ABSTRACT
The objective of this study was to evaluate the space-time dynamics of the soil use and occupation of the Rio Roncador river basin between 1985 and 2010. The scenes were classified by two methods (partially unsupervised - K-Means and supervised - Maximum likelihood), the Thematic Mapper sensor products on the LANDSAT 5 orbital platform were used for both images of a 25-year time series (1985 to 2000). In order to measure the accuracy of the field the computer application Google Earth was used, in which nine classes (urban area, agricultural area, pasture, exposed soil, native forest, secondary vegetation, mangrove, altitude field and water) were collected. A multiple linear regression was performed, correlating the Normalized Difference Vegetation Index - mean NDVI (dependent variable) with the independent climatic variables (global solar radiation - MJm-2day-1, average air temperature - °C, relative humidity -%, evapotranspiration - mm d-1, and rain - mm). According to the general classification by Kappa parameter of the images for 2005 and 2010, they were identified as very good (68% and 74%). These results confirm that the Roncador River Basin is undergoing transformation in its landscape, with an average reduction of -49% in native vegetation areas due to the increase in urban areas (25%) and agriculture (31%). The statistical analysis showed that rainfall and air temperature were the only variables that presented significant sigma (0.04) and (0.02). The obtained coefficient of determination indicated that 47% of the variations of the "vegetation index" are explained by the environmental variables.
O objetivo deste estudo foi de analisar espaço-temporalmente a dinâmica do uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica do Rio Roncador, localizada no município de Magé no Estado do Rio de Janeiro, entre os anos de 1985 a 2010. As cenas foram classificadas por dois métodos (parcialmente nãosupervisionada K-Means e supervisionada Máxima Verossimilhança), para ambos foram utilizados os produtos abordo da plataforma orbital LANDSAT 5 do sensor Thematic Mapper, para as imagens de uma sérietemporal de 25 anos (1985 a 2000). Para a aferição como verdade de campo utilizou-se se o aplicativo computacional Google Earth, no qual foram coletadas nove classes (área urbana, área agrícola, pastagem, solo exposto, floresta nativa, vegetação secundária, manguezal, campo de altitude e água). Foi feita uma regressão linear múltipla, correlacionando o Índice de Vegetação da Diferença Normalizada - NDVI médio (variável dependente) com as variáveis climáticas independentes (radiação solar global - MJm-2dia-1, temperatura média do ar - °C, umidade relativa do ar - %, evapotranspiração mm d-1, e chuva - mm). Segundo a classificação geral pelo parâmetro Kappa das imagens para os anos de 2005 e 2010 estas foram identificadas como muito bom (68% e 74%). Estes resultados comprovam que a Bacia Hidrográfica do Rio Roncador está passando por transformação em sua paisagem, com redução média de (-49%) das áreas de vegetação nativa por aumento de áreas como urbana (25%) e agricultura (31%). A análise estatística evidenciou que a variável climática chuva e temperatura do ar foram às únicas que apresentaram sigma significativo (0.04) e (0.02), a regressão múltipla com R2 de 0.47, que significa que 47% das variações do "índice de vegetação" são explicados pelas variáveis ambientais.
Subject(s)
Image Processing, Computer-Assisted , Hydrographic Basins , Spatio-Temporal Analysis , Climate Change , Soil AnalysisABSTRACT
The objective of this study was to perform a temporal and spatial analysis of the changes in the past global solar radiation based on climate models and remote sensing data in the State of Rio de Janeiro, Brazil for the baseline period (1961-1990). Data from two climate models - the Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis and Geophysical Fluid Dynamic Laboratory, were used for the A1B intermediate scenario, data from Conventional Weather Stations and orbital sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) MODIS Land Cover Type (MCD12Q1). The results of the Spatial Dependence Degree indicate that the best model to represent the global solar radiation is CCCMA-Exponential dry 70.01 and rainy 0.21 respectively. It was possible to verify that in places where the areas are occupied by forests there was reduction of global solar radiation for both dry and rainy periods of approximately 13 MJ m-2d-1. These results indicate that these forest areas can function as islands of freshness, while maintaining the thermal comfort balanced. It was concluded that the dry period had the highest values of solar radiation compared to the rainy (57%), which can be justified by the occurrence of fires in Rio de Janeiro.
O objetivo deste estudo foi realizar uma análise temporal e espacial das mudanças ocorridas da radiação solar global passada baseado em modelo climáticos e sensoriamento remoto no Estado do Rio de Janeiro, Brasil para o período baseline (1961-1990). Utilizaram-se dados de dois modelos climáticos o Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis) e Geophysical Fluid Dynamic Laboratory para o cenário intermediário A1B, dados de Estações Meteorológicas Convencionais e do sensor orbital Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) MODIS Land Cover Type (MCD12Q1). Os resultados do Grau de Dependência Espacial indicam que o melhor modelo que representa a radiação solar global é o CCCMA-Exponencial seco 70.01 e chuvoso de 0.21 respectivamente. Foi possível verificar que em locais onde as áreas são ocupadas por florestas houve redução da radiação solar global para os dois períodos seco e chuvoso de aproximadamente 13 MJ.m-2.dia-1. Estes resultados indicam que estas áreas de florestas podem funcionar como ilhas de frescor, mantendo o conforto térmico equilibrado. Conclui-se que o período seco apresentou maiores valores de radiação solar em comparação ao chuvoso (57%), que pode ser justificado pela ocorrência de queimadas no Rio de Janeiro.
Subject(s)
Forests , Solar Radiation , Remote Sensing Technology , Spatio-Temporal Analysis , Satellite ImageryABSTRACT
The objective of this study was to analyze a spatiotemporal study of the vegetation dynamics of the hydrographic basin of the Ribeirão Cachimbal in Rio de Janeiro (Brazil), based on Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer imagery acquired by the TERRA satellite. A total of 23 images were used for each year of El Niño (2005 and 2015), 250-m-resolution images from collection 006 of the 16-day Enhanced Vegetation Index (MOD13Q1) product were used. Daily rainfall and temperature data were obtained from a conventional meteorological station at Resende (Rio de Janeiro State), which were made available by the National Institute for Meteorology of Brazil. Simple linear regression analysis was performed to evaluate the dependence of the temporal series of vegetation as a function of the daily series of rainfall and temperature in terms of the significance of their correlation coefficients. Multivariate analysis of the main components was also undertaken. The results of the simple linear regression between the vegetation index and meteorological variables (temperature and rainfall) were significant in the respective years (p-value < 5%), except for rainfall in 2015, which presented a value of 0.06 (p-value < 25%). Observing the trend, both years (2005 and 2015 showed an increase in vegetation in the study area (Z = 0.37 and 0.24, respectively). By quantifying the values of the respective vegetation classes, it was possible to verify that a reduction of 40% had occurred in areas with dense vegetation coverage by 2015. The vegetation dynamics of the Ribeirão Cachimbal basin are influenced by rainfall and temperature variables and they have greatest correlation in spring and summer.
O objetivo deste estudo foi de analisar espaço-temporalmente a dinâmica da vegetação da bacia hidrográfica do Ribeirão Cachimbal, Rio de Janeiro, Brasil. Foram utilizadas um total de 23 imagens para cada ano de El Niño (2005 e 2015) do sensor Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer a bordo do satélite TERRA, da coleção 006 com resolução espacial de 250 metros do produto de 16 em 16 dias Enhanced Vegetation Index (MOD13Q1). Os dados de chuva e temperatura diários foram obtidos da Estação Meteorológica Convencional de Resende, Rio de Janeiro, disponibilizados pelo Instituto Nacional de Meteorologia. Foi realizada uma análise de regressão linear simples para avaliar a dependência da série temporal da vegetação em função das séries diárias de chuva e de temperatura e a significância dos coeficientes de correlação. E também uma análise multivariada dos componentes principais. O resultado da regressão linear simples entre as variáveis índice de vegetação e meteorológicas (temperatura e chuva), foram significativas nos respectivos anos (p-value < 5%), exceto para a variável chuva no ano de 2015 que apresentou 0,06% para um p-value menor que 25%. Observando a tendência, em ambos os anos (2005 e 2015) foi verificado o aumento da vegetação na área de estudo (Z = 0,37 e 0,24). Quando quantificados os valores das respectivas classes de vegetação podese verificar que ocorreu uma redução de 40% da classe Dense vegetation em 2015. A dinâmica da vegetação da bacia do ribeirão Cachimbal é influenciada pelas variáveis climáticas chuva e temperatura, sendo a maior correlação na estação de primavera e verão.
Subject(s)
Hydrographic Basins , Ecosystem , EcologyABSTRACT
The paper analyzes tropical forest landscape change and deforestation trends in Nigeria. Emphasis’ are on the issues, the environmental analysis of the trends, factors influencing it, and community agroforestry efforts. The time frame and setting for the study runs through the west African nation of Nigeria during the periods of 1976 through 2005 at the national and state levels. In fact, Nigeria was once covered by widespread vegetation comprising of humid tropical forests in the south and savannah grasslands in the north rich in biodiversity. A great percentage of this luxurious vegetation has been cleared by the pressures mounted by human activities with eventual degradation. In terms of methods, the paper uses mixscale approach based on descriptive statistics, temporal spatial analysis and mapping, and photographic images to analyze the trends associated with tropical deforestation. The results show visible changes in the form of large scale decline of Nigeria’s forest landscape over the years. This resulted in the disappearance of forest resources and vegetation cover with mounting threats to sensitive natural areas. Aside from the socio-economic elements linked with the problem, community efforts at the margin using agroforestry systems showed some promise with many benefits to stem the tide of deforestation. To remedy the problems, the paper offered some recommendations ranging from policy overhaul to education.
ABSTRACT
Land degradation by soil erosion has called attention in tropical developing countries, particularly when natural vegetation is converted to farmland. Thus, the occupation of Brazilian savannas in Western Bahia is a matter of growing environmental concern. There are approximately 10 million hectares affected by this relatively recent land-use dynamics, but little is known about the temporal and spatial distribution of the process. To better understand such transformations, this paper addresses three related topics: land use/land cover (LULC) in 1985 and 2000; LULC dynamics between 1985 and 2000; and risk of land degradation by soil erosion as a function of farming expansion. The study area is located in Northeastern Brazil, between the coordinates 11º S and 46º 30' W and 14º S and 43º 30' W. All classes of natural vegetation cover decreased their areas during the period of study. Savanna (cerrado) lost 21.0 percent of its original area. Modern farming and irrigated areas increased 154.4 and 526.0 percent, respectively. Farming expansion reached 1,675,233 ha. Moderate risk of land degradation by soil erosion increased from 28.0 to 36.8 percent of the landscape mosaic between 1985 and 2000. The spatial and temporal dynamics observed reproduces development and land degradation examples of other savanna lands in Brazil. The integrity of native vegetation cover and the dissemination of soil and water conservation practices should be considered. This research contributes with an understanding of landscape transformations as a baseline for strategic environmental and land-use planning within the region.
A degradação da terra por erosão do solo tem chamado atenção em países em desenvolvimento, particularmente quando a vegetação nativa é convertida em área agrícola. Portanto, a ocupação do cerrado no Oeste da Bahia é um tema de crescente preocupação ambiental. Existem aproximadamente 10 milhões de hectares afetados por esta recente dinâmica de uso da terra, mas pouco se sabe sobre a distribuição temporal e espacial do processo. Para melhor entender estas transformações, este trabalho aborda três tópicos relacionados: uso e cobertura da terra em 1985 e 2000; dinâmica do uso e cobertura entre 1985 e 2000; e risco de degradação da terra por erosão de solo como função da expansão de áreas agrícolas. A área de estudo localiza-se no Nordeste brasileiro, entre as coordenadas 11º S e 46º 30' O e 14º S e 43º 30' O. Todas as classes de vegetação nativa diminuíram suas áreas durante o período de estudo. O cerrado perdeu 21,0 por cento de sua área original. A agricultura moderna e as áreas irrigadas aumentaram 154,4 e 526,0 por cento, respectivamente. A expansão de áreas agrícolas alcançou 1.675.233 ha. O risco moderado de degradação da terra por erosão de solo aumentou de 28,0 para 36,8 por cento do mosaico de paisagem entre 1985 e 2000. A dinâmica espacial e temporal observada reproduz exemplos de desenvolvimento e degradação da terra de outras áreas de cerrado no Brasil. A integridade da cobertura vegetal nativa e a disseminação de práticas de conservação de solo e água deveriam ser consideradas. Esta pesquisa contribui para um entendimento das transformações da paisagem como uma base para o planejamento ambiental estratégico e do uso das terras na região.