Cenários de desmatamento para região de influência da rodovia BR-319: perda potencial de habitats, status de proteção e ameaça para a biodiversidade

CENÁRIOS PARA A AMAZÔNIA CAPA.indd 1

THAISE EMILIO • FLÁVIO LUIZÃO

ISBN 978-85-211-0126-0

CENÁRIOS

PARA A AMAZÔNIA CLIMA, BIODIVERSIDADE E USO DA TERRA

organizadores

THAISE EMILIO FLÁVIO LUIZÃO

10/6/2014 2:52:58 PM

CENÁRIOS PARA A AMAZÔNIA CLIMA, BIODIVERSIDADE E USO DA TERRA

organizadores

THAISE EMILIO FLÁVIO LUIZÃO

Manaus - 2014

livro cenarios MIOLO.indb 1

07/10/2014 16:27:31

Copyright © 2014 - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia Fotografias de capa e abertura de seção Juliana Schietti André Antunes Paulo Maurício Graça Paulo Artaxo ASCOM/INPA Acervo INPE Projeto Gráfico Tito Fernandes Felipe Costa Thaise Emilio Editoração Eletrônica Felipe Costa

Presidente da República Dilma Vana Rousseff Linhares Ministro da ciência, Tecnologia e Inovação Clelio Campolina Diniz Diretor do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia Luiz Renato da França Editora INPA - Editores: Mario Cohn-Haft; Isolde Dorothea Kossmann Ferraz. Produção editorial: Rodrigo Verçosa; Shirley Ribeiro Cavalcante; Tito Fernandes.

Ficha Catalográfica C395 Cenários para a Amazônia : clima, biodiversidade e uso da terra / Organizadores Thaise Emilio, Flávio Luizão. - Manaus : Editora INPA, 2014.

viii, 194 p. : il. color



Livro financiado com recursos da FINEP



ISBN 978-85-211-0126-0



1. Aquecimento Global – Amazônia. 2. Interações Clima-Biodiversidade. 3. Desenvolvimento Sustentável. I. Emilio, Thaise. II. Luizão, Flávio. CDD 551.69811

Editora do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia Av. André Araújo, 2936 – Caixa Postal 2223 Cep : 69067-375 Manaus – AM, Brasil Fax : 55 (92) 3642-3438 Tel: 55 (92) 3643-3223 www.inpa.gov.br e-mail: [email protected]

livro cenarios MIOLO.indb 2

07/10/2014 16:27:31

Sumário 01

O Projeto Cenários para a Amazônia: programas associados, metas e síntese de atuação

Flávio Luizão

07

PARTE I: BIODIVERSIDADE E CLIMA

02 03

Relações biodiversidade vs. clima em escala local: um estudo de caso em busca de padrões espaço-temporais em insetos Hermes José Schmitz, Rosângela Barreto Amador, John Eric Ferreira Dias, Márcia Motta Maués e Marlúcia Bonifácio Martins

Relações biodiversidade vs. clima em larga escala: importância relativa do clima atual para distribuição potencial de espécies na Amazônia Marcelo Augusto dos Santos Junior, Paulo Maurício Lima de Alencastro Graça, Thaise Emilio, Rodrigo Marciente, Paulo Estefano Dineli Bobrowiec, Eduardo Martins Venticinque, André Pinassi Antunes, Anderson Nakanishi Bastos, Luciana Satiko Arasato, Silvana Amaral e Fabio Rohe

04

livro cenarios MIOLO.indb 3

19

31

Instabilidade climática e diversificação de espécies na Amazônia Alexandre Aleixo, A. Townsend Peterson, Lucas Eduardo Araújo-Silva, Cinthia Helena Miléo de M. Bandeira, Romina Batista, Tibério Cesar Tortola Burlamaqui, Sidnei de Melo Dantas, Alexandre M. Fernandes, Mateus Ferreira, Denise Mendes Martins, Péricles S. Rêgo, Camila C. Ribas, Tainá C. Rocha, Marcos Pérsio Santas Santos, Carla Haisler Sardelli, Fernando Sequeira, Leonardo Moura dos Santos Soares, Barbara Regina Silva de Sousa, Shirliane de Araújo Sousa, Tiago Sousa-Neves, Gregory Thom e Marcelo Vallinoto  

43

07/10/2014 16:27:31

PARTE II: MUDANÇAS DE USO E COBERTURA DA TERRA

05 06 07 08

Áreas de endemismo Belém e Xingu: configuração e espacialização do uso da terra e da cobertura vegetal Arlete Silva de Almeida, Ima Célia Guimarães Vieira, Márcia Nazaré Rodrigues Barros e Danusa di Paula Nascimento da Rocha

57

Padrões espaciais e trajetórias populacionais e de uso e cobertura da Terra nas áreas de endemismo Xingu e Tapajós Maria Isabel Sobral Escada, Felipe de Lucia Lobo, André Augusto Gavlak, Érika Akemi Saito, Taise de Farias Pinheiro, Maurício Silva e Cláudio Almeida

67

Ocupação humana na Amazônia: a localidade articulada à cidade Carolina Moutinho Duque de Pinho, Silvana Amaral e Maria Isabel Sobral Escada

79

Cenários de desmatamento para região de influência da rodovia BR-319: perda potencial de habitats, status de proteção e ameaça para a biodiversidade Paulo Maurício Lima de Alencastro Graça, Marcelo Augusto dos Santos Junior., Vinícius Machado Rocha, Philip Martin Fearnside, Thaíse Emilio, Juliana da Silva Menger, Rodrigo Marciente, Paulo Estefano Dineli Bobrowiec, Eduardo Martins Venticinque, André Pinassi Antunes e Anderson Nakanishi Bastos e Fabio Rohe

91

 

livro cenarios MIOLO.indb 4

07/10/2014 16:27:31

PARTE III: CLIMA E ECOSSISTEMAS

09

Cenários climáticos para Amazônia

10

Acoplamento entre modelos de clima e vegetação em escala local

11

Luiz Antonio Cândido, Jeanne Moreira de Sousa, Júlio Tota da Silva e Antonio Ocimar Manzi

Lilia M. F. de Assunção, Antonio O. Manzi, Niro Higuchi, Luiz A. Candido e Flavio Luizão

105

113

Produtividade em formações vegetais amazônicas João B.S. Ferraz, Flávio J. Luizão, Fabrício B. Zanchi, Heron S. Costa, Carlos A. Quesada, José F.C. Gonçalves, Marciel J. Ferreira, João V.F.C. Rodrigues, Sandra C.T. Coral, Ana P. P. Fiorentino, Anne R. Pereira, Romilda Paiva, Demétrius L. Martins, Erick M.O. Mendonza, Laynara F. Lugli, Milton C.C. Campos, Sinara dos Santos, Fillipe Eduardo Lemos Pereira, Laryssa de A. Barbosa, Domkarlykisom M. M. Ferreira, Walleson H.C. Jordão, Caio Pagani, Fernanda L. Oliveira, Maria P. Martins

121

PARTE IV: FERRAMENTAS E TECNOLOGIAS

12

TerraClass: classificação dos padrões de uso e cobertura da terra da Amazônia Legal Cláudio Almeida, Maurício Silva, Felipe de Lucia Lobo, Taise Pinheiro Farias, Alessandra Gomes, Lidiane Cristina Costa e Maria Isabel Sobral Escada

13

Mo Porã: uma ferramenta para o gerenciamento distribuído de repositórios de dados cientificos na web Kleberson Junio do Amaral Serique, José Laurindo Campos dos Santos e Andréa Côrrea Flôres Albuquerque

livro cenarios MIOLO.indb 5

137

149

07/10/2014 16:27:31

 

14 15

PARTE V: PERSPECTIVAS Formação e fixação de recursos humanos na Amazônia Thaise Emilio, Fernanda Coelho de Souza, Livia Naman, Ana Sofia Souza de Holanda, Laszlo Nagy e William E. Magnusson

163

Pesquisa integrada na Amazônia: estado atual, desafios e perspectivas Flávio Luizão, Thaise Emilio, Marlúcia Martins, Maria Isabel Escada, Silvana Amaral, Paulo Maurício Alencastro Graça, William Magnusson & Laszlo Nagy

177 193

livro cenarios MIOLO.indb 6

07/10/2014 16:27:31

01 O Projeto Cenários para a Amazônia: programas associados, metas e síntese de atuação Flávio Luizão O Projeto Cenários para a Amazônia: Biodiversidade, Uso da Terra e Clima, foi concebido como um mecanismo para integrar ações e competências de três dos maiores programas de pesquisas do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação para a Amazônia, LBA (Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia), GEOMA (Rede Temática em Modelagem Ambiental da Amazônia) e PPBio (Programa de Pesquisa em Biodiversidade). Assim, seria possível formar cenários mais completos que permitam ampliar o embasamento técnico-científico e o apoio à tomada de decisões em níveis estaduais e regionais na Amazônia, incrementar e aprimorar as ações de disseminação dos conhecimentos gerados e de formação de recursos humanos qualificados nas áreas de atuação dos programas. Os eixos norteadores do projeto Cenários foram a busca do fortalecimento da infraestrutura de pesquisa científica e a expansão das atuais atividades e projetos em colaboração com outros programas institucionais regionais para a formação e/a consolidação de um banco de dados multi-disciplinar para subsidiar ações de pesquisa, monitoramento e de desenvolvimento regional. Nas duas últimas décadas, o Ministério da Ciência e Tecnologia e Inovação (MCTI) apoiou uma série de grandes programas de pesquisas para a Amazônia brasileira. Três dos mais importantes destes programas foram o LBA (Programa de Grande Escala da Biosfera- Atmosfera na Amazônia), o GEOMA (Rede Temática em Modelagem Ambiental da Amazônia) e o PPBio (Programa de Pesquisa em Bio-

diversidade). Embora estes programas sejam basicamente complementares, a integração das atividades e resultados destes programas não é tarefa fácil. Esta integração é necessária para formular cenários mais completos sobre a Amazônia, capazes de orientar as diretrizes e políticas públicas de conservação ambiental e desenvolvimento sustentável como desejado para a região. Por isso, o MCTI induziu a formulação de um 7

livro cenarios MIOLO.indb 7

07/10/2014 16:27:32

Luizão projeto que trouxesse informações inéditas e complementares sobre a Amazônia que tivessem como foco principal a geração, síntese e integração de dados recentes sobre a Biodiversidade, o Clima e o Uso e Cobertura da Terra na Amazônia, bem como a discussão e avaliação dos diferentes cenários de alteração ambiental provocados pelo desmatamento e pelo aquecimento global. Neste projeto, procuramos fomentar um debate ativo que destacasse as sinergias, a cooperação e a integração dos trabalhos, resultando em propostas interdisciplinares que conduzissem a uma reflexão sobre o estado presente e os cenários futuros da Amazônia, identificando novas estratégias e prioridades tanto para a agenda de pesquisa da região, quanto para as ações de desenvolvimento sustentável. Isto seria construído utilizando a base gerada nos últimos anos pelos três grandes projetos, LBA, GEOMA e PPBio.

notavelmente nas perspectivas de integração. Em comum, os três programas conduziram um forte e bem sucedido componente de treinamento de jovens cientistas (ver capitulo 14), preparando-os para contribuir com o desenvolvimento sustentável da região, além de buscar a melhoria da infraestrutura de pesquisa para a Amazônia. O Projeto Cenários foi desenvolvido a partir da estrada pavimentada pelos programas GEOMA, PPBio e LBA conforme será descrito a seguir.

Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia O Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA) é uma das maiores experiências científicas do mundo na área ambiental: soma 156 projetos de pesquisa (100 deles já finalizados), desenvolvidos por 281 instituições nacionais e estrangeiras. Durante os primeiros 10 anos de existência (1998-2007), o LBA foi gerenciado pelo MCT e coordenado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/INPE e pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia/INPA, tendo a NASA e outras instituições dos Estados Unidos e Europa como parceiros. Os 156 projetos de pesquisa desenvolvidos durante a primeira fase do LBA se dividiram em sete áreas temáticas: Dinâmica do Carbono; Mudanças de Uso e Cobertura da Terra; Física do Clima; Biogeoquímica; Química Atmosférica; Hidrologia da Superfície e Química da Água; e Dimensões Humanas em Mu-

Nos últimos anos, um esforço maior de integração dos programas GEOMA, PPBio e LBA foi feito. Em 2007, o Plano Cientifico do LBA-2 foi ampliado de forma a interagir com linhas de pesquisa do GEOMA e PPBio. Como resultado, o Edital LBA no final de 2013 acolheu e aprovou propostas de pesquisa associadas também aos programas GEOMA e PPBio. Em 2008, a IV Conferencia Cientifica Internacional do LBA foi organizada conjuntamente com o GEOMA e PPBio e em novembro de 2013 o EMCAA (Evento de Modelagem Ambiental da Amazônia) envolveu os três programas e avançou 8

livro cenarios MIOLO.indb 8

07/10/2014 16:27:33

Projeto Cenários para a Amazônia danças Ambientais na Amazônia. Em 2007, o LBA tornou-se oficialmente um programa de governo brasileiro, renovando a agenda de pesquisas Hoje o LBA tem um grande desafio nas mãos: ampliar o entendimento sobre o funcionamento dos ecossistemas da região e integrar as dimensões sociais e econômicas às pesquisas ambientais de ponta.

particular olhar sobre os processos de alteração do uso e cobertura da terra nesta região. Seu objetivo é produzir melhores instrumentos e articular especialidades científicas para auxiliar no planejamento de políticas públicas para a gestão dos recursos naturais e para a melhoria da qualidade de vida das populações locais. A rede é composta por Instituições com liderança em pesquisas na Amazônia, sendo elas: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG), Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC), Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá (IDSM). O GEOMA está estruturado em sete áreas temáticas: Modelagem de Mudanças de Uso e Cobertura da Terra, Dinâmica Populacional e Ocupação Humana, Modelagem de Ecossistemas Inundáveis, Modelagem de Biodiversidade, Modelos Integrados, Simuladores Ambientais e Bancos de Dados Geográficos, Física Ambiental e Modelagem Climática. Em 2004, as atividades do GEOMA passaram a contribuir para o Plano de Ação para a Prevenção e Controle do Desmatamento na Amazônia Brasileira, liderado pela Casa Civil.

De maneira integrada os resultados obtidos pelas diferentes equipes de cientistas do LBA têm permitido entender alguns mecanismos que governam as interações da floresta com a atmosfera, tanto em condições naturais (da floresta intacta) como alteradas. O LBA tem contribuído para melhorar os modelos de previsão climática; medir as emissões de carbono das hidrelétricas na Amazônia e o potencial uso do metano para geração de energia elétrica adicional nas usinas; realizar novas medidas reais de densidade da madeira no sul da Amazônia, mostrando que biomassa acumulada é menor do que em estimativas anteriores.

Rede Temática em Modelagem Ambiental da Amazônia A Rede Temática de Pesquisa em Modelagem da Amazônia (rede GEOMA) é uma rede de cooperação científica e tecnológica formada por Institutos do Ministério de Ciência e Tecnologia. A rede GEOMA busca integrar os esforços de pesquisa para auxiliar a compreensão dos processos ambientais em curso na Amazônia Brasileira, com um

A principal linha de pesquisa da Rede GEOMA é desenvolver modelos para avaliar e prever cenários de sustentabilidade para a região Amazônica considerando diferentes tipos de atividades humanas e políticas públicas. Sob esta perspectiva, os modelos 9

livro cenarios MIOLO.indb 9

07/10/2014 16:27:33

Luizão computacionais desenvolvidos devem ser capazes de predizer a dinâmica dos sistemas ecológicos e socioeconômicos em diferentes escalas geográficas, auxiliando na tomada de decisão nos níveis local, regional e nacional. Na última década, a rede GEOMA consolidouse como rede técnico-científica, graças aos importantes resultados e produtos com impacto nas políticas públicas estabelecidas para a Amazônia. Dentre estes se destacam: apoio ao Programa ARPA para a atualização das áreas prioritárias para a conservação; relatório do estudo sobre a região de fronteira de desmatamento conhecida como Terra do meio, em São Félix do Xingu, em 2004; estudo dos bens naturais e impactos antrópicos para modelagem da biodiversidade no interflúvio Purus-madeira e área de influência da BR-319; relatório sobre a grilagem na Amazônia influenciando as ações da polícia federal na eliminação de pistas de pouso clandestinas na região em 2005; desenvolvimento de Modelos de Dinâmica de Uso da Terra para a escala da Amazônia.

Programa de Pesquisa Biodiversidade

conhecimentos e fortalecimento da pesquisa regional fez com que além do Brasil, a infraestrutura de pesquisa do PPBio tenha sido replicada na Australasia, com sítios de pesquisa instalados na Austrália e no Nepal. O PPBio existe desde 2004 e suas atividades estão em expansão. Atua em diversos biomas no país e suas ações visam integrar atividades de pesquisa e divulgar os resultados para diferentes finalidades, como gestão ambiental e educação. Embora seja um programa de abrangência nacional, sua atuação mais forte nos últimos anos deu-se na Amazônia. O PPBio tem investido grande parte dos seus esforços em descentralizar a produção científica dos centros mais desenvolvidos academicamente fomentando e oferendo capacitação em núcleos regionais de pesquisa em diversas localidades como forma de aproveitar a experiência coletiva das instituições e fortalecer a ciência e tecnologia locais. Até o momento, já foram criados 10 Núcleos Regionais associados ao PPBio na Amazônia brasileira. O programa foi planejado para permitir a comparação entre diferentes biomas, oferecendo resultados em escalas relevantes para o manejo e conservação da biodiversidade. Nos últimos anos, o programa foi recebeu reforços do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia CENBAM (Centro de Estudos Integrados da Biodiversidade Amazônica).

em

O Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBio) foi criado com o objetivo de intensificar estudos sobre biodiversidade no Brasil - um compromisso firmado pelos países que assinaram a Convenção sobre Diversidade Biológica. A experiência inovadora do PPBio na geração de

O Programa de Pesquisa em Biodiversidade, o PPBio, tem obtido importantes avanços e levantado várias 10

livro cenarios MIOLO.indb 10

07/10/2014 16:27:33

Projeto Cenários para a Amazônia questões para discussão, tais como a digitalização de dados já disponíveis em coleções biológicas (museus, herbários, etc.) e seu acesso via Internet; a qualificação da informação taxonômica guardada nas coleções biológicas, por meio de intercâmbio com especialistas e formação de recursos humanos, e a criação de uma rede de parcelas permanentes que permitem estudos integrados sobre escalas relevantes para questões importantes para a sociedade, como o planejamento do uso da terra, monitoramento de mudanças climáticas, conservação de recursos naturais, gestão de unidades de conservação, bioprospecção para novos remédios, cosméticos, alimentos, etc. O programa está organizado em três grande componentes: Coleções Biológicas, Inventários Biológicos e Projetos Temáticos. Dentre os avanços recentes do PPBio, destacam-se as estimativas de estoques de carbono e os fatores ambientais que controlam os estoques comerciais em escalas nunca antes possíveis; os sistemas de monitoramento de ambientes dominados pela ação do fogo, como savanas e Pantanal; o desenvolvimento de métodos de avaliação dos efeitos de impactos ambientais de empreendimentos como estradas, extração madeireira e represas, na biodiversidade e processos biogeoquímicos; a produção de dados de biodiversidade e processos ecossistêmicos padronizados, úteis para a calibração de dados de sensoriamento remoto e de mudanças no uso da terra. Pelo menos treze Guias de identi-

ficação (8 impressos e 5 em formato Digital) já foram produzidos no âmbito do PPBio e estão disponíveis para consulta no seu site.

Cenários para a Amazônia: clima, biodiversidade e uso da terra

O Projeto Cenários tem por objetivo principal integrar três dos grandes programas de pesquisas do Ministério da Ciência e Tecnologia para a Amazônia: LBA (Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia), GEOMA (Rede Temática em Modelagem Ambiental da Amazônia) e PPBio (Programa de Pesquisa em Biodiversidade) para formar cenários mais completos que permitam ampliar o embasamento técnico-científico e o apoio à tomada de decisões em níveis estaduais e regionais na Amazônia à incrementar e aprimorar as ações de disseminação dos conhecimentos gerados e de formação de recursos humanos qualificados nas áreas de atuação dos programas. Os principais eixos norteadores do Projeto Cenários são a busca do fortalecimento da infraestrutura de pesquisa científica e a expansão das atuais atividades e projetos em colaboração com outros programas institucionais regionais para a formação e/ou consolidação de um completo banco de dados (multidisciplinar) que subsidie ações de pesquisa, monitoramento e de desenvolvimento regional. O projeto Cenários recebeu uma dotação total de R$ 4.000.000,00 (quatro milhões de reais), dos quais 11

livro cenarios MIOLO.indb 11

07/10/2014 16:27:33

Luizão

Box 1. Principais ações do projeto Cenários Como parte das atividades de pesquisa e de infraestrutura previstas no projeto, foram executadas inúmeras ações, entre as quais se incluem: Instalação de três novas torres de medidas micro-climáticas e de fluxos de gases em Humaitá, Sul do Amazonas, sendo uma delas (na floresta densa, com 45 m de altura) para medições de fluxos de gases; Instalação de sete novos módulos de pesquisa do programa PPBio, medindo 1 km X 5 km e contendo cada um conjunto de parcelas per-manentes de pesquisa de 40 x 250 m, seguindo curvas de nível do terreno: dois em campos Vegetação módulos de pesquisa de Humaitá naturais e floresta em Humaitá e cinco em áreas de floresta (incluindo parcelas em florestas submetidas a corte seletivo de madeira) na Floresta Nacional do Tapajós, em Santarém (PA); Instalação de plataformas suspensas na copa de árvores, para pesquisa de biodiversidade, dinâmica de gases e do programa PPBio, medindo 1 km X 5 km e contendo cada um conjunto de parcelas permanentes de pesquisa; Criação (com adequações de espaço e compra de equipamentos) de três novos laboratórios: (i) Laboratório de Triagem de Amostras de Solos e Plantas e Laboratório Analítico de Solos, Plantas e Gases, no campus da UFAM (Universidade Federal do Amazonas) em Humaitá (AM), e (ii) Laboratório de Biologia Molecular no Museu Paraense Emilio Goeldi (MPEG), em Belém (PA);

Laboratório de biologia molecular MPEG

12

livro cenarios MIOLO.indb 12

07/10/2014 16:27:37

Projeto Cenários para a Amazônia

Box 1. Continuação Aquisição de dois veículos com tração 4x4 para coletas e medições de campo, sediados em Belém (MPEG) e Humaitá (campus da UFAM), essenciais para os trabalhos de campo no interior da Amazônia; Realização de um grande número de excursões e expedições de campo para entrevistas, medições e coletas de amostras (solos plantas, animais, gases, águas) para gerar dados que comporão o banco de dados do projeto.

Veículo Cenários alocado em Humaitá

30 % foram alocados ao CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) para pagamento de um conjunto de bolsas de diferentes níveis a estudantes e técnicos que participaram no projeto. No total, 54 (cinquenta e quatro) bolsistas, nas categorias ITI e DTI do CNPq, foram contemplados e contribuíram na execução do projeto. Os recursos para as muitas atividades de campo e de laboratório do projeto foram alocados e geridos por uma fundação de apoio à pesquisa, a FDB (Fundação Amazônica de Defesa da Biosfera), sediada em Manaus (AM). Dado o caráter multinstitucional e multidisciplinar do Projeto Cenários um Comitê Gestor foi composto com membros representando o órgão supervisor do projeto (MCTI), as instituições de pesquisa do MCTI diretamente envolvidas (executoras) no projeto

(INPA, MPEG, INPE, LNCC), e os três grandes programas de pesquisa do MCTI na Amazônia (PPBio, GEOMA e LBA). O Comitê Gestor (membro titular & suplente) composto por Flávio Luizão (INPA/LBA) & David Oren (MPEG/GEOMA), Isabel Escada (INPE/GEOMA) & Paulo Maurício A. Graça (INPA/GEOMA), Alexandre Aleixo (MPEG/PPBio) & Silvana Amaral (INPE/GEOMA), Pedro Dias (LNCC/GEOMA/LBA) & Ricardo Melamed (MCTI) supervisionou juntamente com o MCTI as atividades do projeto Cenários a partir de reuniões periódicas na Amazônia para avaliação e discussão de diretrizes da pesquisa. Reuniões preparatórias foram realizadas para estabelecer planos de trabalho para as diferentes atividades previstas no projeto, em Alterdo-Chão (PA) e Petrópolis (RJ), bem como reuniões de acompanhamento 13

livro cenarios MIOLO.indb 13

07/10/2014 16:27:38

Luizão em Belém (PA), Manaus (AM) e na FINEP no Rio de Janeiro (RJ), além de reuniões pequenas e setoriais no INPE, em São José dos Campos (SP), no INPA, em Manaus, em Santarém (PA) e entre outros locais, para discutir atuações conjuntas nas atividades do projeto ou problemas relacionados à execução do mesmo.

e estão apresentados nos capítulos a seguir. Na parte I “Biodiversidade e clima” as relações entre clima e biodiversidade são analisadas em escala espacial local (capítulo 2), regional e continental (capítulo 3) para avaliar o grau de acoplamento atual da distribuição das espécies com o clima. Além disso, o efeito de mudanças climáticas do passado sobre a diversificação das espécies e a sua distribuição atual são apresentados no capítulo 4. Na parte II “Mudanças de uso e cobertura da terra” é apresentada a caracterização da situação atual de uso e cobertura da terra nas áreas de endemismo Belém e Tapajós (capítulo 5) e os padrões espaciais e temporais de mudança no uso e cobertura das nos Centros de Endemismo Xingu e Tapajós (capítulo 6). Uma análise da articulação das localidades com as cidades no urbano Amazônico é apresentada no capítulo 7e um estudo simulando a perda de habitats em diferentes cenários de desmatamento a região de inferência da rodovia BR-319 (capítulo 8) alerta sobre os possíveis efeitos de obras de infraestrutura sobre a biodiversidade. Na seção III “Clima e ecossistemas” um novo modelo climático regionalizado para a Amazônia é apresentado (capítulo 9) e inovações para a aplicação de modelos acoplados de clima e vegetação em escala local descritas (capítulo 10). Diferenças entre vegetações florestais e abertas em diferentes parâmetros usados para alimentar modelos integrados de clima e vegetação são apresentados no capítulo 11.

O Projeto Cenários foi organizado em torno de cinco grandes metas: (I) estudar as relações biodiversidade & clima; (II) avaliar as mudanças de uso e cobertura da terra e seus impactos na biodiversidade; (III) estudar as dinâmicas socioeconômicas e a estruturação do território; (IV) desenvolver modelagem climática regionalizada para a Amazônia e (V) capacitar recursos humanos. Como parte das atividades de pesquisa e de infraestrutura previstas no projeto, foram executadas inúmeras ações (Box 1). A experiência do projeto Cenários mostra que ainda existe um longo caminho a percorrer em direção a pesquisa integrada na Amazônia. A falta de recursos humanos qualificados fixados na região, particularidades da infraestrutura de pesquisa e logística, e a falta de mecanismo para uso de recursos coerentes com a dinâmica da pesquisa científica na região estão entre as maiores dificuldades encontradas para que a integração ocorra. Apesar disso, importantes avanços no entendimento das relações entre clima, biodiversidade e uso da terra foram feitos no âmbito do projeto Cenários 14

livro cenarios MIOLO.indb 14

07/10/2014 16:27:38

Projeto Cenários para a Amazônia Na parte IV “Ferramentas e tecnologias” são apresentadas duas inovações desenvolvidas com apoio do projeto Cenários: uma iniciativa de mapeamento contínuo dos padrões de uso e cobertura da terra para a Amazônia – TerraClass (capítulo 12) e uma inovadora ferramenta para o gerenciamento de repositórios de dados científicos – Mo Porã (capítulo 13). Na ultima

parte deste livro “Perspectivas” são apresentados os desafios e sugeridos caminhos para formação e fixação de recursos humanos qualificados para o desenvolvimento regional na Amazônia (capítulo 14) e quais são as perspectivas para estudos integrados na Amazônia segundo a experiência do projeto Cenários (capítulo 15).

Para saber mais sobre o assunto Consulte os sites dos grandes programas da Amazônia: LBA – http://lba2.inpa.gov.br/ GEOMA – http://www.geoma.lncc.br/ PPBio – http://ppbio.inpa.gov.br/ E também o site do projeto Cenários – http://cenarios.inpa.gov.br/

15

livro cenarios MIOLO.indb 15

07/10/2014 16:27:39

livro cenarios MIOLO.indb 16

07/10/2014 16:27:39

I livro cenarios MIOLO.indb 17

BIODIVERSIDADE E CLIMA

07/10/2014 16:27:42

livro cenarios MIOLO.indb 18

07/10/2014 16:27:42

02 Relações biodiversidade vs. clima em escala local: um estudo de caso em busca de padrões espaço-temporais em insetos Hermes José Schmitz, Rosângela Barreto Amador, John Eric Dias Ferreira, Márcia Motta Maués, Igor Martins do Nascimento e Marlúcia Bonifácio Martins Insetos fornecem bons modelos para o estudo dos impactos das alterações climáticas sobre a biodiversidade. Neste estudo, foram observadas diferenças na distribuição de moscas e abelhas na floresta em duas escalas de variação microclimática: uma espacial, entre o sub-bosque e o dossel da floresta, e uma temporal, observando-se as variações em atividade ao longo do dia. Várias espécies de insetos apresentaram claras diferenças em suas preferências por estrato. Também foram observadas variações no padrão de atividade ao longo do dia. Estas espécies podem ser boas candidatas para indicação de alterações climáticas, devido à sua sensibilidade ambiental. Os insetos são o grupo de maior biodiversidade do planeta, o que os tornam imprescindíveis em estudos que buscam entender os padrões e processos que afetam a biodiversidade como um todo. Além disto, o grande número de indivíduos na natureza, a facilidade e baixo custo de coleta, a sensibilidade ambiental e o ciclo de vida curto, que garante respostas rápidas a qualquer modificação do ambiente, são vantagens que fazem deste grupo um ótimo modelo para o estudo da heterogeneidade espaço-temporal do ambiente e dos efeitos das mu-

danças provocadas pelo homem sobre a biodiversidade. Insetos podem refletir de forma rápida padrões de respostas apresentados também por outros organismos, sendo sugeridos inclusive como bioindicadores de aquecimento global1. As guildas de insetos presentes nas florestas tropicais como a Amazônia quase que invariavelmente se caracterizam pela coexistência de dezenas de espécies. A estratificação vertical da floresta constitui-se em um dos eixos nos quais a distribuição e as abundâncias das espécies podem variar. Há diferen19

livro cenarios MIOLO.indb 19

07/10/2014 16:27:42

Schmitz et al. ças importantes no microclima de cada estrato. Em geral, estratos superiores tendem a apresentar temperaturas mais elevadas e umidade relativa do ar mais baixa, quando comparados com os estratos inferiores2. Além disto, a luminosidade e a intensidade dos ventos que alcança o sub-bosque é apenas uma pequena parte daquela que atinge o dossel. O sub-bosque também se constitui em um ambiente mais tamponado, menos sujeito a grandes oscilações nas condições ambientais.

que influenciam estes padrões são quase sempre pouco conhecidos. A compreensão das variações de abundância e riqueza de espécies de insetos que ocorrem ao longo do dia na floresta tropical amazônica poderia, entretanto, fornecer subsídios para prever respostas da biodiversidade frente a mudanças climáticas em uma escala maior de tempo. A possível existência de espécies que respondam de forma diferente às mudanças ambientais poderia fornecer, por exemplo, a identificação de espécies indicadoras de resposta rápida para o monitoramento dos impactos das mudanças climáticas na biodiversidade, permitindo-se testar hipóteses e formular previsões.

Outro eixo importante de variação da biodiversidade é o temporal, que se torna cada vez mais importante tendo em vista tendências de mudanças climáticas globais3. Projeções climáticas futuras sugerem que florestas tropicais como a Amazônia serão particularmente sensíveis ao aquecimento global. Espécies tropicais podem ser grandemente afetadas por estas mudanças porque em geral são adaptadas a variações sazonais de temperatura limitadas e já vivem em regiões com as maiores temperaturas da Terra mesmo antes do aquecimento global, estando relativamente distantes de refúgios com temperaturas mais baixas4.

O presente estudo busca compreender alguns padrões de diversidade na floresta amazônica, utilizando-se dois grupos de insetos: moscas Drosophilidae (Box 1) e abelhas Euglossini, (Box 2) com abordagens em escala microespacial (estratos da floresta: sub-bosque e dossel) e microtemporal (variações ao longo do dia). Este estudo procurou desenvolver uma metodologia adequada para abordagens deste tipo, tentando-se ainda fazer uma relação da biodiversidade com o clima nestas escalas. Os experimentos aqui apresentados foram desenvolvidos em um dos sítios permanentes de estudo do Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBio) da Amazônia Oriental, localizado na Floresta Nacional de Caxiuanã7, Pará, entre os dias 12 a 22 de junho de 2011.

Indicadores de mudanças climáticas Muitos animais apresentam grandes variações nos padrões de atividade ao longo do dia, sendo que as variáveis climáticas desempenham forte influência neste comportamento5,6. Entretanto, a dinâmica destas variações ao longo do dia e os processos 20

livro cenarios MIOLO.indb 20

07/10/2014 16:27:42

Biodiversidade vs. clima em escala local Unt pel ea sam excepud igende perum Box 1. Quem são nossos informantes? solore velessi tiumquassit, utendis D rosophilidae simpore etusant quamus alit aut eium quid que con écumque natem Drosophilidae uma família deilluptas pequemos eat. nas moscas, normalmente associadas a frutos e outros materiais At poria con perum quevegetais que etem et esist tágios iniciais de decomposição. harum re quatiae. Nequatiis etEstes ocinsetos modelos tradicionais escum quisão beaquisqui dolorioreptade perit tudo em várias áreasera da Biologia, tendo voluptatem debit vel il eliquam contribuído para a elucidação de vários quam eatquia teniminctur, cuptaeprocessos importantes em Genética catqui alitas esed et venihilit videnise Evolução, entre muitas outraseatquatias áreas. O doluptae conseque quam fato de já se constituírem em um grupo rehent, arum arcimint restem nonsent relativamente bem conhecido traz mais iasperitium fugitat aut aut ra aceprep uma vantagem sua aplicação como rovidus reperroem quamus aut ipicientus modelo para estudos ecológicos. millecto qui dio et ea sunt omniateces doluptat volumdesempenham hil min nat. um imEstas moscas portante papel como cicladores de Lacimil luptatur min eliqui untiisqui nutrientes nas florestas tropicais. Ao unturem que ne nobit, volestotatis alimentarem-se em dolorporem frutos caídos,expeseja rerundam acerchit como adultos ou como larvas, elas ria esequo bla dolupta temporiassum contribuem para a decomposição desta voloresequam aut ex estiore stiatiorem matéria orgânica, que deixará os fugitae ctessi is arumqui quatem nuam

Mosca Drosophilidae

trientes novamente disponíveis no ambiente. Além disso, ao voarem de um fruto caído a outro, carregam consigo leveduras e bactérias que também agem nesse processo de decomposição.

Estratificação vertical na floresta

Moscas da família Drosophilidae e abelhas da tribo Euglossini foram usadas para se investigar a variação na abundância e riqueza de espécies ao longo de dois estratos da floresta – sub -bosque e dossel – e ao longo do dia (Box 3). Experimentos relacionados também foram realizados com borboletas, formigas, aranhas e insetos hematófagos, e também na Floresta Nacional de Tapajós, Pará (veja fontes adicionais na seção “Para saber mais sobre o assunto”).

O experimento sobre a distribuição vertical de moscas e abelhas na floresta demonstrou que há diferenças importantes entre as assembleias de insetos entre estes dois estratos. A abundância total, isto é, considerando todos os indivíduos de todas as espécies, não difere entre os dois estratos, mas existem diferenças significativas na abundância de várias espécies,algumas delas preferindo o sub-bosque e outras o dossel (Apêndice 1). A riqueza de espécies de 21

livro cenarios MIOLO.indb 21

07/10/2014 16:27:43

Schmitz et al.

Box 2. Quem são nossos informantes? Euglossini Euglossini é uma tribo de abelhas da família Apidae. Este é um dos princi -pais grupos de abelhas nativas das florestas tropicais do continente americano. Muitas espécies vegetais de florestas tropicais mantêm estreitas relações com estas abelhas, dependendo delas para se reproduzir. Estas abelhas são coletoras ativas de néctar e fragrâncias florais, agindo, desta forma, como importantes polinizadores de plantas de diversas famílias, em especial orquídeas. Assim como Drosophilidae, Euglossini tem sido

Abelhas Euglossini

instrumentos valiosos para estudos sobre o impacto das alterações ambientais, em diferentes biomas.

moscas também foi significativamente maior no dossel, embora entre as abelhas não tenha havido diferença.

experimentos sobre como elas respondem a variações climáticas, potencialmente sendo boas indicadoras de alterações ambientais devido à sua grande sensibilidade ambiental.

Assembleias de moscas e abelhas típicas de cada estrato podem ser observadas. Estas diferenças podem ser grandemente influenciadas pelas diferentes condições microclimáticas de cada estrato. É possível que espécies mais restritas ao sub-bosque estejam adaptadas a um ambiente mais estável e sejam mais sensíveis às oscilações de temperatura e umidade, ou não tolerem temperaturas mais altas ou umidades mais baixas, como as que podem ocorrer no dossel. Assim, as espécies aqui identificadas como de ocorrência preferencial em um estrato ou outro são boas candidatas para

Temperatura e padrão de atividade O experimento sobre o padrão circadiano de atividade também demonstrou oscilações ao longo do dia. A Figura 1 mostra as oscilações de temperaturas ao longo do dia no sub -bosque da floresta durante os experimentos, mostrando as temperaturas maiores aproximadamente entre 12 e 16h. Em geral, este período coincide com uma queda na atividade, tanto de moscas (Fig. 2A) como de abelhas. 22

livro cenarios MIOLO.indb 22

07/10/2014 16:27:44

Biodiversidade vs. clima em escala local

Figura 1. Oscilação da temperatura ao longo do dia. Cada uma das três linhas representa um dos dias de experimento.

Os dois grupos de insetos apresentam maior atividade durante a manhã, diminuindo a partir das 12h, quando as temperaturas estão mais elevadas. No caso das moscas, ainda há um pico secundário de atividade no final da tarde, o que não ocorre com as abelhas. Entretanto, observando-se mais atentamente o comportamento de cada espécie de mosca, alguns padrões diferentes podem ser notados (Figura 2). De forma geral, os dois picos de atividade de moscas observados não são causados pelas mesmas espécies. A maior parte delas apresenta maior atividade pela manhã, como é o caso de Drosophila malerkotliana (Fig. 2B). Entretanto, o pico secundário de atividade que ocorre ao final da tarde é quase que completamente causado

por outra espécie, Drosophila fulvimacula (Fig. 2C). Interessante notar ainda a atividade de Chymomyza diatropa que, ao contrário de todas as demais, é maior justamente nos horários mais quentes do dia (Fig. 4D). A identificação destas espécies que se comportam de maneira diferente ao longo do dia também pode trazer subsídios para novos estudos que procurem compreender a relação destas espécies com o clima, como por exemplo, diferenças na tolerância ao aumento da temperatura e à queda da umidade, como previsto pelos cenários de aquecimento global para a floresta amazônica, identificando-se assim, espécies sensíveis ou resistentes a estas mudanças em uma escala maior.

23

livro cenarios MIOLO.indb 23

07/10/2014 16:27:46

Schmitz et al.

Figura 2. Oscilação na abundância de moscas capturadas ao longo do dia durante os experimentos de atividade circadiana em Caxiuanã. Cada linha representa o número total de indivíduos ou da espécie em cada uma das três armadilhas, em cada um dos três dias de experimento. A. Variação de abundância total de moscas. B, C e D. Variação na abundância de espécies representativas e com padrões distintos, respectivamente Drosophila malerkotliana (B), Drosophila fulvimacula (C) e Chymomyza diatropa (D).

24

livro cenarios MIOLO.indb 24

07/10/2014 16:27:49

Biodiversidade vs. clima em escala local

Desafios para o estudo integrado clima-biodiversidade

de abundância e diversidade, com o objetivo de se identificar modelos adicionais e complementares, incluindo organismos de hábitos noturnos.

Um dos maiores desafios para a compreensão do acoplamento entre clima e biodiversidade ainda é a compatibilização das metodologias de obtenção de dados sobre estes dois componentes do meio ambiente, bem como o entendimento dos processos causais entre eles. Dados climáticos, por exemplo, dadas condições técnicas adequadas, podem ser obtidos com precisão de segundos e em escalas microespaciais. Para amostrar variações da biodiversidade, entretanto, são necessários intervalos de tempo de dias ou, na melhor das situações, de horas. Em geral, também a amostragem de biodiversidade em escalas microespaciais é limitada, na maioria das vezes, pela impossibilidade de anular os efeitos da interferência de uma amostragem sobre outra realizada muito proximamente, comprometendo, portanto, a independência entre elas. Em muitos grupos de organismos, o próprio tamanho pequeno das populações, a baixa diversidade, a dificuldade de coleta e as respostas lentas são empecilhos adicionais.

O número limitado de pessoas qualificadas em sistemática de táxons candidatos, entretanto, é uma restrição adicional. Além da metodologia aqui apresentada, abordagens focadas no isolamento de variáveis também são necessárias, já que em condições naturais, como nos experimentos que realizamos, torna-se impossível discriminar os efeitos de todas as variáveis atuantes. Desta forma, seriam necessários experimentos em condições seminaturais, que reproduzissem parcialmente as condições na natureza, mas que permitissem o controle independente das variáveis climáticas.

Referências 1. PARSONS PA (1989) Conservation and global warming: a problem in biological adaptation to stress. Ambio 18:322-325. 2. PINTO CS, CONFALONIERI UEC, MASCARENHAS BM (2009) Ecology of Haemagogus sp. and Sabethes sp. (Diptera: Culicidae) in relation to the microclimates of the Caxiuanã National Forest, Pará, Brazil. Mem Inst Oswaldo Cruz 104:592-598.

Recomendações Embora tenhamos encontrado em moscas e abelhas modelos que superam parcialmente alguns dos desafios apontados anteriormente, a metodologia aqui apresentada poderia ser aplicada a outros táxons que apresentem gran-

3. MALHI Y, WRIGHT J (2004) Spatial patterns and recent trends in the climate of tropical rainforest regions. Phil Trans R Soc Lond B 359:311–329. 4. WRIGHT SJ, MULLER-LANDAU HC, SCHIPPER J (2009) The future

25

livro cenarios MIOLO.indb 25

07/10/2014 16:27:49

Schmitz et al. (Diptera), atuando em sistemática, ecologia e genética destes organismos em vários biomas, como formações costeiras, Mata Atlântica, Pampa e Amazônia.

of tropical species on a warmer planet. Conserv Biol 23:1418-26. 5. DE J, VARMAB V, SAHAB S, SHEEBAA V, SHARMAB VK (2013) Significance of activity peaks in fruit flies, Drosophila melanogaster, under seminatural conditions. Proc Natl Acad Sci USA 110(22):8984–8989.

Rosângela Barreto Amador é graduada em Ciências Biológicas pela UFPA (2007) e durante o mestrado realizado pelo Programa de Pós-Graduação em Zoologia (MPEG/UFPA) pesquisou os efeitos da estratificação vertical e da topografia sobre a comunidade de Drosophilidae na floresta amazônica. Atualmente é aluna de doutorado no mesmo programa e pesquisa os efeitos da altitude sobre os drosofilídeos e sua relação com as condições de clima em escala local e regional.

6. MINOLI SA, BARABALLE S, LORENZO FIGUEIRAS AN (2007) Daily rhythm of aggregation in the haematophagous bug Triatoma infestans (Heteroptera: Reduviidae). Mem Inst Oswaldo Cruz 102(4):449-454. 7. PPBIO AMAZÔNIA ORIENTAL (2013) Flona de Caxiuanã. URL: 8. PPBIO AMAZÔNIA ORIENTAL (2013) Protocolo 1 – Insetos capturados com armadilhas atrativas. URL: http://ppbio.museu-goeldi.br/?q=pt-br/protocolo-1-insetos-capturadoscom-armadilhas-atrativas

John Eric Dias Ferreira é graduado em Ciências Biológicas pela UFPA (2011) e tem especialização em Educação à distância (2013) pelo SENAC. Participou de projetos de pesquisa no Museu Paraense Emílio Goeldi relacionados à ecologia e sistemática de Drosophilidae, com ênfase na estratificação vertical de drosofilídeos na floresta amazônica. Atualmente é mestrando em Biotecnologia na UFPA.

Sobre os autores Hermes José Schmitz é professor na Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA), em Foz do Iguaçu. Possui graduação em Ciências Biológicas pela UFSC (2004), mestrado em Biologia Animal (2006) e doutorado em Genética e Biologia Molecular (2010) pela UFRGS. Foi bolsista de pós-doutorado no Museu Paraense Emílio Goeldi pelo Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBio) da Amazônia Oriental. Tem desenvolvido pesquisas em diversidade e evolução de Drosophilidae

Márcia Motta Maués é formada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Pará (1986), é mestre em Entomologia pela Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto (1991) e doutora em Ecologia pela Universidade de Brasília (2006). Desde 1989 é pesquisadora da Empresa Brasileira de Pesquisa Agrope26

livro cenarios MIOLO.indb 26

07/10/2014 16:27:49

Biodiversidade vs. clima em escala local cuária, lotada na Embrapa Amazônia Oriental, em Belém, PA. Sua área de pesquisa é a Ecologia da polinização, com interesse em: Biologia reprodutiva, Biologia floral, Sistemas de incompatibilidade, Interações planta-polinizador, Fenologia, Conservação e uso de polinizadores, Monitoramento de abelhas nativas.

em Ecologia pela Unicamp (1996) e pós-doutorado no Departamento de Ecologia e Evolução da Universidade de Leeds, Reino Unido (2000). Foi professora visitante na Université Marie Curie (Paris VI) em 2007/2008. É professora/orientadora dos Programas de Pós-Graduação em Zoologia (MPEG/UFPA) e de Ciências Ambientais (UFPA/MPEG/EMBRAPA). Orienta nas áreas de zoologia, ecologia e biologia da conservação. Coordena o grupo de pesquisa em ecologia e diversidade de insetos no Museu Goeldi. Atualmente é coordenadora da rede da Amazônia Oriental do Programa de Pesquisa em Biodiversidade do Ministério da Ciência e Tecnologia (CNPq). Suas principais áreas de interesse são taxonomia e ecologia de insetos, biodiversidade, inventário biológico e biologia da conservação.

Igor Martins do Nascimento é graduado em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Pará, campus de Altamira e estuda a diversidade de espécies de abelhas na Amazônia (Euglossini e Meliponini). Marlúcia Bonifácio Martins é pesquisadora titular do Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG). Possui graduação em Ciências Biológicas Bacharelado em Ecologia pela UFRJ (1979), mestrado em Biologia (Ecologia) pelo INPA (1985), doutorado

27

livro cenarios MIOLO.indb 27

07/10/2014 16:27:49

Schmitz et al. Apêndice 1. Abundância e preferência por estrato de moscas Drosophilidae e abelhas Euglossini (p. Acesso em: 25 mai. 2009.

Felipe de Lucia Lobo - Biólogo, com mestrado em sensoriamento remoto no INPE. Atualmente está na geografia da Universidade de Victoria no Canadá. Área de interesse sensoriamento remoto, mudanças de uso e cobertura da terra e qualidade da água.

3: COUDREAU, H. Viagem ao Tapajós. (1977). São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo. 162 p. 4: GAVLAK, AA (2011) Padrões de mudança de cobertura da terra e dinâmica populacional no Distrito Florestal Sustentável da BR-163: população, espaço e ambiente. 177 p. (sid.inpe.br/mtc-m19/2011/08.02.16.24-TDI). Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, 2011. Disponível em: .

André Augusto Gavlak – Geógrafo com mestrado em sensoriamento remoto. Interesse de pesquisa em geotecnologias, espaço, população e ambiente. Érika Akemi Saito – Engenheira Cartógrafa com mestrado em sensoriamento remoto no INPE e douto-

5RIBEIRO MC, METZGER J, MAR-

75

livro cenarios MIOLO.indb 75

07/10/2014 16:35:18

Escada et al. rado em andamento em cartografia na UNESP. Área de interesse: sensoriamento remoto, redes neurais artificiais, desmatamento, ocupação humana na Amazônia e mineração de dados espaciais.

geoprocessamento e na área de Dinâmica de Uso e Cobertura da Terra na Amazônia. Cláudio Aparecido Almeida engenheiro agrônomo com mestrado em sensoriamento remoto, Área de interesse: Geotecnologias, padrões demudança de uso e cobertura da terra, monitoramento de florestas e economia.

Taise de Farias Pinheiro, Bióloga com mestrado em sensoriamento remoto no INPE, doutorado em andamento na Ciência do Sistema Terrestre no INPE, área de interesse, padrões de uso e cobertura da terra e exploração seletiva de madeira e degradação florestal.

Marcio Azeredo, Engenheiro cartógrafo com mestrado em Ciência da Computação do INPE, doutorado em andamento na Ciência da Computação do INPE. Área de interesse Engenharia de software, cartografia, geoprocessamento, banco de dados.

Maurício Silva geógrafo com mestrado na engenharia civil e atualmente trabalha na ANA com atuação em

76

livro cenarios MIOLO.indb 76

07/10/2014 16:35:19

Padrões espaço-temporais de uso e cobertura

Para saber mais sobre o assunto Publicações GAVLAK, AA (2012) Análise da dinâmica demográfica e da paisagem nos centros de endemismo tapajós e no Distrito Florestal Sustentável da BR-163. Relatório Técnico. 29 p. GAVLAK AA.; ESCADA MIS.; MONTEIRO AMV. (2011) Dinâmica de padrões de mudança de uso e cobertura da terra na região do Distrito Florestal Sustentável da BR-163. XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto (15): 6152-6160. Curitiba, Brasil. ISBN 978-85-17-00056-0. LOBO, FL. (2011). Análise da Dinâmica da Paisagem na Região do Centro de Endemismo Xingu: Estudo de caso na região da Terra do Meio, Pará. Relatório técnico. 52 p. 2011. SAITO, ÉA. (2011) Caracterização de trajetórias de padrões de ocupa-ção humana na Amazônia Legal por meio de mineração de dados. 158 p. (sid.inpe. br/mtc-m19/2010/12.01.16.33-TDI). Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, 2010. Disponível em: . Disponibilidade de dados Os dados e mapas produzidos por este estudo podem ser consultados no site do projeto: http://cenariosamazonia.inpa.gov.br

77

livro cenarios MIOLO.indb 77

07/10/2014 16:35:19

livro cenarios MIOLO.indb 78

07/10/2014 16:35:19

07 Ocupação humana na Amazônia: A articulação e o papel das localidades na rede urbana Carolina Moutinho Duque de Pinho, Silvana Amaral, Maria Isabel Sobral Escada A dinâmica de ocupação humana na Amazônia recente, dentre várias características, destaca-se pelo processo de urbanização intenso que passou nos últimos 40 anos. O urbano Amazônico estende-se para além das cidades integrando também outras formas sócio-espaciais, as localidades - qualquer grupamento populacional, incluindo vilas, distritos, povoados, comunidades ribeirinhas etc- por meio de redes de transporte, financeiras e de informações insere-se na rede urbana Amazônica. Nesse trabalho propõe-se caracterizar a articulação das localidades com as cidades a partir da utilização de um conjunto de técnicas de análise de redes sociais aplicado à área de estudo das comunidades Ribeirinhas do Baixo Tapajós. A partir de dados coletados em campo em entrevistas com líderes comunitários foram analisadas seis redes: Educação, Posto de saúde, Hospital, Bens de Consumo, Produção, e Transportes. A partir da análise da estrutura destas redes concluiu-se que as linhas de transporte são de fundamental importância para a circulação de mercadorias e que nessas redes há uma hierarquização de centralidades, com algumas localidades emergindo como centros locais na região; que independentemente do nível de serviço é a distância que determina a escolha do hospital para os ribeirinhos e que as redes de educação e saúde são descentralizadas como é previsto pelo planejamento governamental. A dinâmica de mudança de uso e cobertura da terra pode ser melhor compreendida com o estudo da história recente de ocupação do território amazônico. Mesmo na Amazônia, a ocupação tem um caráter predominantemente urbano. A caracterização dos padrões sócio-espaciais desta ocupação constitui uma ferramenta im-

portante para o planejamento territorial da região e políticas públicas para o seu desenvolvimento e conservação da biodiversidade e serviços ecossistêmicos. Atualmente classificar um lugar como urbano ou rural é uma tarefa complexa, pois os lugares podem assumir simultaneamente características 79

livro cenarios MIOLO.indb 79

07/10/2014 16:35:21

Pinho et al. e funções urbanas e rurais. Elementos característicos de ocupação rural, como por exemplo, a produção de hortaliças, podem ocorrer no perímetro urbano de cidades, assim elementos urbanos como indústrias e acesso à internet atualmente também podem ser encontrados em áreas rurais. Esta complexidade também se manifesta na Amazônia, só que com padrões de ocupação distintos dos observados em outras regiões do país.

pio? Qual a localidade tem potencial de servir a um número maior de habitantes em localidades próximas? Estas são algumas das perguntas que o entendimento da ocupação urbana Amazônica pode ajudar a responder. O conceito de urbanização extensiva2 se adequa bem à realidade amazônica, onde modos de vida urbanos podem ser identificados mesmo em áreas que seriam tradicionalmente classificadas como rurais. Nesta perspectiva, há diferentes formas sócio-espaciais dentro de um mesmo município que representam o urbano amazônico. Cidades (sede do município), comunidades ribeirinhas, agrovilas, projetos de assentamentos, reservas ambientais, reservas indígenas e até sede de fazendas, são exemplos de tipologias de ocupação do território que estão presentes nos municípios amazônicos3. O entendimento da urbanização na Amazônia é ainda insipiente. Em parte, pela ausência de métodos adequados para endereçar as particularidades do urbano na região. A adoção do conceito de urbanização extensiva, incluindo sua proposição do local como foco de análise, abre a possibilidade de utilizar a rede urbana (Box 1) como instrumento de análise da ocupação humana na Amazônia.

Na Amazônia - além da ocupação adensada em grandes cidades como observado em outras regiões do país, observa-se um padrão de ocupação mais difuso no qual pequenas localidades distantes das sedes municipais se articulam com as cidades da região a partir de redes de estradas, quase sempre muito precárias, e de rios. Assim, a ocupação na Amazônia é adensada em algumas cidades, é dispersa em um grande número de localidades, como comunidades ribeirinhas, assentamentos etc e articulada por estradas e rios1. A complexa estrutura de ocupação da Amazônia impõe alguns desafios para o planejamento. Se grande parte da população vive a muitos quilômetros da sede do seu município, como planejar, priorizar políticas públicas que atendam localidades distantes a mais de 200, 300 km da sede do município? Onde construir uma nova escola ou posto de saúde em uma região de localidades ribeirinhas com acesso de transporte limitado à sede do municí-

Para este estudo, aplicamos métodos derivados da análise de redes sociais para o estudo da articulação das localidades Amazônicas com as cidades da região como uma abordagem inovadora. Nesta nova abordagem caracterizamos as localidades e os fluxos 80

livro cenarios MIOLO.indb 80

07/10/2014 16:35:22

Ocupação humana na Amazônia

Box 1. Redes urbanas Tradicionalmente, a rede urbana é definida como um conjunto articulado de cidades. Corrêa7, no entanto, introduziu uma maior flexibilidade para esta conceituação ao admitir espaços de diferentes naturezas em uma mesma rede urbana. No caso deste estudo as localidades podem ser inseridas na rede urbana como na figura abaixo. A rede urbana é definida pela existência de três características7:

1. A existência de uma economia de mercado na qual são realizadas trocas entre bens produzidos localmente e bens produzidos externamente; 2. A existência de pontos fixos no espaço, onde os negócios são definidos, mesmo que de modo não contínuo. Tais pontos tendem a concentrar atividades relacionadas a esses negócios, como comércio, serviço e atividades de produção industrial. Esses pontos também podem concentrar atividades de produção do setor primário. 3. A existência de uma articulação mínima entre os pontos da rede, articulação que se dá no âmbito da circulação da produção. Na rede urbana circulam pessoas, mercadorias, informação e dinheiro e cada um destes fluxos pode ser representado por uma rede diferente. Cada rede integra de maneira particular o mesmo conjunto de localidades e cidades. Assim, uma mesma localidade pode assumir posições diferentes em redes distintas, por exemplo, uma localidade com posto de saúde, pode assumir uma posição central, em uma rede que represente o fluxo de pessoas que se deslocam em busca de serviços básicos de saúde. Por outro lado, esta mesma localidade pode apresentar uma posição periférica na rede que representa a comercialização da produção de gado.

81

livro cenarios MIOLO.indb 81

07/10/2014 16:35:23

Pinho et al. nectadas entre si e desconectadas do restante do grupo). A estrutura dessas redes além de fragmentada é também descentralizada, confirmando a estratégia do planejamento governamental de descentralizar espacialmente os serviços de atenção básica de saúde e educação. Foram identificados centros locais que atendiam a outras localidades na vizinhança mais próxima, caracterizando principalmente deslocamentos de curta distância. Nestas redes, a maioria dos relacionamentos se dá entre as localidades.

entre elas e selecionamos um conjunto de técnicas de análise que permitiram a descrição da estrutura das diferentes redes observadas. Estas técnicas de análise foram aplicadas à área de estudo do Baixo Tapajós, uma das regiões da Amazônia com maior dinâmica populacional recente. As redes de acesso a Educação, Postos de saúde, Hospitais, Transporte, Bens de consumo e Produção foram analisadas para estabelecer conexões entre localidades e cidades. Analisando as redes dois padrões gerais de conexões muito distintos foram observados (Figura 1). O primeiro padrão refere-se às redes de Educação e Posto de Saúde (Figura 1A) que são menos densas e mais descentralizadas, com conexões se direcionando para cidades e localidades configurando sub -redes. O segundo padrão foi observado nas redes de Hospitais (Figura 1B), Transporte, Bens de Consumo e Produção que deram origem a redes mais densas, ou seja, com maior número de conexões, e centralizadas, concentrando dos deslocamentos em direção às cidades da região.

Redes fragmentadas: Educação Postos de saúde

A rede de Posto de Saúde (Figura 1a) possui quatro sub-redes enquanto a de Educação possui sete. A primeira é mais coesa que a segunda devido ao menor número de comunidades servidas por posto de saúde do que por escola.

Redes centralizadas: Hospitais, Transportes, Bens de consumo e Produção Enquanto Educação e Posto de Saúde apresentaram redes descentralizadas as demais redes tiveram comportamento oposto. Essa centralização teve a cidade como maior foco. No entanto, a cidade a que cada localidade se conectou, dependeu de critérios como proximidade e qualidade dos serviços oferecidos e variou de acordo com a rede em questão.

e

O baixo grau de coesão é a característica mais marcante das redes de Educação e Postos de Saúde. Estas redes são caracterizadas pela ocorrência de sub-redes, ou componentes fracos (i.e. grupos de localidades co-

Na rede de Hospitais (Figura 1b) os únicos pontos da rede que recebem conexões são as cidades, pois apenas 82

livro cenarios MIOLO.indb 82

07/10/2014 16:35:24

Ocupação humana na Amazônia

(a) Postos de saúde Paraná do Moreira Nossa Sra. Aparecida Barreiras

Ipaupixuna I

Santarenzinho

Rurópolis

Paraná Pixuna

São Fco. Cach. do Americano

Castanho

Paraná-Mirim

Vista Alegre do Muratuba

Boim

Pauini

Vista Alegre do Capixauã

Joarituba

Ipiranga 2

Nova Vista

Nazaré

Cametá Independência II

Lago do Pireira

Itaituba

Monte Cristo

Santarém

Jaguarari

Belterra

Itapaiúna

Tumbira

Prainha

Apacê

Fordlândia

Marai

Marituba

Pini

Cauçu-Epá

Piquiatuba

Pedreiro

Tauari

Escrivão

Brasília Legal

Nazaré (Belterra)

Pinhel

Pedra Branca

Suruacá Muratuba

Paraíso

São Domingos Pindobal

Taquara

Curitimbo Uricurituba

Acaratinga

Jutuarana

Aveiro

Maguari Jamaraquá Porto Novo

Cury-Teça

Itapuama

Vista Alegre (Mucum)

Uruará

São Tomé (Lago do Araipá) Nova Esperança (Lago do Cupu)

São Francisco do Godinho Tavio

Daniel de Carvalho

Santa Cruz

(b) Hospitais Paraná do Moreira Nossa Sra. Aparecida Barreiras

Ipaupixuna I

Santarenzinho

Rurópolis

Paraná Pixuna

São Fco. Cach. do Americano

Castanho

Paraná-Mirim

Vista Alegre do Muratuba

Boim

Pauini

Vista Alegre do Capixauã

Joarituba

Ipiranga 2

Nova Vista

Nazaré (Rurópolis)

Cametá Independência II

Lago do Pireira Monte Cristo

Itaituba

Santarém

Jaguarari

Cauçu-Epá

Apacê

Fordlândia

Marai

Marituba

Pini Tumbira

Piquiatuba

Pedreiro

Tauari

Escrivão

Brasília Legal

Nazaré (Belterra)

Pinhel

Pedra Branca

Suruacá Muratuba

Belterra

Itapaiúna Prainha Paraíso

São Domingos Pindobal

Taquara

Curitimbo

Aveiro

Uricurituba

Jutuarana

Acaratinga Maguari Jamaraquá Porto Novo

Cury-Teça

Itapuama

Vista Alegre (Mucum)

São Tomé (Lago do Araipá) Nova Esperança (Lago do Cupu)

São Francisco do Godinho Uruará

Santa Cruz

Daniel de Carvalho

Tavio

Figura 1. Redes de acesso a (a) postos de saúde e (b) hospitais. As linhas representam conexões entre cidades (texto em vermelho) e localidades (texto em cinza). Cada região delimitada representa um município. Note que as conexões em qualquer uma das redes não respeitam limites municipais.

83

livro cenarios MIOLO.indb 83

07/10/2014 16:35:30

Pinho et al. elas possuem hospitais. O padrão de conexões dessa rede obedeceu mais fortemente aos critérios de proximidade espacial e facilidade de acesso. Os moradores das localidades, à procura de hospitais, deslocam-se para as cidades mais próximas e/ou mais acessíveis ao local de sua residência, mesmo que o hospital procurado não ofereça os melhores níveis de serviços. Assim ocorrem situações como a de Itaituba, a segunda cidade em nível de serviços que recebe o maior número de conexões desta rede mesmo possuindo indicadores de qualidade hospitalar muito inferiores à Santarém, a primeira cidade em nível de serviços. Isso porque pacientes de Itaituba, Rurópolis e Aveiro procuram preferencialmente hospitais em Itaituba.

A rede de Transporte representa neste estudo uma aproximação das oportunidades e restrições de deslocamento às quais as localidades da região estão submetidas. Realizando-se a intersecção Hospital, Bens de Consumo e Produção, com valores de sobreposição variando entre 60 e 75% para estas redes (Figura 2). Para as redes de Educação e Posto de saúde essa sobreposição é da ordem de 50%. Esta diferença de padrão entre as redes é reflexo da natureza das redes. Nas últimas duas redes como os deslocamentos são mais curtos, boa parte deles é feito por meio de transporte próprio em rabetas, motos ou até mesmo a pé. Já para a compra, venda e deslocamento são realizados por meio de transporte de linha, o qual foi representado aqui pela rede de Transporte.

Figura 2. Sobreposição entre a rede de Transporte e as demais redes.

84

livro cenarios MIOLO.indb 84

07/10/2014 16:35:36

Ocupação humana na Amazônia As redes de circulação de mercadorias (Bens de Consumo e Produção) são as mais centralizadas. Para elas foi possível observar padrões bastante claros de centralidade e dependência entre as localidades. Nessas redes a cidade é o destino preferencial das conexões, entretanto algumas localidades aparecem como centros locais sendo classificadas nas classes intermediárias do Índice de Conectividade (Box 2). Em outras palavras, apesar de ainda enviarem conexões a outros pontos das redes estas localidades já são pontos de referência de compras e venda de produção para algumas comunidades. Estas localidades com alguma centralidade aparecem em maior número na rede de Produção (Figura 3b) do que na rede de Bens de Consumo (Figura 3a), onde observa-se que apenas as cidades são exclusivamente destinatárias (Figura 3a). Nessa rede (Figura3a) as cinco localidades que são destino de compras possuem padrões diferentes de conexão. Brasília Legal, categorizada como predominantemente destinatária é a localidade que mais se destaca, pois polariza as compras de três localidades vizinhas e conecta-se a Itaituba e Santarém, os dois centros de compra mais importantes da Região. Boim, Barreiras e Nazaré (Belterra) estão na classe equilibrada. Elas recebem apenas uma conexão, proveniente de localidades próximas e enviam também apenas uma conexão, de saída para a cidade mais próxima. Fordlândia é predominantemente remetente recebendo co-

nexões de Uricurituba e recorrendo a Santarém e Aveiro para compras. Na rede de Produção (Figura 3b), Rurópolis aparece inusitadamente como um ponto conectado. Este fato é explicado pelo papel de Fordlândia, que integra as demais localidades predominantemente remetentes e exporta seus produtos para todas as cidades da região, inclusive para Rurópolis, por via terrestre. As demais localidades predominantemente remetentes recebem produção de uma localidade vizinha e enviam para Santarém e Aveiro. Enquanto na rede de Bens de consumo as localidades predominantemente remetentes apenas enviavam e recebiam uma única conexão, na rede de Produção (Figura 3b) as localidades desta classe vendem seus produtos para mais de um destino. Barreiras e Brasília Legal se configuram como preferencialmente destinatárias na rede de Produção, sendo destaque nesta rede. Barreiras exporta sua produção para Itaituba e recebe produtos de duas localidades. E Brasília Legal além de vender seus produtos para Itaituba e Santarém recebe a produção de cinco localidades diferentes, estabelecendo-se como uma localidade central nas redes de circulação de mercadorias. Brasília Legal possui um dos maiores rebanhos bovino das localidades estudadas e recebe gado de corte de outras cinco localidades. O volume de comercialização de gado é pequeno e intermitente, os morado85

livro cenarios MIOLO.indb 85

07/10/2014 16:35:37

Pinho et al.

Box 2. Centralidade em função do Índice de conectividade (Ic) O padrão de relacionamento entre localidades pode definir a centralidade de cada ponto. Essa centralidade pode ser hierarquizada por meio do Índice de Conectividade (Ic)8 que é baseado na quantificação do número de conexões enviadas e recebidas pelos pontos das redes. Segundo o Ic as localidades podem ser classificadas em seis categorias: Isoladas: Não se conectam a outras localidades, acessando ou oferecendo produtos, serviços ou infraestrutura; Exclusivamente remetentes: Só enviam conexões, são localidades totalmente dependentes de outras localidades e/ou cidades. Predominantemente remetentes: Recebem algumas conexões mas predominantemente enviam conexões a outros pontos da rede. São localidades ainda dependentes de outros pontos da rede mas em um grau menor. Equilibradas: Possuem enviam e recebem a mesma quantidade de conexões, ou seja, utilizam uma quantidade de produtos, serviços ou infraestrutura igual a que oferecem a outras localidades. Predominantemente destinatárias: Enviam algumas conexões, mas predominantemente recebem conexões. Oferecem uma quantidade maior de produtos, serviços ou infraestrutura do que utilizam de outras localidades e/ou cidades. Exclusivamente destinatárias: Só recebem conexões, são localidades ou cidades que são independentes dos outros pontos da rede e que ao mesmo tempo oferecem melhores serviços públicos e condições de comercialização de mercadorias e transportes, centralizando as relações das redes. A aplicação desta categorização à redes geográficas, como as deste estudo, permite a hierarquização das localidades em uma escala que se inicia em localidades exclusivamente remetentes (i.e localidades que são completamente dependentes de serviços e comercialização de mercadorias) até o extremo da escala que são as localidades exclusivamente destinatárias (localidades e ou cidades com grande nível de centralização de serviços e comercialização de mercadorias e que são independentes das demais). Entre estes dois extremos, três classes definem centralidades com graus de dependência variados.

86

livro cenarios MIOLO.indb 86

07/10/2014 16:35:37

Ocupação humana na Amazônia (a) Bens de consumo Belterra

Tauari

Nazaré (Belterra)

Pindobal Marai Maguari Acaratinga

Itapaiúna Piquiatuba Pini

Jaguarari Taquara Pedreiro

Porto Novo

Prainha

Santarém

Suruacá Vista Alegre do Capixauã Boim

São Domingos

Paraná Pixuna Joarituba

Marituba Jamaraquá

Jutuarana

Santa Cruz

Daniel de Carvalho Cury-Teça

Rurópolis

Paraíso

Escrivão

Apacê

Curitimbo

Muratuba

Pinhel

Brasília Legal

Santarenzinho

Vista Alegre do Muratuba Nova Vista

Cametá

Tumbira

Aveiro

São Tomé (Lago do Araipá) Uruará

Nazaré (Rurópolis)

Vista Alegre (Mucum)

Itapuama Uricurituba

Fordlândia

Monte Cristo São Francisco do Godinho

Lago do Pireira Ipiranga 2

Nova Esperança (Lago do Cupu)

Itaituba

Paraná-Mirim

Ipaupixuna I Castanho

Pauini Pedra Branca

Independência II

Tavio

Cauçu-Epá Barreiras

São Fco. Cach. do Americano Paraná do Moreira

Nossa Sra. Aparecida

(b) Produção Belterra

Tauari

Itapaiúna Piquiatuba Pini

Jaguarari

Prainha

Taquara

Suruacá

Santarém

Pedreiro

Porto Novo

Nazaré (Belterra)

Pindobal Marai Maguari Acaratinga

Vista Alegre do Capixauã Boim

São Domingos

Paraná Pixuna Joarituba

Marituba Jamaraquá Santa Cruz

Jutuarana Apacê

Escrivão

Daniel de Carvalho Cury-Teça

Paraíso Brasília Legal Curitimbo

RurópolisSantarenzinho

Muratuba

Pinhel

Aveiro

Tumbira

São Tomé (Lago do Araipá) Uruará

Nazaré (Rurópolis)

Vista Alegre do Muratuba Nova Vista

Cametá

Vista Alegre (Mucum)

Itapuama Uricurituba

Fordlândia

Monte Cristo

Itaituba

Lago do Pireira Ipiranga 2

Paraná-Mirim Ipaupixuna I Castanho

Isolado

Excl. Remetente

São Francisco do Godinho Nova Esperança (Lago do Cupu)

Pauini Independência II

Pedra Branca

São Fco. Cach. do Americano Paraná do Moreira

Predom. Remetente

Tavio

Cauçu-Epá Barreiras Nossa Sra. Aparecida

Equilibrado

Predom. Destinatário

Excl. Destinatário

Figura 3. Categorização das localidades e cidades segundo Índice de conexão para as redes de (a) Bens de Consumo e (b) Produção.

87

livro cenarios MIOLO.indb 87

07/10/2014 16:35:43

Pinho et al.

Recomendações

res das localidades criam gado como uma espécie de poupança e só vendem o quando estão em dificuldades financeiras. Mesmo que sem um fluxo constante, Brasília Legal constitui-se em um centro local de escoamento da produção vendendo gado para Itaituba e Santarém.

Dimensões Amazônia

A relação entre transporte e existência de conexão foi analisada a partir da simples interseção de redes. Recomenda-se que para trabalhos futuros seja realizado um teste estatístico para verificar se há tendência de multiplicidade de relações, ou seja, para verificar qual a probabilidade real de dois tipos de conexões acontecerem conjuntamente em uma rede6.

do espaço urbano na

No presente estudo avaliaram-se as redes apenas sob a perspectiva das localidades. Seria interessante avaliar melhor o papel das cidades nas redes de localidades. Recomenda-se assim que em estudos futuros seja realizada coleta de dados nas cidades para verificar se há padrões de conexões partindo destas para as localidades.

Estudos anteriores discutiram o papel das localidades mas partiam do pressuposto que estas eram um dos estágios de evolução para a formação de cidades4,5. A localidade era entendida como uma futura cidade, tanto em um modelo teórico de transição rural-urbano6 quanto em um modelo de ocupação com características urbanas5. Diferentemente, este trabalho pressupõe um olhar para as localidades como parte integrante de uma rede urbana local que pode ser analisada a partir das diferentes redes de circulação de pessoas e mercadorias. O estudo da estrutura destas redes e da posição relativa das localidades em cada uma destas redes permitiu identificar as restrições e oportunidades que o tecido urbano local oferece a cada localidade. Neste contexto pode-se utilizar a análise como subsídio ao planejamento governamental para priorizar ações nos pontos mais vulneráveis das redes.

Não existem dados disponíveis por localidade nas bases do IBGE e nem em outras bases oficiais de dados do governo, como Ministério da Saúde e Educação. Na Amazônia, onde as informações por município são insuficientes para o entendimento do processo de urbanização estes dados precisam ser coletados por meio de trabalhos de campo em entrevistas a informantes chaves e representantes das lideranças locais, o que resulta em custos altos em planejamento, passagem, combustível, equipe etc. Seria interessante um esforço governamental para disponibilizar os dados no nível de localidade, uma vez que os dados são coletados, apenas não organizam e nem disponibilizam as informações nesse nível. 88

livro cenarios MIOLO.indb 88

07/10/2014 16:35:44

Ocupação humana na Amazônia

Referências

Sobre as Autoras

1. CORRÊA, R L (2006). In: Estudos Sobre Rede Urbana 336

Carolina Moutinho Duque de Pinho é Geógrafa, (UFRJ), mestre e doutora em Sensoriamento Remoto (INPE). Áreas de interesse em urbanização da Amazônia, geografia urbana e planejamento e gestão territorial com o subsídio de geotecnologias.

2. MONTE-MÓR, R L (2004).A Relação Urbano-Rural no Brasil Contemporâneo. II Semin. Int. sobre Desenvolv. Reg. 3. CARDOSO, A C D & LIMA, J J F de. Tipologias e Padrões de Ocupação Urbana na Amazônia Oriental: pra que e para quem? In: CARDOSO, A. C. D. (Ed). O Rural e o Urbano na Amaz. Difer. olhares em Perspect. Belém: EDUFPA, 2006 p. 215

Silvana Amaral é ecóloga, (UNESP-RC), mestre em Sensoriamento remoto (INPE), e doutora em Informação Espacial (POLI-USP). Área de interesse em biodiversidade e ocupação humana na Amazônia Brasileira, por sensoriamento remoto, geoinformação e modelagem ambiental.

4. BECKER, B K (1978).Uma Hipótese sobre a Origem do Fenômeno Urbano numa Fronteira de Recursos no Brasil. Rev. Bras. Geogr. 40, 160–184

Maria Isabel Sobral Escada Ecóloga doutorado em sensoriamento remoto. Área de interesse em geotecnologias, Ecologia da paisagem, Padrões espaço temporais de uso e cobertura da terra, Uso de recursos e serviços ecossistêmicos, Monitoramento de florestas.

5. GUEDES, G, COSTA, S & BRONDÍZIO, E (2009). Revisiting the hierarchy of urban areas in the Brazilian Amazon: a multilevel approach. Popul. Environ. 30, 159–192 6. SKVORETZ, J & AGNEESSENS, F (2007). Reciprocity, Multiplexity, and Exchange: Measures. Qual. Quant. 41, 341–357 7. CORRÊA, R L. A Rede Urbana. (Editora Ática, 1994).

89

livro cenarios MIOLO.indb 89

07/10/2014 16:35:44

Pinho et al.

Para saber mais sobre o assunto Publicações AMARAL, S, ANDRADE, P R, ESCADA, M I S, ANDRADE, P R, ALVES, P A, PINHEIRO, T F, PINHO, C M D, MEDEIROS, L C C, SAITO, É A, RABELO, T N. Da canoa à rabeta: estrutura e conexão das comunidades ribeirinhas no Tapajós (PA). Pesquisa de Campo Jun/Jul de 2009. São José dos Campos: INPE, 2009. 30 p. (INPE-16574-RPQ/827). Disponível em: . ESCADA, M I S, DAL’ASTA, A P, SOARES, F R, ANDRADE, P R, PINHO, C M D, MEDEIROS, L C C, CAMILOTTI, V L, DOS SANTOS, J N A, FERREIRA, V C, AMARAL, S. Infraestrutura, serviços e conectividade das comunidades ribeirinhas do Arapiuns, PA. São José dos Campos: INPE, 2013. 121 p. (sid.inpe.br/mtc-m19/2013/04.29.14.32-RPQ). Disponível em: . PINHO, C M D de. Analise das redes de localidades ribeirinhas amazônicas no tecido urbano estendido: uma contribuição metodológica. Doutorado em Sensoriamento Remoto. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. INPE. São José dos Capos – SP. 156p. (2012). Disponível em: Disponibilidade de dados Registros fotográficos georreferenciados das expedições de campo estão disponíveis em http://www.obt.inpe.br/fototeca/fototeca.html Os dados e mapas produzidos por este estudo podem ser consultados no site do projeto: http://cenariosamazonia.inpa.gov.br

90

livro cenarios MIOLO.indb 90

07/10/2014 16:35:45

08 Cenários de desmatamento para região de influência da rodovia BR-319: perda potencial de habitats, status de proteção e ameaça para a biodiversidade Paulo Maurício Lima de Alencastro Graça, Marcelo Augusto dos Santos Junior, Vinícius Machado Rocha, Philip Martin Fearnside, Thaise Emilio, Juliana da Silva Menger, Rodrigo Marciente, Paulo Estefano Dineli Bobrowiec, Eduardo Martins Venticinque, André Pinassi Antunes, Anderson Nakanishi Bastos e Fabio Rohe Dois cenários de desmatamento foram criados para simular a perda de habitats na região de influência da rodovia BR-319 (ALAP- BR-319). Simulações do desmatamento previsto para os próximos 20 anos sob diferentes cenários foram feitas usando o DINAMICA EGO. As distribuições de espécies de palmeiras, aves, morcegos e outros mamíferos foram modeladas a partir de dados de presença-ausência das espécies coletados em escala espacial fina e camadas de informação ambiental em diferentes escalas usando MAXENT. Comparamos a distribuição espacial das áreas sob ameaça de desmatamento com a distribuição espacial da riqueza de espécies e áreas protegidas da região. Ao final de 20 anos, os cenários “sem estrada” e “com estrada” reduziram a cobertura florestal original, respectivamente, em 9,5% e 16,6%. As áreas de maior riqueza de espécies estão concentradas na porção central da ALAP BR-319 onde também se concentra a maior parte das unidades de conservação. Áreas fora de unidades de conservação, representam cerca de 44% da região e estão localizadas em sua maioria nas regiões que hoje sofrem o maior grau de ameaça. Projetos governamentais de infraestrutura tem sido foco de grande preocupação em relação aos seus impactos ambientais e sociais na Amazônia.

Atualmente, a reconstrução da rodovia federal BR-319, estabelecida ao longo do eixo central do interflúvio dos rios Madeira e Purus, está prevista no Pro91

livro cenarios MIOLO.indb 91

07/10/2014 16:35:46

Graça et al. grama de Aceleração do Crescimento (PAC). Este interflúvio, com cerca de 270 mil km2, constitui uma região considerada de alta biodiversidade, em função da extraordinária heterogeneidade de ecossistemas existentes1. A rodovia BR-319, abandonada desde 1988 mostra-se hoje como uma ameaça à biodiversidade e serviços ecossistêmicos da região. Isso porque a reconstrução desta importante rodovia poderá direcionar a pressão antrópica do Arco do desmatamento, próxima ao sul do Amazonas, para esta região e para áreas adicionais via estradas existentes ou planejadas conectadas à BR-3192. Estudos têm demonstrado que a construção de estradas aumenta a chance de desmatamento no seu entorno. Novas estradas abrem acesso às florestas remotas promovendo o avanço da fronteira agrícola e da atividade madeireira3,4,5.

Este estudo abrange a região de influência da rodovia BR-319: a Área sob Limitação Administrativa Provisória (ALAP), com 154 mil km2 (Figura 1). A ALAP da BR-319 foi criada em 2006 e teve por objetivo de subsidiar estudos voltados para a criação de unidades de conservação, tendo em vista o potencial de degradação ambiental do empreendimento, e durou por um período de sete meses. Como resultado desta iniciativa foram criadas 11 novas unidades de conservação (5 federais e 6 estaduais), totalizando 28 unidades de conservação na área de influência da rodovia. Neste estudo os limites desta área foram adotados por definirem a região onde é esperado um efeito direto da rodovia. Modelos espacialmente explícitos de uso e cobertura da terra são adequados para as simulações preditivas de desmatamento. Este estudo elaborou dois cenários de desmatamento futuro na área de influência da BR-319 (Box 1). O primeiro cenário “sem estrada”, que não considerada a reconstrução da rodovia, e simula a tendência histórica do desmatamento na região. O segundo cenário “Com Estrada”, considera a reconstrução da rodovia e simula o desmatamento na região a partir do histórico de desmatamento em áreas afetadas por rodovias trafegáveis (BR-364 e BR-230). Os dois cenários levam em conta a existência das áreas protegidas estabelecidas até 2010 e o desmatamento simulado, em ambos, ocorreu em sua maioria (cerca

A remoção massiva da cobertura florestal tem implicações ambientais graves, com consequências negativas ao regime hidrológico, clima e biodiversidade6. O desmatamento é a principal fonte de destruição dos habitats naturais e na Amazônia tem impactos severos, variando de escala local até global. A destruição dos habitats pela atividade humana tem sido considerada principal causa de extinção de espécies7,8. Portanto, a formulação de cenários que simulem as mudanças de uso e cobertura da terra decorrente de grandes obras viárias é estratégico para que formuladores de políticas públicas e gestores ambientais avaliem os possíveis impactos destas obras sobre a biodiversidade. 92

livro cenarios MIOLO.indb 92

07/10/2014 16:35:48

Cenários de desmatamento e perda de biodiversidade

Figura 1. Área de influência da rodovia BR-319 no interflúvio Purus-Madeira de 80%) fora dos limites destas áreas.

os habitats fora das unidades de conservação podem estar ameaçados.

No cenário “sem estrada”, que não considera a reconstrução da rodovia, a cobertura florestal foi reduzida em 9,5% ao final de 20 anos, totalizando uma área desmatada acumulada de 14.097 km2. No cenário “com estrada”, em que a rodovia é reconstruída, a cobertura florestal original foi reduzida em 16,6%, acumulando uma área desmatada de 24.525 km2 (Figura 2).

Para parte das 80 espécies com distribuição modelada por este estudo (Box 2) que apresentam mapas de distribuição global disponíveis calculamos quanto desta distribuição está dentro do interflúvio Purus-Madeira. Para a maioria das espécies, o interflúvio Purus-Madeira contribui com apenas 10% de toda sua área de ocorrência. No entanto, algumas espécies têm 100% da sua área de ocorrência no interflúvio Purus-Madeira. Pelo menos três espécies de primatas (Callicebus stephennashi, Callicebus dubius, Callicebus caligatus) e três anfíbios (Allobates nidicola, Allobates caeruleodactylus, Allobates subfolionidificans – não modeladas neste estudo), são endêmicas da região. Para estas espécies perdas

O desmatamento foi cerca de 70% maior nas nossas simulações que consideram a reconstrução da BR-319 do no cenário que não prevê a reconstrução da rodovia. As unidades de conservação implementadas - a exemplo do que ocorreu em outras regiões – evitam que o desmatamento ocorra dentro dos seus limites, mas não fora deles. A implicação direta disto é que 93

livro cenarios MIOLO.indb 93

07/10/2014 16:35:57

Graça et al.

Box 1. Simulações de desmatamento Modelos dinâmicos espacialmente explicitos como os usados neste estudo se propõem a responder onde, quanto, como e quando um determinado fenômeno irá ocorrer. Neste estudo, o fenômeno tratado é o desmatamento, ou seja, a conversão da floresta em corte raso. Para responder a essas questões o modelo espacial dinâmico Dinamica EGO necessita de 3 tipos de dados cartográficos de entrada no modelo:

(1) mapa inicial de uso/cobertura da terra



(2) variáveis explicativas estáticas (e.g. mapa de vegetação, solo, decli- vidade, distância às sedes municipais, etc)



(3) variáveis explicativas dinâmicas, que se alteram ao longo da simu- lação (e.g. distância às estradas e ao desmatamento prévio).

A partir destes mapas, o Dinamica gera um mapa de probabilidades para cada iteração, fundamentado no método bayesiano de pesos de evidência, que determina a chance de ocorrer o desmatamento dada uma certa configuração espacial (e.g. distância às estradas). A quantidade de desmatamento que deverá ser alocada no mapa de uso/cobertura da terra é calculada com base na tendência histórica do desmatamento de uma região de interesse. Ao final da execução destas etapas o Dinamica produzirá um novo mapa simulado de uso/cobertura da terra para cada ano (iteração), determinando espacialmente o quando ocorrerá o desmatamento.

Este tipo de modelo permite simular dife-rentes cenários de desmatamento como os gerados neste estudo.

94

livro cenarios MIOLO.indb 94

07/10/2014 16:36:06

Cenários de desmatamento e perda de biodiversidade

Figura 2. Desmatamento acumulado até 2030 na área da ALAP BR-319 para os cenários simula-dos e no ano de 2010 (dados Prodes/INPE). Valores em parênteses indicam o percentual de redução da cobertura florestal original significativas de habitat na região podem levar sua extinção. Ao final de 20 anos, 27% da área desprotegida será desmatada se considerarmos a simulação da reconstrução da rodovia, mas ainda não podemos prever o tamanho da ameaça em mais longo prazo.

3). Verificamos também que 44% da área da ALAP estão fora de unidades de conservação e terras indígenas. O desmatamento se concentrou fora de áreas de proteção ambiental (incluindo terras indígenas) nos cenários propostos, reforçando a importância destas em evitar o avanço do desmatamento. No entanto, os efeitos das estradas em induzir o desmatamento não se restringem a sua área de influência direta. No caso da rodovia BR-319, a “blindagem verde” na ALAP está seriamente ameaçada por consequência de várias estradas laterais planejadas (Figura 1) que perpassam a blindagem, podendo levar o desmatamento para regiões mais distantes.

A maioria das unidades de conservação foi estabelecida na porção central da ALAP BR-319. Esta região fica longe dos grandes centros urbanos e é onde a ocupação humana é menos intensa, o que facilitou a criação das unidades. Em decorrência da “blindagem” da parte central da rodovia por unidades de conservação, nossas simulações apresentaram grandes perdas de cobertura florestal nos extremos norte e sul da ALAP. Estas regiões são ambientalmente distintas das regiões das áreas protegidas e concentram grande parte da riqueza de espécies da ALAP (Figura

Os resultados apresentado neste estudo consideram modelos de distribuição para um grande número de espécies construídos a partir do melhor 95

livro cenarios MIOLO.indb 95

07/10/2014 16:36:08

Graça et al.

Box 2. Como estimar a perda da biodiversidade? Para avaliar o efeito potencial do desmatamento na perda de habitats de espécies nesta região foi utilizada a modelagem de nicho ecológico no programa MAXENT12. Este método de modelagem relaciona registros de ocorrência (coordenadas geográficas) das espécies com variáveis ambientais (mapas de temperatura, precipitação, altitude, vegetação, entre outros). O programa procura regiões ecologicamente semelhantes àquelas onde a espécie foi amostrada e atribui porcentagens para o quanto essas regiões se aproximam dela. A partir deste foram criados mapas de adequabilidade de habitat para 80 espécies entre aves, mamíferos e palmeiras para a ALAP BR-319.

Foram rodados 100 modelos replicados por espécie com 30% dos registros de ocorrência reservados para teste aleatoriamente. Os habitats foram considerados adequados para a ocorrência da espécie quando apresentam probabilidade de ocorrência maior que 20%. A soma dos mapas de presença de todas as espécies resultou no mapa de riqueza mostrado na figura 3. Para estimar a perda de habiat, comparamos este mapa com os mapas simulados de desmatamento.

96

livro cenarios MIOLO.indb 96

07/10/2014 16:36:14

Cenários de desmatamento e perda de biodiversidade

Figura 3. Riqueza de espécies dentro e fora de Unidades de Conservação (UCs) e Terras Indígenas (TIs). conjunto de dados disponível para esta finalidade até o momento. No entanto, como é mais difícil encontrar áreas naturais nas regiões de maior ocupação no norte e sul da ALAP BR319, estas são também as áreas onde os modelos de distribuição de espécies são menos confiáveis. Estas regiões são em sua maioria ambientalmente diferentes da parte central e mais bem amostrada da ALAP BR-319. A amostragem insuficiente nestas regiões faz com que os modelos deixem estas condições ambientais fora do intervalo de condições selecionadas como adequadas às espécies. Este pode ter sido o que ocorreu nas regiões sul e sudoeste ALAP da BR-319. Estas foram apontadas neste estudo como tendo baixa

favorabilidade de habitat para grande parte das espécies e consequentemente, menor a riqueza. Felizmente, as regiões sul e sudoeste já possuem Unidades de Conservação, diferentemente da parte norte – também apontanda como apresentando baixa riqueza, mas alto grau de endemismo - onde os modelos são mais confiáveis e a floresta ainda está desprotegida.

Recomendações Este estudo estabelece uma linha de base para avaliar as consequências do desmatamento nas alterações do habitat de 80 espécies da ALAP da BR-319, mais especificamente: (1) identifica áreas previstas para estar sob a ameaça da 97

livro cenarios MIOLO.indb 97

07/10/2014 16:36:18

Graça et al. mudança do uso da terra (2) identifica as áreas de adequabilidade de habitat para as espécies e (3) compara mapas de distribuição da riqueza de espécies na região com mapas de unidades de conservação e cenários de desmatamento.

AL, Pimpão DM, Ribeiro OM, INPA, Manaus, 244p. 2 FEARNSIDE PM, GRAÇA, PMLA (2006) BR-319: Brazil’s Manaus-Porto Velho Highway and the potential impact of linking the arc of deforestation to Central Amazonia. Environmental Management (38):705–716.

Conjuntamente, estes resultados sugerem que a reconstrução da rodovia BR-319 deverá ter um grande impacto sobre o desmatamento e habitats potenciais na região. Se forem efetivamente implementadas, as unidades de conservação da região terão um importante papel em garantir a proteção de habitat para as espécies que ocorrem na região. No entanto, áreas ainda bastante desconhecidas e localizadas nas regiões de maior ameaça ainda permanecem desprotegidas.

3 SOARES-FILHO BS, NEPSTAD DC, CURRAN L, CERQUEIRA GC, GARCIA RA, RAMOS CA, MCDONALD A, LEFEBVRE P, SCHLESINGER P, MCGRATH D (2005) Cenários de desmatamento para a Amazônia. Estudos Avançados (19):138-152. 4 SOARES-FILHO BS, ALENCAR A, NEPSTAD DC; CERQUEIRA GC; VERA DIAZ M.; RIVERO S, SOLÓRZANO L, VOLL, E. (2004) Simulating the response of land cover changes to road paving and governance along a major Amazon highway: the Santarém-Cuiabá corridor. Global Change Biology (10):745-764.

Estudos futuros de biodiversidade devem contemplar as porções norte e sul da ALAP BR-319 para melhorar a confiabilidade dos modelos nestas regiões. Além disso, futuros estudos deverão incluir efeitos de retroalimentação entre o desmatamento e variáveis climáticas para inferir alterações no nicho potencial de espécies. Para isso, são necessários que sejam desenvolvidos modelos regionais de clima em escala compatível com a mesorregião do interflúvio Madeira-Purus.

5 FERREIRA LV, VENTICINQUE E, ALMEIDA, S (2005) O desmatamento na Amazônia e a importância das áreas protegidas. Estudos Avançados (19): 157-166. 6 FEARNSIDE, PM (2008) Amazon Forest maintenance as a source of environmental services. Anais da Academia Brasileira de Ciência (80): 101-114. 7 VALLADARES-PADUA CB, MARTINS CS, RUDRAN R (2003) Métodos de estudos em biologia da conservação e manejo da vida silvestre, eds Cullen Jr, Valladares-Padua CB, Rudran R. (Editora da Universidade Federal do Paraná (UFPR) e Fundação

Referências 1 MMA, MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE (2007) Biodiversidade do Médio Madeira: bases científicas a para propostas de conservação. (org.) Py-Daniel LR, de Deus CP, Henriques

98

livro cenarios MIOLO.indb 98

07/10/2014 16:36:18

Cenários de desmatamento e perda de biodiversidade quisas Espaciais. Ele tem se dedicado às questões relacionadas às técnicas de mapeamento de exploração seletiva, modelagem de uso da terra e impactos de desmatamento na Amazônia.

O Boticário de Proteção à Natureza), pp 647-665. 8 Pimm SL & Raven P (2000). Biodiversity: Extinction by numbers. Nature (403), 843-845. 9 FEARNSIDE PM, GRAÇA PMLA, KEIZER EWH, MALDONADO FD, BARBOSA RI, NOGUEIRA EM (2009) Modelagem de desmatamento e emissões de gases de efeito estufa na região sob influência da rodovia Manaus-Porto Velho (BR-319), Revista Brasileira de Meteorologia (24): 208233.

Marcelo Augusto dos Santos Junior.: possui mestrado em Ciências Biológicas área de concentração Ecologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA (2008). Tem experiência na área de Ecologia, Zoologia e Geoprocessamento, com ênfase em Ecologia de paisagens, Ecologia de aves neotropicais, Ecologia do Bioma Amazônico, atuando principalmente nos seguintes temas: conservação, SIG, modelagem de biodiversidade e uso da terra e história natural.

10 SOARES-FILHO BS, PENNACHIN C, CERQUEIRA G (2002) Dinamica - a stochastic cellular automata model designed to simulate the landscape dynamics in an Amazonian colonization frontier. Ecological Modelling (154):217–235.

Sobre os autores

Vinícius Machado Rocha: É mestre (2010) e doutorando em Clima e Ambiente pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), em Manaus/AM. É pesquisador do grupo de estudos em dinâmica das paisagens, vinculado ao Departamento de Geografia da Universidade Federal de Viçosa – UFV. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geografia e Meteorologia, atuando principalmente nos seguintes temas: Climatologia e Climatologia Geográfica; Interações Clima-Biosfera da Amazônia; Mudanças no Uso da Terra e no Clima; Clima Urbano e Ilha de Calor.

Paulo Maurício Lima de Alencastro Graça é pesquisador titular do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia e possui doutorado em sensoriamento remoto pelo Instituto Nacional de Pes-

Philip Martin Fearnside: é pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), em Manaus, desde 1978. Pesquisador 1-A do CNPq e membro da Academia Brasileira de

11 RODRIGUES HO, SOARES-FILHO, BS; COSTA, WLS (2007) Dinamica EGO, uma plataforma para modelagem de sistemas ambientais. In: Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 13. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. 12 PHILLIPS SJ, ANDERSON RP, SCHAPIRE RE (2006) Maximum entropy modeling of species geographic distributions Ecological Modelling (190): 231–259.

99

livro cenarios MIOLO.indb 99

07/10/2014 16:36:18

Graça et al. Ciências, ele coordena o INCT dos Serviços Ambientais da Amazônia. Em 2006 foi identificado pelo Thompson -ISI como o segundo cientista mais citado no mundo na área de aquecimento global. Suas mais de 450 publicações estão disponíveis em http:// philip.inpa.gov.br. Thaise Emilio é doutora em Ecologia e estuda padrões e processos relacionados com a distribuição de espécies e da vegetação na Amazônia. Seus interesses de pesquisa incluem ecologia de palmeiras e como as condições ambientais determinam a sua distribuição e abundância. Juliana da Silva Menger: mestre em Biologia (Ecologia) pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia INPA (2011). Atualmente é bolsista DAAD-CAPES, realizando seu doutorado no Helmholtz Centro de Pesquisas Ambientais - UFZ, em cooperação com a Universidade de Leipzig, Alemanha e com o INPA. Tem interesse em distribuição e ecologia de aves amazônicas. Rodrigo Marciente é mestre em Ecologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Estuda a ecologia de comunidades dos morcegos, com enfoque na associação de fatores locais (micro-ambientais) e ao nível da paisagem sobre os padrões de distribuição e uso dos ambientes pelas espécies de morcegos do Bioma Amazônia. Paulo Estefano Dineli Bobrowiec é biólogo, pós-doutorando da Coordenação de Biodiversidade e professor

orientador do curso de Pós-graduação em Ecologia do INPA. Seu principal interesse é o estudo dos fatores que determinam a distribuição das espécies e a estrutura das assembleias, principalmente em morcegos. Eduardo Martins Venticinque trabalha com conservação da biodiversidade na Amazônia desde os meados dos anos 80 e recentemente na Caatinga. Atualmente é professor da Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN. Tem experiência na área de Ecologia, com ênfase em Ecologia de Paisagem, atuando principalmente nos seguintes temas: Conservação, Amazônia, Ecologia de paisagens e fragmentação. André Pinassi Antunes possui mestrado em Zoologia pela Universidade Estadual Paulista Julho de Mesquita Filho – UNESP Rio Claro e doutorando em Ecologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA. Tem foco em pesquisa e extensão no tema conservação e manejo da fauna na Amazônia. Anderson Nakanishi Bastos possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho – UNESP Rio Claro (2006). Possuí mestrado em Ecologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, onde realizou estudo com primatas numa floresta de terra firme, no interflúvio Purus-Madeira, Amazônia Central. Atualmente atua como consultor de fauna especialidade em médios e grandes mamíferos.

100

livro cenarios MIOLO.indb 100

07/10/2014 16:36:18

Cenários de desmatamento e perda de biodiversidade Fabio Rohe é graduado em Ecologia pela Universidade Estadual Paulista Julho de Mesquita Filho – UNESP Rio Claro e mestre em Ecologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA. Mastozoólogo, com interesse em ecologia e taxonomia, e que

tem na última década estudado principalmente estes aspectos dos primatas amazônicos. Coordenou o projeto que disponibilizou dados de mamíferos terrícolas e arborícolas e aves de grande porte para este trabalho

Para saber mais sobre o assunto Publicações consultar http://agroeco.inpa.gov.br/ Relatório online dos bolsista disponível em: http://cenarios.inpa.gov.br/relatorios/SANTOSJR_2012_CENARIOS_INPA.pdf Para fontes de registros de ocorrência de espécie e camadas ambientais para modelagens, favor consultar capitulo 5 deste volume.

101

livro cenarios MIOLO.indb 101

07/10/2014 16:36:19

livro cenarios MIOLO.indb 102

07/10/2014 16:36:19

III livro cenarios MIOLO.indb 103

CLIMA E ECOSSISTEMAS

07/10/2014 16:36:27

livro cenarios MIOLO.indb 104

07/10/2014 16:36:27

09 Cenários Climáticos para Amazônia Luiz Antonio Candido, Jeanne Moreira de Sousa, Júlio Tota da Silva e Antonio Ocimar Manzi Uma estratégia de modelagem climática regional foi desenvolvida, aplicada e avaliada na geração de cenários climáticos atuais e futuros para o setor tropical da América do Sul. A técnica se baseia na aplicação de um modelo meteorológico em múltiplas escalas espaciais. Foram obtidos parâmetros climáticos regionalizados para as escalas de 45 x 45 km e 15 x 15 km setorizados para a Amazônia, considerando as condições do clima do final do séc. XX e as projeções climáticas de meados do séc. XXI derivadas de um modelo climático global. Os resultados mostram a capacidade da técnica de refinamento de escalas para representar os padrões climatológicos da precipitação e temperatura, assim como, na representação das variações desses parâmetros decorrentes da influencia de fenômenos climáticos globais. A técnica pode ser aplicada em diferentes áreas e abranger estudos de impactos climáticos nos diferentes setores da sociedade. No contexto atual das discussões de mudanças climáticas e desenvolvimento das projeções de cenários futuros do clima, seja em escala global ou regional, a modelagem numérica do clima (ou modelagem climática), tornou-se crucial para o entendimento de fenômenos meteorológicos e para a geração de informações úteis a proteção da sociedade e de seus bens. Os modelos climáticos globais têm sido a principal ferramenta para investigar como clima global deve evoluir ao longo deste século. Aplicados em escala espacial da ordem de 100 a 200 km, estes modelos permitem simular

realisticamente os padrões da circulação atmosférica de grande escala e suas interações com os continentes e oceanos, ou seja, o funcionamento do sistema climático do planeta. O aumento da demanda por informações sobre os impactos que podem advir das mudanças climáticas nos vários setores da sociedade, tem contribuído para o aperfeiçoamento dos modelos meteorológicos com a incorporação de processos físicos importantes para a escala regional e local, estes são comumente denominados de modelos climáticos regionais.

105

livro cenarios MIOLO.indb 105

07/10/2014 16:36:28

Candido et al. Em particular para a Amazônia, onde os fenômenos meteorológicos ocorrem em diversas escalas de tempo e espaço, e pelo fato desses sistemas serem influenciados pelas condições dos oceanos Atlântico e Pacífico, a simulação do clima nessa região requer a aplicação de modelos meteorológicos que incluam a influencia de todos os fatores globais, regionais e locais, simultaneamente, através da técnica de refinamento de escalas (Box 1). A aplicação da técnica de refinamento de escalas para uma dada região utilizando modelos climáticos regionais têm mostrado melhorias na representação da precipitação frente aos prognósticos dos modelos climáticos globais1,2. Mesmo assim, os resultados ainda apresentam incertezas associadas à representação de processos em escalas mais finas3,4,5,6e que precisam ser consideradas no momento da tomada de decisão. Para profissionais engajados em atividades como planejamento ambiental e manejo de recursos naturais, os resultados dos modelos climáticos regionais se tornaram importantes fontes de informações sobre possíveis impactos das mudanças climáticas futuras, ou mesmo, no auxílio dos prognósticos de desastres naturais associados à meteorologia. Contudo, a tomada de decisão sobre quais ações deliberar precisa da mensuração das incertezas presentes nos resultados desses modelos.

Incertezas nas projeções do clima Cenários futuros do clima são projeções de prováveis mudanças que podem ocorrer como resultado do aumento das concentrações de gases de efeito estufa. Por esse motivo, o nível de incerteza nas simulações ainda é grande. Os cenários futuros do clima compreendem diferentes projeções da evolução das emissões de gases do efeito estufa para além deste século. Essa emissão de gases do efeito estufa está relacionada com aspectos globais do desenvolvimento social, econômico e tecnológico, além do crescimento populacional e a preocupação dos povos com o meio ambiente nas diferentes regiões do planeta. Essas são as principais forças motrizes das mudanças climáticas. Todos os cenários são igualmente válidos e não possuem probabilidades de ocorrência, mas, servem de base para que os modelos climáticos globais realizem as projeções quantitativas do clima global nos tempos atuais e futuro. Existem duas grandes fontes de incerteza ao utilizar os cenários de clima. A primeira, é que não se sabe precisamente a trajetória futura das emissões dos gases do efeito estufa e de aerossóis atmosféricos, que dependem das decisões humanas sobre o caminho sócio -econômico-ambiental desejado, e que venha a ser efetivamente implementado. A segunda fonte de incerteza advém do fato de que os modelos matemáticos são representações imperfeitas da natureza e diferentes modelos climáticos

106

livro cenarios MIOLO.indb 106

07/10/2014 16:36:28

Cenários Climáticos

Box 1. A técnica de refinamento de escalas Para ilustrar o processo de refinamento de escalas na modelagem do clima, vamos considerar a região do rio Tapajós em Santarém-PA. Esta é uma região da Amazônia que contempla uma diversidade de fisionomias na sua paisagem, incluindo diversos tipos de vegetação e grandes rios. A figura abaixo apresenta o mapa de cobertura por vegetação e inclui as áreas dos rios Amazonas e Tapajós em três escalas de espaço 15x15km, 3x3km e 1x1km.

Exemplo da aplicação da técnica de refinamento de escalas na representação da cobertura vegetal na região do rio Tapajós em Santarém para o modelo climático regional nas escalas de 15x15km, 3x3km e 1x1km de resolução espacial.

À medida que a escala espacial aumenta (é refinada) a representação da paisagem ganha mais detalhes e precisão, ao mesmo tempo em que a área setorizada é reduzida, partindo da escala regional até a local. Esse benefício do refinamento de escala é similar para os parâmetros climáticos como precipitação e temperatura do ar. podem substancialmente diferir sobre suas projeções para o clima futuro, dado o mesmo cenário de evolução das concentrações de gases do efeito estufa e de aerossóis na atmosfera. Uma das projeções climáticas em que se tem maior confiança, diz respeito à aceleração do ciclo hidrológico. Com um clima mais quente, poderá

haver mais vapor d’água na atmosfera, pois quanto maior a temperatura do ar maior sua capacidade de reter vapor d’água. Isso pode aumentar a demanda evaporativa e tornar o movimento (transporte) da água da superfície do planeta mais intenso. A maior disponibilidade de vapor d’água implicará na maior ocorrência de tempestades

107

livro cenarios MIOLO.indb 107

07/10/2014 16:36:32

Candido et al. severas e intensas e também no esgotamento dos níveis de água disponível aos povos. Incertezas adicionais aos impactos do aquecimento global na precipitação da Amazônia estão associadas às diferenças nas formulações físicas entre modelos regionais e globais. Na Amazônia, grande parte da precipitação está associada a sistemas meteorológicos de menor escala e, portanto, refinamento de escalas precisa avançar em direção as menores escalas para possibilitar a geração de informação compatível à escala dos potenciais impactos.

Ajustes dos modelos climáticos A habilidade dos modelos em simular o clima regional depende da escala espaço-temporal utilizada. As respostas são mais restritas quando modelos climáticos globais são utilizados ao invés de modelos regionais, que podem representar escalas espaciais de 10 a 20 km. Nos últimos anos, houve um grande avanço da modelagem numérica com o refinamento de escalas. Este refinamento de escalas está intimamente ligado à disponibilidade de supercomputadores para realizar as simulações e a capacidade do modelo climático regional, que deve permitir a consideração explicita de processos não contemplados anteriormente nos modelos climáticos globais. Os modelos climáticos regionais tem habilidade de simular o clima com maior resolução espacial, focan-

do em uma dada região de interesse, tipicamente de escala continental e subcontinental. Sua área de grade pode ser de 50x50km ou menos. Eles são, portanto, capazes de capturar muitas características regionais que os modelos globais não conseguem, como por exemplo, grandes rios e cadeias de montanhas. Comparar o clima simulado com as respectivas observações é uma importante tarefa na avaliação da habilidade do modelo climático e na estimativa da magnitude de seus erros. Este procedimento aponta em direção as áreas onde o modelo climático apresenta um bom desempenho e, portanto, serve de indicador de destreza na interpretação das projeções climáticas futuras utilizando o mesmo modelo.

Representação do clima Amazônia: atual e futuro

da

Uma proposta do “Projeto Cenários da Amazônia” foi o desenvolvimento de uma estratégia de modelagem que permitisse a geração de cenários climáticos idealizados ou mesmo simulações de casos reais de eventos meteorológicos utilizando o “refinamento de escalas”. Esta estratégia foi desenvolvida e avaliada considerando condições climáticas reais já ocorridas e também para geração de cenários do clima futuro. Os resultados das simulações utilizando a estratégia de modelagem desenvolvida são apresentados a seguir.

108

livro cenarios MIOLO.indb 108

07/10/2014 16:36:32

Cenários Climáticos A simulação do clima da América do Sul tropical contemplou as condições do clima do final do Séc. XX (1988-1999) e projeções do clima futuro para meados do Séc. XXI (20392050). Para tanto, utilizou-se a técnica de refinamento de escalas partindo de uma área de grade de 140 x 140 km na escala do Modelo Climático Global para 45 x 45 km e 15 x 15 km utilizando o Modelo Climático Regional. Os resultados das simulações (Figura 1b e Figura 1c) quando comparados com as observações (Figura 1a) mostram grande potencialidade do Modelo Climático Regional em representar

o clima estacional do verão. Na escala de 15 x 15 km (Figura 1c) a influencia dos rios na distribuição da precipitação já é perceptível, indicando a ocorrência de maior volume de chuvas nas áreas de terra firme na Amazônia. Da mesma maneira que o modelo deve representar o clima médio de uma região, é preciso também que ele seja capaz de capturar as anomalias (variações) dos parâmetros climáticos de um ano para o outro, tais como, aquelas associadas a fenômenos meteorológicos de larga escala, que influenciam tanto na intensificação quanto na redução das chuvas. Na Figura 2 é apresentado o mapa

Figura 1. Mapas dos totais climatológicos de precipitação [em mm] para o mês de janeiro segundo as observações (a), as simulações na escala de 45x45km (b), e as simulações na escala de 15 x 15km (c).

109

livro cenarios MIOLO.indb 109

07/10/2014 16:36:44

Candido et al. de distribuição espacial da variação da precipitação (em mm) observado e simulado, referente ao mês de janeiro de 1992, período marcado por redução (variações negativas) na precipitação na porção norte e oeste da Amazônia, enquanto aumento da precipitação (variações positivas) foram observadas em todo o Nordeste e em parte da região Sudeste e Centro-Oeste do Brasil (Fig. 2a). O modelo climático regional utilizado capturou algumas características das anomalias (variações) observadas (Fig. 2b) indicando que o modelo representou as importantes relações existentes entre a precipitação e as condições do oceano Pacífico, sendo capaz de simular corretamente o sinal das anomalias de precipitação da estação chuvosa e a temperatura das águas do Pacífico tropical.

Considerações Finais O refinamento de escalas mostrouse necessário para a inclusão das influencias locais e regionais no clima, mas também se apresentou como desafio, em especial sobre a Amazônia, quanto à validação de seus resultados em virtude da baixa densidade da rede de observações. A aplicação do modelo para o cenário climático de meados do Séc. XXI mostrou intensificação das variações da precipitação, principalmente para o setor central e leste da Amazônia. A contribuição principal do refinamento de escalas foi para melhor definição e localização das áreas de forte variação da precipitação e, em alguns casos, até alteração dos padrões projetados em larga escala. A regionalização da temperatura para meados do séc. XXI pelo modelo climático

Figura 2. Mapas de anomalias de precipitação (em mm) para o mês de janeiro de 1992, segundo (a) as observações e (b) as simulações na escala de 45x45km.

110

livro cenarios MIOLO.indb 110

07/10/2014 16:36:53

Cenários Climáticos regional indica variações de temperatura similar às projetadas pelo modelo climático global.

Recomendações Os cenários climáticos regionalizados para a Amazônia representam um passo inicial para o desenvolvimento de uma série de estudos de impacto em escala compatível. Propôs-se ao estabelecimento de uma técnica de refinamento de escalas e sua avaliação com alguns dados de modelos climáticos globais. A natureza caótica do sistema climático requer um expressivo número de simulações dos modelos e que também sejam tomadas outras possibilidades de cenários. O pouco número de simulações e a consideração de apenas um cenário climático global representam uma limitação dos resultados desse trabalho e suas conclusões quanto ao grau de impacto nas variáveis climáticas dependem, portanto do tamanho do conjunto amostrado. Por isso, simulações novas e complementares precisam ser realizadas. Outras análises precisam ser desenvolvidas quanto à técnica de refinamento de escala com o modelo climático regional, em que outras configurações físicas do sistema climático precisam ser avaliadas.

Referências 1 MISRA, V, DIRMEYER, P A, KIRTMAN, B P (2003) Dynamic Downscaling of Seasonal Simulations over South America. Journal of Climate, v. 16, p.103–117.

2 PESQUERO, J F, CHOU, S C, NOBRE, C A, MARENGO, J A (2009). Climate downscaling over South America for 1961–1970 using the Eta Model. Theoretical and Applied Climatology, DOI 10.1007/s00704– 009–0123–z. 3 ALVES, L. M.; MARENGO, J. A. Assessment of regional seasonal predictability using the PRECIS regional climate modeling system over South America. Theoretical and Applied Climatology, In Press (DOI 10.1007/ s00704–009–0165–2), 2009. 4 SOUZA, E B, LOPES, M N G, ROCHA, E J P et al (2009). Precipitação sazonal sobre a Amazônia Oriental no período chuvoso: observações e simulações regionais com o RegCM3. Revista Brasileira de Meteorologia, v.24, n.2, p. 111–124. 5 SOLMAN, S A (2013). Regional Climate Modeling over South America: A Review. Advances in Meteorology.. 6 SUN, L, MONCUNILL, D F, LI, H. et al. (2005). Climate downscaling over Nordeste, Brazil, using the NCEP RSM97.Journal of Climate, v.18, p. 551–567.

Sobre os Autores: Luiz Antonio Candido é meteorologista, pesquisador da Coordenação de Dinâmica Ambiental (CDAM) e responsável pelo Laboratório de Modelagem Climática (LMC) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA). Atua linha de pesquisa Interação Biosfera-Atmosfera, com

111

livro cenarios MIOLO.indb 111

07/10/2014 16:36:53

Candido et al. trabalhos observacionais e de modelagem climática regional. Jeanne Moreira de Sousa é matemática com doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Clima e Ambiente-Cliamb (INPA e UEA), e atua em pesquisas na área de modelagem numérica de previsão de tempo e clima. Júlio Tota da Silva é meteorologista, pesquisador e professor de Pós-Graduação - CLIAMB (INPA e UEA). Atualmente professor adjunto da Universidade Federal do Oeste do Pará UFOPA

Antonio Ocimar Manzi é físico, pesquisador da CDAM/INPA Atua principalmente na linha de pesquisa Interação Biosfera-Atmosfera, com trabalhos observacionais e de modelagem dos processos físicos que ocorrem na parte inferior da atmosfera e modelagem climática. É coordenador do projeto teuto-brasileiro Observatório Amazônico com Torre Alta (ATTO) e dos projetos em cooperação Brasil-Estados Unidos/DoE GOAmanzon2014 e GOAmazonTerrestrialEcosystem– Geco.

Para saber mais sobre o assunto Maiores detalhes da metodologia de refinamento de escalas e sobre os resultados obtidos nessa pesquisa podem ser encontrados na biblioteca do INPA em: SOUSA, J. M. Downscaling dinâmico de cenários climáticos para Amazônia utilizando o modelo WRF. 2013, 184p. Tese (Doutorado em Clima e Ambiente) INPA (Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia) / UEA (Universidade do Estado do Amazonas), Manaus, 2013 Disponibilidade de dados Os dados e mapas produzidos por este estudo podem ser consultados no site do projeto: http://cenariosamazonia.inpa.gov.br

112

livro cenarios MIOLO.indb 112

07/10/2014 16:36:53

10 Aplicação de modelo acoplado clima-vegetação em escala local Lilia M. F. de Assunção, Antonio O. Manzi, Niro Higuchi, Luiz A. Candido e Flávio Luizão Modelos de vegetação dinâmica são usados para prever a resposta das florestas a mudanças no clima. Neste estudo, usamos uma série de nove anos de dados micrometeorológicos (temperatura, chuva, umidade relativa do ar, vento, radiação solar e radiação terrestre), fluxo de CO2, umidade do solo e medições de biomassa, coletadas em um dos locais mais bem estudados da Amazônia central (Reserva Biológica do Rio Cuieiras). Estes dados foram utilizados para verificar o desempenho do modelo em simulações de mudança do clima, para saber a resposta da vegetação. Simulações realizadas mantendo a variabilidade interanual, resultaram em simulações mais realistas do estoque de biomassa. O desenvolvimento de modelos globais de vegetação dinâmica é necessário para examinar respostas dos ecossistemas terrestres a mudanças no clima, uso da terra e aumento de concentração do CO2 da atmosfera1,2. Ecossistemas funcionam de forma conjugada com o clima, onde o clima governa fatores importantes que determinam a vegetação de uma região. Nas últimas décadas, ações humanas têm provocado aumento na concentração do CO2 (e outros gases do efeito estufa na atmosfera) aumentando a temperatura da Terra num processo conhecido como aquecimento global. Para os ecossistemas, o aumento na concentração do CO2 pode ter

dois efeitos antagônicos: (1) aumentar a assimilação de CO2 pelos ecossistemas e com isso seu ganho de carbono e (2) diminuir a eficiência do processo de fotossíntese em decorrência do aumento da temperatura e com isso resultar em perda de carbono. Além destes dois efeitos, mudanças nos regimes de chuva causadas pelo aquecimento global podem ter efeitos ainda maiores nos ecossistemas florestais. Cenários extremos incluem redução de chuvas tão que poderiam ocasionar o colapso de florestas tropicais. Para testar os efeitos individuais e combinados de cenários mudanças de temperatura, concentração de gás carbônico e precipitação sobre uma

113

livro cenarios MIOLO.indb 113

07/10/2014 16:36:54

Assunção et al. floresta amazônica de terra firme, foi realizado um conjunto de simulações com o modelo de vegetação dinâmica IBIS3 (do inglês Integrated Biophere Simulator, veja Box 1). Com o auxílio deste modelo foram desenvolvidas simulações de cenários atuais e futurosque previam mudanças climáticas. Os dados observacionais usados neste estudo foram coletados na Reserva Biológica (REBIO) do Cuieiras, que dispõe de uma das maiores séries históricas atmosféricas acopladas com medições de vegetação disponíveis na Amazônia até então. Para a realização do estudo foram considerados dez anos de medidas de diâmetro de árvores para cálculo de biomasas, dados micrometeorológicos coletados na torre K34, do sítio experimental do LBA (da sigla em inglês para Experimento de Grande Escala Biosfera-Atmosfera).

Uma série de dados observados de nove anos de duração de variáveis micrometeorológicas, fluxos de energia, de evapotranspiração e de gás carbônico e biomassa5 nos permitiu comparar os dados medidos em campo com os estimados pelo modelo de vegetação dinâmica global IBIS e avaliar o desempenho do modelo para a floresta amazônica (Box 2) O modelo resultou em simulações ainda mais realistas em termos de evaporação de água interceptada pela copa e transpiração, partição do saldo de radiação em fluxo de calor latente e sensível quando considerada a variabilidade interanual (Tabela 1). As simulações realizadas com os cenários de mudanças climáticas durante o século XXI apresentaram impactos em todas as variáveis e para todos os cenários (Tabela 2). Em geral, os ce-

Tabela 1. Comparação aos valores observados de troca líquida de CO2 do ecossistema (NEE), produtividade primária bruta (GPP) e estoque de biomassa da floresta, fluxo de calor latente (Le), evaporação da copa (Ecanop), transpiração da vegetação (Tveg) e evaporação do solo (Esoil) com os valores médios do período 2090-99 da simulação baseada na concentração atual de CO2 e do cenário de aumento de CO2 simulados a partir das médias climatológicas (média histórica) e considerando a variação interanual para o mesmo período.

NEE (u mol C/m2/s) GPP (u mol C/m2/s) Biomassa (t C/ha/ano) Le (W/m2) E can op (mm) Tveg (mm) Esoil (mm)

Modelo [CO2] atual MÉDIA VARIAÇÃO HISTÓRICA INTERANUAL -0,4 -0,4 9,0 8,7 132,6 122,2 112,5 101,7 667,9 220,5 736,9 1046,5 10,5 14,6

Modelo ↑[CO2] MÉDIA VARIAÇÃO HISTÓRICA INTERANUAL -1,1 -1,1 13,3 13,3 204,2 185,1 114,3 100,4 758,27 257,82 667,67 996,58 10,80 14,16

114

livro cenarios MIOLO.indb 114

07/10/2014 16:36:55

Acoplamento Clima-Vegetação

Box 1. Modelo Global de Vegetação Dinâmica O modelo de vegetação dinâmica global IBIS (Integrated Biosphefe Simulator) simula os processos físicos da superfície, fisiologia das plantas, fenologia do dossel, diferenças de tipos funcionais de plantas, alocação de carbono e biogeoquímica do solo. Todos esses processos estão organizados em módulos de forma hierárquica (veja diagrama abaixo) e operam em diferentes intervalos de tempo, variando de minutos a anos.

Fluxograma dos processos do modelo de ecossistema terrestre do IBIS4

Para simular um modelo global de vegetação dinâmica como o IBIS são necessários dados micrometeorológicos como, temperatura, chuva, umidade relativa do ar, radiação solar, radiação de onda longa incidente (radiação da superfície) e vento, esses dados são coletados em torres de medidas acima das copas das árvores.

115

livro cenarios MIOLO.indb 115

07/10/2014 16:37:05

Assunção et al.

Box 2. Simulando cenários de mudanças climáticas Para a realização das simulações dos cenários futuros foi adotada como condição climatológica de base a média diária dos nove anos de dados micrometeorológicos. Esta média foi repetida de 2009 a 2099 para o forçamento do modelo IBIS no modelo de CO2 atual. Os modelos de mudanças climáticas foram estabelecidos considerando a média de incremento de temperatura (5,0°C) de dois modelos (IPCM4 e HADCM3) apresentados no quarto relatório de avaliação do IPCC6. Temperatura (↑ T): incremento aplicado linearmente à temperatura média anual ao longo dos 91 anos de simulação, o que equivale a um incremento de temperatura de 0,054ºC/ano. Precipitação (↑ P ou ↑P): foram construídos dois cenários, um de aumento (IPCM4) e outro de redução (HADCM3) de precipitação. O modelo IPCM4 projetou acréscimo de precipitação de 4,53 mm/ ano e o modelo HADCM3 projetou redução de 9,58 mm/ano. CO2 (↑ CO2): o modelo IBIS foi atualizado anualmente com as concentrações do cenário A2 do IPCC. Neste cenário a concentra-ção de CO2 aumenta de 325 ppmv (parte por milhão por volume) na década de 1970 e atinge 857 ppmv no final do século. Combinações das tendências de variação projetadas pelos modelos climáticos HADCM3 e IPCM4 para estas três variáveis permitiram a construção dos cenários de mudanças climáticas apresentados neste estudo. nários envolvendo aumento de CO2 resultaram em aumentos do estoque de carbono da floresta. Os cenários com aumento de temperatura apresentaram aumento significativo de evapotranspiração, mas diminuição do estoque de carbono da floresta e do conteúdo de água no solo. Enquanto que os cenários de aumento e redução de precipitação foram mais impactantes nos fluxos de calor latente e no conteúdo de água no solo.

Divergências entre estoques de biomassa estimados a partir de inventários florestais e modelos de vegetação dinâmica globais podem ter diferentes origens. Aqui mostramos que quando consideramos a variabilidade interanual nos cenários futuros de mudanças climáticas os estoques de biomassa diminuem e se tornam mais realistas. No entanto, esta não é a única causa de divergência esperada. No monitoramento de biomassa por inventários

116

livro cenarios MIOLO.indb 116

07/10/2014 16:37:06

Acoplamento Clima-Vegetação Tabela 2. Comparação entre os resultados das simulações saldo de radiação (Rn), fluxo de calor latente (Le), fluxo de calor sensível (H), conteúdo de água no solo, produtividade primária bruta (GPP), respiração do ecossistema (Reco), troca líquida de CO2 do ecossistema (NEE) e estoque de biomassa da floresta para os diferentes cenários possíveis de mudanças climáticas.

NEE (u mol C/m2/s) GPP (u mol C/m2/s) Biomassa (t C/ha/ano) Le (W/m2) Rn (W/m2) H(W/m2) Água no solo (mm) Reco (u mol C/m2/s)

[CO2] atual

↑[CO2]

-0,44 10,8 132,6 112,5 131,4 20,1 4705,7 10,4

-1,28 16,0 204,2 114,3 131,5 18,4 4699,6 14,7

↑T

↓P

↑P

-0,14 -0,41 -0,40 10,4 11,0 10,8 117,1 133,3 132,3 124,1 110,1 113,3 134,5 130,5 131,7 12,4 21,9 19,5 4678,5 4540,3 4751,3 10,3 10,5 10,3

florestais, o carbono das árvores mortas entre dois inventários subsequentes é considerado perdido, mas na prática pode levar vários anos ou várias décadas para decompor totalmente. Nos modelos globais de vegetação dinâmica, o tempo de decomposição vai depender da parametrização do modelo e esta pode ser também uma importante fonte de divergência entre os resultados que precisa ser mais bem estudada.

Recomendações A magnitude do incremento anual de biomassa dos inventários parece estar relacionada com eventos climáticos extremos, como os de 2005, em que tempestades e seca seversa causaram grande mortalidade de árvores. O efeito destes eventos precisa ser mais bem estudado e sub-rotinas que permitam simular estes eventos devem ser incluídas nos modelos globais de

↑[CO2] ↑T

↑[CO2] ↑T ↓P

↑[CO2] ↑T ↑P

-0,87 15,6 182,8 123,2 132,9 11,7 4678,3 14,7

-0,84 15,8 184,7 119,9 131,6 13,8 4480,7 15,0

-0,88 15,5 182,3 123,8 132,9 10,9 4729,5 14,6

vegetação dinâmica para gerar cenários futuros mais realistas.

Referências 1. STEFFEN, W L, WALKER, B H, INGRAM, J S, KOCH, G W (1992). Global changes and terrestrial ecosystems: The operational plan, Global Change Rep. 21, 95 pp., Int. Geosphere-Biosphere Programme, Stockholm. 2. WALKER, B (1994). Landscape to regional-scale responses of terrestrial ecosystems to global change Ambio 23: 67-73. 3. FOLEY, J A, PRENTICE, I C, RAMANKUTTY, N, LEVIS, S, POLLARD, D, SITCH, S, HAXELTINE, A (1996). An integrated biosphere model of land surface processes, terrestrial carbon balance and vegetation dynamics. Global Biogeochemical Cycles, v.10.603-628 pp. 4. KUCHARIK, C J, FOLEY, J A, DELIRE, C, FISHER, V A, COE,

117

livro cenarios MIOLO.indb 117

07/10/2014 16:37:06

Assunção et al. M T, LENTERS, J D, YOUNGMOLLING, C, RAMANKUTTY, N, NORMAN, J M, GOWER, S T (2000). Testing the performance of a dynamic global ecosystem model: water balance, carbon balance, and vegetation structure.Global Biogeochemicalcycles, vol.14, n.3, pg 795-825 pp. 5. OLIVEIRA, M B L (2010). Estudos das trocas de energia sobre a floresta Amazônica. Tese de Doutorado em Ciências de Floresta Tropicais, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia/ Universidade Federal do Amazonas, Manaus, Amazonas. 144pp. 6. IPCC, 2007. Climate Change 2007: the physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. WMO/UNEP, Paris, France, 18 pp.

Sobre os autores Lilia Marina Ferreira Assunção possui graduação em Engenheira Florestal pela Universidade Federal do Amazonas e mestrado em Clima e Ambiente pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Atua principalmente nos seguintes temas: Manejo Florestal, Modelo de Vegetação Dinâmica, Estoque de Carbono e Floresta Amazônica. Antonio Ocimar Manzi possui Graduação em Física pela Universidade Estadual Paulista/UNESP; é mestre em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/INPE; e doutor em Física da Atmosfera pela

Universidade Paul Sabatier (Toulouse III), França. Atua principalmente na linha de pesquisa Interação Biosfera -Atmosfera. Niro Higuchi possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Paraná, mestrado em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Paraná, doutorado em Engenharia Florestal pela Michigan StateUniversity e pós-doutorado pela Universityof Oxford. Atuando principalmente nos temas: Manejo Florestal, Conservação Florestal, Dinâmica Florestal. Luiz Antonio Candido possui graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande, mestrado em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande e doutorado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Atua principalmente nos temas: Interação Continente-atmosfera, umidade do Solo, Modelo de Superfície Continental, Previsão de Tempo e Clima. Flavio Luizão possui mestrado em Ecologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia e doutorado em Ecologia de Florestas Tropicais, pela University of Stirling, na Escócia. Atua principalmente nos temas: Ciclagem de matéria orgânica e nutriente, Ecologia do solo, Relação solo-plantas e limitações ao crescimento vegetal, Sistemas agroflorestais, Recuperação de áreas degradadas.

118

livro cenarios MIOLO.indb 118

07/10/2014 16:37:06

Acoplamento Clima-Vegetação

Para saber mais sobre o assunto Publicações ASSUNÇÃO, L M F (2011). Aplicação do modelo de vegetação dinâmica IBIS às condições de floresta de terra firme na região Central da Amazônia. (Dissertação de mestrado do curso de Pós – Graduação em clima e ambiente – Manaus: INPA). 108pp. IMBUZEIRO, H M A (2005). Calibração do modelo IBIS na floresta amazônica usando múltiplos sítios. Dissertação (Mestrado em Meteorologia Agrícola) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, 92 pp. Disponibilidade de dados Os dados e mapas produzidos por este estudo podem ser consultados no site do projeto: http://cenariosamazonia.inpa.gov.br

119

livro cenarios MIOLO.indb 119

07/10/2014 16:37:06

livro cenarios MIOLO.indb 120

07/10/2014 16:37:06

11 Produtividade em formações vegetais amazônicas João B.S. Ferraz, Flávio J. Luizão, Fabrício B. Zanchi, Heron S. Costa, Carlos A. Quesada, José F.C. Gonçalves, Marciel J. Ferreira, João V.F.C. Rodrigues, Sandra C.T. Coral, Ana P. P. Florentino, Anne R. Pereira, Romilda Paiva, Demétrius L. Martins, Erick M.O. Mendonza, Laynara F. Lugli, Milton C.C. Campos, Sinara dos Santos, Fillipe Eduardo Lemos Pereira, Laryssa de A. Barbosa, Domkarlykisom M. M. Ferreira, Walleson H.C. Jordão, Caio Pagani, Fernanda L. Oliveira, Maria P. Martins Este capítulo apresenta uma série de resultados de pesquisas voltadas para uma melhor compreensão dos fatores ambientais que influenciam a produtividade das plantas em áreas com mosaicos formados pelas três formações vegetais que dominam a Região Sul do Amazonas: os campos baixos (ou “limpos”), campos altos (ou “sujos”) e as florestas. Nas florestas os fluxos de CO2 com a atmosfera indicam que ela pode atuar como um sorvedouro de carbono. Nos solos, a liberação de CO2 foi influenciada pelo tipo de cobertura vegetal. Em árvores e arbustos as determinações ecofisiológicas indicaram maiores índices de desempenho fotossintético nas espécies dos campos quando comparadas com as da floresta. O tipo de solo, a composição florística e o grau de antropização podem influenciar os parâmetros de qualidade da água do lençol freático. Os solos têm propriedades físicas e químicas muito restritivas ao desenvolvimento das plantas. É duvidoso que atividades agrícolas e mesmo a exploração madeireira sejam economicamente viáveis. A remoção da cobertura vegetal provocará intensas alterações nos solos, levando a degradação dessas áreas. A macrofauna dos solos, nos diferentes tipos vegetacionais mostrou padrões de distribuição vertical diferentes, sendo a liteira das florestas a camada mais rica. Os teores de carbono, e seu quociente metabólico na biomassa microbiana do solo do campo cultivado foram menores no campo natural, indicando maiores perdas de carbono na forma de CO2. O acúmulo de liteira fina foi maior no período seco e seu maior quociente de decomposição foi encontrado na floresta. Os melhores preditores dos estoques de liteira grossa na floresta foram as propriedades físicas dos solos. Florestas e formações abertas como savanas representam estados alternativos de cobertura vegetal em cenários

de mudanças climáticas1. Reconstruções da cobertura florestal em diferentes continentes confirmam o papel da

121

livro cenarios MIOLO.indb 121

07/10/2014 16:37:07

Ferraz et al. precipitação na conversão de uma forma de vegetação em outra2. Florestas e savanas podem coexistir sob o mesmo regime de chuva, o que sugere que outros fatores podem ser igualmente importantes para definir a alternância entre florestas e formações abertas como as savanas. Em escala global, o histórico de fogo parece ser o maior determinante da coexistência entre savanas e florestas, mas diferenças na textura dos solos podem também ajudar a prever a ocorrência destes estágios alternativos de vegetação3. A conversão das florestas da Amazônia em outras formações vegetais diante de cenários de mudanças climáticas – a exemplo de outras regiões do globo - parece não depender somente de mudanças no regime climático. Diferenças em outros fatores, como solo, hidrologia e uso da terra, devem ter efeito no destino de grande parte das florestas da região. Avanços tanto na direção de desenvolver modelos acoplados de clima e vegetação, como na avaliação da real vulnerabilidade de diferentes áreas e na definição das opções de manejo requerem o entendimento das causas dos padrões de distribuição de florestas e savanas2. O estudo do funcionamento de ecossistemas em regiões onde a transição entre florestas e formações savânicas ocorrem naturalmente é uma oportunidade para avançar no entendimento das causas para a distribuição de savanas e florestas sob o mesmo regime climático. Uma das regiões com

estas características localiza-se no sul do Amazonas, próximo ao município de Humaitá, onde com apoio do “Projeto Cenários para a Amazônia” foram estudados diferentes aspectos do funcionamento do ecossistema no gradiente floresta-savana. Estudos relacionando a dinâmica de carbono na atmosfera e solo, produtividade foliar e de liteira, parâmetros ecofisiológicos de árvores, a fertilidade dos solos e indicadores de decomposição, conduzidos comparativamente num gradiente de formações savânicas abertas até florestas, estão apresentados nas seções a seguir.

Formações vegetais no contato floresta-savana no sul da Amazônia No sul do estado do Amazonas, próximo ao município de Humaitá, existem áreas de savana intercaladas naturalmente com áreas de floresta ombrófila densa e floresta aberta. Duas das principais formações de savana podem ser observadas na região (Figura 1), a savana gramíneo-lenhosa (campo limpo ou baixo) e savana parque (campo sujo ou alto)4. O campo baixo é composto majoritariamente por vegetação rasteira dominada por gramíneas. No campo alto, além das gramíneas características da formação, podem ser encontradas também vegetação arbustiva e algumas árvores. A presença de savanas na região não parece ser explicada por diferenças grosseiras nas características do solo. Os mesmos tipos e solos podem ser

122

livro cenarios MIOLO.indb 122

07/10/2014 16:37:08

Produtividade em formações vegetais amazônicas

Figura 1. Vista geral das principais formações vegetais na região de Humaitá. (a) Campo baixo, (b) Campo alto e (c) Floresta (Humaitá – AM).

encontrados tanto nas florestas como nos campos naturais. No entanto, nas áreas mais baixas, cobertas por campos naturais, encontram-se solos com maior acidez e menores teores de nutrientes. Além da baixa fertilidade natural desses solos, as maiores concentrações de matéria orgânica (carbono total) e dos nutrientes disponíveis para as plantas, se encontram, em sua maioria, limitadas aos primeiros 10 cm de profundidade, abaixo da qual diminuem acentuadamente (Fig. 2A e B), o que também limita o desenvolvimentode raízes nas camadas mais profundas. Os altos teores de alumínio (entre 3 e 7 cmolc dm-3) nos solos das áreas topografia mais baixa, no campo baixo, indicam níveis tóxicos de alumínio (Figura 2c e d).

Solos e estrutura da vegetação De maneira geral, os solos do interflúvio Purus–Madeira, onde está localizado grande parte dos contatos entre savanas e florestas no sul do Amazonas, são caracterizados por propriedades físicas muito restritivas ao desen-

volvimento das plantas. Estes solos são usualmente são mal drenados, tanto pela proximidade do lençol freático quanto pela movimentação lenta da água dentro do solo. Características de solo restritivas ao crescimento de raízes predominam ao longo da região, com raras exceções. Os solos são uniformemente densos, na maioria das vezes excedendo 1,4 g cm-3, limite que não permite a entrada de raízes5, o que resulta no seu confinamento na superfície do solo. Outra característica dos solos da região é a presença de grande quantidade de plintita no subsolo6. Este material é composto por óxidos de ferro e alumínio, os quais se tornam irreversivelmente rígidos se submetidos a condições alternantes de umidade. As limitações físicas descritas resultam em baixa oxigenação do solo, instabilidade mecânica e deficiência hídrica e nutricional uma vez que as raízes não conseguem explorar um grande volume de solo. Isto limita o desenvolvimento vegetal, não apenas na agricultura, mas também das florestas nativas. Por exemplo, florestas

123

livro cenarios MIOLO.indb 123

07/10/2014 16:37:24

10

0

kg-1 ) et al. C org. (gFerraz 20

30

40

C org. (g kg-1 ) (b) C org. (g kg-1 ) C org. (g kg-1 ) 5 0 20 4020 0 30 10 30 40 30 10 40 20 10 10 0 155 5 5 20 10 10 10 15 15 25 15 20 20 30 25 25 20 30 30 35 25 35 35 40 30 40 40 45 45 45 35 50 50 50 40 55 55 55 45 60 60 65 65 60 50 70 70 55 65 75 75 60 70 80 80 85 85 65 75 -1 C org. (g kg ) 90 90 70 80 40 30 20 10 0 75 85 80 (c) (d) Al (cmolc dm-3) 90 Al (cmolc dm-3) Al (cmolc dm-3) 85 5 5 0 6 1 72 38 4 9 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 0 5 16 72 8 3 9 4 90 10 155 5 5 10 10 20 10 15 15 25 15 20 20 30 25 25 20 30 30 35 25 35 35 40 30 40 40 45 45 35 45 50 50 40 50 55 55 45 55 60 60 50 65 65 60 70 70 55 65 75 75 60 80 80 70 65 85 85 75 90 70 90 80 75 852. Perfil mostrando Figura a distribuição dos teores carbono (a e b) e alumínio (c 80 e d) 90 nas áreas de Campo baixo (a e c) e Campo alto (b e d) Humaitá – AM. 85 Prof. (cm)

Prof. (cm)

Prof. (cm)

Prof. (cm)

Prof. (cm)

Prof. (cm)

Prof. (cm)

Prof. (cm)

(a)

90

124

livro cenarios MIOLO.indb 124

07/10/2014 16:37:30

Produtividade em formações vegetais amazônicas crescendo sobre solos com restrições físicas têm menor estatura, e menor biomassa7. O dossel é mais aberto e distúrbios como a queda de árvores são frequentes em função das maiores taxas de mortalidade associadas a estes solos7. Desta forma, florestas sobre solos com propriedades físicas limitantes tendem a ocupar estágios sucessionais mais baixos, com predominância de árvores jovens, com menor diâmetro e estatura6,8. Mesmo com características tão restritivas como as descritas acima, os solos da região são capazes de sustentar florestas com produtividade similar a encontrada em florestas altamente produtivas, como as de várzea8,9. Isso sugere que limitações impostas pelo solo ao crescimento plantas poderiam não ser o maior determinante da presença de savanas na região.

Diferenças

de

crescimento,

produtividade e decomposição entre campos naturais e florestas

Independente da estrutura da vegetação, o maior ganho em biomassa vegetal está diretamente relacionado com o melhor desempenho do aparato fotossintético das espécies. A análise de diferentes parâmetros relacionados à fotossíntese das plantas (i.e. fotossíntese máxima, respiração, condutância estomática, transpiração, etc) em florestas e campos naturais na região de Humaitá mostrou que as áreas de campos naturais, sejam elas formações baixas ou altas, têm maior potencial de assimilar carbono quando comparadas com as áreas de floresta ombrófila na região (Tabela 1). Ainda que espécies arbóreas das florestas potencialmente assimilem menos carbono do que aquelas de áreas

Tabela 1. Parâmetros fotossintéticos e trocas gasosas em espécies arbóreas e arbustivas das áreas dos campos alto e baixo e da floresta na região de Humaitá (AM). Amax = fotossíntese máxima; Rd = respiração; gs = condutância estomática; E = transpiração; α = rendimento quântico aparente; Ic = irradiancia de compensação; Is = I. irradiancia de saturação. Parâmetros Amax (μmol m-2 s-1) Rd (μmol m-2 s-1) gs (mol m-2 s-1) E (mmol m-2 s-1) α (mol CO2 mol quanta-1) Ic (μmol m-2 s-1) Is (μmol m-2 s-1)

Floresta 6,4 - 14,5 0,4 - 1,54 0,16 - 0,66 3,6 - 6,2 0,028 - 0,059 9,1 - 36,7 414 - 1327

Área Campo Alto 13,1 - 16,1 1,23 - 1,72 0,31 - 0,68 6,0 - 8,8 0,039 - 0,053 23,2 - 44,1 647 - 1029

Campo Baixo 13,1 - 18,4 1,4 - 3,6 0,47 - 0,88 8,2 - 9,9 0,040 - 0,049 30,4 - 73,5 785 - 1086

125

livro cenarios MIOLO.indb 125

07/10/2014 16:37:30

Ferraz et al. abertas, estimativas de fluxos de CO2 na área mostraram que as florestas da região funcionaram como sumidouro de carbono durante todo o ano. No período chuvoso, os valores de fluxos de CO2 apresentaram uma variação média de -1,35 µmol m-²s-¹ e no período seco de -1,41 µmol m-²s-¹ (Figura

3a e b). Este padrão pode ser explicado pela alta produtividade das florestas. A produtividade estimada a partir do Índice de Área Foliar (IAF) foi duas vezes maior nas florestas do que nas áreas de campos (Fig. 4). Diferenças no padrão espacial de produtividade também foram encontradas entre

Figura 3. Fluxos de CO2 (µmol m-²s-¹) nos períodos chuvoso (a) e seco (b) de 2012 (hora local).

126

livro cenarios MIOLO.indb 126

07/10/2014 16:37:31

Produtividade em formações vegetais amazônicas campos e florestas. Manchas de maior e menor produtividade se intercalam nos campos baixos (Fig. 4a) e nas florestas de transição (Fig. 4c), mas não nos campos altos (Fig. 4b). Assim como as estimativas de produtividade, as medidas de deposição da liteira fina sobre o solo podem nos ajudar entender melhor as diferenças no funcionamento de florestas e áreas abertas na região. Em solos pobres, como os observados em grande parte

da Amazônia, a decomposição dessa camada é fundamental para a ciclagem de nutrientes e a fertilidade do solo. Em todos os ambientes, a maior deposição ocorre no período seco. A maior deposição acontece nas bordas da floresta, seguidas pelo interior da floresta e campo alto. Porém, é no interior da floresta onde há maior taxa de decomposição, sendo toda liteira nova decomposta no mesmo ano de produção. Diferentemente da decomposição de folhas e outros materiais

Figura 4. Semivariograma experimental e mapa de krigagem mostrando a distri -buição espacial do IAF, A: campo baixo B: campo alto e C: floresta de transição.

127

livro cenarios MIOLO.indb 127

07/10/2014 16:37:35

Ferraz et al. de pequeno porte como flores, raízes e galhos finos encontrados na liteira fina, a decomposição da liteira grossa (galhos grossos, troncos) é um processo muito longo, de vários anos a décadas. A primeira etapa da decomposição é conduzida principalmente pela macrofauna do solo, os chamados “engenheiros do solo”. A distribuição vertical da macrofauna mostra onde no perfil do solo está ocorrendo a maior parte da decomposição. Nos campos, a maior parte da macrofauna foi encontrada abaixo de 10 centímetros de solo (Figura 5). Nas florestas, estes decompositores estavam presentes principalmente na liteira e nos primeiros 10 centímetros de solo. Este padrão de mudança na distribuição de decompositores com a cobertura vegetal destaca o importante papel das camadas

superiores do solo nas florestas como fonte de nutrientes para manutenção da sua alta produtividade. A segunda etapa da decomposição da matéria orgânica é mediada pelos microorganismos que irão disponibilizar nutrientes para as plantas. Sua atividade de decomposição pode ser avaliada pela respiração do solo, que é o segundo maior responsável pela liberação de CO2 para atmosfera. A respiração do solo na região variou entre os tipos de vegetação. Nos primeiros 5 centímetros de solo, a respiração foi maior nos campos altos, seguida pelas florestas e campos baixos. A temperatura foi importante para a respiração do solo em todos os tipos de vegetação. Especialmente no campo sujo foi observada uma relação mais estreita entre respiração e temperatura do solo.

Figura 5. Distribuição vertical (0-30 cm prof.) da macrofauna de solo nos campos naturais e florestas (Humaitá – AM)

128

livro cenarios MIOLO.indb 128

07/10/2014 16:37:38

Produtividade em formações vegetais amazônicas Plantas em campos naturais apresentam maior potencial fotossintético, produtividade foliar menor e mais heterogênea espacialmente, menor deposição de liteira fina e maiores tempos de decomposição, maior proporção de decompositores nas camadas mais profundas do solo e taxas de respiração variando com a fisionomia do campo, maior nos campos altos e menor nos campos baixos. Nas florestas, o desempenho fotossintético de determinadas árvores parece ser menor, porém a área foliar é comparativamente maior do que nos campos, o que pode explicar que as florestas da região funcionem como sumidouros de carbono. A deposição de liteira fina é maior e mais rápida nas florestas e, juntamente com a maior proporção de decompositores nesta camada ressaltam a importância da liteira para a ciclagem de nutrientes nas florestas da região.

Vulnerabilidade

do ecossistema

e desenvolvimento regional

A reconstrução da rodovia BR-319 implicará numa intensificação do desmatamento numa faixa que percorre todo o interflúvio. A existência de áreas protegidas não evitará a exploração e a antropização de uma região rica em ecossistemas frágeis, como os campos naturais. Uma antevisão desse processo já pode ser vista na região no entorno de Humaitá, onde rodovias favorecem a exploração dos recursos naturais (Figura 6). Porém, as pro-

priedades químicas e físicas dos solos do interflúvio sugerem uma baixa aptidão para atividades agrícolas. Mesmo o manejo de florestas nativas pode ser insustentável economicamente. O manejo de florestas onde predominam árvores de baixa estatura e baixo volume de madeira6,8,9,10 depende da exploração de grandes áreas, com baixo volume de corte o que aumenta os custos operacionais. A exploração da região com sistemas de baixos insumos comuns à Amazônia sugere um cenário ainda mais negativo, uma vez que os solos são extremamente inférteis e com níveis tóxicos de saturação por alumínio, o que tem potencial de limitar até mesmo a atividade de agricultura familiar. Assim a ocupação humana destas áreas depende da exploração constante de novas áreas de floresta, com consequente abandono posterior devido a sua infertilidade. Ainda, devido as suas propriedades físicas limitantes, a remoção da cobertura vegetal poderá resultar em um processo de degradação dos solos, com compactação e selamento superficial do solo e possivelmente transformação das camadas de plintita do subsolo em rochas, inutilizando grandes extensões de área. Por outro lado, atividades agrícolas de altos insumos e alto nível tecnológico, possivelmente sofrerão com altos custos de calagem para redução da acidez do solo e toxidade de alumínio, bem como dependerão da aplicação de grande quantidade de fertilizantes uma vez que estes solos tem alta capacidade de

129

livro cenarios MIOLO.indb 129

07/10/2014 16:37:38

Ferraz et al.

Figura 6. Distribuição das áreas de florestas, campos naturais e áreas antropizadas na região de Humaitá - AM.

retenção de fósforo, e perdas de nitrogênio são comuns em solos mal drenados. Ainda, é possível que o potencial produtivo destes solos não forneça um retorno financeiro favorável devido aos impedimentos físicos dos solos da região. Os estudos hidrológicos mostraram uma relação direta do nível do lençol freático com parâmetros físicoquímicos da água, e durante sua infiltração ocorre a recarga dos aquíferos. Assim, dependendo do tipo de solo, da composição florística e do grau de antropização da área pode haver uma influência direta sobre os parâmetros de qualidade da água. Estas limitações sugerem que o melhor uso do solo na região do inter-

flúvio contemple atividades de baixo impacto como a criação de reservas de proteção ambiental e/ou atividades de alto nível tecnológico. Entretanto, sugere-se que estudos de viabilidade econômica sejam considerados antes de qualquer atividade agrossilvicultural para evitar a degradação dos solos da região.

Referências 1. COX, P M, BETTS, R A, COLLINS, M, HARRIS, P P, HUNTINGFORD, C, & JONES, C D (2004). Amazonian forest dieback under climate-carbon cycle projections for the 21st century. Theoretical and Applied Climatology, 78(1-3), 137-156.

130

livro cenarios MIOLO.indb 130

07/10/2014 16:37:48

Produtividade em formações vegetais amazônicas 2. HIROTA, M, HOLMGREN, M, VAN NES, E H, & SCHEFFER, M (2011). Global resilience of tropical forest and savanna to critical transitions. Science, 334(6053), 232-235. 3. STAVER, A C, ARCHIBALD, S, & LEVIN, S A (2011). The global extent and determinants of savanna and forest as alternative biome states. Science, 334(6053), 230-232. 4. IBGE, 2012. Manual Técnico da Vegetação Brasileira. 271 p. Rio de Janeiro – RJ. 5. QUESADA CA, LLOYD J, ANDERSON LO, FYLLAS NM, SCHWARZ M, CZIMCZIK CI (2011). Soils of Amazonia with particular reference to the RAINFOR sites. Biogeosciences 8:1415–1440. 6. MARTINS, D L, SCHIETTI, J, FELDPAUSCH, T, LUIZÃO, F J, PHILLIPS, O L, ANDRADE, A, CASTILHO, C, LAURANCE, S G, OLIVEIRA, A, AMARAL, I L, TOLEDO, J J, LUGLI, L F, PINTO, J L P V, OBLITAS MENDOZA, E M & QUESADA, C A (2014) Soil-induced impacts on forest structure drive coarse woody debris stocks across central Amazonia. Plant Ecology & Diversity, no prelo. http://dx.doi.org/10.1080/1755 0874.2013.879942 7. QUESADA CA, PHILLIPS OL, SCHWARZ M, CZIMCZIK CI, BAKER TR, PATIÑO S, FYLLAS NM, HODNETT MG, HERRERA R, ALMEIDA S, et al. (2012). Basin-wide variations in Amazon forest structure and function are mediated by both soils and climate. Biogeosciences 9: 2203–2246.

8. CINTRA, B B L, SCHIETTI, J, EMILLIO, T, MARTINS, D, MOULATLET, G, SOUZA, P, QUESADA, CA & SCHÖNGART, J (2013). Soil physical restrictions and hydrology regulate stand age and wood biomass turnover rates of Purus-Madeira interfluvial wetlands in Amazonia. Biogeosciences, 10 (11). 9. SOMBROEK W. 2000. Amazon landforms and soils in relation to biological diversity.ActaAmazonica 30: 81–100. 10. FELDPAUSCH TR, BANIN L, PHILLIPS OL, BAKER TR, LEWIS SL, QUESADA CA, AFFUM-BAFFOE K, ARETS EJMM, BERRY NJ, BIRD M, et al. (2011). Height-diameterallometry of tropical forest trees, Biogeosciences 8: 1081–110.

Sobre os autores João B. S. Ferraz Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Seus interesses envolvem fertilidade dos solos, nutrição florestal e restauração de áreas degradadas. Flávio J. Luizão Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia e do Programa LBA. É Coordenador do Projeto Cenários e do PRONEX - Mudanças Ambientais e Climáticas no Amazonas – INPA/ UEA/UFAM. Lidera o componente de Ciclos Biogeoquímicos Terrestres do Programa LBA. Seus interesses envolvem pesquisas na área de ciclos biogeoquímicos.

131

livro cenarios MIOLO.indb 131

07/10/2014 16:37:48

Ferraz et al. Fabrício Berton Zanchi é professor no curso de Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Amazonas, Campus de Humaitá. Tem interesse nas áreas de biomassa, mudanças climáticas, ciclos hidrológicos e do carbono, biogeoquímica e modelagem de ecossistemas. Heron S. Costa Professor do Curso de Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Amazonas – UFAM, Campus de Humaitá, Instituto de Educação Agricultura e Ambiente – IEAA. Carlos Alberto Quesada Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Seus interesses envolvem ciclos biogeoquímicos, estrutura e dinâmica da vegetação e solos da Amazônia. José Francisco de Carvalho Gonçalves Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - Laboratório de Fisiologia e Bioquímica Vegetal. Seus interesses envolvem pesquisas nas áreas Fisiologia e Bioquímica Vegetal. Marciel José Ferreira Universidade Federal do Amazonas, Professor do Departamento de Ciências Florestais. Seus interesses envolvem pesquisas nas áreas de Silvicultura Tropical e Fisiologia Florestal. João Victor Figueiredo Cardoso Rodrigues Professor da Universidade Federal do Amazonas - Centro de Ensino a Distância. Seus interesses envolvem pesquisas nas áreas de Botânica e Ecofisiologia.

Sandra C. Tapia Coral Pesquisadora Bolsista DTI INPA-LBA Projeto Cenários. Seus interesses envolvem decomposição da liteira e ciclos biogeoquímicos. Ana P. P. Florentino Pesquisadora Bolsista DTI INPA-LBA Projeto Cenários Seus interesses envolvem macroinvertebrados do solo e ciclagem de nutrientes. Anne Relvas Pereira Engenheira Ambiental Bolsista ITI Projeto Cenários. Romilda Paiva Pesquisadora Bolsista PCI/INPA. Seus interesses envolvem a dinâmica da vegetação e ecofisiologia. Demétrius Lira Martins Possui título de MSc pelo Programa de Pós Graduação em Ecologia do INPA. Seus interesses envolvem a influência dos solos sobre a dinâmica florestal na Amazônia e sua interação com os ciclos biogeoquímicos. Erick Manuel Oblitas Mendoza Aluno de doutorado do Programa de Pós Graduação em Ciências de Florestas Tropicais do INPA. Tem interesse em produtividade de raízes e propriedades dos solos Amazônicos. Laynara Figueiredo Lugli Possui título de MSc pelo Programa de Programa de Pós Graduação em Ciências de Florestas Tropicais do INPA. Seus interesses envolvem dinâmica florestal e ciclos biogeoquímicos na Amazônia.

132

livro cenarios MIOLO.indb 132

07/10/2014 16:37:48

Produtividade em formações vegetais amazônicas Milton C.C. Campos Professor do Curso de Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Amazonas – UFAM, Campus de Humaitá, Instituto de Educação Agricultura e Ambiente – IEAA.

Walleson Higor Correa Jordão graduando do curso de Engenharia Ambiental pela Universidade Federal do Amazonas (UFAM) - Instituto de Educação, Agricultura e Ambiente. Bolsista do PIBIC/UFAM.

Sinara dos Santos Graduada em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal do Amazonas (UFAM) - Instituto de Educação, Agricultura e Ambiente.

Caio Pagani graduando em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal do Amazonas (UFAM) - Instituto de Educação, Agricultura e Ambiente.

Laryssa de Araújo Barbosa graduanda em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Bolsista PIBIC – CNPq - INPA.

Fernanda L. Oliveira graduanda, Bolsista ITI/CNPq do Projeto Cenários. Seus interesses envolvem a dinâmica da liteira e ciclos biogeoquímicos.

Domkarlykisom Mahamede Moraes Ferreira Graduando em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal do Amazonas (UFAM) - Instituto de Educação, Agricultura e Ambiente.

Maria P. Martins Bióloga, bolsista DTI/CNPq do Projeto Cenários. Seus interesses envolvem a produção da liteira e ciclos biogeoquímicos.

Para saber mais sobre o assunto Publicações PY-DANIEL, L R, DE DEUS, C P, HENRIQUES, A L, PIMPÃO, D M & RIBEIRO, O M (Org.) 2007. Biodiversidade do Médio Madeira - Bases Científicas para Propostas de Conservação. MMA-MCT-INPA. Série Biodiversidade Nr. 29. Manaus - AM 244 Disponibilidade de dados Portal PPBIO: http://ppbio.inpa.gov.br/repositorio/dados Acesso aos protocolos: http://ppbio.museu-goeldi.br/?q=pt-br/protocolos Os dados e mapas produzidos por este estudo podem ser consultados no site do projeto: http://cenariosamazonia.inpa.gov.br

133

livro cenarios MIOLO.indb 133

07/10/2014 16:37:49

livro cenarios MIOLO.indb 134

07/10/2014 16:37:49

IV livro cenarios MIOLO.indb 135

FERRAMENTAS E TECNOLOGIAS

07/10/2014 16:37:49

livro cenarios MIOLO.indb 136

07/10/2014 16:37:50

12 TerraClass: classificação dos padrões de uso e cobertura da terra da Amazônia Legal Cláudio Almeida, Maurício Silva, Felipe de Lucia Lobo, Taise Pinheiro Farias, Alessandra Gomes, Lidiane Cristina Costa, Maria Isabel Sobral Escada O TerraClass representa a primeira iniciativa de mapeamento do uso e cobertura da terra para a Amazônia Legal. Os resultados obtidos para os anos de 2008 e 2010 revelaram os principais tipos de uso e cobertura da terra, sendo a pastagem a cobertura predominante, ocupando 63% das áreas desmatadas. Nos centros de endemismo Xingu e Tapajós também as pastagens predominam, entretanto, no Tapajós, cerca de 12% das terras são ocupadas com agricultura anual. Os dados disponibilizados bianualmente pelo TerraClass possibilitarão traçar trajetórias de mudanças subsidiando a construção de modelos, cenários e o planejamento de políticas públicas para a Amazônia. A ocupação da Amazônia na década de 70 tornou-se uma meta prioritária do governo federal, que passou a subsidiar a ocupação das terras combinando o estabelecimento de empreendimentos de exploração econômica com estratégias geopolíticas. Um dos efeitos dessa ocupação que continuou ao longo das décadas seguintes foia alta taxa de conversão da floresta em outros usos, com efeitos importantes sobre a biodiversidade, hidrologia, solo, clima e a população local. Nessa região, devido a sua extensão e ao difícil acesso, o uso de imagens de sensoriamento remoto tem sido

de grande importância, pois permite mapear e monitorar as mudanças da cobertura da terra fornecendo dados fundamentais para o planejamento de políticas públicas e também para estudos científicos que incluem a utilização de modelos hidrológicos, de biodiversidade e climáticos para a construção de cenários para a Amazônia. Até recentemente, estas informações poderiam ser derivadas de três fontes distintas: dados de desmatamento do INPE, do censo agropecuário e dos levantamentos anuais em base municipal do IBGE. Entretanto, esses dados não permitem obter um mapa mais completo do uso da ter-

137

livro cenarios MIOLO.indb 137

07/10/2014 16:37:52

Almeida et al. ra da região Amazônica. Os dados do IBGE, por exemplo, são agregados por municípios, enquanto que os dados de desmatamento do sistema de monitoramento do INPE, obtidos anualmente, representa apenas a perda de áreas de fisionomia florestal, não indicando os usos e as coberturas existentes nas áreas desmatadas. O mapeamento do uso e cobertura da terra da Amazônia realizado pelo TerraClass (Box 1), desenvolvido pelo INPE em parceria com a EMBRAPA e apoiado pelo “Projeto Cenários para a Amazônia”, foi a primeira iniciativa de mapeamento para toda a extensão da Amazônia Legal e revelou os usos e coberturas da terra nas áreas desmatadas nos anos de 2008 e 2010.

O TerraClass combina diferentes técnicas de classificação e produtos de sensoriamento remoto (ver Box 1) para produzir mapas de uso e cobertura da terra das áreas de fisionomia florestal que foram desmatadas. São doze as principais classes de uso e cobertura da terra mapeadas pelo TerraClass (Figura 1): (1) Agricultura anual; (2) Regeneração; (3) Pasto com regeneração; (4) Pasto sujo; (5) Pasto limpo; (6) Pasto com solo exposto; (7) Mineração; (8) Reflorestamento; (9) Área Urbana; (10) Mosaico de Ocupações; (11) Desmatamento e (12) Área não observada. Sendo que a classe Reflorestamento foi incluída a partir de 2010 e não está presente no mapeamento de 2008.

a

b

c

d

e

f

Figura 1. Classes de uso e cobertura da terra mapeadas pelo TerraClass. Em sentido horário, iniciando do canto superior esquerdo: (a) Agricultura anual; (b) Queimadas; (c) Área Urbana; (d) Mineração; (e) Regeneração e; (f) Pasto Limpo.

138

livro cenarios MIOLO.indb 138

07/10/2014 16:37:59

TerraClass: Classificação de uso e cobertura da terra

Box 1. Como o TerraClass classifica o uso e cobertura da terra na Amazônia?

Unt pel ea sam excepud igende perum Para a classificação do uso e cobertura dasolore terra novelessi TerraClass, são utilizadas cerca tiumquassit, utendis de 230 cenas do Landsat/TM provenientes do mapeamento do desmatamento simpore etusant quamus alit aut eium do Programa de Monitoramento da Floresta Amazônica do INPE, Prodes. São quid que con cumque natem illuptas utilizadas as bandas 3, 4 e 5 deste sensor,mos na região eat. do vermelho, infra-vermelho próximo e infra-vermelho, respectivamente. As classes floresta, não floresta, hiAt poria con perum que que et et ist drografia são extraídas do Prodes, enquanto que as outras classes são obtidas com harum re quatiae. Nequatiis et octécnicas de classsificação de imagens. As atividades de mapeamento do Terracum qui beaquisqui doloriorepta perit Class envolvem várias etapas de processamento de imagens combinando diferenvoluptatem debit era vel il eliquam tes técnicas de classificação como interpretação visual, classificação su-pervisioquam eatquia teniminctur, cuptaenada e análise multitemporal com diferentes produtos de sensoriamento remoto catqui alitas esed et venihilit videnis (Landsat e Modis). À medida que uma classe é mapeada, ela é incorporada à uma máscara e não entra mais no processamento. A figura abaixo mostra as etapas, produtos e as técnicas utilizadas no mapeamento da vegetação secundária (VS), agricultura anual (AG), pasto (PT), nuvens, sombra e outros.

Atividades de campo para coleta de dados para avaliação dos mapeamentos são realizadas frequentemente para a validação do mapeamento.

139

livro cenarios MIOLO.indb 139

07/10/2014 16:38:11

Almeida et al.

Inovações

tecnológicas e limites

de aplicação

Como principais inovações do TerraClass em relação às outras iniciativas de classificação do uso e cobertura da terra destacam-se: (1) A combinação de diferentes técnicas de processamento de imagens como interpretação visual, geração de modelo linear de mistura espectral, segmentação, técnicas de fatiamento, classificação supervisionada e técnicas de análise harmônica de séries temporais de imagens; (2) A utilização de dados de diferentes sensores com resoluções espaciais e temporais distintas, como o Modis - ModerateResolution Imaging Spectroradiometer e o TM/ Landsat (Thematic Mapper); (3) A possibilidade de diferenciar classes de uso da terra que apresentam assinaturas espectrais semelhantes na estação seca mas diferentes assinaturas temporais durante o ano, como a agricultura anual e a pastagem; (4) A produção de séries temporais de dados de uso e cobertura da terra a cada dois anos a partir de 2008; (5) A abrangência do mapeamento para toda a extensão da Amazônia Legal. Embora o TerraClass seja um sistema inovador e importante para a Amazônia, esse sistema se restringe ao mapeamento do uso e cobertura da terra nas áreas desmatadas com fisionomia florestal apontadas pelo Programa de monitoramento de florestas do INPE (Prodes). Outras formações - como cerrado, campinarana e vegetação de várzea, entre outras - que apresentam

comportamentos fenológicos e sazonais mais complexos, não são monitoradas pelo Prodes e, portanto, não são mapeadas no TerraClass. Esses dados muitas vezes podem ser insuficientes para os estudos de biodiversidade, pois existem interações físicas e biológicas entre as diferentes manchas de vegetação que devem ser consideradas nas análises. Nos estudos socioeconômicos que utilizam os municípios como unidade de análise, esses dados também podem ser insuficientes, pois muitos deles possuem áreas extensas e incluem diferentes tipos de formações vegetais. A ampliação do mapeamento para essas áreas envolve a definição de procedimentos metodológicos mais complexos e o emprego de técnicas que considerem o comportamento espectro-temporal desses alvos.

Classificação

dos padrões de

uso e cobertura da terra da

Amazônia Legal O TerraClass entrou em operação em 2009 e usou como linha de base o mapeamento das imagens de 2008. O processamento destes dados mostra que neste ano, a Amazônia Legal, apresentou 63% da área desmatada coberta por pasto e apenas 5% com agricultura anual mecanizada (Figura 2). Para estimar a área total de pasto todas as classes de pasto foram contabilizadas incluindo também a classe regeneração com pasto. Essas proporções se mantiveram no ano de 2010, havendo

140

livro cenarios MIOLO.indb 140

07/10/2014 16:38:11

TerraClass: Classificação de uso e cobertura da terra

Figura 2. Mapa de uso e cobertura da terra de 2010 produzido pelo TerraClass: Amazônia Legal.

um pequeno declíniodas áreas de pastagem para 62%. Outra cobertura importante é a vegetação secundária que representou 21 % em 2008 e 22% das áreas desmatadas em 2010 (Tabela 1).

Uso

e cobertura da terra nas

áreas de

Endemismo

Nas áreas de endemismo as proporções estimadas das classes de uso e cobertura da terra variaram em relação às proporções encontradas na Amazônia Legal nos anos de análise. Nas tabelas apresentadas para as áreas de endemismo Xingu (Tabela 2) e Tapajós (Tabela 3) as classes pasto limpo,

pasto sujo e pasto com solo exposto foram agregadas na classe pasto. A área de endemismo Xingu apresentou 43% de sua área desmatada em 2010. Entre os anos de 2008 e 2010 foram poucas as variações na área e proporções das classes de cobertura da terra mapeadas. A agricultura anual mecanizada representou cerca de 4% das áreas desmatadas em 2008 e em 2010. Essas áreas estão localizadas em grande parte na porção Nordeste do estado do Mato Grosso, próximas do Parque do Xingu (Figura 3). As áreas de pastagem foram somadas representando 74% das áreas desmatadas

141

livro cenarios MIOLO.indb 141

07/10/2014 16:38:30

Almeida et al. Tabela 1. Resultado do Mapeamento do TerraClass 2008 e 2010 para a Amazônia Legal Classes Agricultura anual Área não observada Área urbana Mineração Mosaico de ocupações Outros Pasto com solo exposto Pasto limpo Pasto sujo Reflorestamento Regeneração com pasto Vegetação secundária Total

Km2 (2008) 34.927,2 45.406,3 3.818,1 730,7 24.416,6 477,9 549,2 335.715,0 62.823,8 0,0 48.027,37 150.815,3 707752

% 4,9 6,4 0,5 0,1 3,4 0,1 0,1 47,4 8,9 0,0 6,8 21,3 100

em 2008 e em 2010. Parte dessa área envolve a região Sudeste do estado do Pará, que é uma área de expansão da fronteira de ocupação, onde a pecuária assumiu um importante papel e se estrutura. Esta região se conecta com a região Nordeste do Estado Mato Grosso que além da produção de grão, tem a pecuária como uma importante atividade econômica. Na área de endemismo Xingu a proporção de área

Km2 (2010) 39.977,9 45.849,5 4.473,6 966,8 17.963,0 2.730,6 373,2 339.851,9 56.076,6 3.014,8 63.165,5 165.229,3 739673

% 5,4 6,2 0,6 0,1 2,4 0,4 0,1 45,9 7,6 0,4 8,5 22,3 100

de vegetação secundária é menor do que os padrões observados na Amazônia Legal representando aproximadamente 17 % das áreas desmatadas em 2008 e em 2010. Essa região tem um histórico de ocupação associado à abertura da rodovia federal que liga Belém à Brasília e ao estabelecimento de grandes empreendimentos ligados à mineração.

Tabela 2. Classes de Uso e Cober-tura da Terra do Centro de Ende-mismo Xingu. Classes Agricultura anual Área não observada Área urbana Mineração Mosaico de ocupações Outros Pasto Reflorestamento Regeneração com pasto Vegetação secundária Total

Total Km2 (2008) 5382,2 3961,6 317,4 2954,2 728,0 30,5 105281,7 0,0 6315,5 26392,0 151363

% 3,6 2,6 0,2 2,0 0,5 0,0 69,6 0,0 4,2 17,4 100

Total Km2 (2010) 5945,9 1053,0 399,1 1781,8 1153,2 3514,4 102436,9 22,7 12503,0 25645,1 154455

% 3,8 0,7 0,3 1,2 0,7 2,3 66,3 0,0 8,1 16,6 100

142

livro cenarios MIOLO.indb 142

07/10/2014 16:38:32

TerraClass: Classificação de uso e cobertura da terra Tabela 3. Classes de uso e cobertura da terra da área de endemismo Tapajós. Classes Agricultura anual Área não observada Área urbana Mineração Mosaico de ocupações Outros Pasto Reflorestamento Regeneração com pasto Vegetação secundária Total

Total Km2 (2008) 14.946,7 7.108,8 355,0 351,9 1.202,7 10.259,0 65.674,0 0,0 9.907,1 19.343,4 129.148,7

% 11,6 5,5 0,3 0,3 0,9 7,9 50,8 0,0 7,7 15,0 100

Total Km2 (2010) 17.307,0 1.234,3 409,3 452,8 1.110,0 12.485,3 66.180,3 41,0 12.032,5 23.433,2 134.685,5

% 12,8 0,9 0,3 0,3 0,8 9,3 49,1 0,0 8,9 17,4 100

A área de endemismo do Tapajós apresenta um remanescente florestal maior que o Xingu, apresentando 25% de sua área de floresta desmatada. No estado do Pará, essa região compreende a área de influência da Br 163, e sua ocupação ocorreu mais intensamente no final dos anos 90, com a perspectiva de asfaltamento dessa estrada.

Na área de endemismo Tapajós, embora a proporção das áreas de pastagem seja menor que na região da Amazônia e significativamente menor do que na área de endemismo Xingu, essa cobertura ainda é predominante, representando cerca de 58% das áreas desmatadas nos dois anos de análise.

Essa região envolve também a região Nordeste do Estado do Mato Grosso e a região de Santarém no Pará, que apresentam grandes extensões de área com agricultura mecanizada para produção de grãos. Os dados apresentados na Tabela 3, mostram que em 2008 a agricultura anual mecanizada representou cerca de 11,6% das áreas desmatadas aumentando para 12,8% em 2010. Essa região apresenta uma proporção menor de vegetação secundária, que variou de 15% a 17% entre 2008 e 2010, indicando uma maior intensificação do uso da terra quando comparado com outras regiões da Amazônia.

Recomendações As análises do uso e cobertura da terra nas áreas desmatadas em 2008 e 2010 nas áreas de endemismo Xingu e Tapajós, permitiram avaliar e caracterizar cada uma dessas regiões em relação aos principais usos e coberturas existentes. Essas análises mostraram que essas regiões apresentam diferenças significativas em relação a algumas classes. A região do Xingu, por exemplo, apresenta uma maior proporção de área desmatada (43%) em relação ao centro de endemismo Tapajós (25%). Na região do Xingu, predominam as áreas de pasto (78%) e a agricultura anual mecanizada ocupa uma porcentagem pequena

143

livro cenarios MIOLO.indb 143

07/10/2014 16:38:32

Almeida et al.

Figura 3. Mapa de Uso e cobertura da terra de 2010 produzido pelo TerraClass - área de endemismo Xingu.

da área (4%). No Tapajós a agricultura anual representa de 12 a 13% das áreas desmatadas enquanto as pastagens representam cerca de 58% . O TerraClass representa um importante avanço no mapeamento de

padrões temporais de uso e cobertura da terra em áreas de fisionomias florestais. Os dados serão produzidos a cada dois anos, sendo 2008 e 2010 os anos iniciais da série temporal. Esses dados possibilitarão monitorar a região e traçar trajetórias de mudanças de uso e

144

livro cenarios MIOLO.indb 144

07/10/2014 16:38:41

TerraClass: Classificação de uso e cobertura da terra

Figura 4. Mapa de Uso e cobertura da terra de 2010 produzido pelo TerraClass centro de endemismo Tapajós.

cobertura da terra para diferentes regiões de estudo e paisagens da Amazônia. Esses dados são de grande importância para o uso em diferentes tipos de modelos e para elaboração de diagnósticos que visam informar aos tomadores de decisão e auxiliar no planejamento territorial da Amazônia.

Sobre os autores Cláudio Aparecido Almeida engenheiro agrônomo com mestrado em sensoriamento remoto, Área de interesse: geotecnologias, padrões demudança de uso e cobertura da terra, monitoramento de florestas e economia. Maurício Silva geógrafo com mestrado na engenharia civil e atualmente

145

livro cenarios MIOLO.indb 145

07/10/2014 16:38:53

Almeida et al. trabalha na Agência Nacional de Águas (ANA) com atuação em geoprocessamento e na área de dinâmica de uso e cobertura da terra na Amazônia. Felipe de Lucia Lobo - biólogo, com mestrado em sensoriamento remoto no INPE. Atualmente está na geografia da Universidade de Victoria no Canadá. Área de interesse sensoriamento remoto, mudanças de uso e cobertura da terra e qualidade da água.

Taise de Farias Pinheiro, bióloga com mestrado em sensoriamento remoto no INPE, doutorado em andamento na Ciência do Sistema Terrestre no INPE, área de interesse, padrões de uso e cobertura da terra e exploração seletiva de madeira e degradação florestal. Maria Isabel Sobral Escada – ecóloga doutorado em sensoriamento remoto. Área de interesse em geotecnologias, ecologia da paisagem, padrões espaço temporais de uso e cobertura da terra, uso de recursos e serviços ecossistêmicos, monitoramento de florestas.

146

livro cenarios MIOLO.indb 146

07/10/2014 16:38:53

TerraClass: Classificação de uso e cobertura da terra

Para saber mais sobre o assunto Publicações EMBRAPA e INPE - Levantamento de Informações de Uso e Cobertura da Terra na Amazônia Legal. Disponivel em: http://www.inpe.br/cra/projetos_ pesquisas/sumario_executivo_terraclass_2008.pdf EMBRAPA e INPE - Levantamento de Informações de Uso e Cobertura da Terra na Amazônia Legal - 2010. Disponivel em: http://www.inpe.br/cra/ projetos_pesquisas/sumario_terraclass_2010.pdf COUTINHO, A C, ALMEIDA, C, VENTURIERI, A, ESQUERDO, J C D M, SILVA, M – Uso e Cobertura da Terra nas áreas desflorestadas da Amazônia Legal – TerraClass 2008. Brasília DF; Embrapa; Belém PA. INPE, 2013; 108 p. ISBN 978-85-7035-180-7 Disponibilidade de dados Registros fotográficos georreferenciados das expedições de campo estão disponíveis em http://www.obt.inpe.br/fototeca/fototeca.html Produtos TerraClass por cena Landsat estão disponíveisno formato shapefile em http://www.inpe.br/cra/terraclass.php. Os dados e mapas produzidos por este estudo podem ser consultados no site do projeto: http://cenariosamazonia.inpa.gov.br

147

livro cenarios MIOLO.indb 147

07/10/2014 16:38:53

livro cenarios MIOLO.indb 148

07/10/2014 16:38:53

13 Mo Porã: Uma ferramenta para o gerenciamento distribuído de repositórios de dados científicos na web Kleberson Junio do Amaral Serique, José Laurindo Campos dos Santos, Andréa Côrrea Flôres Albuquerque Pesquisas na Amazônia são realizadas por instituições consolidadas, através de grupos de pesquisa que investigam temas científicos de interesse regional, nacional e internacional. Tais atividades objetivam a geração de conhecimento, o que inclui, o compartilhamento de dados de diferentes formatos e de variada volumetria. A complexidade neste cenário está concentrada nas relações das redes de pesquisas, grupos e as necessidades de atividades de colaboração. No auxilio aos experimentos, ferramentas computacionais tornam-se prioridade na gestão transdisciplinar, e com isso, garantir o controle dos processos colaborativos. Os avanços das plataformas computacionais baseadas na web, repositórios de dados distribuídos tornam-se alternativas recomendadas para compartilhamento entre as redes de pesquisa e de dados. Este trabalho apresenta o sistema Mo Porã, um ambiente implementado no projeto “Cenários para a Amazônia”, para prover alta disponibilidade de dados e informações em redes de pesquisas na web.A investigação científica na Amazônia é desenvolvida por importantes institutos de pesquisas, como INPA e MPEG, por meiode projetos de pesquisas em diferentes domínios. Os programas e projetos científicos, como por exemplo, Cenarios, LBA1,2, PPBio2 e GEOMA2 são formados por diversos grupos de pesquisa, gerando, consumindo e compartilhando diversos formatos de dados e de distinta volumetria. Dados e metadados são essenciais a qualquer projeto de pesquisa, principalmente das funcionalidades para o compartilhamento e disseminação em ambiente seguro. O êxito em prover tais funções, concentra-se nos siste-

mas de informações que contemplem acesso via web. Como resposta a este cenário, foi desenvolvido o sistema Mo Porã (do guarani guardar em local seguro), que objetiva o gerenciamento de rotinas operacionais definidas para

149

livro cenarios MIOLO.indb 149

07/10/2014 16:38:54

Serique et al. projetos de pesquisas que atenda uma comunidade cientifica quando a interação ocorre de forma intensa. Isto é, gestão de grupos e subgrupos, repositórios e ferramentas colaborativas para analise, discussão e disseminação de resultados. A arquitetura da rede Mo Porã é desenvolvida contando com soluções escalonáveis, robustas e de tecnologia livre (Box 1). A rede é composta pelo serviço de diretório, onde ficam centralizadas as bases de usuários e de sites Mo Porã, e pelos nodos da rede, que se tratam dos sítios web Mo Porã de cada projeto participante.

Governança Mo Porã

da informação no

No ambiente descrito, existem relacionamentos de pesquisadores em grupos de pesquisa, onde um membro, por exemplo, pode estar atuando em diferentes grupos e com diferentes papeis ao mesmo tempo. Isso evidencia a existência de uma grande rede de relacionamento e colaboração científica presente em seus grupos de pesquisa. A governança das informações tem importância essencial para as instituições e no processo de tomada de decisões. Os requisitos, de um sistema

Box 1. Tecnologias na implementação do Mo Porã O sistema foi desenvolvido com a combinação de diversas tecnologias robustas e livres. (1) A camada inferior se refere ao sistema operacional adotado nos servidores que hospedam o sistema Mo Porã, no caso o Linux que é um sistema operacional robusto, escalável e altamente confiável, além de já ser adotado na maioria das infraestruturas onde o Mo Porã foi instalado. (2) Acima do sistema operacional, está o servidor web Apache e a linguagem de programação PHP na versão 5, essa combinação permite que boa parte a implementação da lógica do sistema seja executado no servidor. Associado a isso e no mesmo nível está o sistema gerenciador de banco de dados do Mo Porã, o PostgreSQL. (3) O Mo Porã é acessível através da web, e utiliza o protocolo de comunicação HTTP (Hypertext Transfer Protocol) ou HTTPS, que possui uma camada de segurança. (4) A internet é o veículo de acesso do sistema onde os usuários necessitam de um navegador web, como o Firefox e Google Chrome.

150

livro cenarios MIOLO.indb 150

07/10/2014 16:38:55

Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos devem possuir a capacidade de tratar das composições dos grupos e subgrupos, de permitir o gerenciamento dos membros, de repositórios de arquivos, com configuração de nível de acessos que reflitam as políticas de dados internas dos grupos e não conflitantes com as institucionais.

as atividades dos usuários do sistema, que poderão trabalhar, ao mesmo tempo, com dados dos projetos parceiros no ambiente web, sem a necessidade de abrir individualmente os diversos sites, evitando conflitos para atualizações de perfis e múltiplas senhas de acesso.

Neste contexto, identificamos funcionalidades obrigatórias para sistemas automáticos e que o sistema em questão passe a adotar uma arquitetura em rede para a troca de dados entre os sites Mo Porã, com o objetivo de apoiar redes de pesquisas, entre projetos e instituições, além de facilitar

Esta arquitetura otimiza os recursos da redundância das informações, aumentando a disponibilidade dos dados. O funcionamento do sistema é simples e intuitivo, onde os usuários se cadastram livremente, e podem criar e participar de grupos, sendo monitorado por administradores que

(5) A parte cliente do sistema Mo Porã é carregada no navegador web do usuário, compostas pelas tecnologias HTML (HyperText Markup Language), CSS (Cascading Style Sheets), Javascript e XML (eXtensible Markup Language). O HTML e o CSS são tecnologias responsáveis por apresentarem a interface de usuário do sistema, como os ícones, as tabelas e imagens dispondo-as na tela do navegador web. O Javascript é uma linguagem de programação que permite que boa parte da lógica do sistema seja processada ainda no navegador web. É responsável por efetuar requisições em segundo plano, não perceptível ao usuário, para recuperar os dados do servidor web do sistema (6) Os dados do sistema são recuperados no formato XML, processados pelo Javascript e apresentados dentro da pagina em HTML, sem a necessidade de recarregamento de páginas.

151

livro cenarios MIOLO.indb 151

07/10/2014 16:38:59

Serique et al. controlam e regram a criação e funcionamento dos grupos. O sistema também permite a criação de repositórios de arquivos, que organizam e armazenam os dados, de diversos formatos e volumes, e metadados. As regras de acesso e manutenção desses repositórios são configurados a nível de membros pelos coordenadores do grupo.

a disponibilidade, escalabilidade e em alguns casos integração a outros serviços automáticos de armazenamento de dados.

Atualmente o sistema conta com mais duas novas funcionalidades, a base de projetos e a base de logística, todas com o objetivo de melhorar e acompanhar o gerenciamento de projetos científicos, com o porte dos projetos do O sistema Mo Porã: definição, INPA e também de outros institutos de pesquisa.A função da base de projetos é recursos e funcionalidades documentar e gerenciar os vários proO sistema possui uma base de gru- jetos de pesquisa que participam ou pos estruturada e associada a repositó- são apoiados pelos grandes programas rios de arquivos que são compartilha- e projetos científicos de longa duração. dos entre os membros do grupo, além Em geral, os grandes projetos ciendisso, todas as informações da formatíficos possuem equipes de logísticas ção e estrutura hierárquica dos grupos estão disponíveis para consulta na web, responsáveis pela manutenção de sítios possibilitando usuários do sistema co- experimentais, frota de veículos, connhecer, entender, interagir e participar trole de despesas para excursões, entre destes grupos dos projetos além de for- outros. Para facilitar a comunicação e o protocolo de solicitação de serviços marem novos grupos (Figura 1). logísticos foi desenvolvida uma base de A base de grupo tem a finalidade de gerência de logística de projetos e disorganizar e estruturar de forma hierár- ponibilizada neste ambiente, onde os quica, através de grupos e subgrupos, pesquisadores podem solicitar os servio funcionamento dos grupos dos pro- ços disponíveis. A Figura 2 representa jetos científicos. Esta base informa a as camadas do sistema com as princiformação dos componentes destes gru- pais funcionalidades disponíveis para o pos, como seus membros e suas fun- usuário. ções bem como os coordenadores dos A rede federada sites Mo Porã é comgrupos. A base possibilita também, aos posta por vários web sites Mo Porã que coordenadores de grupos, ferramentas conseguem acessam o conteúdo dos de controle de acesso dos repositórios de arquivos e dados, que é um recurso sites da federação de acordo com as neintegrado a base de grupos, para que cessidades ou solicitações do usuário, os membros possam compartilhar seus ou seja, o usuário é capaz de acessar as arquivos e dados de diversos formatos e informações de qualquer web site da volumes pela web, dessa forma garantir federação a partir que esteja conectado 152

livro cenarios MIOLO.indb 152

07/10/2014 16:38:59

Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos

Figura 1. Arquitetura da Rede Mo Porã

de qualquer nó da federação. Esta rede federada foi desenvolvida com a finalidade de estabelecer mecanisnodomos de compartilhamento de dados entre os sites e autenticação de usuários centralizada, garantindo assim redundância e interoperabilidade das informações neste ambiente. A rede é composta por dois módulos (Box 2). O modulo diretório de sites e usuários é composto pela base de usuários do sistema, base de sites e a base de chat que são disponibilizados a toda federação através de web services. O modulo nodo de site é composto pelas bases de grupos, projetos e logística que correspondem a um

projeto científico, ele é utilizado para disseminar as informações de um projeto, por questões de política de dados, cada projeto é responsável por manter e hospedar seus dados em servidor próprio, portanto, este modulo disponibiliza suas informações para toda a federação de sites através de web services. Uma vez a rede em operação podese simular as atividades necessárias para que uma web site Mo Porã possa funcionar, veja exemplo na figura 1. Nesta rede, a atividade primeira corresponde às requisições da interface do sistema com o servidor web do nó LBA, para

153

livro cenarios MIOLO.indb 153

07/10/2014 16:39:04

Serique et al.

Figura 2. Arquitetura do Sistema Mo Porã

efetuar a autenticação do usuário e descobrimento dos outros sites Mo Porã, para isso, o sistema do nó LBA irá conectar-se primeiro ao diretório de sites e usuários da rede, como descrito na atividade 1b. Uma vez autenticado o usuário e localizado os endereços dos demais sites da federação, o sistema do nó LBA conectará aos demais servidores Mo Porã da federação, como indicados nas atividades 1c e 1d. Caso um dos nodos da federação estiver indisponível ou inacessível, o sistema procurará pelo nó espelho correspondente do mesmo para recuperar as informações e da continuidade as atividades do usuá-

rio. No caso do espelhamento dos servidores Mo Porã é uma funcionalidade opcional, pois requer disponibilidade de recursos e pessoal para administrar os mecanismos de replicação.

Usando o sistema Mo Porã O sistema é composto de uma base de dados de grupos e subgrupos de pesquisas associados aos repositórios de arquivos, estes repositórios assim com a base de dados de grupos estão disponíveis e distribuídos em um conjunto de sítios web. Na atual distribuição, o sistema disponibiliza os conteúdos do

154

livro cenarios MIOLO.indb 154

07/10/2014 16:39:12

Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos

Box 2. Por dentro do Mo Porã As atividades, protocolos e trocas de informações executadas pelo Mo Porã estão organizadas numa arquitetura que abrange as camadas de arquivos e armazenamento.

Nestas camadas, os dados dos repositórios e binários dos bancos de dados ficam arquivados nos servidores web, logo a cima tem a camada de SGBD, onde é utilizado o PostgreSQL com a extensão espacial PostGIS dando inicio ao georefenciamento das informações. Na camada de API de web service do sistema tem o papel de exportar e gerenciar as informações vindas o usuário e servindo de Middleware entre o sistema e os bancos de dados distribuídos da federação, tendo como cliente a API de interface do sistema e os demais nós da federação. A camada da API de interface é composta pelas regras de negocio da aplicação bem como as funcionalidades em Ajax do sistema e os clientes desta camada é a própria interface do sistema carregada em um web browser. Parecida com a arquitetura de um nó de site Mo Porã temos o nó de diretório de sites e usuários do sistema, composto pelas camadas de arquivos e storage, camada de banco de dados e da API web service para disponibilizar a toda a federação o acesso as base de usuários, sites e chat.

155

livro cenarios MIOLO.indb 155

07/10/2014 16:39:13

Serique et al. repositório através de uma rede na web, de forma que cada sitio Mo Porã possa conectar-se a qualquer base desta rede, consultando e realizando suas funções remotamente, a partir de qualquer interface do sistema provida de algum nodo desta rede. O serviço de diretório disponibiliza uma base centralizada de usuários e sites Mo Porã, com o objetivo de controlar os cadastros de usuários e possibilitar quequalquer usuário utilize uma única identificação (perfil) para acessar qualquer um site Mo Porã (nodos) pertencentes a esta rede, além disso, o serviço de diretório ainda tem a função de informar, aos nodos da rede, as localizações dos demais nodos. Os nodos Mo Porã, ou web site Mo Porã, são independentes entre si, gerenciando suas próprias bases de grupos e subgrupos e dos conteúdos dos repositórios de seus arquivos, porém são de-

pendentes do serviço de diretório, que fornece as localizações dos outros web sites Mo Porã pertencentes a rede, bem como também as informações dos usuários do sistema. A Figura 5 apresenta a tela principal do sistema Mo Porã. As informações do usuário e botão sair ficam na barra abaixo da logomarca do sistema. Mais abaixo, encontra-se a barra de menus, com as diversas opções que o sistema oferece. Abaixo da barra de menu está localizada a barra de navegação, responsável por indicar onde o usuário está no sistema e nos grupos. No canto esquerdo é apresentada a árvore de hierarquia de funcionamento dos grupos e subgrupos. Ao lado disso, é apresentado o conteúdo referente a navegação do usuário, como os dados de um grupo onde o usuário poderá navegar pelas abas para conhecer um

Figura 5. Tela do Mo Porã do Projeto Cenários

156

livro cenarios MIOLO.indb 156

07/10/2014 16:39:14

Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos recurso especifico, como os repositórios e membros pertencentes ao grupo. Os novos usuários de projetos que adotem o Mo Porã para gerenciamento de dados científicos deverão criar suas contas na opção “Cadastre-se” na barra de menus. Apos o cadastro, devem selecionar os grupos que querem participar e procurar a aba de membros e clicar em “solicitar a participação”, o responsável pelo grupo irá receber um e-mail e desbloquear o acesso para os usuários, assim como todas as permissões.

Considerações finais A partir da arquitetura desenvolvida foi possível implementar uma rede de sistemas Mo Porã, a qual pode ser associada a outras redes de pesquisa, como a do Programa LBA, SIBBr, CENBAM, etc. Os componentes modulares da arquitetura, permitem a adição de estruturas independentes para prover, através de espelhamento automático, a alta disponibilidade dos dados e das funcionalidades do sistema Mo Porã. Com relação ao desempenho, identificamos restrições referentes ao sistema ser operacionalizado em ambientes com qualidade de banda comprometidas (por exemplo, locais remotos da Amazônia ou da Pan-Amazônia), uma vez que uma requisição do usuário demorará mais tempo para ser atendida ou até perdida. Isto nos levará a pesquisar soluções que atentem aos problemas de otimização de escalonamento de recursos dos sistemas de redes.

Estudos recentes indicam um aumento de investimentos e disponibilização efetiva de recursos de rede, que incluem alta capacidade de conectividade na região, também abrangendo a telefonia móvel que poderá ser utilizada como recurso suplementar nesse sistema.

Referências 1 LUIZÃO, F B, NOBRE, C A, MANZI, A O, “Projeto LBA: Estudando as Complexas Interações da Biosfera com a Atmosfera na Amazônia”. Acta Amazônia. 2005. 2 CAMPOS, J L S, “A Biodiversity Information System in an Open Data/ Metadatabase Architecture”. Ph. D. Thesis. International Institute For Geo -Information Science and Earth Observation. Enschede, The Netherlands. ISBN 90-6164-214-0, 2003. 3 SERIQUE, K J A, SANTOS, J S C, COSTA, F E S, MAIA, J M F, “Um Sistema Gerenciador de Repositórios Distribuídos e Colaborativos no Ambiente Cientifico da Amazônia”. IV Simpósio Brasileiro de Sistemas Colaborativos. Rio de Janeiro, 2007. 4 PRESSMAN, R S, “Engenharia de Software”,McGraw-Hill Brasil, 2006. ISBN 8586804576 5 BIEBERSTEIN et al. (2005), Service -Oriented Architecture (SOA) Compass: Business Value, Planning, and Enterprise Roadmap (The developerWorks Series) (Hardcover), IBM Press books, 9780131870

157

livro cenarios MIOLO.indb 157

07/10/2014 16:39:14

Serique et al.

Sobre os Autores Kleberson Junio do Amaral Serique é graduado em Sistema de Informação – ULBRA Manaus em 2008, mestrado em Ciência da Computação e Matemática Computacional (CCMC) pela Universidade de São Paulo (USP) em 2012. Atualmente é estudante de doutorado pela CCMC na USP. Possui experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Bioinformática e Informática para Biodiversidade, atuando nos temas: sistemas colaborativos, sistemas web interativos, web semântica, anotação semântica de dados e integração semântica de dados científicos. José Laurindo Campos dos Santos é graduado em Engenharia – Construção Civil – Instituto de Tecnologia do Amazonas (1984), mestrado em Ciência da Computação pela Universidade Federal da Paraíba (1988) e doutorado em Computer Science – University of Twente-NL (2003). Coordenador de Tecnologia da Informação do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, membro do Conselho Técnico

Consultivo do Sistema de Informação sobre a Biodiversidade Brasileira (SIBBr). Atua nos temas de banco de dados não-convencionais, sistemas de informação, web semântica e ontologia aplicada a biodiversidade. Andréa Côrrea Flôres Albuquerque é graduada em Processamentos de Dados pela Universidade Federal do Amazonas – UFAM (1996). Pósgraduação Lato Sensu em TeleInformática na UFAM (1999). Mestrado em Informática pela UFAM (2011). Doutoranda do Instituto de Computação da UFAM e pesquisadora colaboradora do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia no Núcleo de BioGeo Informática do PPBio. Atua nos temas: banco de dados, sistemas de informações, modelagem de dados, ontologias e extração semântica.

158

livro cenarios MIOLO.indb 158

07/10/2014 16:39:14

Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos

Para saber mais sobre o assunto Publicações SANTOS, J L C, DE BY, R A, MAGALHÃES, C. “A Case Study of INPA’s Bio-DB and an Approach to Provide an Open Analytical Database Envi-ronment”. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, 33 (B4): 155-163, 2000. SANTOS, J L C, “A Biodiversity Information System in an Open Data/Metadatabase Architecture” Ph. D. Thesis. International Institute For Geo-Information Science and Earth Observation. Enschede, The Netherlands, June, 2003. ISBN 90-6164-214-0. Manual do usuário http://cenarios.inpa.gov.br/mopora/docs/demo.pdf Site Mo Porã Projetos Mo Porã do Projeto Cenários: http://cenarios.inpa.gov.br/mopora/ Mo Porã do Programa LBA: http://lba.inpa.gov.br/mopora Mo Porã da Rede CTPetro Amazônia: http://projetos.inpa.gov.br/mopora/

159

livro cenarios MIOLO.indb 159

07/10/2014 16:39:14

livro cenarios MIOLO.indb 160

07/10/2014 16:39:14

V livro cenarios MIOLO.indb 161

PERSPECTIVAS

07/10/2014 16:39:16

livro cenarios MIOLO.indb 162

07/10/2014 16:39:16

14 Formação e fixação de recursos humanos na Amazônia Thaise Emilio, Fernanda Coelho de Souza, Livia Naman, Ana Sofia Souza de Holanda, Laszlo Nagy e William E. Magnusson A baixa densidade populacional da Amazônia e seu atual estado de conservação oferecem uma oportunidade quase única de planejar a sua ocupação antes que esta se intensifique. Ao mesmo tempo, as pressões crescentes sobre os recursos naturais da região requerem a resposta imediata para problemas complexos, como prever quais serão as consequências de ações humanas sobre o clima e biodiversidade em diferentes escalas. No entanto, os recursos humanos suficientemente qualificados disponíveis na região não atendem as demanda mínimas para gerar e colocar em pratica o conhecimento produzido oferecendo subsídios para que o desenvolvimento regional ocorra de maneira sustentável. O caminho mais curto para resolver esta equação está na formação de pessoas altamente capacitadas em estudos ambientais, na atração de pessoas altamente qualificadas e no fornecimento de oportunidades e incentivos para que estas pessoas se fixem na região. A Amazônia sofre com uma imensa defasagem histórica na formação de recursos humanos qualificados. Na região norte do Brasil, cuja maior parte do território é Amazônia brasileira, vive cerca de 8% dos brasileiros e é produzido 10% do PIB nacional. No entanto, apenas cerca de 5% dos estudantes e profissionais de pesquisa estão na região1. Apesar de englobar nove estados e representar mais de 60% do território Nacional, apenas 4.8% dos cursos brasileiros de mestrado acadêmico, doutorado e mestrados profissionalizantes estão sediados na região Norte3 o que evidencia um menor investimen-

to proporcional. Os dados de censo do CNPq entre os anos 2000 e 2010 indicam que a pesquisa na região norte tem crescido. O número de estudantes na região aumentou de 1.280 para mais de dez mil e o número de pesquisadores doutores passou de 705 em 2000 e para 3.877 em dez anos. Isso representa um aumento de mais de 300% destes indicadores no período. No entanto, o contingente de mestres e doutores na Amazônia ainda é muito baixo comparado a outras regiões do país. O crescimento recente no número de estudantes e pesquisadores doutores

163

livro cenarios MIOLO.indb 163

07/10/2014 16:39:16

Emilio et al. na região representa um importante avanço, mas está longe de recuperar a região da defasagem histórica na formação de recursos humanos. A região Norte é a que mais cresce em população no país (Figura 1), mas o crescimento na formação de recursos humanos apenas acompanha o crescimento populacional. Comparativamente a região Sudeste (a mais desenvolvida do país), as regiões Nordeste e Sul apresentam tendências de crescimento do número de pesquisadores doutores proporcionalmente maiores do que o de crescimento da população, enquanto nas regiões Centro-Oeste e Norte esta tendência apenas acompanha o crescimento populacional. Se esta tendência for mantida em longo prazo, as assimetrias en-

tre a região Norte e as demais regiões do país serão ainda mais acentuadas a prejuízo da região e com consequências para o desenvolvimento da Amazônia.

Lacunas

e contribuições para a

formação de recursos humanos

As lacunas de capacitação na Amazônia são enormes em relação às oportunidades de formação de recursos humanos em outras regiões do país. Na Amazônia, o gargalo desta capacitação esta associado aos diferentes níveis do conhecimento. As lacunas ocorrem desde a formação de mestres e doutores à formação de técnicos especializados e outros profissionais de apoio à pesquisa. A atualização e a capacitação de técnicos atuantes também pode maximi-

Figura 1. Comparação das taxas de crescimento populacional e do número de doutores entre as regiões. NE = Nordeste, S = Sul, SE = Sudeste, CO = Centro-Oeste, N= Norte.

164

livro cenarios MIOLO.indb 164

07/10/2014 16:39:19

Formação e fixação de recursos humanos na Amazônia zar e garantir um serviço de qualidade, mas a participação destes profissionais em geral não é incentivada ou as oportunidades pouco atrativas. A defasagem na formação de recursos humanos na Amazônia está associada não só ao baixo investimento em capacitação, mas também à centralização da formação. A região Amazônica engloba uma diversidade de potencialidades cientifica, política, cultural e econômica. Esta diversidade resultam em diferentes demandas por formação de recursos humanos e requerem diferentes soluções. Grande parte das atividades de formação de recursos humanos na Amazônia é pontual, e principalmente concentrado próximo aos grandes centros de pesquisa, propiciando pouco ou nenhum apoio a demanda no interior dos estados. O desafio logístico que a Amazônia oferece exige a descentralização e o direcionamento do processo de capacitação, garantindo a formação de técnicos e gestores especializados e de apoio à pesquisa que possam suprir não apenas a demanda das instituições de pesquisa, como também contribuir de maneira efetiva nas atividades associadas a outros segmentos do setor público e empresarial, gerando emprego, renda e inclusão social. O Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBio) e o Centro de Estudos Integrados da Biodiversidade Amazônica (CENBAM) têm um papel estratégico na integração de programas de capacitação de recursos

humanos nos diferentes níveis de formação no âmbito da bacia Amazônica. O PPBio-CENBAM tem atuação em todos Estados da Amazônia brasileira e durante a sua vigência foram realizados 76 cursos, com mais de 900 participantes, incluindo funcionários de agências ambientais, professores e estudantes universitários, técnicos de empresas privadas e moradores de comunidades locais. Os cursos e atividades de capacitação oferecidos pelo PPBio tiveram início 2005 e aumentaram gradativamente conforme a demanda, tanto em abrangência quanto em número de cursos (Figura 2) O Programa de Pesquisa em Biodiversidade vem atuando na formação de recursos humanos nos diferentes níveis de conhecimento. Conforme demandas específicas são oferecidos treinamento e capacitação para funcionários de agencias ambientais, grupos de comunitários, estudantes e professores universitários (Figura 3). No âmbito acadêmico, mais de 102 alunos realizaram suas dissertações e teses dentro do Programa, contribuindo diretamente para o desenvolvimento de protocolos para estudos de impactos ambientais e monitoramento da biodiversidade. Apenas no Programa de Pós graduação em Ecologia no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia o PPBio contribuiu com a formação de 22 mestres e mais de 10 doutores. Os desafios logísticos que a Amazônia oferece exigiram a integração de uma rede de capacitação que permitis-

165

livro cenarios MIOLO.indb 165

07/10/2014 16:39:19

Emilio et al.

Figura 2. Aumento no número de cursos e capacitação oferecidos pelo PPBio/ CENBAM no período de 2005 a 2013.

se que o treinamento e conhecimento chegassem aos diferentes estados da região. A criação dos diversos núcleos regionais e a capacitação de pessoal nestes núcleos permitiu criar um efeito multiplicador, onde o pessoal já capacitado passou a ministrar cursos, contribuindo para a descentralização dos treinamentos, além de representar um grande potencial de capacitação nas áreas mais remotas. O PPBio/CENBAM têm atuado ativamente na capacitação de recursos humanos nos diversos níveis do conhecimento, no entanto, o grande desafio consiste em suprir a grande

demanda por novos cursos e treinamentos. O sistema de monitoramento da biodiversidade usado pelo PPBio/ CENBAM foi adotado como padrão por agências nacionais e designado como padrão no “The Rainforest Standard” lançado na Rio+20 para monitoramento da biodiversidade em projetos REDD++. Atualmente, o IBAMA, o ICMBio e o SFB exigem protocolos padronizados para estudos de impactos ambientais, monitoramento de unidades de conservação e monitoramento de concessões florestais na Amazônia. O PPBio em parceria com o CENBAM tem colaborado com a formação de recursos humanos

166

livro cenarios MIOLO.indb 166

07/10/2014 16:39:21

Formação e fixação de recursos humanos na Amazônia

a e f

h

b

i j

c

d g

k

Figura 3. Cursos de capacitação PPBio/CENBAM: (a, b): Curso básico RAPELD e monitoramento da biodiversidade voltado para gestores de agencias ambientais, realizado em março de 2012; (c): oficina sobre levantamentos da biodiversidade para a tomada de decisões sobre o uso da terra, destinado a funcionários de agências ambientais, consultores e pesquisadores; (d, f, g, k): Curso de instalação de transectos e parcelas permanentes para levantamento e monitoramento da biodiversidade, voltado a comunitários na Floresta Nacional de Tefé, maio de 2013; (e): oficina de banco de dados destinada a gestores ambientais e pesquisadores, maio de 2011; (h): curso de monitoramento de grupos alvos, voltado para analistas ambientais, outubro de 2012; (i): oficina sobre gerenciamento de dados de levantamentos da biodiversidade destinado a consultores, pesquisadores e alunos de pós-graduação, agosto de 2011; (j): curso de gerenciamento, documentação e disponibilização de dados biológicos destinada alunos de graduação e pós-graduação no núcleo regional Acre, novembro de 2012.

167

livro cenarios MIOLO.indb 167

07/10/2014 16:39:37

Emilio et al. nestas agências, mas elas não tem programas de capacitação para seus analistas, nem para as empresas de consultoria, resultando na perda da maior parte do investimento na avaliação e monitoramento da biodiversidade no país. Todo o pessoal capacitado faz parte de um cadastro de técnicos em biodiversidade. Entretanto, estes números não são suficientes para suprir as demandas atuais. O PPBio/CENBAM já identificaram demandas em todos os estados amazônicos para capacitação em biotecnologia, genética, bioinformática, monitoramento, análises econômicas e transferência de tecnologia. No entanto, ainda é um desafio incluir um diagnóstico local inicial para aproveitar a capacitação instalada e delinear um programa que atenda todas as demandas da cadeia de produção de conhecimento. As atividades de treinamento e educação do programa LBA são reconhecidas como um dos principais resultados e legados. Foram mais de 900 estudantes formados, incluindo 380 graduandos, 297 mestrandos e 241 doutorandos, em sua maioria brasileiros, ligados a instituições amazônicas. Para aprimorar o treinamento de jovens cientistas, atraídos pelo LBA, o CNPq criou um programa especial de bolsas. Três cursos de graduação (um hoje descontinuado), quatro de mestrado e dois de doutorado foram originados no âmbito do LBA, todos em estados da Amazônia. Além das

motivações científicas, esses recursos humanos, agora disponíveis na região, representam um fator positivo crucial para a implementação da segunda fase do programa. O banco de dados do LBA contém 612 teses de mestrado e doutorado que foram terminados entre 1997 e 2013, ligado aos projetos LBA ou projetos associados. Este número é maior quando se considera teses completados pelos alunos estrangeiros em instituições fora do Brasil, cujos trabalhos foram ligados parcialmente aos projetos de pesquisa implementada na Amazônia. O LBA contribuiu a formação de programas de pós-graduação na Amazônia. O programa de pós-graduação em Física Ambiental do Instituto de Física da Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá começou formar mestrandos em 2002; desde 2008 também forma doutorandos. O total de mestres formados entre 2002 e 2009 foi 111; 31 alunos começaram cursar no programa de doutorado entre 2008 e 2010. O programa de pós-graduação em Ciências Ambientais, em colaboração entre o MPEG, UFPA e EMBRAPA, Belém foi iniciado em 2005 como sendo um curso de mestrado de novo tipo, interdisciplinar e multi-institucional, centrado nas questões ambientais da Amazônia, aberto às demandas da sociedade, e forma pesquisadores da região dirigidos para a área temática de Clima e Dinâmica Sócio-Am-

168

livro cenarios MIOLO.indb 168

07/10/2014 16:39:37

Formação e fixação de recursos humanos na Amazônia biental na Amazônia, proporcionando-lhes, ao mesmo tempo, sólida formação específica em suas áreas particulares de investigação e uma visão generalista e sistêmica do problema ambiental da Amazônia. Até 2011 53 mestrados foram concluídos. O programa de pós-graduação em clima e ambiente (CLIAMB)iniciou em 2007 em colaboração entre o INPA e a UEA, Manaus. O programa é oferecido nos níveis de mestrado e doutorado, e tem por objetivo tratar às questões dos impactos climáticos e ambientais na Amazônia advindos das mudanças de uso da terra na região e das mudanças climáticas globais de forma multi e interdisciplinar na formação e treinamento de recursos humanos. Até do início de 2011, 15 mestrados e 1 doutorado foram formados. O programa de pós-graduação em recursos naturais da Amazônia, UFOPA, Santarém se iniciou em 2009 com 10 alunos matriculados, sendo que sete já passaram pela qualificação. A turma de 2010 tem 20 alunos, sendo que cinco deles são provenientes da primeira turma de Física Ambiental formada em 2009.

Fixação de recursos humanos Grandes avanços têm sido feitos em termos de aumento da qualidade na formação de recursos humanos na Amazônia. Parte da responsabilidade pelo baixo crescimento proporcional de recursos humanos especializados

na região está na capacidade de absorver profissionais. A cada ano, centenas de estudantes e pesquisadores chegam à região, principalmente por meio dos programas de pós-graduação e grandes projetos da Amazônia. No entanto, grande parte destes não é fixada for falta de oportunidades ou por melhores ofertas em outras regiões, balanceando assim o fluxo migratório na região (Figura 4). Um levantamento recente da situação dos bolsistas egressos dos grandes projetos da Amazônia (LBA/PPBio-CENBAM/GEOMA/Cenários)2 mostra que cerca de 40% dos egressos atuam hoje em outras regiões do país. Destes, mais de 90% indicaram que o treinamento realizado durante o seu período como bolsista foi fundamental para exercer a função atual. Grande parte dos egressos destaca que a bolsa obtida os motivou a seguir carreira científica. Os egressos também destacam a importância da experiência em grandes projetos para o treinamento em atividades de gestão e coordenação, vivência pessoal e profissional e desenvolvimento de habilidades técnicas empregadas na sua ocupação atual. Conjuntamente, todo este panorama da formação e atual ocupação dos bolsistas egressos levanta uma questão importante. Se o treinamento obtido durante o período como bolsista foi fundamental para a atividade exercida atualmente e a região Norte é carente de profissionais qualificados por que estas pessoas foram parar em outras

169

livro cenarios MIOLO.indb 169

07/10/2014 16:39:37

Emilio et al.

Figura 4. Fluxo migratório de bolsistas egressos dos grandes projetos da Amazônia (LBA/PPBio-CENBAM/GEOMA/Cenários). A direção das setas representa o resultado da migração. Regiões com setas partindo da região Norte receberam mais estudantes/pesquisadores do que enviaram e regiões com setas chegando na região Norte enviaram mais estudantes/pesquisadores do que receberam. Setas tracejadas representam regiões cuja imigração foi igual à emigração entre as regiões. A espessura das setas repre-senta o volume de migração entre as regiões.

regiões? A resposta é simples. Faltam vagas. No entanto, a solução não é trivial. As instituições de pesquisa, com apoio de órgãos de fomento estaduais e federais estão tentando solucionar esta situaçãopor meio da oferta de bolsas. No entanto, bolsas de pesquisa não devem ter a finalidade fixar profissionais com alto nível de formação e sim de apoiar a sua formação. Além disso, bolsas de pesquisas não podem fixar os egressos por muito tempo e não são capazes de competir com propostas de trabalho fixo em outras regiões.

A oferta de vagas nas universidades e institutos de pesquisa na região ainda é insipiente, mesmo diante perspectivas de aposentadoria de grande de parte do quadro de professores e pesquisadores nos próximos anos. Além disso, o aumento carga de gestão de projetos, dados e pessoas em decorrência da exigência cada vez maior de trabalho em redes de pesquisa colaborativa, muitas vezes multidisciplinares e interinstitucionais deixam evidente a necessidade cada vez maior de outros profissionais na carreira de ciência e tecnologia dentro destas instituições.

170

livro cenarios MIOLO.indb 170

07/10/2014 16:39:43

Formação e fixação de recursos humanos na Amazônia

Pesquisa integrada e a estrutura de pesquisa

Novas ligações interdisciplinares estão evoluindo ao passo que a importância do estudo integrado entre ciências ambientais e humanas aumentam4. A solução de problemas complexos tem demandado cada vez mais que exista interdisciplinaridade na pesquisa científica. Pesquisa científica orienta políticas públicas e cada vez mais seus produtos estão fazendo parte do dia-a-dia do mercado produtivo com a inserção de profissionais com pós-graduação na iniciativa privada. Além da dificuldade natural de cruzar barreiras entre áreas do conhecimento para criar soluções integradas, os desafios e possibilidade de atuação crescem exponencialmente com o número de áreas, pessoas e conexões envolvidas. A experiência dos grandes projetos indica que é necessário o desenvolvimento de um sistema com outros níveis de organização, como mostrado na Figura 5.No entanto, a estrutura de pesquisa atual permanece centralizada no personagem do pesquisador especialista que pode contar ou não com o apoio de técnicos especializados, como mostrado nos quarta e quinta níveis de organização na Figura 5. Atualmente, esta estrutura existe informalmente uma vez que as lacunas na estrutura formal de pesquisa é preenchida por alunos de graduação, pós-graduação e bolsistas que exercem diferentes funções dentro desta estru-

tura para que a pesquisa em rede ocorra. Estes profissionais, na sua maioria mestres, estão sendo formados na região, mas raramente fixados. Após o seu período como bolsistas seguem para o doutorado sem o perfil ou interesse adequado ou ainda partem para atuar em outras regiões do país. Para que a pesquisa integrada realmente ocorra é fundamental o papel do coordenador. Este profissional deve responsável pelo planejamento estratégico e acompanhamento da rede. O coordenador deve ser assessorado por gestores de pesquisa, que são profissionais responsáveis por identificar as demandas e gargalos na rede e propor soluções. Toda informação coletada, produzida e armazenada também deve ser gerida por um profissional, representado aqui pelo gestor de informação. Este profissional tem como papel assessorar o coordenador, fazendo a ligação entre o conhecimento produzido dentro da rede pelos pesquisadores especializados e a coordenação da rede. Técnicos com especialidades e perfis diversos são essenciais. Técnicos especializados, técnicos de apoio à pesquisa (técnicos de campo, parataxônomos, técnicos de curadoria, técnicos de informática, e técnicos de divulgação científica, entre outros) também podem exercer dentro das redes um papel diferenciado atendendo a demandas orientadas por diferentes pesquisadores especialistas e atuando na integração entre diferentes pesquisas.

171

livro cenarios MIOLO.indb 171

07/10/2014 16:39:43

Emilio et al.

Figura 5. Estrutura de pesquisa necessária para que a pesquisa integrada ocorra na Amazônia. Caixas cinza e setas contínuas representam os profissionais e conexões que fazem parte formalmente da estrutura atual. Caixas brancas e setas tracejadas representam os profissionais necessários para que a pesquisa em rede ocorra, mesmo não existindo formalmente. Alunos de graduação, pós-graduação e bolsistas desempenham de maneiras informal e temporária estas funções para que a pesquisa em rede ocorra. A coordenação de redes é exercida por pesquisadores especializados em prejuízo ao seu tempo efetivo de pesquisa.

A descrição detalhada da área de atuação e perfil desejado para cada um dos profissionais de pesquisa pode ser consultada na Tabela 1. Esta tabela apresenta parte da demanda por profissionais que os grandes projetos da Amazônia têm identificado nos últimos anos.

Recomendações A formação de pessoal capacitado na Amazônia ainda é um grande entrave a se superar. Apesar das grandes redes de pesquisa existentes estarem cumprindo seu papel na formação de recursos humanos, estes estão sendo subaproveitados por falta de um siste-

172

livro cenarios MIOLO.indb 172

07/10/2014 16:39:46

Formação e fixação de recursos humanos na Amazônia Tabela 1. Descrição do perfil e atuação esperado para profissionais envolvidos em pesquisa integrada Função Coordenador de rede multidisciplinar

Gestor de informação

Gestor de pesquisa

Técnicos Especializados

Apoio à pesquisa

Atuação - coordenar redes verdadeiramente integradas e interdisciplinares; - ensino de trabalho em rede e pesquisa multidisciplinar. - integração de equipes para trabalho em redes; - organização de cursos de capacitação e atualização; - atualização e manutenção de banco de dados; - divulgação e comunicação cientifica - organização e preparação de informações para propostas de financiamento e relatórios técnicos. - integração de equipes para trabalho em redes; - gerenciamento de sítios de pesquisa e outras atividades coletivas; - organização de cursos de capacitação e atualização; - implementação e manutenção de infraestrutura de pesquisa; - organização e preparação de informações para propostas de financiamento e relatórios técnicos. - operação e manutenção de equipamentos; - triagem, processamento e análise de material em laboratório; - apoio a atividades coletivas de pesquisa envolvendo diversas instituições/grupos de pesquisa; - produção de material de apoio a pesquisa (manuais, mapas, etc.).

- realização de atividades de apoio em coleta de dados;

Perfil Doutor com experiência em pesquisa multidisciplinar e coordenação de projetos.

Mestre ou doutor com experiência em gestão de dados e pessoas.

Mestre ou doutor com experiência em logística, gestão de pessoas e gerenciamento de conflitos.

Graduados com treinamento para executar as atividades da sua função e disponibilidade para atuar em pesquisa em rede.

Ensino fundamental e médio com treinamento para executar as atividades da sua função e disponibilidade para atuar em pesquisa em rede.

173

livro cenarios MIOLO.indb 173

07/10/2014 16:39:46

Emilio et al. ma integrado estratégico para o desenvolvimento de pesquisa na Amazônia, região com grandes desafios logísticos e carência de profissionais capacitados. Um grande número de profissionais formados nos cursos de pósgraduação e nos grandes projetos da Amazônia atua no ensino superior ou em outras instituições de pesquisa. Os profissionais que não se adequam a este perfil ou não conseguem se fixar em uma das poucas vagas oferecidas passam a atuar em áreas distintas das de sua formação. A pesquisa na Amazônia somente será efetiva em gerar as informações necessárias para a tomada de decisões sobre o desenvolvimento econômico e social da região se as pesquisas estiverem inseridas em redes eficazes. No entanto, para atingir seu potencial, será necessário um novo sistema integrado de apoio às redes, com a fixação efetiva de pesquisadores e técnicos capacitados em gestão da ciência integrada.

Referências 1 Perfil da Região Norte no Diretório dos Grupos de Pesquisa no Brasil e no Fomento do CNPq (http://www.cnpq. br/web/guest/indicadores1, acesso em 23/12/2013) 2 Pesquisa sobre Situação dos Bolsistas Egressos LBA/PPBio/Geoma/Cenários (http://lba2.inpa.gov.br/site/pt/ bolsistas_egressos_lista, acessado em em 23/12/2013)

3. Amazônia: Desafio Brasileiro do século XXI a necessidade de uma revolução científica e tecnológica (http://www.abc.org.br/IMG/pdf/doc20.pdf ,acessado em 12/01/2014 4. SCOTT L COLLINS, STEPHEN R CARPENTER, SCOTT M SWINTON, DANIEL E ORENSTEIN, DANIEL L CHILDERS et al (2011). An integrated conceptual framework for long-term social–ecological research.Frontiers in EcologyandtheEnvironment 9: 351–357.

Sobre os autores Thaise Emilio é doutora em Ecologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, foi formada na região e nos oito anos de pesquisa na Amazônia desenvolveu pesquisas vinculadas as redes o PPBio, Geoma e LBA . Fernanda Coelho de Souza tem experiência com pesquisa e capacitação de recursos humanos na região Amazônica vinculadas ao Centro de Estudos Integrados da Biodiversidade CENBAM e ao Programa de Pesquisa em Biodiversidade PPBio. Livia Naman é mestre em Ciências de Florestas Tropicais pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, atua na gestão de repositório de dados ecológicos e capacitação de recursos humanos para gerenciamento e disponibilização de dados no âmbito dos projetos PPBio e CENBAM. Ana Sofia Sousa de Holanda é mestre em Botânica pelo Instituto Nacio-

174

livro cenarios MIOLO.indb 174

07/10/2014 16:39:46

Formação e fixação de recursos humanos na Amazônia nal de Pesquisas da Amazônia, é nativa e formada na região. Atualmente está vinculada como bolsista ao Centro de Estudos Integrados da Biodiversidade CENBAM e ao Programa de Pesquisa em Biodiversidade PPBio.

William Magnusson é Coordenador do INCT-CENBAM e o PPBio Amazônia Ocidental. Laszlo Nagy é Gerente Científico do Programa de Grande Escala da Biosfera - Atmosfera na Amazônia.

Para saber mais sobre o assunto Informações sobre a formação de recursos humanos na Amazônia pelos programas LBA, PPBio e pelo INCT-CENBAM podem der consultados nos sites abaixo: LBA: http://lba2.inpa.gov.br/site/pt/ PPBio: http://ppbio.inpa.gov.br/ CENBAM: http://ppbio.inpa.gov.br/cenbam/capacitacao

175

livro cenarios MIOLO.indb 175

07/10/2014 16:39:46

livro cenarios MIOLO.indb 176

07/10/2014 16:39:46

15 Pesquisa integrada na Amazônia: estado atual, desafios e perspectivas Flávio Luizão, Thaise Emilio, Marlucia Martins, Maria Isabel Escada, Silvana Amaral, Paulo Maurício Alencastro Graça, William Magnusson & Laszlo Nagy A Amazônia é o maior remanescente de floresta tropical do mundo e é reconhecida mundialmente pela sua grande biodiversidade. Dada extensão de suas florestas, a Amazônia exerce importante influência sobre processos ecossistêmicos globais (e.g. regulação do clima em escala global). Atualmente, a maior parte da Amazônia se encontra conservada em consequência da baixa densidade demográfica e precariedade da infraestrutura na região. As mesmas razões associadas ao atual estado de conservação da Amazônia são responsáveis pelos principais desafios da pesquisa na região. A baixa densidade demográfica e ocupação concentrada nas proximidades dos grandes centros urbanos fazem com que a maior parte da Amazônia seja remota e de difícil acesso. O aumento do número de estudos sobre biodiversidade e clima nos últimos anos tem revelado que além de grande em

extensão geográfica, as florestas da Amazônia apresentam também grande diversidade de condições e respostas entre regiões e escalas de estudo e este tem sido o principal limitante para extrapolar o nosso entendimento dos processos da escala de estudo para as dimensões necessárias para planejamento de uso e conservação dos recursos naturais. Ao mesmo tempo, as perspectivas de desenvolvimento e ocupação da Amazônia tornam urgente que sejam dadas respostas diretas sobre a representatividade e o impacto esperado sobre uma biodiversidade e processos ecossistêmicos que ainda ignoramos. Este panorama, somado à carência de recursos humanos na região resulta em um conhecimento ainda localizado e fragmentado sobre este importante Bioma e que tem se mostrado insuficiente para orientar políticas públicas e a tomada de decisões por gestores.

177

livro cenarios MIOLO.indb 177

07/10/2014 16:39:46

Luizão et al. Cerca de 60% da Amazônia está em território brasileiro o que coloca o Brasil em posição estratégica para definir o destino deste importante Bioma. Diante deste desafio - e também da responsabilidade que isso representa - o governo brasileiro fomentou a realização do projeto “Cenários para a Amazônia”. O projeto Cenários teve por objetivo contribuir com conhecimentos inéditos sobre a Amazônia para alimentar a discussão e avaliação dos diferentes cenários de alteração ambiental resultantes tanto da mudança de uso e cobertura da terra na região quanto de mudanças climáticas globais. O foco principal do projeto Cenários foi integrar ações e preencher lacunas para a integração dos três grandes programas de pesquisa do Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação em clima (LBA), biodiversidade (PPBio) e modelagem socioambiental da Amazônia (GEOMA) orientando a geração, síntese e integração de dados recentes para produzir cenários mais completos sobre a Amazônia, capazes de orientar as diretrizes e políticas públicas de conservação ambiental e desenvolvimento sustentável. Durante este processo, os pesquisadores envolvidos enfrentaram desafios de naturezas científicas a gerenciais que levaram a reflexões sobre o estado atual, desafios e perspectivas para estudos integrados na Amazônia brasileira. As principais contribuições do projeto, desafios e perspectivas resultantes dente processo são apresentadas a seguir.

Contribuições do projeto Cenários para a pesquisa integrada na

Amazônia Congregando três programas estruturantes para a pesquisa sobre a Amazônia (LBA, GEOMA e PPBIO), o Projeto “Cenários para a Amazônia: Uso da Terra, Biodiversidade e Clima” (MCTI/INPA-INPE-MPEG-LNCC/ FINEP) criou oportunidade para identificar o alto potencial de complementaridade destes programas, ao mesmo tempo em que constatou a grandeza do desafio que é a integração de áreas disciplinares distintas. Desafios estes muitas vezes aumentados diante da imensidão geográfica da Amazônia, carência de recursos humanos qualificados e a má distribuição geográfica dos núcleos de competência científica e acadêmica e o isolamento relativo dos seus núcleos urbanos pela precariedade das vias de acesso, tanto fluviais quanto terrestres ou aéreas (Box 1). Apesar dos desafios enfrentados, avanços científicos importantes para a construção de cenários futuros para a Amazônia emergiram do projeto Cenários (Capítulos 1 a 13). No entanto, a contribuição mais relevante do projeto Cenários talvez não esteja relacionada ao conhecimento produzido até então, mas sim em identificar gargalos e pavimentar o caminho para que uma pesquisa realmente integrada aconteça na Amazônia. De maneira geral, identificamos que a nossa habilidade de construir bons modelos para a produção de Cenários para a Amazônia é limitada por:

178

livro cenarios MIOLO.indb 178

07/10/2014 16:39:47

Pesquisa Integrada na Amazônia

Box 1. Dificuldades

operacionais logísticas, de recursos humanos e

de aplicação de recursos financeiros

Além das dificuldades intrínsecas associadas à integração de áreas distintas do conhecimento, dificuldades operacionais logísticas e de aplicação de recursos financeiros ameaçaram muitas vezes o cumprimento das metas físicas do projeto Cenários. Algumas das principais dificuldades foram identificas e são apresentadas a seguir de modo a guiar soluções definitivas para estes questionamentos: 1. Como efetuar um elevado número de excursões de campo pelo interior da Amazônia (previstas e aprovadas na proposta original), com viagens que duraram semanas por localidades sem acesso a serviços bancários, percorrendo 1.500 ou 2.000 quilômetros por rios e estradas (geralmente precárias) sem ter em mãos recursos que permitam pagar em espécie combustível, aquisição de itens alimentares perecíveis, barqueiros, motoristas, auxiliares de campo, reparos e lubrificação de veículos e outros serviços e bens necessários à coleta de amostras, dados e informações? 2. Como adquirir materiais e equipamentos de qualidade adequados e com rapidez se os procedimentos da conveniente (fundação de apoio ou instituição de pesquisa do governo federal) têm que seguir regras rígidas de compras pelo menor preço ofertado (geralmente resultando na compra de materiais e equipamentos de baixa qualidade), em licitações nacionais (e não locais ou regionais, onde a pesquisa será feita ou onde estão as instituições solicitantes)? 3. Como garantir qualidade e continuidade de trabalhos de triagem e análise de amostras coletadas no campo, bem como de coleta, armazenamento e certificação de dados obtidos se não é permitido o contrato de pessoas físicas qualificadas em regime de trabalho por tempo determinado, compatível com as necessidades do projeto? 4. Como garantir apoio técnico para coleta, triagem e análises (incluindo análises físicas e químicas) de um volume massivo de amostras se a alocação de pessoal adicional ao quadro dos institutos para estas atividades só pode ser feita por meio de bolsas pouco atrativas (de baixo valor e tempo limitado) para profissionais com o perfil técnico adequado? 5. Como obter todos os dados climáticos (e ambientais) que necessitamos no projeto em muitas localidades ou micro-regiões que não têm infraestrutura (e.g. estações climatológicas) alguma de coleta de dados a uma distância razoável que permita sua inclusão nos modelos com que trabalhamos no projeto?

179

livro cenarios MIOLO.indb 179

07/10/2014 16:39:47

Luizão et al. (1) pela ausência de dados acoplados (i.e. dados coletados nos mesmos locais e em escalas espaciais e temporais compatíveis) de clima, biodiversidade e uso da terra; (2) pela cobertura espacial deficitária (i.e. muitos dados coletados ao redor dos grandes centros e grandes lacunas nas demais regiões); (3) pela escassez de recursos humanos qualificados e disponíveis para trabalhar na curadoria e análise dos dados existentes e na coleta de dados complementares necessários para produzir novos conhecimentos. Identificamos essas limitações com a falta de políticas científicas bem definidas pautadas não só pelo incentivo à inovação, mas também à continuidade das ações bem sucedidas e fixação das pessoas com a competência e treinamento adequado. Endereçar essas limitações adequadamente é a base para a consolidação de pesquisa científica integrada e aplicada aos problemas atuais. Continuidade é o requisito fundamental para atingir metas ambiciosas como as propostas pelo projeto Cenários e também para orientar uma ampla gama de políticas públicas associadas a respostas de mais longo prazo. Neste sentido, o destino do projeto Cenários pode não ser diferente do de outros grandes projetos bem sucedidos (veja Box 2 para perspectivas de continuidade do projeto Cenários) que após vencidas as dificuldades iniciais perde o seu caráter inovador e os avanços obtidos na sua fase inicial retrocedem por falta de continuidade. As soluções para garantir continuidade e inovação diante

do dinamismo das demandas do mundo atual para respostas aos problemas ambientais demandam novos caminhos e procedimentos para alavancar as pesquisas integradas na Amazônia, que ultrapassam as dimensões do projeto Cenários. Isso nos motivou a organizar a nossa experiência em torno de cinco eixos estruturais da política de CT&I (Tabela 1) que acreditamos que precisam ser fortalecidos de modo a viabilizar pesquisas realmente integradas na Amazônia e no Brasil como um todo, conforme detalhado a seguir.

Formalização de sistema de gestão em CT&I

misto

No sistema nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação (CT&I), seria essencial estabelecer claramente um sistema misto e bem definido com programas de pesquisa e de estabelecimento de infraestrutura (física e de pessoal), com financiamento ininterrupto, além das atividades de pesquisa que devem ser fomentadas com base em projetos com prazos de atuação definidos e competitividade acadêmica. É essencial manter uma compreensão diferenciada do que é um programa e o que são os projetos. Os programas destinam-se a estabelecer condições básicas para atingir um objetivo superior. Por exemplo, é objetivo do PPBIO - Programa de Pesquisa em Biodiversidade aprofundar o conhecimento sobre a distribuição, a diversidade e o uso potencial dos organismos vivos do Brasil; o da rede GEOMA é desenvolver modelos

180

livro cenarios MIOLO.indb 180

07/10/2014 16:39:47

Pesquisa Integrada na Amazônia Tabela 1. Eixos estruturais da política de CT&I fundamentais para a realização de pesquisa integrada. Eixo

Atuação

Formalização de sistema misto de gestão em C&T

Distinção clara de políticas científicas voltadas para ações estratégicas (foco dos programas e redes de infraestrutura) e de inovação (foco dos projetos), com gestão e avaliação de produtividade condizente com as finalidades de cada ação;

Consolidação de programas de pesquisa

Fomento de atividades estratégicas de financiamento ininterrupto, com dotação orçamentária própria atrelada a metas a curto prazo (2 anos) médio (5 a 10 anos) e longo prazo (10 a 50 anos)

Criação de redes de infraestrutura

Estabelecimento e manutenção de infraestrutura física e de pessoal para monitoramento ambiental, climático e de biodiversidade com dotação orçamentária própria para manutenção de infraestrutura em longo prazo;

Formalização da carreira em C&T dentro dos programas

Permitir contratação de profissionais por período compatível com as diferentes metas dos programas de curto (2 anos) médio (5 a 10 anos) e longo prazo (10 a 50 anos) para realização de atividades estratégicas de maneira continuada.

Definição de política de transferência de informação

Fomento de atividades de transferência de informação dos programas, projetos e redes de pesquisa e monitoramento para os cidadãos e gestores com apoio explícito e dotação orçamentária para a comunicação científica destinada a diferentes públicos e veículos de informação.

computacionais para prever a dinâmica espaço-temporal dos sistemas ecológicos-econômicos para a formulação e acompanhamento de políticas públicas; e o do LBA é compreender as relações biosfera-atmosfera na Amazônia. Ao conduzirmos o Projeto Cenários, uma reflexão nos fez perceber algumas fragilidades dos três programas que embasaram o projeto, especialmente no que diz respeito à compreensão do que é um programa estruturante e no que ele se diferencia de projetos de pesquisa. Projetos devem ter uma flexibilidade maior para ter inovação, mas os programas têm que perseguir objetivos superiores, que devem ser estruturantes. As condições providas pelos pro-

gramas devem ser basais, universais e não devem sofrer descontinuidade, enquanto que os projetos devem ser continuados por editais, mas sem comprometer a estrutura básica dos programas. Para os programas desenvolvidos na Amazônia, as condições basais mínimas se referem principalmente em facilitar o acesso e dar mobilidade às pessoas e grupos de pesquisa, garantir apoio permanente às atividades de campo (tanto para instalação de infraestrutura de acesso como para prover equipamentos), registros de dados (estabelecimento de infraestrutura e apoio às atividades das coleções científicas e laboratórios) e suporte continuado aos

181

livro cenarios MIOLO.indb 181

07/10/2014 16:39:47

Luizão et al. estudantes através de programas específicos de dotação de bolsas para cada programa. As ações dos programas também devem ser orientadas para a diversificação e ampliação da cobertura geográfica das atividades de pesquisa, apoiando os núcleos regionais de pesquisa. Estruturados desta forma, os programas oferecerão condições adequadas ao desenvolvimento de projetos inovadores que poderão alavancar análises integradoras que levem a ampliação da percepção do que é a Amazônia em sua dinâmica histórico-evolutiva, incluindo os cenários de mudanças atuais e futuras (Figura 1).

Projetos de pesquisa por sua vez são formulados para responder às questões científicas específicas norteadas por desafios que devem ser superados pela pesquisa proposta, em um período de tempo pré-estabelecido. Programas estruturantes podem (ou não) funcionar como nucleadores de projetos de pesquisa. A infraestrutura gerada pelos programas, como trilhas permanentes de acesso, parcelas permanentes demarcadas, a disponibilidade de um conjunto de dados básicos (de solo, vegetação e clima) e a manutenção de estradas de acesso, acaba por atrair projetos de pesquisas.

Box 2. Perspectivas para continuidade A continuidade das atividades do projeto Cenários depende da aprovação do Termo de Referência (TR) apresentado ao MCTI em 2010, mas sem perspectivas de aprovação até o momento. A continuidade do projeto teria diversas vantagens em relação a se começar algo inteiramente novo para a região: a. Começaríamos as atividades da fase 2 do projeto de onde paramos, especialmente no tange ao objetivo central do Cenários: a integração dos programas GEOMA, PPBio e LBA. As colaborações na interdisciplinaridade levam tempo para maturar e a renovação de projetos deve levar isso em consideração e dar continuidade a processos de aproximação que já se iniciaram; b. Projeto já nasceria integrado até um ponto razoável, com o que foi obtido na primeira fase, com enorme potencial para seguir integrando os resultados e ações dos três programas de pesquisa. A segunda fase nasceria do ponto de onde terminamos já que é difícil integrar um projeto no seu final, é mais fácil fazer isso desde o começo; c. Projeto Cenários desenvolveu uma importante pesquisa sócioeconômica que costuma ficar à margem das pesquisas dos grandes projetos e programas, isto poderia ser ampliado em uma segunda fase, com grande potencial de contribuição às políticas públicas;

182

livro cenarios MIOLO.indb 182

07/10/2014 16:39:47

Pesquisa Integrada na Amazônia Bons exemplos disso podem ser vistos, em vários dos Núcleos Regionais do PPBio e dos sítios principais de pesquisa do LBA. Em destaque neste aspecto está o projeto “Cenários para Amazônia” cujo principal desafio, em sua primeira versão, representou o primeiro passo para a integração dos programas de pesquisa direcionada a orientar as políticas públicas para a região no contexto de desenvolvimento nacional. As iniciativas bem sucedidas de projetos como as do projeto Cenários podem ser incorporadas as ações dos programas, mas não substituí-las.

A ausência de uma distinção clara das especificidades gerenciais de programas de pesquisa faz com que aspectos importantes dos programas de pesquisa sejam perdidos gerencialmente quando são confundidos com projetos, o que tira deles seu caráter estruturante, especialmente em quatro pontos: (1) infraestrutura, com destaque para a sua manutenção e a infraestrutura de acesso; (2) fixação de pessoal, com destaque para o pessoal de apoio ao programa, que não deveria depender de bolsas e sim de contratos de longa duração; (3) pesquisa e treinamento, com destaque para pro-

Box 2. Continuação d. O forte investimento em Treinamento e Educação da primeira fase (e dos programas de pesquisa envolvidos) poderia ser continuado e aperfeiçoado, contribuindo para qualificar a tão necessária massa crítica para o desenvolvimento sustentável da Amazônia; e. Dar-se-ia sequência à criação de núcleos de pesquisa (como o de Humaitá, AM, pelo Projeto Cenários e os vários ligados aos Escritórios Regionais do LBA e aos Núcleos Regionais do PPBio) e ao fortalecimento dos núcleos já existentes, mantendo o estímulo aos grupos emergentes e facilitando o surgimento de novos grupos de pesquisa em regiões carentes de pesquisa no interior da Amazônia; f. Ampliaria e solidificaria a adoção de uma política de distribuição de dados, iniciada pelo Programa LBA e continuada com o Geoma, PPBio e Cenários, já que a integração demanda que os dados estejam disponíveis. A integração requer um esforço político para que a colaboração seja sentida como tal e, para um projeto, o ideal seria partir de dados já gerados para poder integrar. Há um enorme potencial de disponibilização dos dados climáticos pelo projeto Cenários, aplicando novos modelos para rodar modelos retroativos de clima, mas isto exigirá um Investimento alto na disponibilização e padronização de dados para gerar uma estrutura consistente de banco de dados.

183

livro cenarios MIOLO.indb 183

07/10/2014 16:39:48

Luizão et al.

Figura 1. Proposta de sistema integrado de pesquisas para a Amazônia onde Programas e Projetos de pesquisa tem papéis complementares

gramas de bolsas exclusivos dos programas para garantir a continuidade das atividades estratégicas de pesquisa e treinamento; (4) continuidade, com destaque a formas alternativas de avaliação, pois em atividades estruturantes de programas de pesquisa ou de monitoramento bem conduzidos em prazos mais longos, a coleta de dados pode não gerar artigos científicos de alto impacto (como a dos monitoramentos) a curto prazo, mas têm um valor agregado muito grande porque, quando são associados a outros conjuntos de dados, geram conhecimento de ponta a longo prazo.

Consolidação

de programas de

pesquisa

A pesquisa integrada é facilitada quando a infraestrutura de pesquisa e bases de dados existentes possibilitam a sobreposição de diferentes interesses de pesquisa. Por isso, identificamos ser importante orientar a gestão do desenvolvimento científico da região para o fortalecimento de programas estruturantes que garantam de forma contínua a infraestrutura necessária à manutenção de um sistema eficiente de pesquisa. Para isso, programas de pesquisa não deveriam estar gerencialmente atrelados ao sistema atual adotado pelo Conselho Nacional de

184

livro cenarios MIOLO.indb 184

07/10/2014 16:39:52

Pesquisa Integrada na Amazônia Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), cuja política foi delineada para atender especificidades de fomento dos projetos e não dos programas. A estrutura gerencial dos programas deve ser organizada como tal, e não como se fosse um projeto de pesquisa de curta duração, para garantir que as metas (por ex., de conhecimento da biodiversidade de uma dada região) sejam atendidas. Os programas devem ter protocolos de pesquisa e de coleta de dados que devem ser seguidos por longo prazo e devem ter uma gerência não dependente dos projetos e/ou das instituições coordenadoras dos projetos para que essas metas sejam atingidas. Tais metas não podem depender de projetos e de artifícios como a inclusão de atividades dos programas dentro de projetos de pesquisa no modelo CNPq. Um exemplo que pode ser citado para ilustrar essa situação é o PELD (Pesquisa Ecológica de Longa Duração), inicialmente planejado para ser um programa de pesquisa que deveria acompanhar e manter os sítios de longo prazo estabelecidos. Como o PELD se converteu em um edital de pequenos projetos de pesquisa não pode mais fazer manter essas atividades, pois os projetos não podem cumprir os requisitos definidos no programa. Programas de pesquisa, devido à sua infraestrutura (física e de pessoal) e seus bancos de dados, podem ser nucleadores para um sem-número de projetos de pesquisa, formando as desejadas redes produtivas de pesqui-

sas integradas e de alta qualidade. O que necessitamos agora é encontrar uma forma de gerenciar os recursos dos grandes programas e projetos de pesquisa para a Amazônia. Parece-nos que o CNPq tem sido usado como um paliativo, mas claramente não consegue atender às demandas da região. Uma possível proposta para superar os problemas seria trabalhar melhor com as FAPs (Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa), dentro de regras específicas e bem definidas para a condução dos programas de pesquisa. No entanto, as FAPs atualmente têm sérias limitações em financiar programas que se estendem além das fronteiras do Estado em que estão sediadas. Tal limitação poderia ser superada pela criação de algum tipo de consórcio ou acordo de cooperação entre as FAP’s dentro dos limites amazônicos.

Criação de redes de infraestrutura Existe uma demanda muito clara e urgente por dados contínuos e confiáveis para extensas áreas da Amazônia, clamando por programas de monitoramento em diferentes áreas, como a meteorológica, de uso da terra, de riqueza da biodiversidade, etc. Diante disso, identificamos a necessidade de se criar uma (ou mais) rede permanente de coleta e armazenamento, de dados climáticos, sócioeconômicos, de uso da terra e biodiversidade associadas aos programas de pesquisa existentes na Amazônia para gerar e fornecer dados básicos para orientar as

185

livro cenarios MIOLO.indb 185

07/10/2014 16:39:52

Luizão et al. pesquisas científicas, subsidiar relatórios nacionais necessários para honrar os compromissos internacionais assumidos pelo Brasil (por ex., a convenção da biodiversidade, das mudanças climáticas, etc), ou para auxiliar órgãos e redes como o Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN) e a Rede Nacional de Mudanças Climáticas (RedeClima) nos seus esforços de controle, prevenção e/ou mecanismos de adaptação a desastres naturais e eventos extremos e instituições como o IBAMA e ICMBIO no processo avaliação de impactos ambientais para o licenciamento de obras e planos de manejo. Embora reconheçamos tratar-se de uma meta ambiciosa, pensamos que uma tomada de decisão neste sentido é impreterível e que mais cedo ou mais tarde deverá ser feito já que estaremos pressionados a fazê-lo com o agravamento dos impactos das mudanças climáticas.

go da BR-319 (Manaus-Porto Velho), foi instalada uma rede de piezômetros e pluviômetros que terão sua série de dados descontinuada por conta da falta de financiamento dos projetos que incluíam esta atividade, de baixo custo, para o monitoramento contínuo inicialmente previsto. Em Caxiuanã um centro de coleta de dados meteorológicos sob a copa das árvores, dentro da grade do PPBIO, foi montado pelo projeto Cenários, porém, o término do projeto irá comprometer o acompanhamento e a coleta de dados devido à descontinuidade do apoio às visitas de campo. O cenário de abandono forçado da infraestrutura de projetos é um problema que não está restrito a redes de monitoramento de baixo custo inicial, como as de pluviômetros e piezômetros. Este é também um problema crônico do de redes de maior custo inicial, como a rede de torres de fluxos (de vapor d’água e gás carbônico) do Programa LBA.

As redes de monitoramento existentes sofrem dos mesmos problemas de continuidade enfrentados pelos programas e projetos atualmente. Várias iniciativas de montagem de infraestrutura básica e coleta de dados que começaram nos projetos e que agora estão sendo inviabilizadas com o final e a não renovação dos projetos, estão ainda gerando dados que são estratégicos para o governo, como a rede meteorológica. Estas atividades só podem ser mantidas pelo governo e não pela iniciativa privada. Por exemplo, nos módulos de pesquisa do PPBio ao lon-

Redes de monitoramento precisam de recursos permanentes, caso contrário, os dados não vão existir na quantidade e com a qualidade necessária para alimentar os diferentes modelos, por exemplo, modelos climáticos. Iniciativas para monitoramento de condições ambientais e alguns grupos biológicos ainda são incipientes dadas as proporções da Amazônia, sendo preciso tanto aumentar os pontos de coleta como dar apoio aos pontos já instalados e que não têm sustentabilidade. É desejável a criação de novas instituições, ou pelo menos a amplia-

186

livro cenarios MIOLO.indb 186

07/10/2014 16:39:53

Pesquisa Integrada na Amazônia ção e/ou multiplicação, em pontos chave no interior da Amazônia, dos núcleos de pesquisa das instituições existentes, para ampliar a rede de coleta e armazenamento de dados e informações ambientais e sócioeconômicas. A existência de uma infraestrutura permanente, com os devidos custos de coleta de dados e que abarque a manutenção dos equipamentos associados, resolveria os problemas de descontinuidade e, consequentemente, o desperdício de recursos. Recursos próprios para a instalação e manutenção de infraestrutura básica e para a realização da coleta de dados básicos por redes de monitoramento desoneraria os projetos de pesquisa. Isso resultaria em uma maior autonomia para integrar os dados básicos sem que os pesquisadores tivessem a tarefa de captar recursos e coletá-los cotidianamente, permitindo assim que os projetos se concentrem na inovação e no aproveitamento e complementação dos dados já existentes.

Formalização da carreira em CT&I O quadro de pessoal dos poucos institutos de pesquisa da Amazônia está enfraquecido, com muitos profissionais se aposentando e deixando a maior parte da força de trabalho baseada em estudantes e auxiliares técnicos com bolsas de curto prazo. Como parte das estratégias para minimizar os impactos da falta de novas contratações por concurso público de pessoal permanente dos quadros das instituições de pes-

quisa, e de reposição dos muitos pesquisadores que se aposentam, ou que de outra forma deixam os postos de trabalho, programas de bolsas têm sido estabelecidos, institucionalmente ou associados aos projetos e programas de pesquisa. Bolsistas profissionais que, à espera de uma contratação, passam de um programa de bolsas para outro, fazem com que as atividades de pesquisas de programas ou projetos sejam mantidas mesmo diante de quadros deficitários de pessoal. A profissionalização dos bolsistas acaba por silenciar a demanda pela urgente e indispensável contratação de profissionais nos institutos de pesquisa na Amazônia. Ao mesmo tempo em que os programas de bolsa são fundamentais para o funcionamento dos programas e projetos em instituições com quadros de funcionários deficitários, os programas de bolsa têm se revelado insatisfatórios para garantir tanto a continuidade de treinamento dos profissionais, quanto o desenvolvimento pleno dos programas de pesquisa por limitações quanto a tempo de duração das bolsas, oferta, valores e requisitos para indicação do bolsista (Box 3). Esta aparente desvirtuação do papel do bolsista dentro das instituições de pesquisa da Amazônia precisa ser revertida para que os objetivos de formação e fixação de recursos humanos qualificados necessários para o desenvolvimento da região sejam cumpridos. Além disso, o agravamento atual deste quadro que falha em absorver bolsistas já treinados tem levado a Amazônia a produzir um contingente

187

livro cenarios MIOLO.indb 187

07/10/2014 16:39:53

Luizão et al.

Box 3. Principais

limitações dos programas de bolsa para pesquisa,

treinamento e fixação na

Amazônia

Ao mesmo tempo em que os programas de bolsa são fundamentais para o funcionamento dos programas e projetos em instituições com quadros de funcionários deficitários, os programas de bolsa têm revelado insatisfatórios para garantir tanto a continuidade de treinamento dos profissionais, quanto o desenvolvimento pleno dos programas de pesquisa por limitações quanto a tempo de duração das bolsas, oferta, valores e requisitos para indicação do bolsista. Tempo de duração: duração muito curta das bolsas e, em muitos casos, inadequada para programas de pesquisa com maior duração, significando descontinuidade das atividades do bolsista já treinado e investimento do pesquisador para treinar outro(s) bolsista(s) para a mesma atividade; Valores: limitação das bolsas Apoio Técnico à Pesquisa que são extremamente necessárias para a pesquisa na Amazônia (especialmente para programas e monitoramento ambiental e climático), porém, no momento, estas bolsas de apoio técnico têm valor muito baixo (sem correção há muitos anos), e não permitem atrair e nem manter profissionais qualificados com os valores executados. Oferta: o sistema de bolsas dos programas não pode ser atrelado ao sistema de bolsa dos projetos e nem às atividades de instalação e manutenção da infraestrutura de campo. Associado a isso, a oferta descontinuada pode prejudicar a formação de bolsistas, em especial nos pólos emergentes criados no interior da região. Requisitos: dentro da própria região amazônica, verifica-se a falta de uma política apropriada, ou a existência de políticas incongruentes de concessão e fixação (tem-porária ou permanente) de bolsistas, por parte das FAPs. Um exemplo emblemático é o da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM), que tem dado um forte impulso à ciência no estado com a concessão de muitas bolsas de treinamento e pesquisa, mas que impede a concessão de bolsas de desenvolvimento científico regional (DCR) na mesma localidade de formação. Como conseqüência, jovens mestres e doutores formados em bons cursos de pósgraduação da região, precisam buscar oportunidades em outros estados ou regiões do país, dando um exemplo negativo de fixação de recursos humanos formados localmente.

188

livro cenarios MIOLO.indb 188

07/10/2014 16:39:53

Pesquisa Integrada na Amazônia de pessoal qualificado que termina por ser absorvido por outras regiões do país ou até mesmo por outros países (Capítulo 14) perpetuando o déficit de profissionais qualificados apesar dos altos investimentos em formação na região. Para superar esta situação e avançar na integração dos dados existentes dentro de projetos maiores, como o Cenários, e dos programas de pesquisa da Amazônia, faz-se necessária a contratação, em curto prazo, de um considerável contingente de pessoal qualificado para as instituições da região e a reformulação da carreira de CT&I para a contratação dos profissionais necessários para que a pesquisa integrativa aconteça. Além disso, é cada vez mais premente a formalização da carreira de CT&I dentro dos programas de pesquisa para que seja possível absorver os profissionais treinados para desempenhar plenamente dentro dos programas de pesquisa as funções para as quais foram treinados.

Definição

de política de

transferência de informação

Programas de pesquisa ou projetos (como o Cenários) tem potencial para produzir resultados e publica-los na forma de artigos científicos de grande impacto para a comunidade científica e para o avanço da ciência. No entanto, os resultados das pesquisas científicas somente serão disfrutados pela sociedade se forem adequadamente apresentados para atingir ao publico não-especializado e divulgados nos

meios mais adequados para esta finalidade. Cientistas têm sistematicamente falhado em fazer chegar o resultado de suas pesquisas científicas para a sociedade. Um exemplo bastante atual para isso está nas opiniões divergentes entre o público geral e cientistas sobre as consequências ambientais de obras de infraestrutura na Amazônia. As razões para este descompasso podem ser diversas, tais como a falta de estrutura dos projetos e programas de pesquisa, e mesmo das instituições participantes ou coordenadoras, para realizar a transferência da informação do universo científico para o saber comum. Pesquisadores em geral não apresentam o treinamento adequado para lidar com este componente do sistema de produção do conhecimento. Isso, somado ao fato que a extensão de resultados obtidos deve ocorrer somente ao final da pesquisa quando a aplicação de recursos do projeto ou programa já não mais é possível faz com que a transferência de informação fique legada a um momento no futuro que nunca vai chegar. Então, como divulgar os resultados do projeto Cenários (e também de outros projetos) para o público geral? Como levar até as prefeituras, governos estaduais, agências ambientais e órgãos de planejamento importantes resultados destas e outras pesquisas? O fomento de atividades de transferência de informação de caráter continuado com dotação orçamentária para a comunicação científica destinada a diferentes públicos e veículos

189

livro cenarios MIOLO.indb 189

07/10/2014 16:39:53

Luizão et al. de informação nos parece ser o caminho mais indicado para garantir que a informação chegue onde ela deve chegar. Associado a isso, a criação de serviços públicos estaduais ou federais de extensão florestal, vocação natural da região, e o fomento serviços de extensão rural e de assistência técnica a novos empreendedores restritos ou inexistentes na Amazônia atualmente que se comuniquem com os programas, redes e projetos de pesquisa por via institucional ou direta. No entanto, essas iniciativas sozinhas podem não ser suficientes para orientar trajetórias de desenvolvimento na região amazônicas se não for possível atingir os tomadores de decisões em níveis mais altos de maneira significativa por meio de assessorias técnicas comprometidas com o acesso a informações de qualidade quando estas estiverem disponíveis. Nestes casos, a produção de material sintético, com apelo visual que faz uso de menor quantidade de termos técnicos como este Compêndio pode representar uma alternativa para atingir este público. Uma outra abordagem alternativa à produção de documentação para difusão dos resultados das pesquisas científicas está na interação presencial com diferentes públicos durante a execução da pesquisa propriamente dita. No Projeto Cenários, buscamos realizar reuniões científicas em diversas localidades da região como Santarém e Belém (PA), Manaus e Humaitá (AM), além de uma oficina de modelagem integrada em Belém, com gran-

de número de participantes. Ademais, trabalhos nos centros de endemismo Belém, Xingu e Tapajós, tiveram forte envolvimento direto do grupo de pesquisadores com moradores e comunidades locais. Ao mesmo tempo, os programas LBA e PPBio promoveram reuniões cientificas, palestras e mini-cursos nos seus Núcleos Regionais e nas áreas de cobertura de seus Escritórios Regionais, sempre com grande participação de alunos, jovens cientistas e membros das comunidades. A interação direta levou a sensibilização de diferentes públicos para pensar as questões Amazônicas que foram foco de pesquisa do projeto Cenários. A continuidade deste tipo de ação com um componente específico direcionado à sua extensão a usuários e agregando profissionais dedicados a esta função, a exemplo do Programa PPG-7 no final dos anos 90, tem muito potencial para que os objetivos de transferência de informação da esfera científica para os cidadãos seja atingida e deveria ser levada em consideração na definição de políticas específicas para transferência de informação de pesquisa no futuro.

Considerações finais Para que o progresso da integração dos programas de pesquisa do MCT&I na Amazônia seja manifesto a curto ou médio prazo, algumas ações e ajustes nos procedimentos e métodos de gestão da pesquisa científica fazem-se necessários. Entre estes, podemos citar:

190

livro cenarios MIOLO.indb 190

07/10/2014 16:39:53

Pesquisa Integrada na Amazônia 1. A indução de um grande esforço para a melhoria de bancos de dados existentes e fomento a consolidação de novos bancos de dados sobre a Amazônia, com a contratação de profissionais habilitados que possam visitar os grupos de pesquisa detentores das informações em suas próprias instituições, trabalhando com eles na adequação dos dados para as plataformas apropriadas (por ex., o sistema Mo Porã, ajustado durante o Projeto Cenários); 2. A criação e manutenção a longo prazo de uma rede de infraestrutura para monitoramento e coleta contínua e armazenamento de dados ambientais, sócioeconômicos e de biodiversidade. Esta rede incluiria equipamentos específicos, instalações de campo, veículos adequados para as condições da área monitorada e pessoal técnico treinado, servindo tanto de suporte básico para os programas de pesquisa como de ferramenta valiosa para os projetos inovadores de pesquisa que busquem associar dados para compreender padrões e processos; 3. A correta compreensão e distinção de programas e projetos de pesquisa e o fomento a atividades de integração e continuidade das atividades; 4. A criação de programas de bolsas adequados para atuar tanto nos pro-

jetos e programas de pesquisa como na rede de monitoramento. Bolsas de Apoio Técnico (ou outra categoria que permita, por exemplo, agregar os muitos novos técnicos formados pelas escolas técnicas criadas ou grandemente ampliadas nos últimos anos) devem ser revistas quanto às suas funções e níveis de remuneração, já que são extremamente necessárias, porém pouco atrativas com os valores atuais; 5. Finalmente, é absolutamente essencial a contratação de novos pesquisadores e técnicos nas instituições de pesquisa existentes na Amazônia, hoje com número muito reduzido e com a perspectiva muito próxima de chegar a níveis altamente críticos, ameaçando sua própria existência, por conta do enorme numero de aposentadorias nos próximos anos. A criação de novas instituições (ou, pelo menos, a ampliação e formação de núcleos regionais das atuais) é muito desejável no interior da Amazônia. Porém, são necessários ajustes nos métodos dos atuais concursos para provimento de cargos nas instituições de pesquisa (na Amazônia, com grande carga de trabalho no campo, muitas vezes em lugares de difícil acesso e sem conforto algum), tornando obrigatórios os testes práticos de aptidão para a função técnica pretendida, algo que atualmente não acontece.

191

livro cenarios MIOLO.indb 191

07/10/2014 16:39:53

livro cenarios MIOLO.indb 192

07/10/2014 16:39:54

Lista de Autores Albuquerque, Andréa Côrrea Flôres 149

Emilio, Thaise 31, 91, 163, 177

Aleixo, Alexandre 43

Escada, Maria Isabel Sobral 67, 79, 149, 177

Almeida, Arlete Silva de 57 Almeida, Cláudio 67, 137 Amador, Rosângela Barreto 19 Amaral, Silvana 31, 79, 177 Antunes, André Pinassi 31, 91 Arasato, Luciana Satiko 31 Araújo-Silva, Lucas Eduardo 43 Assunção, Lilia M. F. de 113 Bandeira, Cinthia Helena Miléo de M. 43 Barbosa, Laryssa de A. 121 Barros, Márcia Nazaré Rodrigues 57 Bastos, Anderson Nakanishi 31, 91 Batista, Romina 43 Bobrowiec, Paulo Estefano Dineli 31, 91 Burlamaqui, Tibério Cesar Tortola 43 Campos, Milton C.C. 121 Candido, Luiz Antonio 105, 113 Coral, Sandra C.T. 121 Costa, Heron S. 121 Costa, Lidiane Cristina 137 Dantas, Sidnei de Melo 43 Dias, John Eric Ferreira 19

livro cenarios MIOLO.indb 193

Fearnside, Philip Martin 91 Fernandes, Alexandre M. 43 Ferraz, João B.S. 121 Ferreira, Domkarlykisom M. M. 121 Ferreira, Marciel J. 121 Ferreira, Mateus 43 Florentino, Ana P. P. 121 Gavlak, André Augusto 67 Gomes, Alessandra 137 Gonçalves, José F.C. 121 Graça, Paulo Maurício L. de A. 31, 91 Higuchi, Niro 113 Holanda, Ana Sofia de 163 Jordão, Walleson H.C. 121 Lobo, Felipe de Lucia 67, 137 Lugli, Laynara F. 121 Luizão, Flávio 07, 113, 121, 177 Magnusson, William E. 163, 177 Manzi, Antonio Ocimar 105, 113 Marciente, Rodrigo 31, 91 Martins, Demétrius L. 121

07/10/2014 16:39:54

Martins, Denise Mendes 43

Saito, Érika Akemi 67

Martins, Maria P. 121

Santos Junior, Marcelo Augusto dos 31, 91

Martins, Marlúcia Bonifácio 19, 177 Maués, Márcia Motta 19 Mendonza, Erick M.O. 121 Menger, Juliana da Silva 91 Nagy, Laszlo 163, 177 Naman, Livia 163 Oliveira, Fernanda L. 121 Pagani, Caio 121 Paiva, Romilda 121 Pereira, Anne R. 121 Pereira, Fillipe Eduardo Lemos 121 Peterson, A. Townsend 43 Pinheiro, Taise de Farias 67, 137 Pinho, Carolina Moutinho Duque de 79 Quesada, Carlos A. 121 Rêgo, Péricles S. 43 Ribas, Camila C. 43 Rocha, Danusa di Paula Nascimento da 57 Rocha, Tainá C. 43 Rocha, Vinícius Machado 91 Rodrigues, João V.F.C. 121

Santos, José Laurindo Campos dos 149 Santos, Marcos Pérsio Santas 43 Santos, Sinara dos 121 Sardelli, Carla Haisler 43 Schmitz, Hermes José 19 Sequeira, Fernando 43 Serique, Kleberson Junio do Amaral 149 Silva, Júlio Tota da 105 Silva, Maurício 67, 137 Soares, Leonardo Moura dos Santos 43 Sousa, Barbara Regina Silva de 43 Sousa, Jeanne Moreira de 105 Sousa, Shirliane de Araújo 43 Sousa-Neves, Tiago 43 Souza, Fernanda Coelho de 163 Thom, Gregory 43 Vallinoto, Marcelo 43 Venticinque, Eduardo Martins 31, 91 Vieira, Ima Célia Guimarães 57 Zanchi, Fabrício B. 121

Rohe, Fabio 31, 91

livro cenarios MIOLO.indb 194

07/10/2014 16:39:55

CENÁRIOS PARA A AMAZÔNIA CAPA.indd 1

THAISE EMILIO • FLÁVIO LUIZÃO

ISBN 978-85-211-0126-0

CENÁRIOS

PARA A AMAZÔNIA CLIMA, BIODIVERSIDADE E USO DA TERRA

organizadores

THAISE EMILIO FLÁVIO LUIZÃO

10/6/2014 2:52:58 PM