2005).
Neste contexto, a Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã, no estado do Rio Grande do Sul, se apresenta como cenário ideal para compreensão da importância representada pelos seus elementos abióticos, pois sua situação geográfica abrange muitas das ameaças antrópicas citadas acima. As atividades agropecuárias e de mineração se destacam na alta bacia (DEGRANDI et al., 2017), enquanto a orizicultura é destaque nos compartimentos de média e baixa bacia (HARRES, 2008). Nesta conjuntura, esta unidade natural, inserida no Bioma Pampa, detém uma grande diversidade de ambientes de montante à jusante, desde seus afloramentos rochosos na alta bacia até os grandes fragmentos de vegetação natural preservados nas proximidades de sua foz na Laguna dos Patos, porção extremamente pressionada pelos processos de ocupação.
A Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã está inserida no panorama geológico e geomorfológico do Estado do Rio Grande do Sul, que conforme Borba (2011), é bastante diversificado e registra uma evolução geológica de 2,5 bilhões de anos, carregado de significativas mudanças tectônicas e ambientais. O escudo Sul-rio-grandense, por sua longa história evolutiva e pela diversidade de ambientes formativos (CHEMALE JR., 2000 apud BORBA, 2011), pode ser considerado um hotspot de geodiversidade, então merecedor de estudos mais detalhados sobre sua geodiversidade e geopatrimônio.
Hotspots de geodiversidade (GRAY, 2008) podem ser: áreas com evolução geológica longa e complexa; margens de placas tectônicas, especialmente limites convergentes; áreas de topografia acidentada, como montanhas ou cânions e; zonas costeiras, onde processos terrestres e marinhos ativos compartilham uma mesma área da superfície do planeta.
Duas unidades de conservação estão presentes na área de estudo: o Parque Estadual do Podocarpus, no município de Encruzilhada do Sul e o Parque Estadual do Camaquã (na foz do Rio Camaquã), nos municípios de São Lourenço do Sul e Camaquã. Este último abrange um dos maiores remanescentes de vegetação arbórea nativa do estado. Estas unidades, embora decretadas no ano de 1975, não estão implementadas, de modo que não foram adotadas medidas para a proteção destas áreas por parte da Secretaria Estadual do Meio Ambiente.
A bacia está compreendida no Bioma Pampa e corresponde a pouco mais de 12% da área pertencente a este bioma. Em relação às áreas naturais protegidas no Brasil, de acordo com o Ministério do Meio Ambiente, o bioma Pampa tem a menor representatividade no Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC), representando apenas 0,4% da área continental brasileira protegida por unidades de conservação (MMA, 2018). Este fato, aliado à localização da bacia hidrográfica na transição entre os biomas Mata Atlântica e Pampa também justificam a execução desta proposta de pesquisa quando busca contribuir para a geoconservação considerando a relação entre geodiversidade e biodiverdade.
Cabe ainda destacar os poucos trabalhos sobre geodiversidade em áreas costeiras, uma vez que estas áreas tendem a apresentar pouca variabilidade nos elementos abióticos em sua configuração espacial. A área de estudo contempla esta tipologia, uma vez que a porção à jusante da bacia hidrográfica está na planície costeira gaúcha.
Embora o plano da bacia apresente somente os principais problemas que afetam a biodiversidade, existem várias pesquisas desenvolvidas em porções específicas da bacia relacionadas à geodiversidade e à geoconservação, como por exemplo, estudo do Geossítio Guaritas (VON AHN, 2018; SANTOS, 2016); proposição de criação de um geoparque em Caçapava do Sul (BORBA, 2017), zoneamento ambiental para a área do Parque Estadual do Camaquã (LOPES, 2017), ecoturismo em Caçapava do Sul (GARCIA, 2012) entre outros. Neste contexto, adquire grande relevância e se justifica a presente proposta que visa a identificação e caracterização da geodiversidade da bacia hidrográfica em escala regional e a proposição de áreas prioritárias à conservação, considerando os aspectos abióticos.

Metodologia

(1) Seleção de variáveis ambientais e organização da base de dados espacial em SIG
A primeira etapa envolverá a coleta de dados espaciais e não espaciais sobre a área de estudo. Os dados e informações espaciais irão constituir a base de dados em SIG que possibilitará a preparação das variáveis e obtenção do índice de geodiversidade, além de subsidiar o diagnóstico das áreas de maior geodiversidade, identificação, categorização e seleção de um conjunto de áreas prioritárias à geoconservação. Todos os dados coletados serão organizados considerando a referência espacial ao Datum Sirgas 2000 e fornecerão uma caracterização geral da bacia hidrográfica.
A obtenção do índice de geodiversidade para a Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã tomará por base a metodologia desenvolvida por Forte et al. (2018), a qual utiliza procedimentos e técnicas de SIG, porém não considera uma grade sobreposta como a maioria das pesquisas têm utilizado. A metodologia faz uma análise por centroide e densidade de Kernel (FORTE, 2014 apud FORTE et al., 2018) o que, segundo os autores, permite melhor compreensão do número, frequência e distribuição das variáveis participantes da análise.
Como se sabe, não é possível obter todos os elementos abióticos na mesma escala. O número e os tipos de variáveis abióticas utilizadas podem variar, dependendo de cada pesquisa. Da mesma forma que Forte et al. (2018), ao considerar questões de planejamento ambiental, nesta pesquisa serão utilizadas as variáveis correspondentes a: geologia, geomorfologia, hidrografia e solos. Estas variáveis serão obtidas a partir de mapas já existentes e disponibilizados por órgãos de pesquisa nacionais (IBGE, RADAMBRASIL), buscando uma escala a nível regional. A base cartográfica para o Rio Grande do Sul em escala 1:250.000 de Weber e Hasenack (2007) será utilizada considerando a compatibilidade de seu detalhamento em relação às demais variáveis.
Para iniciar o processamento, as variáveis geologia, geomorfologia, hidrografia e solos deverão compor arquivos em formato vetorial. Inicialmente, cada conjunto de dados que compreende cada variável deverá passar por uma operação de sobreposição de forma que se torne um conjunto único de dados, ou seja, todos os conjuntos de dados da proposta serão somados e constituirão uma mesma base de dados vetorial (FORTE et al., 2018).
O conjunto único de dados será então convertido em pontos (centroides) os quais serão gerados a partir das localizações representativas das feições que compreendem os dados de entrada.
(2) Obtenção do índice de geodiversidade
Para obter o índice de geodiversidade da bacia hidrográfica, o arquivo de pontos gerado a partir da conversão do conjunto de dados que compreende todas as variáveis de análise, constituirá a entrada para a obtenção da análise de Kernel no software ArcGIS 10.4.1. Nesta etapa será possível associar o tamanho da célula/pixel do arquivo raster a ser gerado e a unidade de medida a ser utilizada. Para a área de estudo será testado inicialmente o tamanho de 20m e a unidade a ser utilizada será km2.
A densidade de Kernel constituirá o índice de geodiversidade. A fim de melhorar a representação visual do resultado, o produto obtido será reclassificado utilizando o método de quebras naturais que permite maximizar as diferenças entre as classes a fim de obter uma expressão numérica para o índice.
De acordo com Forte et al. (2018) uma vez que as variáveis estejam organizadas torna-se possível testar diferentes combinações na obtenção do índice de geodiversidade. No entanto, os autores verificaram que duas das variáveis utilizadas, geologia e geomorfologia são chaves na obtenção do índice. Esta possibilidade de variação no conjunto de variáveis da análise permite possíveis comparações do índice de geodiversidade entre locais diferentes a depender das variáveis disponíveis para cada local. Além disso, permite a utilização de outras variáveis no conjunto da pesquisa que resultará no índice de geodiversidade.
(3) Diagnóstico das áreas com elevada geodiversidade e proposição de categorização e seleção de áreas prioritárias para a geoconservação
A partir do mapa do índice de geodiversidade para a Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã, serão individualizadas as áreas com maior geodiversidade. Para estas áreas será
construído um diagnóstico que considere os aspectos abióticos, identificando-se a variável chave na definição de cada uma das áreas como hotspot de geodiversidade (GRAY, 2008).
Propõe-se a construção de uma matriz quali-quantitativa para as áreas com maior geodiversidade de forma que identifique e categorize estas áreas com base nos valores de geodiversidade apresentados por Gray (2005) e Brilha (2005).
A geodiversidade possui uma série de valores que vão muito além da visão voltada à exploração (GRAY, 2005; BRILHA, 2005), sendo: valores intrínsecos ou de existência; valores culturais, como a influência da paisagem sobre as tradições, folclore e lendas; valores estéticos, relacionados à contemplação, inspiração artística ou prática de esportes de aventura na natureza; valores funcionais, inclusive como substrato indispensável para os ecossistemas e biomas terrestres e marinhos; e valores científico-educacionais, relacionados à definição da evolução geológica das áreas e à formação de novos profissionais de geociências.
A análise da matriz resultante permitirá ordenar as áreas de maior geodiversidade de forma a dar sustentação à identificação e seleção de um conjunto amostral de áreas prioritárias destinadas à geoconservação. De acordo com Pereira e Ruchkys (2016), quantificar a geodiversidade tem várias aplicações e permite ainda identificar, em um dado espaço, as áreas prioritárias para geoconservação ou com maior potencial para o desenvolvimento do geoturismo, o qual faz uso do geopatrimônio como atrativo. Bento e Rodrigues (2013) apontam que o geoturismo e a geoconservação podem promover o desenvolvimento local, possibilitando a gestão e utilização da geodiversidade de forma planejada e sustentável.
Para o conjunto de áreas prioritárias selecionado será elaborado também o mapeamento dos usos e coberturas da terra de forma a verificar sua situação atual, possíveis conflitos existentes e tendências de usos. Este mapeamento tomará por base a metodologia de Simon e Trentin (2009). A estruturação da chave de interpretação a ser utilizada no mapeamento seguirá as orientações do sistema de classificação elaborado pelo IBGE (Manual Técnico do Uso da Terra, 2013). As imagens a serem utilizadas neste mapeamento serão produzidas a partir de imageamento com drone (Veículo Aéreo não Tripulado) em atividade(s) de campo desta pesquisa. O mapeamento dos usos e coberturas será validado a partir de um conjunto amostral de pontos que será base para a obtenção dos índices de Exatidão Global e Kappa.
(4) Correlação espacial das áreas prioritárias quanto a elementos de geodiversidade e biodiversidade
O fato de comumente haver maior ênfase ao levantamento de aspectos relacionados à biodiversidade - a exemplo das problemáticas elencadas pelo plano de manejo da Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã, cujo direcionamento está nos aspectos bióticos - somado ao fato de serem poucos os estudos que consideram a relação entre biodiversidade e geodiversidade sob a perspectiva de análises quantitativas, constituem sustentação para a proposição de análise de correlação espacial aqui proposta.
Propõe-se a utilização de métodos de análise geoespacial, especificamente de dependência espacial. Para seu desenvolvimento, inicialmente será necessário obter dados sobre a cobertura vegetal para a bacia hidrográfica, como variável biótica. Para isto será utilizado o mapeamento da cobertura vegetal do Bioma Pampa, elaborado em 2009 pelo Laboratório de Geoprocessamento (Labgeo) do Centro de Ecologia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). De acordo com Santos (2004), o mapeamento da vegetação auxilia na indicação do potencial da cobertura vegetal, uma vez que parâmetros derivados da análise espacial da cobertura vegetal são relatados pela literatura como indicadores de diversidade e estabilidade dos sistemas naturais.
A cobertura vegetal, como aspecto biótico será analisada em relação às áreas com elevada geodiversidade identificadas e sobretudo em relação ao conjunto de áreas prioritárias definido nesta pesquisa, a exemplo de trabalho desenvolvido por Trentin e Simon (2017). A partir de métodos de análise espacial que inter-relacionem elementos bióticos e abióticos busca-se comprovar a correspondência entre geodiversidade e biodiversidade, citada por Brilha (2005), Santucci (2005), Nascimento et al. (2008) e Sharples (2002).
A análise de dependência espacial parte da autocorrelação espacial entre variáveis espaciais, conforme apresentado por Ferreira (2014). Neste estudo esta análise será elaborada a partir das variáveis que compreendem a geodiversidade e a cobertura vegetal. Os resultados poderão contribuir e reforçar a necessidade de estruturação de unidades de conservação para o patrimônio natural da bacia hidrográfica do Rio Camaquã, uma vez que espera-se encontrar áreas com elevada geodiversidade associadas à existência de cobertura vegetal. Isto poderá derivar do fato destas áreas apresentarem restrições de acessibilidade em decorrência das características de relevo e portanto, menores impedimentos quanto à regularização fundiária.
(5) Trabalhos de campo
Os trabalhos de campo farão parte do processo de validação da metodologia e obtenção de dados. Os trabalhos de campo para reconhecimento e validação da metodologia de obtenção do índice de geodiversidade serão realizados a partir da definição de um conjunto amostral de pontos a serem visitados na área de estudo. Em um segundo momento, haverá necessidade de trabalhos de campo a fim de obter dados para o conjunto de áreas identificadas como prioritárias à geoconservação, relacionados a registros fotográficos e a realização de imageamento com drone.

Indicadores, Metas e Resultados

Constituem em Indicadores, metas e resultados esperados:
(1) Base de dados espacial em SIG para a Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã; Caracterização físico-ambiental da área de estudo.
(2) Mapa do índice de geodiversidade para a Bacia Hidrográfica do Rio Camaquã; Diagnóstico das áreas com maior geodiversidade com a identificação/categorização de um conjunto de áreas prioritárias para a geoconservação.
(3) Caracterização das áreas prioritárias para geoconservação selecionadas (mapeamento de usos e coberturas da terra; análise de dependência espacial); Material de divulgação referente ao patrimônio natural da bacia hidrográfica que apresente as áreas prioritárias para a geoconservação; Relatório final da pesquisa.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ADRIANO LUIS HECK SIMON2
CASSIELY DA ROZA PACHECO
GRACIELI TRENTIN
TIAGO DAS NEVES RIBEIRO
Vinícius Bartz Schwanz
ÂNDREA LENISE DE OLIVEIRA LOPES

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