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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS ESPECIALIZAÇÃO EM GEOPROCESSAMENTO

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GEOPROCESSAMENTO 2003

VI CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO �

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UFMG

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RELAÇÃO ENTRE COBERTURA DO SOLO E ICTIOFAUNA DA BAC IA DO RIO

DAS VELHAS/MG ATRAVÉS DE UMA ZONA DE INFLUÊNCIA DE 200 METROS.

Rubens Cláudio Verçoza Casali Orientador: Prof. Dr. Phillipe Maillard

Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Geoprocessamento da Universidade Federal de Minas Gerais como requisito para obtenção de grau de Especialista em geoprocessamento

Belo Horizonte 2004

AGRADECIMENTOS

- À Deus pelas oportunidades da vida;

- Ao Phillipe pela orientação;

- À minha família pelo incentivo em todos os momentos;

- À Graziela pelo apoio e carinho;

- Aos amigos Christian e Charles pelo imprescindível auxílio durante todo o curso;

- À Nádia pela valiosa ajuda no desenvolvimento do trabalho;

- À professora Márcia pelo apoio durante o curso;

- À todos os companheiros de turma pela agradável convivência;

- À todos os professores do curso de geoprocessamento;

- Ao biólogo e amigo Carlos Bernardo, coordenador do sub-projeto S.O.S. rio das

Velhas - Projeto Manuelzão, pelo incentivo.

SUMÁRIO

1 – INTRODUÇÃO 1.1 – Apresentação 1.2 - Utilização do Gis e sensoriamento remoto aplicado ao

estudo ambiental 2 - OBJETIVOS

2.1 – Objetivo geral 2.2 – Objetivos específicos

3 - METODOLOGIA

3.1 – Tratamento das imagens 3.2 - Ictiofauna

4 – RESULTADOS

4.1- Distribuição das classes de cobertura do solo 4.2 – Relação mata ciliar e ictiofauna

5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

pag. 01 pag. 02 pag. 07 pag. 07 pag. 08 pag. 08 pag. 10 pag. 12 pag. 12 pag. 14

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Visão do rio da Velhas próximo a cidade de Monjolos. Figura 2: Detalhe da margem do Rio das Velhas. Figura 3: Mapa da bacia do rio das Velhas, com seus principais cursos

d'água e locais de amostragem de peixes

Figura 4: Imagem Landsat (Bandas 1,2 e 3) de um dos trechos em estudo Figura 5: ImagemLandsat classificada de um dos trechos em estudo Figura 6: Distribuição do número de espécies e das classes de cobertura do

solo pelas regiões da bacia do rio das Velhas.


LISTA DE TABELAS Tabela 1: Distribuição do número de espécies de peixes capturados no rio

das Velhas em seis pontos de amostragem Tabela 2: Pontos de amostragem de peixes em relação as respectivas

regiões do rio das Velhas. Tabela 3: Distribuição das frequências absoluta (Fa) e relativa (Fr%) das

áreas das classes de cobertura do solo no buffer de 200 metros do rio das Velhas/MG.


RESUMO

O rio das Velhas pertence a bacia do rio São Francisco, com 761 Km de extensão, área de drenagem é de aproximadamente 29.173 km2 sendo importante por passar por 51 municípios, inclusive área metropolitana de Belo Horizonte onde existem aproximadamente 3 milhões de habitantes. Suas águas são utilizadas como fonte de abastecimento e eliminação de esgoto além da presença de inúmeras minerações e garimpo que muitas vezes são clandestinos. Esse estudo pretende Relacionar cobertura do solo e ictiofauna da bacia do rio das velhas/MG através de um buffer de 200 metros. Para a realização do presente estudo utilizaram-se cinco imagens Landsat. A base hidrográfica (calha principal e principais tributários) e o limite da bacia digitalizadas foram obtidas junto ao Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM). Cartas topográficas IBGE auxiliaram no registro das imagens. Criou-se um buffer de 200 metros na a calha principal e nos primeiros 500 metros dos principais tributários. Realizaram-se correções geométrica e atmosférica para Montar um mosaico unindo as imagens. Retirou-se os temas através da classificação supervisionada por píxel. Determinaram-se as seguintes classes de cobertura do solo: áreas com solo exposto, água, vegetação ciliar, áreas urbana, áreas com agricultura e outros. Nos temas calculou-se a área das classes no buffer total e nas três regiões do rio das Velhas. A partir dos do resultado da classificação observa-se que a área total do buffer é de aproximadamente 338,81 Km2. A classe predominante foi a solo exposto com 40,59%, seguidos da vegetação ciliar e regiões com agricultura representando 18,92% e 16,31% respectivamente da área total

1 - INTRODUÇÃO 1.1- APRESENTAÇÃO

O estado de Minas Gerais possui quinze bacias hidrográficas (CETEC

1983) sendo as mais importantes: bacias do São Francisco, Paranaíba, Grande,

Doce, Paraíba do Sul, Mucuri e Jequitinhonha.

O rio das Velhas localizado à margem direita do rio São Francisco, com 761

Km de extensão, nasce próximo a cidade de Ouro Preto e tem sua foz próximo a

cidade de Pirapora (Figuras 1 e 2). A área de drenagem é de aproximadamente

29.173 km2 sendo importante por passar por 51 municípios, inclusive área

metropolitana de Belo Horizonte onde existem aproximadamente 3 milhões de

habitantes (IBGE, 2000) (Figura 3).

A bacia do rio das Velhas é dividida em três regiões: alto, médio e baixo

curso (Guimarães, 1953). O alto rio das Velhas abrange a serra da Piedade e a

região metropolitana de Belo Horizonte, além, dos municípios de Sabará,

Contagem e Caeté. o limite norte da bacia O médio rio das Velhas destaca-se

pela presença do rio Paraúna, como principal afluente, e a proximidade dos

municípios de Curvelo e Corinto. Por fim, o baixo rio das velhas atravessa os

municípios de Monjolos, Gouveia, Presidente Kubischec, Várzea da Palma até

encontrar com o rio São Francisco 36 Km a jusante de Pirapora.

Considerado como área de importância biológica extrema de Minas Gerais

(Costa et. al., 1998) suas águas são utilizadas como fonte de abastecimento e

eliminação de esgoto além da presença de inúmeras minerações e garimpo que

muitas vezes são clandestinos.

Com desenvolvimento e crescimento populacional dos grandes centros, a

rede hidrográfica próxima a essas regiões sofre com a poluição industrial e

doméstica, pesca predatória, construção de barragens, destruição de várzeas e

lagoas marginais e, principalmente, com a retirada da cobertura ciliar. Todos esse

fatores diminuem a qualidade ambiental, além de interferir na fauna presente

próximas aos rios. Segundo Alves & Pompeu (2001) o rio das Velhas apresenta

alto grau de degradação devido aos resíduos mineráios e esgotos domésticos e

industriais da região metropolitana de Belo Horizonte. Ainda segundo esse

autores, a poluição do trecho superior afeta todo o rio, diminuindo a qualidade da

água e causando frequentes mortandades de peixes.

Estudos indicam que as matas ciliares são importantes na conservação da

vida silvestre terrestre servindo como refúgios e corredores de variabilidade gênica

(Marinho Filho & Gastal, 2001). Outro fator relevante, é que a mata ciliar funciona

como filtros impedindo que sedimentos e poluentes como agrotóxicos interfiram na

qualidade da água (Dosskey et. al, 1997) e reduzindo a erosão das margens

(McKergow et. al, 2003).

Peixes tem sido utilizados como bons bio indicadores de qualidade

ambiental pois a ocorrência de algumas espécies relacionam-se com presença de

matas ciliares, que mantém a qualidade da água. Além disso, protegem

estruturalmente os habitats, regulam o fluxo e vazão da água, fornecem abrigos,

sombra, matéria orgânica e substrato para algas e perifiton (Barrella et. al. 2001)

1.2 - UTILIZAÇÃO DO GIS E SENSORIAMENTO REMOTO APLI CADO AO

ESTUDO AMBIENTAL

Sistema de informação geográfica (SIG) apresenta larga aplicação nos

projetos de planejamento e proteção ambiental (Cances et. al., 2000), além de se

tornar altamente importante e ser a tecnologia exigida para o século 21

(Bergougnoux, 2000). Outra ferramenta muito utilizada é o sensoriamento remoto,

que permite um contínuo monitoramento de todas as áreas onde riscos ambientais

podem ocorrer (Becker, 2000). Nesse sentido, vários estudos recentes,

relacionados ao ambiente, foram realizados como por exemplo:

Ravan & Roy (1997), com base em imagens Landsat identificaram tipos de

vegetação e analisaram os impactos nas estruturas da paisagem. Quattrochi &

Luvall (1999), examinaram o uso direto e indireto do sensoriamento remoto na

banda do infravermelho termal. Esses autores, também propuseram métodos e

aplicações para análises dos processos ecológico da paisagem. Funk et. al.

(1999), geraram mapas ARC/INFO e ArcView com informações disponíveis em

coleções sistemáticas e identificaram áreas com alta prioridade para conservação.

Bonneau et. al. (1999), desenvolveram e consideraram uma técnica, pela qual

identificaram mudanças em uma floresta usando imagens de satélite.

Dados de sensoriamento remoto foram usado para avaliar mudanças na

paisagem da bacia do rio Tensas (Heggem et. al,. 2000). Wickham et. al. (2000)

verificaram se os padrões regionais de fragmentação florestal pode ser relatada

quantitativamente com os padrões regionais de uso da terra. Crist et. al. (2000),

avaliaram os impactos do uso do solo na biodiversidade utilizando um SIG piloto.

Bongers (2001), através de imagens de radar com alta resolução concluiu que

obter descrição de estrutura de docel de florestas é complicado. Xiongwen (2001),

utilizou um GIS para mostrar que o índice de áreas com grande e média

diversidade de árvores diminuem respectivamente, enquanto áreas com baixa

diversidade aumentam. Estudo de Saveraid et. al. (2001), comprovam que dados

de sensoriamento remoto são aplicáveis para estimar o potencial de habitats para

espécies de aves.

Ha & Bae (2001) através de imagens Landsat avaliaram os efeitos do uso

da terra e mudanças no tratamento dos esgoto municipal e na qualidade da água.

A função do ecossistema para retenção de água e conservação de florestas foi

estuda por Guo & Gan (2002), através de GIS. Nakagoshi & Kondo (2002),

estabeleceram métodos para determinar o valor ecológico da terra sob dois

aspectos: valor para vegetação e valor para avifauna.

Figura 1: Visão do rio da Velhas próximo a cidade de Monjolos.

Figura 2: Detalhe da margem do Rio das Velhas

Figura 3: Mapa da bacia do rio das Velhas, com seus principais cursos d'água e

locais de amostragem de peixes

2- OBJETIVOS 2.1 - OBJETIVO GERAL

Relacionar cobertura do solo e ictiofauna da bacia do rio das velhas/MG através

de um buffer de 200 metros.

2.2 - OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Determinar e quantificar a cobertura do solo

- Relacionar a cobertura do solo com a ictiofauna

- Gerar mapas temáticos

3- MATERIAL E MÉTODOS 3- MATERIAL E MÉTODOS

Para a realização do presente estudo utilizaram-se cinco imagens Landsat

ETM+ de 2002, números 21872, 21873, 21874, 21972 e 21973, com seguintes

bandas: 1,2,3,4,5,6 e 7. A base hidrográfica (calha principal e principais tributários)

e o limite da bacia digitalizadas foram obtidas junto ao Instituto Mineiro de Gestão

das Águas (IGAM). Cartas topográficas IBGE nas escalas de 1:100.000 (Pirapora,

Várzea da Palma, Baldin, Sete Lagoas, Corinto, Curvelo e Andraquicêauxilia) e de

1:50.000 (Lagoa Santa, Belo Horizonte, Rio Acima e Ouro preto) auxiliaram no

registro das imagens.

3.1 TRATAMENTO DAS IMAGENS

Primeiramente, a partir da base hidrográfica do rio das Velhas obtida no

IGAM crio-se uma área de influência, buffer, de 200 metros na a calha principal e

nos primeiros 500 metros dos principais tributários.

Em seguida, realizaram-se nas imagens as correções geométrica, a partir

de pontos de controle das cartas IBGE, e atmosférica. Montou-se um mosaico

unindo as imagens registradas e o buffer foi sobreposto no mosaico para

determinar e recortar o quadrante envolvente ao buffer para a posterior

classificação da cobertura do solo do seu interior. Gerou-se um novo arquivo no

formato raster.

Então, retirou-se do novo arquivo os temas através da classificação

supervisionada por píxel. Determinaram-se as seguintes classes de cobertura do

solo: áreas com solo exposto, água, vegetação ciliar, áreas urbana, áreas com

agricultura e outros (Figura 4 e 5).

Os temas foram convertidos para vetor e exportados para o Map Info, onde

foram realizados acertos finais e cálculos da área das classes no buffer total e nas

três regiões do rio das Velhas.

Figura 4: Imagem Landsat (Bandas 1,2 e 3) de um dos trechos em estudo

Figura 5: ImagemLandsat classificada de um dos trechos em estudo

3.2 ICTIOFAUNA

Para o estudo de ictiofauna utilizou-se dos resultados obtidos por Alves &

Pompeu (2001) em estudo realizado no rio das Velhas. Para captura de peixes

utilizaram-se redes de espera, redes de arrasto e peneiras. As redes foram

armadas na coluna d'água ao entardecer e retiradas na manhã seguinte. Os outro

petrechos de pesca foram utilizados durante o dia nas margem praias e

corredeiras. Os autores realizaram coletas bimestrais durante um ano, junho 1999

a junho de 2000, em seis pontos de amostragem na calha principal ao longo do rio

das velhas totalizando 72 espécies (Figura 3 e Tabela 1).

Devido a grande extensão do rio das Velhas, dividiu-se a área em três

regiões para facilitar e melhorar as análises dos buffers em relação ao número de

espécies de peixes. Além disso, outro critério adotado foi a localização da foz do

rio Arrudas e do rio Cipó. Utilizaram-se os seguintes parâmetros:

- Região 01: representa a região que vai da nascente do rio das Velhas até o seu

encontro com o ribeirão da onça, próximo a região metropolitana de

Belo Horizonte.

- Região 02: abrange o trecho da foz do ribeirão da onça até a foz do córrego da

onça, onde encontra-se o rio Arrudas.

- Região 03: trecho que compreende a foz do córrego da onça até o a foz do rio

das Velhas quando se encontra com o rio São Francisco. Nesse

trecho o rio Cipó encontra-se com rio dasVelhas.

Devido as essa divisão os pontos de amostragem de peixes RV-01 e RV-02

correspondem a região 01, enquanto que o ponto RV-03 e os pontos RV-04, RV-

05 e RV-06 correspondem a região 02 e região 03 respectivamente (Tabela 2).

Tabela 1: Distribuição do número de espécies de peixes capturados no rio das

Velhas em seis pontos de amostragem Pontos de

amostragem Descrição dos pontos

Coordenadas geográficas

Nº de espécies capturadas

RV-01 Rio das Velhas em São Bartolomeu (Ouro Preto)

20º 18’ 43” S, 43º 34’ 01” W

09

RV-02 Rio das Velhas em Sabará 19º 54’ 15” S, 43º 49’ 10” W

20

RV-03 Rio das Velhas em Lagoa Santa 19º 31’ 50” S, 43º 55’ 33” W

09

RV-04 Rio das Velhas em Barra do Luiz Pereira e Jatai (Santana do Pirapama)

18º 53’ 22” S, 44º 08’ 15” W

32

RV-05 Rio das Velhas em Caquente e Nossa Senhora da Glória (Curvelo)

18º 24’ 56” S, 44º 11’ 20” W

36

RV-06 Rio das Velhas em Lassance 17º 54’ 45” S, 44º 34’ 20” W

39

Total 73 Fonte: Alves & Pompeu, 2001

Tabela 2: Pontos de amostragem de peixes em relação as respectivas regiões do

rio das Velhas. Pontos de

amostragem Regiões do rio

das Velhas Nº de espécies

capturadas RV-01 Região 01 24 RV-02 RV-03 Região 02 09 RV-04 RV-05 Região 03 28 RV-06

4 - RESULTADOS 4.1 - Distribuição das classes de cobertura do solo

A partir dos do resultado da classificação observa-se que a área total do

buffer é de aproximadamente 338,81 Km2. A classe predominante foi a solo

exposto com 40,59%, seguidos da vegetação ciliar e regiões com agricultura

representando 18,92% e 16,31% respectivamente da área total (Tabela 3).

Analisando as frequências relativas por regiões do rio das Velhas verifica-se

que na Região-01 há uma maior área de mata ciliar (29,12%), indicando que

provavelmente as nascentes do rio das Velhas ainda possuem considerada

vegetação ciliar. Por outro lado, em seguida, 12,23% representa solo exposto o

pode ser atribuído a atividade de mineração na região. Agricultura e área urbana

apresentaram valores baixos(Tabela 3).

A Região-02 apresentou uma diminuição expressiva da cobertura ciliar

(13,69%) e um aumento das áreas com solo exposto (40,35%) e com agricultura

(25,08%). Provavelmente a alteração desses valores, e como consequência a

degradação do meio, deve-se a influência das atividades relacionadas a região

metropolitana de Belo Horizonte localizada próxima a essa área (Tabela 3).

Os maiores valores para a Região-03 foi o solo exposto com 67,31% e

agricultura com 20,29%. Sobre esses valores deve-se ressaltar que algumas

áreas classificadas como solo exposto claramente são áreas em que a terra está

sendo preparada para o plantio. Outro fator que merece destaque é que algumas

áreas classificadas como mata ciliar pode ter sido alterada para a classe água,

uma vez que a tonalidade dessas áreas, no momento da seleção, apresentavam-

se bastante próximas.

4.2 – Relação mata ciliar e ictiofauna

Com base nos resultados obtidos por Alves & Pompeu (2001) e no

resultado da classificação pode-se observar que da Região-01 para a Região-02

houve diminuição do número de espécies de peixes e redução da área de

vegetação ciliar. Essa última, cede lugar para atividades como agricultura,

mineração e crescimento urbano, consequentemente há um aumento da carga de

poluentes, que altera as condições ambientais levando a um decréscimo das

espécies de peixes, (Figura 6). No trecho seguinte, Região-03, observa-se o

aumento do número de espécies que provavelmente ocorre devido a diluição da

poluição com a entrada de novos tributário, como por exemplo o rio Cipó. Na

Região-02 coletou-se apenas em um local (RV-03), o que pode afetar o número de

espécies, entretanto existem outros fatores, como localização em relação a foz do

rio, que também estão atuando para a redução ou aumento do número de

espécies. Coletas pontuais significam a situação momentânea do local o que não

significa a presença de todas as espécies da região, uma vez que os peixes,

podem transitar livremente entre os trecho amostrados.

Conclui-se que para determinar classes de cobertura do solo em buffer de

um rio necessita-se de imagens com uma resolução melhor do que as Landsat.

Além disso, sugere-se uma provável relação entre mata ciliar e ictiofauna mas

outros fatores devem ser avaliados.

Tabela 3: Distribuição das frequências absoluta (Fa) e relativa (Fr%) das áreas

das classes de cobertura do solo no buffer de 200 metros do rio das Velhas/MG.

Regiões da bacia do rio das Velhas Total Região-01 Região-02 Região-03

Classes

Fa Fr % Fa Fr % Fa Fr % Fa Fr % Água 69,99 20,60 5,80 11,06 22,53 19,36 41,66 35,80

Área urbana 7,94 2,34 1,33 2,54 1,46 1,26 5,15 4,43 Solo Exposto 137,94 40,59 12,23 23,33 46,96 40,35 78,75 67,67

Agricultura 55,42 16,31 2,61 4,97 29,19 25,08 23,62 20,29 Vegetação Ciliar 64,31 18,92 29,12 55,57 15,93 13,69 19,25 16,54

Outros 4,20 1,24 1,33 2,53 0,30 0,26 2,58 2,21 Total 339,81 52,41 116,38 171,02

Figura 6: Distribuição do número de espécies e das classes de cobertura do solo

pelas regiões da bacia do rio das Velhas.

Número de espécies de peixes coletadas por cobertura do solo

0

5

10

15

20

25

30

Região 01 Região 02 Região 03

Regiões da bacia do rio das Velhas

Nº

de e

spéc

ies

0

20

40

60

80

100 (%)

Nº espécies de peixes

Agricultura

Vegetação Ciliar

Outros

Região Urbana

Solo Exposto

6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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