UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE PR-REITORIA DE PS-GRADUAO E PESQUISA NCLEO DE PS-GRADUAO EM ECOLOGIA E CONSERVAO MESTRADO EM ECOLOGIA E CONSERVAO

DISSERTAO DE MESTRADO

MAPEAMENTO E CARACTERIZAO DOS FRAGMENTOS FLORESTAIS DA BACIA DO BAIXO RIO SO FRANCISCO EM SERGIPE E SUA IMPLICNCIA PARA CONSERVAO DE GUIGS (CALLICEBUS SSP.)

EDUARDO MARQUES SANTOS JUNIOR

Fevereiro - 2010 So Cristvo Sergipe Brasil

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE PR-REITORIA DE PS-GRADUAO E PESQUISA NCLEO DE PS-GRADUAO EM ECOLOGIA E CONSERVAO MESTRADO EM ECOLOGIA E CONSERVAO

MAPEAMENTO E CARACTERIZAO DOS FRAGMENTOS FLORESTAIS DA BACIA DO BAIXO RIO SO FRANCISCO EM SERGIPE E SUA IMPLICNCIA PARA CONSERVAO DE GUIGS (CALLICEBUS SSP.)

EDUARDO MARQUES SANTOS JUNIOR

Dissertao apresentada ao Ncleo de Ps-Graduao em Ecologia e Conservao da Universidade Federal de Sergipe, como parte dos requisitos exigidos para obteno do ttulo de mestre em Ecologia e Conservao.

Orientador: Prof Dr. Stephen Francis Ferrari

Fevereiro - 2010 So Cristvo Sergipe Brasilii

Dedicatria. Este trabalho dedicado a Deus, os meus pais e familiares e seis companheiros malungos sobreviventes daCaatinga.

iii

Epgrafe (...) Jesus livr derna d'eu mo do raivoso me pai j passei pur tantas prova inda tem prova a infrent v cantando mias trova qui ajuntei no cami l no cu vejo a lua nova cumpaia do istrad ele insin qui nois vivesse a vida aqui s pru pass nois intonce invitasse o mau disejo e o corao nois prufiasse pra s branco inda mais puro qui o capucho do algudo qui nun juntasse dividisse nem negasse a quem pidisse nosso am o nosso bem nossos term nosso perdo s assim nois v a face ogusta do qui habita os altos ceus o Piedoso o Manso o Justo o Fiel e cumpassivo Si de mortos e vivos Nosso Pai e nosso Deus disse qui havra de volt cuano essa terra pecadora marguiada in transgresso tivesse chea de violena de rapina de mintira e de ladro Cantigadoistrad ElomarFigueiraMello

iv

AGRADECIMENTOS

Meus agradecimentos so dirigidos Universidade Federal de Sergipe (UFS) e mais especificamente ao Ncleo de Ps-graduao em Ecologia e Conservao (NPEC), pela oportunidade disponibilizada para realizao desse trabalho, oferecendo seu pessoal e estrutura para o bom desenvolvimento da pesquisa executada. Agradeo tambm ao apoio financeiro da Fundao de Amparo Pesquisa e tecnologia de Sergipe (FAPITEC/SE) pela bolsa de mestrado; do CNPq, que financia o Projeto Universal-CNPq (processo no. 302747/2008-7) em exerccio. ao Programa das Naes Unidas, que atravs do centro de Conservao dos Primatas brasileiros (CPB), concedeu recursos para viabilizao de viagens de campo; ao Projeto Doces Matas, CODEVASF/MMA que contribuiu no incio da execuo desse projeto e ao Isntituto Bioterra, que apoiou logisticamente em algumas das aes. Agradecimentos sinceros ao Prof. Steve, que confiou na execuo desse trabalho, pelas orientaes e conversas que sempre me deixou confiante em fazer algo diferente do habitual. A todos os professores do NPEC, especialmente ao Prof. Adauto de Souza Ribeiro, sem esta pessoa, nada disso estaria sendo materializado. Meus agradecimentos tambm so dirigidos aos meus companheiros malungos Sidney Feitosa, Patrcio Rocha, Juan Gabriel, Bruno Jackson, e Raone Beltro, que me ajudaram a permanecer sbrio quanto ao significado da verdadeira amizade Agradeo a minha famlia que me apoiou desde a graduao e tem respeitado as minhas decises, principalmente a minha me Dona Luiza, pelo seu amor incondicional e indispensvel na minha vida. Gostaria de agradecer minha companheira, amiga namorada e ,... futura esposa, por compreender minhas ausncias e por ter me acompanhado a sete anos nessa labuta.

v

SUMRIOLISTA DE FIGURAS.................................................................................................................viii LISTA DE TABELAS..................................................................................................................x RESUMO...................................................................................................................................... i x ABSTRACT.................................................................................................................................xii 1. Introduo.................................................................................................................................1 1.1.Biogeografiaeecologiadepaisagem.................................................................................1 1.2.Espciesdeestudo.............................................................................................................4 1.2.1. Os guigs do grupo personatus...................................................................................8 1.3.ZoogeografiadosguigsdoNordeste.............................................................................12 2. Objetivos.................................................................................................................................14 2.1.Objetivogeral...................................................................................................................14 2.2.Objetivosespecficos........................................................................................................14 3. Mtodos...................................................................................................................................15 3.1.readeestudo.................................................................................................................15 3.1.1. Aspectos fsicos e climticos ....................................................................................16 . 3.1.2. Vegetao..................................................................................................................18 3.2.Basecartogrfica..............................................................................................................19 3.2.1. Dados disponveis.....................................................................................................19 3.2.2. Imagens Orbitais......................................................................................................19 3.3.Prprocesamento............................................................................................................21 3.3.1. Composio colorida das imagens............................................................................21 3.3.2. Correo geomtrica.................................................................................................22 3.3.3. Manipulaes de contraste........................................................................................23 3.3.4. Recortes e elaborao de mosaico.............................................................................23 3.4.GeoprocessamentoaplicadoaomapeamentodosfragmentosdaBSF..........................24 3.4.1 Definio da escala ....................................................................................................24 . 3.4.2. Segmentao..............................................................................................................24 3.4.3. Classificao..............................................................................................................26 3.5.Caracterizaoestruturaldosfragmentosemnveldepaisagem...................................28 3.5.1. ndices de rea da paisagem utilizados .....................................................................30 . vi

3.5.2 ndices de tamanho, densidade e variabilidade mtrica de fragmentos......................30 3.5.3 ndices de forma.........................................................................................................31 3.6.Levantamentodepopulaesdeguigs..........................................................................31 4. Resultados...............................................................................................................................36 4.1.Prprocessamento..........................................................................................................36 4.2.Geoprocessamento..........................................................................................................39 4.2.1. Segmentao..............................................................................................................39 4.2.2. Classificao.............................................................................................................42 4.2.3. Caracterizao geral dos fragmentos da BSF em nvel de paisagem........................43 4.2.4. Caracterizao da distribuio e estrutura dos fragmentos florestais maiores que 20 ha da BSF............................................................................................................................46 4.3.Caracterizaodapaisagemdassubbaciasocupadasporguigs..................................52 4.3.1. Levantamento de populaes...................................................................................52 4.3.2. Caracterizao da estrutura dos fragmentos de quatro sub-bacias ocupadas e no ocupadas por guigs............................................................................................................56 5. Discusso ................................................................................................................................60 . 6. Concluses..............................................................................................................................66 7. Referncias..............................................................................................................................68

vii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Distribuio geogrfica do gnero Callicebus. BDGEOPRIM (2002)..........................6 Figura 2. Distribuio das espcies do grupo personatus (Printes, 2007) ....................................8 . Figura 3. Fotos e imagens de Callicebus coimbrai: (a) adulto em vida livre (A. Gambarini); (b) fmea adulta em cativeiro (L. Jerusalinsky); (c) Ilustrao de Stephen D. Nash (van Roosmalen et al., 2002) e (d) fmea adulta em cativeiro (L. Jerusalinsky) e C. barbarabrownae: (e) adulto em cativeiro (Printes, 2007), provavelmente capturado na regio da localidade tipo (A. Pissinatti); (f) adulto em vida livre, Contendas do Sincor, Bahia (C. Guidorizzi); (g) Ilustrao de Stephen D. Nash; (h) adulto em cativeiro (R.A. Mittermeier)...............................................10 Figura 4. rea de estudo: Bacia do baixo Rio So Francisco/SE..............................................15 Figura 5 Distribuio dos trs feies geomorfolgicas presentes n BSF..................................16 Figura 6 Mapa adaptado de IBGE (2005), apresentando os biomas e diferentes tipos de vegetao encontrados em Sergipe.............................................................................................18 Figura 7 Mapa que mostra a BSF dividida nos nveis de biomas e de sub-bacias.....................30 Figura 8 Diviso dos setores para coleta de dados sobre populaes de guigs na BSF............32 Figura 9 Equipamento de playback utilizado nesse estudo.........................................................34 Figura 10 Resultado da manipulao de contraste. Recortes da imagem Landsat-5 (a) e Spot-5 (c); figuras b e d, imagens aps a manipulao de contraste.......................................................37 Figura 11 Sobreposio da linha do vetor de uma estrada estadual (linha em preto) imagem Landsat-5 original (esquerda) e georreferenciada (direita).........................................................38 Figura 12 a) Mosaico elaborado para visualizao da BSF, em branco recorte feitos sobre as imagens; b) Imagem Landsat-5; c) imagem Spot-5 (730.371) e recorte e d) sobreposio de b) e da imagem Spot-5 (731371)........................................................................................................39 Figura 13 Imagens segmentadas. Trs diferentes combinaes dos ndices de similaridade e de rea, sobreposta imagem LANDSAT-5 monocromtica: linhas fechadas indicam os polgonos formados......................................................................................................................................41 Figura 14 Mapa da cobertura florestal da BSF (Em vermelho zona mal mapeada pelo classificador, ver detalhe na figura 16).......................................................................................44 Figura 15. Contribuio relativa de cada classe de tamanho de fragmento rea total..............45 Figura 16 Mancha mapeada erroneamente pelo processo de classificao.................................46 Figura 17 Mapa de fragmentos florestais aps edio para retirar os fragmentos menores que 20,0 ha e a regio do Pantanal de Pacatuba.................................................................................47 Figura 18 Distribuio dos fragmentos > 20, 0 em classes de tamanho. ....................................48 . Figura 19 Os Trs maiores fragmentos mapeados para BSF......................................................49 Figura 20 Distribuio de classes dos fragmentos entre os biomas da caatinga e da Mata Atlntica......................................................................................................................................51 Figura 21 Stios amostrados para levantamento de populaes de guigs..................................53 Figura 22 Sub-bacias com ocorrncia de guigs.........................................................................55 Figura 23 Localizao das sub-bacias ocupadas e no ocupadas selecionadas para comparao .....................................................................................................................................................57 Figura 24 Proporo de fragmentos em classes de tamanho das sub-bacias ocupadas e noocupadas por guig.....................................................................................................................58 viii

Figura 25. Mapa com a localizao de guigs em fragmentos conectados por Mata ciliar........62 Figura 26 Fragmentos da sub-bacia do rio betume.....................................................................63

ix

LISTA DE TABELASTabela 1. Mdias anuais de precipitao em mm de quatro municpios da BSF (Beltro, 2010)18 Tabela 2. Caractersticas de resoluo espacial e espectral das imagens Spot -5.......................20 Tabela 3. Caractersticas de resoluo espectral e principais usos das imagens LandSat-5.......21 Tabela 4. Esquema de anlise das mtricas por nvel hierrquico..............................................29 Tabela 5. Nmero de pontos controle e erro mdio quadrtico (RMS)......................................37 Tabela 6. Combinaes dos limiares de similaridade e de rea testadas ....................................40 . Tabela 7. Matriz de confuso para a classificao da imagem Landsat-5...................................42 Tabela 8. Matriz de confuso para a classificao da imagem Spot-5 730.371..........................43 Tabela 9. rea e permetro dos fragmentos florestais identificados na BSF..............................44 Tabela 10. Nmero de fragmentos (NumP) proporo em rea por classes de tamanho............45 Tabela 11 Nmero (NumP) e tamanho de fragmentos (MPS) dos fragmentos maiores que 20 h da BSF- SE..................................................................................................................................48 Tabela 12. Distribuio por bioma em nmero dos fragmentos florestais (NumP) e porcentagem em rea (PLAND) ......................................................................................................................50 Tabela 13. Nmero (NumP), tamanho mdio (MPS) dos fragmentos florestais > 20,0 dos biomas Caatinga e Mata Atlntica..............................................................................................51 Tabela 14. ndices de forma dos fragmento da BSF por bioma..................................................52 Tabela 15. Registros de guigs (Callicebus spp.) por sub-bacia hidrogrfica do baixo Rio So Francisco em Sergipe..................................................................................................................54 Tabela 16/ ndices de rea e nmero de fragmentos para as quatro sub-bacias ocupadas e desocupadas da BSF/SE..............................................................................................................58 Tabela 17. Tamanho Mdio dos fragmentos (MPS), desvio padro e co-varincia (PSCO) para as sub-bacias ocupadas e desocupadas da BSF/SE.....................................................................59 Tabela 18. ndices de forma mdia (MSI) e de forma mdia ponderada (AWMSI) para as subbacias ocupadas e desocupadas da BSF/SE................................................................................59

x

RESUMO

A distribuio geogrfica dos organismos em paisagens fragmentadas uma das principais abordagens da biologia da conservao devido ao quadro de perda do hbitat em quantidade e qualidade. Em Sergipe, os remanescentes florestais dos biomas da Mata Atlntica e da Caatinga ainda abrigam uma importante diversidade biolgica. Assim, este trabalho teve o objetivo de quantificar e caracterizar os fragmentos de floresta da bacia do baixo rio So Francisco de Sergipe (BSF) avaliando-os quanto ao tamanho, a forma e distribuio sob o ponto de vista da conservao de populaes de Callicebus ssp. Para isto foram usadas tcnicas de geoprocessamento, para mapear a rea de estudo onde se utilizou os programas SPRING 5.1.4 e ENVI 4.3 e imagens de satlite para estimar a quantidade de fragmentos existentes na regio. Foi avaliada uma rea de 679.210,30 ha, da qual 10,87% (73.850,70 ha) so distribudos em 5.453 fragmentos. Os resultados obtidos atravs do programa PATCH ANALYST 4 sobre a forma e tamanho destes fragmentos indica uma mdia de tamanho para BSF de 13,54 (72,14). Apenas 560 fragmentos possuem mais que 20,0 ha e estes possuem formas muito irregulares conforme indicam os resultados dos ndices de forma mdio (MSI = 2,55) e o ndice ponderado pelo tamanho da rea (AWMSI= 3,68) cujos valores ideais so iguais a 1,0. Os levantamentos de guigs foram realizados com a tcnica do Playback para quantificar suas populaes em 70 fragmentos, 15 populaes de guigs foram identificadas, das quais 13 so novas localidades de ocorrncia. As populaes concentram-se em trs sub-bacias: Betume, Capivara e Curituba. A rea dos fragmentos com presena de guigs totalizou 2.660,10 ha e variou de 2,63 ha a 1.069,0 ha. Comparando os fragmentos de duas sub-bacias ocupadas com a de duas no-ocupadas, foi verificado que aparentemente a conformao e o tamanho dos fragmentos no o fator decisivo para persistncia desses primatas na BSF, Essas informaes so extremamente importantes no planejamento de conservao de longo prazo e como subsdios para estratgias de manejo na rea de estudo no somente para Callicebus ssp., mas para o ecossistema como um todo Palavras-chave: Conservao, Ecologia, fragmentao, paisagem, Callicebus ssp.

xi

ABSTRACT

The assessment of the geographic distribution of organisms in fragmented landscapes is one of the principal approaches of Conservation Biology, due to the extensive loss of natural habitats, both in overall quantity and quality (habitat fragmentation). In the Brazilian state of Sergipe, the surviving remnants of the forested habitats of the Atlantic Forest and Caatinga biomes support an important diversity of organisms. Given this, the objective of the present study was the quantification and characterization of the forest fragments of the lower Rio So Francisco basin (LSF) in Sergipe, with regard to the size, form, and distribution of fragments from the viewpoint of the conservation of local populations of titi monkeys (Callicebus spp.). This assessment was based on geoprocessing techniques, which were used to map the study area using the programs SPRING 5.1.4 and ENVI 4.3 for the analysis of satellite images in order to estimate the number of fragments within the study area and their characteristics (size, shape, perimeter). A total of 5453 fragments were identified in the LSF, with a total area of 73,850.70 hectares, approximately 10.9% of the 679,210.30 ha of the study area. The program Patch Analyst 4 defined mean fragment size as 13.5472.14 ha, although only 560 fragments were larger than 20 hectares. The mean and weighted shapes indices (MSI = 2.55 and AWMSI = 3.68) indicated a tendency towards highly irregular fragment shapes (ideal value = 1 for both indices) characterized by a high proportion of edge habitat. Titi monkey populations were surveyed at 70 sites using the playback technique. A total of 15 populations were identified, 13 at new localities. These populations are concentrated in three sub-basins of the LSF those of the Betume, Capivara, and Curituba rivers. The total area occupied by titis was 2,660.10 ha, with occupied fragments varying in size from 2.63 to 1,069.0 hectares. A comparison of the fragments in sub-basins occupied by titis, and a sample of those with no monkeys, it was possible to conclude that the size and shape of fragments were not among the primary factors determining the presence of Callicebus in the LSF. These findings are extremely important for the long-term planning of conservation and management strategies in the study area, not only for Callicebus, but the ecosystems as a whole.

Key-words: conservation, ecology, habitat fragmentation, landscape, Callicebus ssp.xii

1. Introduo1.1. Biogeografia e ecologia de paisagem Caracterizar a distribuio geogrfica de organismos uma das tarefas bsicas da Ecologia (May, 1999). uma questo complexa, principalmente quando as espcies ocorrem ao longo de gradientes geogrficos, climticos e de vegetao (Gould & Johnston, 1972). Entender o padro de distribuio de determinada espcie, de acordo com suas caractersticas ecolgicas e as condies ambientais o assunto que permeia a Biogeografia, cincia que estuda a distribuio dos seres vivos no contexto do espao e do tempo (Cox & Moore, 1993; Hugget, 1998). A biogeografia possui trs abordagens fundamentais. A primeira a histrica que se fundamenta nos eventos de grande escala e de longo prazo como a deriva continental e as mudanas climticas globais (p.ex. glaciaes do Pleistoceno). A segunda abordagem a ecolgica que visa explicar a relao dos organismos com a complexidade de seu ambiente. Por ltimo tem-se a biogeografia analtica, a qual pode ser considerada uma ramificao da anterior e busca examinar o local onde os organismos vivem atualmente e como esto distribudos (Hugget, 1998). Em todas estas abordagens, o objetivo principal a definio dos limites de distribuio de um txon em relao quelas de outros taxa e de fatores ambientais e histrico-geogrficos (Cox & Moore, 1993; Hugget, 1998; Townsend et al., 2006). Em detrimento de aes antrpicas, principalmente, quanto crescente demanda das populaes humanas por recursos naturais e alimentos, surge um quadro de degradao ambiental que modifica a estrutura do hbitat dos organismos que pode resultar na mudana da distribuio biogeogrfica devido ao surgimento de paisagens perturbadas com as quais devem lidar. O padro de uma paisagem natural resultado da combinao de mltiplos fatores, biticos e abiticos, que determinam sua composio (elementos) e configurao (arranjo dos elementos). O clima, por exemplo, um fator abitico determinante para a geomorfologia do relevo e para o desenvolvimento dos solos. Dentre os biticos, processos ecolgicos como a sucesso representam elementos-chave da heterogeneidade espacial e temporal (Turner, 2001, 2005). A interferncia do ser humano pode alterar estes elementos e sua configurao significativamente, resultando em uma srie de efeitos negativos para a fauna e flora residentes, podendo levar extino local ou total de algumas espcies. Entre os1

problemas mais importantes esto a perda, degradao e fragmentao do hbitat, a super-explorao de espcies para uso humano, a introduo de espcies exticas e o aumento de ocorrncia de doenas (Primack & Rodrigues, 2001). As modificaes de paisagem podem afetar o micro-clima, ciclo de nutrientes, e fluxo dgua, entre outros, assim como interferir na maneira como os organismos comportam-se (Saunders et al., 1990; Turner, 2005). Em detrimento destas modificaes ambientais de larga escala e impacto rpido, a ecologia da paisagem vem destacando-se como uma das principais abordagens da ecologia e do manejo da terra, Isto se d pelos novos conceitos, teorias e mtodos que elucidam os efeitos das alteraes ambientais sobre padres espaciais entre diferentes ecossistemas (Turner, 2001). Desta forma, buscar compreender como os organismos relacionam-se na paisagem modificada passa a ser uma questo prioritria para a conservao das espcies (Saunders et al., 1990; Gustaffson, 1998; Turner et al, 2001; Turner, 2005; Primack & Rodrigues, 2001). Neste contexto a disciplina da ecologia da paisagem torna-se uma importante abordagem por tentar relacionar a heterogeneidade espacial aos processos ecolgicos (Turner et al, 2001; Turner, 2005). Uma paisagem pode ser definida com um mosaico heterogneo formado por unidades interativas, sendo esta heterogeneidade existente para pelo menos um fator, segundo um observador e numa determinada escala de observao (Metzeger, 2001). Ou seja, o tamanho de uma paisagem determinado pela pergunta que se quer responder. Considerando uma espcie-alvo, a extenso da paisagem pode chegar a milhares de quilmetros que representa a sua distribuio geogrfica onde podem ser encontrados diversos componentes (p.ex. pastagens, zona urbana, florestas etc.) que caracterizam seu hbitat (Forman & Godron, 1981). A estrutura de uma paisagem constituda por um conjunto de manchas ou fragmentos cercados por uma matriz. Estas manchas tm sua origem no regime de perturbao que sofre o ambiente, na distribuio de recursos naturais, na introduo de espcies e no tempo (Forman & Godron, 1981). A diversidade de espcies numa paisagem est relacionada aos tipos de hbitat, perturbao, rea, estdio, heterogeneidade da matriz e isolamento. Muitas espcies no ocupam apenas um tipo de hbitat, mas so adaptadas a vrios tipos de ambientes. Para essas espcies, o padro de manchas de habitats relacionado ao tamanho, a estrutura, configurao espacial e conectividade de manchas de habitat so fatores determinantes2

fundamentais para a presena e a densidade de espcies em um determinado local (Primack & Rodrigues, 2001). As causa da fragmentao em pequenos fragmentos decorrente de perturbaes locais pequenos eventos como pequenos incndios, desflorestamentos, ocasionam uma perturbao local ou de eventos de grandes escala e de histrico, como o que determinou a destruio quase total da Mata Atlntica no Brasil. Atualmente, ferramentas tm sido desenvolvidas para mapear e mensurar a heterogeneidade espacial resultante dessas modificaes ambientais em escala regional. Dentre os principais avanos, pode ser destacada a facilidade de obteno de imagens de satlite e fotos areas de boa qualidade que aliado ao desenvolvimento de Sistemas de Informaes Geogrficas (SIGs) com programa capazes de processar estas imagens e transform-las em dados atravs do sensoriamento remoto (e.g. ARCGIS, ENVI, IDRISI) (Novo, 1992). Alm disso, ferramentas de anlise de paisagem, como o programa FRAGSTATS (McGarigal et al, 2002) e o pacote PATCH ANALYST 4, oferecem a possibilidade de caracterizar e quantificar essa heterogeneidade da paisagem ajudando a compreender como isto est relacionado aos organismos que a ocupam (Gustafson, 1998; Neel et al, 2004; Turner, 2005). Nesse contexto, um grupo de organismos cujos padres de distribuio geogrfica de grande interesse para os biogegrafos a ordem Primates, de distribuio essencialmente tropical (Lehman & Fleagle, 2006). So reconhecidas 361 espcies de primatas, e um nmero quase igual de subespcies, sendo contnua a expanso do conhecimento da diversidade do grupo (s em 2005, por exemplo, foram descritas cinco novas espcies, de acordo com o IUCN/Primate Specialist Group, 2008), e de sua distribuio na Natureza. Entretanto, para a maioria das espcies, os exatos limites de sua distribuio geogrfica, e os fatores ecolgicos que os determinam ainda so pouco conhecidos. Este conhecimento de fundamental importncia para se compreender os processos evolutivos que formaram o grupo atual, bem como a conservao das espcies mais ameaadas de extino, tendo em vista que o desmatamento um problema quase universal na regio tropical. No presente estudo, o efeito da fragmentao foi avaliado sobre perspectiva de duas espcies do gnero Callicebus ameaadas pela fragmentao e perda de hbitat 1999,3

em Sergipe: Callicebus

barbarabrownae Hershkovitz, 1990 e Callicebus coimbrai Kobayashi & Langguth,

1.2. Espcies de estudo Nesse estudo as espcies abordadas pertencem ao gnero Callicebus Thomas, 1903 que o gnero basal da famlia Pitheciidae, ordem Primates, formado h aproximadamente 19 milhes de anos (Schneider, 2000). So primatas neotropicais de mdio porte, que ocupam grande parte das florestas midas tropicais e subtropicais a leste dos Andes (Figura 1). Atualmente, 30 espcies so conhecidas, no Brasil, as espcies desse gnero so conhecidas como macacos zogue-zogues na regio Amaznica, e saus ou guigs no leste do pas. Neste trabalho, aplicaremos o termo guig, o nome usado para os macacos do gnero em Sergipe. Na infraordem Platyrrhini (macacos de ocorrncia no continente americano), o gnero fica atrs apenas de Saguinus em termos do nmero de espcies (van Roosmalen et al, 2002). A colorao da pelagem a caracterstica principal usada para a diferenciao das espcies.

4

5

Figura 1. Distribuio geogrfica do gnero Callicebus. BDGEOPRIM (2002)

6

O arranjo taxonmico atual do gnero baseia-se em Hershkovitz (1990), Kobayashi (1995), Kobayashi & Langguth (1999) e van Roosmalen et al. (2002) que o dividem em cinco grupos de espcies: donacophilus, cupreus, moloch, torquatus e personatus, dos quais apenas o ltimo encontrado inteiramente na Mata Atlntica e em algumas reas vizinhas da Caatinga e do Cerrado. Os guigs so macacos de pequeno a mdio porte, sexualmente monomrficos, com comprimento cabea-corpo de 270 a 450 mm e peso adulto de 1,0 a 2,0 kg (Herskovitz, 1990). Seu modo de locomoo essencialmente quadrpede, com hbito arborcola, podendo saltar e escalar. No possuem cauda prensil. Ocupam diversos tipos de hbitat desde florestas tropicais at as florestas decduas, semidecduas, pereniflias, de terra firme, inundadas de altitude e de baixadas. Habitualmente ocupam os estratos inferiores da floresta e utilizam os estratos mais altos, acima de 25 m, para dormir, o que oferece maior proteo contra possveis predadores (Bicca-Marques & Heymann, no prelo). Os guigs formam pequenos grupos familiares compostos por um casal adulto reprodutivo e sua prole imatura, que pode variar de um a trs filhotes. A presena de um terceiro adulto no grupo rara, mas alguns estudos indicam que esta situao pode ocorrer (Defler, 1983; Price & Piedade, 2001; Bicca-Marques et al, 2002; Felton et al, 2006). Este fenmeno ainda no bem explicado e pode representar uma m classificao, feita pelo observador, dos aspectos sexo-etrios dos grupos visualizados, ou ainda, em situaes com alta densidade populacional, representar uma fase transicional da dinmica de disperso. Existem poucos estudos detalhados sobre o comportamento dos guigs em seu ambiente natural, mas os dados disponveis indicam que estes animais tipicamente dedicam uma proporo relativamente grande de seu tempo (30-60%) ao descanso, embora possam ser tambm forrageadores relativamente ativos. Por outro lado, apresentam taxas de comportamento social relativamente baixas em comparao com a maioria dos outros platirrneos (Bicca-Marques & Heymann, no prelo). Geralmente, a rea de vida de cerca de vinte hectares, embora Neri (1997) registrou uma rea de 50 ha para um grupo de Callicebus nigrifrons, enquanto Jerusalinsky et al (2006) observaram vrios grupos de C. coimbrai ocupando fragmentos de floresta de menos de 10 ha. Densidade populacional varia muito, mas na maioria das localidades, fica na faixa de dez a 20 indivduos por quilmetro quadrado (Bicca-Marques & Heymann, no prelo; Chagas & Ferrari, submetido).7

1.2.1. Os guigs do grupo personatus O grupo personatus (Hershkovitz, 1990) composto por cinco espcies que ocupam a regio oriental do Brasil, onde sua distribuio limitada a norte e oeste pelo Rio So Francisco, e mais a sul pelos rios Parnaba e Tiet (Figura 2). A foz do rio So Francisco em Sergipe constitui a extremidade oriental da distribuio do gnero. A zoogeografia deste grupo caracterizada, principalmente, pelo isolamento de sua distribuio em relao aos demais grupos de espcies de Callicebus, o que facilita sua identificao como um clado distinto (van Roosmalen et al., 2002). Diferencia-se tambm pelo porte corporal, relativamente grande, em comparao com os demais grupos, com exceo do grupo torquatus. A cor da pelagem tende ao cinza e a face ao preto. A testa e costeletas possuem colorao que varia do marrom escuro ao preto, a cauda no prensil geralmente possui tom avermelhada.

Figura 2. Distribuio das espcies do grupo personatus (Printes, 2007)

a) Callicebus coimbrai, Kobayashi & Langguth, 1999

O guig-de-coimbra, Callicebus coimbrai (Figura 3), descrito h apenas dez anos (Kobayashi & Langguth, 1999) endmico do estado de Sergipe e litoral norte da8

Bahia (Figura 2). Os limites conhecidos para sua distribuio geogrfica (Figura 2) so o Rio So Francisco ao norte, rio Paraguau ao sul e o Oceano Atlntico a leste (Printes, 2005; Jerusalinsky et al., 2006). O limite ocidental ainda desconhecido, mas deve coincidir de alguma forma, com a zona ecotonal representada pelo Agreste, considerando a predominncia aparente de C. barbarabrownae, mais a oeste (Kobayashi & Langguth, 1999; Jerusalinsky et al., 2006). Atualmente, a espcie encontra-se na categoria de espcie em perigo de extino, ou EN (IUCN (2008). O principal motivo desse nvel de ameaa a continuada perda e degradao das florestas ao longo de sua restrita distribuio geogrfica, que comeou no incio da colonizao europia no sculo XVI (Coimbra-Filho & Cmara, 1996). Quanto s caractersticas da pelagem, um dos tradicionais critrios para a definio de espcies, C. coimbrai apresenta testa, coroa (parte superior da cabea) e orelhas (com tufos longos) de plos negros; listra vertical branca na lateral da face; costeletas, bochechas, regio posterior da cabea e nuca de cor branco-plida, amarelo cor-de-couro/amarelo acastanhado (buffy). Diadema, faixa superior no alto da cabea que vai de uma orelha a outra, negro de formato bem definido O tronco do tipo buffy com a sua metade anterior do dorso do tipo zebrado e resto do corpo com plos pretos, brancos e avermelhados mesclados, gerando um aspecto geral acinzentado ou amarronzado, com cheiridia negros, e a cauda laranja (Kobayashi & Langguth, 1999). distinguida das outras formas do grupo personatus pela testa, coroa e orelhas negros que contrastam fortemente com as costeletas, bochechas, cabea (poro posterior), nuca, e tronco de cor plida (van Roosmalen et al,, 2002). Recente levantamento de populaes de C. coimbrai em Sergipe confirmou a ocorrncia da espcie em 30 localidades (Jerusalinsky et al., 2006), alm das quatro conhecidas na Bahia (Sousa, 2000; Printes, 2005). A partir desses dados, estimou-se que a rea total efetivamente ocupada no ultrapassa 15.000,0 ha ou 1.500,0 km2 (Jerusalinsky et al., 2006). Os fragmentos com presena confirmada tem reas que variam de 3,0 e 900,0 ha, Com dados desse levantamento, foi possvel estimar que a populao total remanescente da espcie esteja entre 500 e mil indivduos (Jerusalinsky et al., 2006). Atualmente, j h dados disponveis sobre a ecologia de C. coimbrai, principalmente sobre densidades populacionais do primata no na regio Sul do Estado (Chagas, 2009), porm ainda h a urgncia de desenvolver estudos em outras regies e

9

com diferentes abordagens para que sejam geradas informaes e subsdios para delinear estratgias para sua conservao e manejo da espcie. Em uma das reas identificadas no levantamento de 2006, foi criado atravs do Decreto 24.944 de 26 de dezembro de 2007 (Sergipe, 2007) o Refgio de Vida Silvestre da Mata do Junco, no municpio de Capela, com uma rea total aproximada de 766,0 ha que atualmente abriga a nica populao de guigs protegida em unidade de conservao.

Figura 3. Fotos e imagens de Callicebus coimbrai: (a) adulto em vida livre (A. Gambarini); (b) fmea adulta em cativeiro (L. Jerusalinsky); (c) Ilustrao de Stephen D. Nash (van Roosmalen et al., 2002) e (d) fmea adulta em cativeiro (L. Jerusalinsky) e C. barbarabrownae: (e) adulto em cativeiro (Printes, 2007), provavelmente capturado na regio da localidade tipo (A. Pissinatti); (f) adulto em vida livre, Contendas do Sincor, Bahia (C. Guidorizzi); (g) Ilustrao de Stephen D. Nash; (h) adulto em cativeiro (R.A. Mittermeier).

b) Callicebus barbarabrownae Hershkovitz, 1990 Callicebus barbarabrownae (Figura 3) foi descrito por Hershkovitz (1990) como uma subespcie do grupo personatus, que foi levada ao nvel de espcie por Kobayashi (1995). Sua ocorrncia parece estar relacionada principalmente aos ambientes de Caatinga. Segundo Printes (2007, p. 73) os limites da distribuio atual da espcie so10

assim definidos: O limite norte da distribuio corresponde s serras de Minuim (Santa Brgida: 0949'36,18"S, 3805'44,74"W, altitude 451 m). O limite sul a Serra do Sincor, municpio de Contendas do Sincor (Fazenda Corcovado: 13 54'52,10"S, 4110'23,70"W, altitude 712 m). O limite leste est na divisa entre os Estados da Bahia e Sergipe, no municpio de Cel. Joo S (1013' 49,80"S, 3802'0,13"W; altitude 268 m). O limite oeste localiza-se a 107 km do rio So Francisco, no municpio de Gentio do Ouro (Salitre: 1132'54,40"S, 4222'58,70"W; altitude 908 m). Na classificao da IUCN (2008), C barbarabrownae considerada ainda mais ameaada que C. coimbrai, sendo alocada categoria perigo crtico de extino, ou CR. Esta classificao reflexo principalmente do tamanho reduzido das populaes remanescentes da espcie. Em estudo recente, Printes (2007) as queimadas aparecem como a ameaa principal, mas tambm a presso de caa, considerando que, em determinadas localidades da regio, esta atividade pode representar a mais importante fonte de alimento a base de protena animal (Marinho-Filho & Verssimo, 1997). Ao contrrio do C. coimbrai, a espcie no tem ocorrncia em qualquer unidade de conservao, apesar de estar presente em reas adjacentes ao Parque Nacional Chapada da Diamantina e em reservas legais de propriedades rurais, a rea total insuficiente para a proteo efetiva da espcie (Printes, 2007). As caractersticas da pelagem do C. barbarabrownae so: linha superciliar vibrissal varia do amarelo-cor-de-couro (feomelnico) ao preto; testa no negra como em nigrifrons e personatus e a faixa branca menos definida do que em C. coimbrai (Figura 3). As orelhas apresentam tufos de plos negros menores que os encontrados em C. coimbrai. As costeletas, a nuca, e os ombros so de cor branco-plida e buffy; os pelos das costas e das laterais do corpo apresentam um bandeamento feomelnico e eumelnico, Os membros com coxas e braos poro superior de colorao amarelocor-de-couro, da mesma cor do corpo ou branco plida, com os cheiridia (extremidade dos membros) negros. A cauda predominantemente laranja, base da cauda amarelada, laranja, superfcie superior da base varia de plida ou amarelada a negros (Hershkovitz, 1990 De acordo com van Roosmalen et al (2002), a caracterstica que distingui o C. barbarabrownae do C. coimbrai so sua testa e coroa de colorao buffy.

11

1.3. Zoogeografia dos guigs do Nordeste A distribuio geogrfica de C. barbarabrownae e C. combrai merece destaque, no somente pela falta de informaes confiveis como tambm pelo seu status de conservao. Kobayashi & Langguth (1999) afirmaram que so diferenciadas pela preferncia de habitat, sendo que a primeira encontrada principalmente nas reas ridas da Caatinga e a segunda na floresta mida da Mata Atlntica. Apesar das evidncias escassas, esta proposta foi adotada em estudos subseqentes (Printes, 2005, 2007; Jerusalinsky et al., 2006). Entretanto, no h resultados empricos que corroborem esta distribuio. Pelo contrrio, Jerusalinsky et al. (2006) registraram C. coimbai em localidades da Caatinga sergipana. Marinho-Filho & Verssimo (1997) j levantaram a possibilidade do C. barbarabrownae ter migrado para o serto baiano atravs das matas de galeria do rio So Francisco, possivelmente como conseqncia de presses de caa e de perda de hbitat. Recente levantamento de populaes de C. coimbrai em Sergipe confirmou a ocorrncia da espcie em pelo menos 30 localidades (Jerusalinsky et al, 2006), alm das quatro conhecidas na Bahia (Sousa, 2000; Printes, 2005). Os fragmentos com presena confirmada variam de tamanho entre 3,0 ha e 900,0 ha, e foi possvel estimar que a populao total remanescente da espcie ocupa uma rea total da ordem de 1.500 km e esteja entre 500 e mil indivduos (Jerusalinsky et al, 2006). Callicebus barbarabrownae parece ocorrer principalmente em reas de vegetao de caatinga de diferentes tipos fisionmicos. Dois teros dos registros de Printes (2007) foram em caatinga arbrea, e outros 28,9% em hbitat de agreste, floresta mesfila e mata de cip. Os registros em caatinga arbustiva somaram apenas 5,2%. Ressalta-se que o maior esforo de levantamento foi realizado nas regies de caatinga arbrea e arbustiva, que os informantes locais indicaram como reas de ocorrncia para a espcie. A espcie parece ocorrer ao longo de uma rea de 252.546,0 km, entre altitudes que variam de 241,0 a 908,0 m anm. Porm a rea efetivamente ocupada pela espcie parece ser de apenas 2.636,0 km, e a populao estimada de apenas 260 indivduos (Printes 2007). Nos estudos de distribuio e ecologia realizados at o momento (Jerusalinsky et al., 2006; Printes, 2007; Santos Jr., 2007; Chagas, 2009), pouco foi quantificado quanto12

ao padro de tamanho e forma das reas ocupadas por guigs na perspectiva regional de paisagem. Assim, decidiu-se adotar a bacia do baixo rio So Francisco (BSF) como a unidade para realizar o levantamento de novas populaes de guigs, assim como realizar o mapeamento dos fragmentos florestais determinando sua localizao e concentrao entre os biomas da Caatinga e Mata Atlntica, caracterizando-os quanto a sua forma e tamanho.

13

2. Objetivos2.1. Objetivo geral Mapear e caracterizar os fragmentos florestais da distribuio geogrfica de Callicebus ssp. na bacia do baixo Rio So Francisco em Sergipe, quanto a forma e tamanho para produzir subsdios para a compreenso dos fatores ecolgicos que determinam a ocorrncia e persistncia das espcies em paisagens fragmentadas. 2.2. Objetivos especficos a) Quantificar os remanescentes florestais da Bacia do baixo So Francisco;

b) Caracterizar a estrutura dos fragmentos florestais da bacia do baixo rio So Francisco quanto a sua forma, tamanho e distribuio; c) Caracterizar a distribuio de Callicebus spp. ao longo da Bacia do Baixo Rio So Francisco; c) Estimar o tamanho das populaes atravs de levantamento rpido de nmero de grupos por fragmento; d) Fornecer subsdios para o planejamento de estratgias de conservao para o gnero na regio.

14

3. Mtodos3.1. rea de estudo A bacia do baixo Rio So Francisco (BSF), em Sergipe abrange a regio norte do Estado, margem direita do rio, que percorre 234,0 Km do territrio sergipano, do municpio de Canind do So Francisco a noroeste at o extremo nordeste, no municpio de Brejo Grande, onde fica a sua foz. Geograficamente, a BSF est localizada entre os paralelos 93040.78S e 1042'22.32"S, e meridianos 3613'25.81"W e 3810'39.01"W (Figura 4). O total de rea ocupada pela BSF de 744.027,0 ha (JICA, 2000 in Seplantec, 2004) e pode ser subdivida em 20 Unidades de Planejamento (UP) correspondentes s 11 sub-bacias, que compreendem 24 municpios. O permetro de 579,0 km, com a maior largura, sentido norte-sul, medindo aproximadamente 59,8 Km, e extenso sudeste-noroeste de 185,0 Km.

Figura 4. rea de estudo: Bacia do baixo Rio So Francisco/SE

15

3.1.1. Aspectos fsicos e climticos Sergipe tem rea total de 21.910 Km2, com 30,3% de sue territrio constitudo de terras baixas (at 100 m acima do nvel do mar), cuja caracterstica geogrfica mais marcante o baixo Rio So Francisco, que forma sua fronteira setentrional. As maiores elevaes esto em torno do municpio de Itabaiana e no noroeste e sudoeste, junto divisa com a Bahia. O ponto culminante a Serra Negra (Serra da Guia), em Poo Redondo (Santos & Andrade, 1992). A rea de estudo apresenta trs diferentes feies geomorfologicas, no sentido leste-oeste (Figura 5): plancie costeira, tabuleiros costeiros e pediplano sertanejo (Seplantec, 2004)

Pediplanosertanejo

Serrasresiduais

Tabuleiroscosteiros Planciecosteiras

Figura 5 Distribuio dos trs feies geomorfolgicas presentes n BSF

As plancies costeiras estendem-se pelo litoral de todo o estado. No BSF, elas abrangem cerca de 10,0 % da rea total. Esto includas neste tipo geomorfolgico as reas de restinga de dunas e reas inundveis da foz do So Francisco (Seplantec, 2004).

16

Adjacente a esta rea est localizada a zona dos tabuleiros costeiros que ocupa cerca de 23,0% da BSF (Seplantec, 2004). Tem como caracterstica um relevo de colinas e morros dissecados por aes do intemperismo. Tambm esto includas nesta rea, as zonas de interflvios tabulares e de superfcie tabular erosiva. nesta regio que est inserido o domnio morfoclimtico da Mata Atlntica, que possui um aspecto de relevo mamelonar caracterizado pelo conjunto de montes desgastados resultante da ao do intemperismo e das precipitaes (AbSaber, 2003). O Pediplano Sertanejo a zona geomorfologia que ocupa a maior rea da BSF (66,8%) e abrange todo oeste do estado (Figura 5). Este tipo de relevo abrange tanto a depresso sertaneja no extremo oeste (Seplantec, 2004) quanto s reas de colinas desgastadas adjacentes aos tabuleiros costeiros, onde a influncia da grande amplitude trmica maior. As elevaes esto entre 100 e 300 m anm, e h um aumento gradual em direo ao territrio baiano (noroeste). Os inselbergs e serras residuais mais altas ocupam somente 0,2% da BSF, a exemplo da Serra da Guia localizada na divisa do estado com a Bahia. O clima da BSF caracterizado por mdias trmicas altas sem nenhuma estao fria e precipitaes irregulares (Pinto, 1997). De acordo com a classificao climtica de Kppen, h duas zonas: uma de clima chuvoso com vero seco (AS'), que abrange 50% do estado, na faixa litornea, e outra de clima muito quente tipicamente semi-rido (BSsh') na regio ocidental. O limite entre as zonas definido pelo patamar de precipitao mdia anual de 800,0 mm. A sazonalidade das chuvas mais pronunciada com a continentalidade. A estao seca mais severa medida que se interioriza para o territrio sergipano, e os ndices pluviomtricos decrescem rapidamente no sentido litoral-interior. Segundo Beltro (2010) as mdias anuais de precipitao anual para a BSF podem variar de 567,30 mm nas regies mais secas, como as do municpio de Canind do So Francisco, extremo oeste do estado a 1.436,33 mm, no Municpio de Nepolis, regio da Mata Atlntica, nordeste do Estado (Tabela 1).

17

Tabela 1. Mdias anuais de precipitao em mm de quatro municpios da BSF (Beltro, 2010) Precipitao Total Anual (mm) Municpios Canind do So Francisco Poo Redondo Aquidab Nepolis 2004 717,80 1.206,60 1.333,00 1.425,60 2006 440,50 514,40 1.251,90 1.503,10 2008 543,60 418,40 1.261,00 1.380,30 Precipitao Mdia Anual (mm) 567,30 713,13 1.281,97 1.436,33

3.1.2. Vegetao De acordo com o IBGE (1992, 2005), Sergipe engloba dois biomas, a Mata Atlntica e a Caatinga, cada um ocupando aproximadamente a metade do estado (Figura 6). Dentro desta classificao, podem ser observados oito tipos de vegetao distintos: savana estpica; savana estpica florestada; floresta estacional semidecidual; formaes de florestas pioneiras; vegetao com influncia fluviomarinha; savana gramneolenhosa; e duas zonas de contato: savana/floresta estacional e savana/savana estpica.

Figura 6 Mapa adaptado de IBGE (2005), apresentando os biomas e diferentes tipos de vegetao encontrados em Sergipe.

18

3.2. Base cartogrfica 3.2.1. Dados disponveis A base cartogrfica adotada para o estudo foi composta pelos dados do Atlas digital de recursos hdricos de Sergipe (Seplantec, 2004). Este Atlas contm dados vetoriais com informaes sobre aspectos variados da constituio poltica, fsica, geogrfica e estrutural do estado (rede hidrogrfica, rodovias, uso e cobertura do solo, unidades de planejamento, geologia, dados populacionais etc.). Alm dos dados vetoriais, o mosaico digital gerado a partir de imagens do ETM+/Landsat-7, datadas de 01/08/2000 tambm foi utilizado. Todos estes dados auxiliaram na interpretao visual e no georreferenciamento das imagens de satlite obtidas. 3.2.2. Imagens Orbitais Para realizar o mapeamento dos fragmentos florestais foram utilizadas duas imagens de satlite distintas. a) Imagens SPOT -5 A imagem do satlite SPOT-5 obtida uma imagem multiespectral composta por cinco bandas espectrais (Tabela 2). Sua resoluo espacial varia de 2,5 a 5,0 m e cada cena cobre uma rea de 60,0 Km x 60,0 Km. Estas imagens so utilizadas para diversos fins como cadastramento urbano, silvicultura, gesto de solos etc. (www.spotimage.com; Embrapa, 2009). Foram utilizadas duas dessas imagens aqui, a principal codificada com o nmero 730.371, data de 12/01/2003 A segunda a 731.371, de 23/12/2005 e cobre apenas uma estreita faixa de plancies litorneas que corresponde a menos de 5,0% da rea de estudo. Ambas j haviam sido cedidas pela Secretaria de Meio Ambiente e Recursos Hdricos de Sergipe (Semarh/SE) ao Laboratrio de Biologia da Conservao (BIOSE) do Departamento de Biologia da UFS para a realizao de estudos anteriores (Santos, 2009) e j possuam registro prvio com projeo em UTM, Zona 24 Sul e Datum SAD69. Por possurem alta resoluo, estas imagens permitem realizaes de interpretaes visuais adequadas para a identificao de seus elementos, e no presente caso, os fragmentos de floresta. Para este estudo, sua resoluo espacial foi modificada e re-amostrada para uma resoluo de 30,0 m atravs da ferramenta resize do programa19

ENVI 4.3. O objetivo deste procedimento foi de torn-la equivalente em tamanho imagem LANDSAT-5 (ver item b). Ao final todos os fragmentos mapeados foram diagnosticados numa mesma escala o que facilitou a elaborao do mapa de vegetao para toda a paisagem.

Tabela 2. Caractersticas de resoluo espacial e espectral das imagens Spot -5 Bandas PA e SUPERMODE Banda 1 Banda 2 Banda 3 SWR Resoluo espectral (m)0.48 - 0.71 0,50 - 0,59 0,61 - 0,68 0,78 - 0,89 1,58 - 1,75 1.000,0 10,0

Resoluo espacial (m)2,5-5,0

b) Imagens LANDSAT 5 TM Foi tambm adquirida atravs do banco de imagens do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE (http://www.dgi.inpe.br) uma imagem LANDSAT Satlite L5, rbita/ponto 215/67 (data de passagem 07/12/2006). Assim como a SPOT 5, esta uma imagem multiespctral, porm possui sete bandas espectrais captadas pelo sensor TM (Tabela 3). Sua resoluo espacial varia de 30,0 a 60,0 m e cada cena cobre a extenso de 185,0 Km x 185,0 Km com ciclo de 16 dias. Estas imagens so utilizadas em mapeamentos de corpos de gua, mapeamentos de rea agrcola e vegetao, identificao e caracterizao de geomorfologia (INPE, 2009)

20

Tabela 3. Caractersticas de resoluo espectral e principais usos das imagens LandSat-5Bandas Resoluo espectral (m) Resoluo espacial (m) Aplicaes Mapeamento de guas costeiras Banda 1 0,45 - 0,52 Diferenciao entre solo e vegetao Diferenciao de tipos de vegetao. Banda 2 Banda 3 0,52 - 0,60 0,63 - 0,69 30,0 Reflectncia de vegetao verde sadia Absoro de clorofila Diferenciao de espcies vegetais Levantamento de biomassa Delineamento de corpos dgua Medidas de umidade de vegetao Diferenciao entre neve e nuvem 120,0 30,0 Mapeamento de estresse trmico em plantas Mapeamento hidrotermal

Banda 4

0,76 - 0,90

Banda 5

1,55 - 1,75

Banda 6 Banda 7

10,4 - 12,5 2,08 - 2,35

3.3. Pr-procesamento O prprocessamento compreende uma srie de tcnicas que so aplicadas s imagens e que visa melhorar o seu manuseio. nesta fase em que as imagens recebem tratamentos de contraste, filtragem, correes radiomtricas, atmosfricas e geomtricas, atribuindo-lhes uma melhor qualidade visual para realizar anlises mais complexas. Neste estudo foram empregadas cinco destas tcnicas, descritas a seguir.

3.3.1. Composio colorida das imagens Esta tcnica tambm denominada de falsa-cor e consiste em atribuir cores s bandas das imagens. um procedimento muito utilizado para o mapeamento do uso da terra, pois permite que os elementos da imagem obtenham cores contrastantes, o que possibilita ao olho humano uma maior capacidade de discriminar objetos na imagem,

21

fator determinante para utilizao de mtodos de classificao supervisionada (Campos et al., 2004). Devido s suas caractersticas espectrais e utilidades (Tabela 3), foram selecionadas as bandas 3, 4 e 5 da imagem LANDSAT-5 s quais foram atribudas cores, que resultou na composio colorida RGB (Red, Green, Blue) - 3(B)4(G)5(R). A composio colorida das imagens SPOT-5 foi a mesma utilizada por Santos (2009) na qual a foi utilizada a combinao as bandas 1(B)2(G)4(R). O efeito resultante a atribuio da colorao esverdeada vegetao, tonalidades azuis aos rios e corpos dgua adquirem e tonalidade margenta ao solo exposto.

3.3.2. Correo geomtrica Freqentemente, imagens de satlite possuem certo deslocamento quanto posio real dos objetos. Este erro de posio deve-se a diversos fatores (p. ex. rotao da Terra, movimento do espelho de imageamento, variaes de altitude) que interferem na formao das imagens no momento em que o satlite registra a imagem imageamento. Desta forma, as imagens precisam ser corrigidas a fim de representarem a realidade da melhor forma possvel e tornarem-se padronizadas para garantir comparaes confiveis com estudos subseqentes (Novo, 1992; Sulsoft, 2000). O procedimento de ajuste de uma imagem denominado correo geomtrica, ou georreferenciamento, e consiste na reorganizao dos pixels de uma imagem a fim de adequ-los a um determinado sistema de projeo geogrfica (Novo, 1992; Sulsoft, 2000, Valente, 2001). Para este estudo, a correo foi realizada adotando-se o sistema de coordenadas planas de Projeo UTM, Datum SAD/69, Zona 24 Sul. As imagens obtidas possuam um registro prvio o qual foi refinado. Assim, foram manipuladas no programa ENVI 4.3 com o qual foram coletados pontos de controle de terreno (CGPs), que consistiram em pontos homlogos entre o mosaico LANDSAT-7 do Estado de Sergipe (Seplantec, 2004) e as imagens aqui utilizadas. Buscou-se coletar pontos que demarcassem cruzamentos de rodovias e confluncias de rios, que so facilmente detectados. Para o ajuste, o modo imagem para imagem, da ferramenta registration, foi aplicado s imagens (LANDSAT-5 e SPOT-5). Os pontos de controle (GCPs) obtidos do mosaico foram posicionados nestas imagens e a seleo dos GCPs mais adequados22

foi feita de acordo com Novo (1992), que sugere que os pontos sejam avaliados individualmente, de acordo com de erro quadrado mdio (RMS), que medida de erro utilizada para de terminar a preciso dos GPCs, eliminando aqueles com altos valores e em seguida avaliando o RMS geral da imagem. O RMS funciona como um ndice de qualidade do procedimento e constitui na forma mais simples de se ter a controle da qualidade da correo geomtrica (Jones, 1993). Ele representa a variao entra as coordenadas da imagem e as coordenadas reais e baseia-se na suposio de que os erros ocorrem ao acaso e assim sero distribudos normalmente ao redor das coordenadas reais deve ter um valor aproximado de 1,00. Aps a determinao dos pontos, foi selecionada a funo polinomial de primeiro grau, onde o nmero mnimo de pontos a serem coletados de quatro (Sulsoft, 2000), porm, foi coletado um maior nmero de pontos para assegurar a qualidade do georreferenciamento. Para as imagens LANDSAT-5 e SPOT-5 730371 foram identificados 20 pontos, j para a SPOT-5 (731.371) foram identificados 5 pontos.

3.3.3. Manipulaes de contraste Aps a correo geomtrica, as imagens foram exportadas para o programa SPRING 5.1.4. Neste, foram feitas manipulaes de contraste com o auxlio da ferramenta contraste, disponvel neste programa. Esta ferramenta possibilita que sejam realadas as diferenas entre objetos na imagem. Manipulaes diferentes foram realizadas para cada tipo de imagem com o objetivo de destacar a cobertura vegetacional da Bacia do So Francisco (BSF).

3.3.4. Recortes e elaborao de mosaico Com as imagens contrastadas, foram feitas extraes das imagens da rea de estudo fazendo recortes delas atravs da ferramenta recortar plano de informao. Este recurso permite que um vetor (p.ex. um arquivo SHAPEFILE) seja utilizado como uma mscara da qual extrada a informao desejada recortando-a para ser manipulada separadamente. Para isto, foram utilizados os SHAPEFILEs das Unidades de Planejamento (UPs) e das bacias hidrogrficas disponveis no Atlas digital de Recursos Hdricos de Sergipe (Seplantec, 2004). Com a obteno de recortes pode ser elaborado

23

um mosaico o qual pode ser utilizado para mapear os fragmentos e agregar informaes de imagens diferentes a um nico plano de informao.

3.4. Geoprocessamento aplicado ao mapeamento dos fragmentos da BSF 3.4.1 Definio da escala Neste estudo, foi adotada como escala de mapeamento de 1:50.000 utilizada por Coutinho (1997) que obteve bons resultados na elaborao de um mapa de uso de solo da cidade de Campinas/SP utilizando imagens LANDSAT-5 TM. De acordo com as avaliaes feitas pelo autor e as deste trabalho, escalas maiores que a adotada sofriam perda da qualidade devido a granulao que distorcia a definio das bordas dos objetos Aps as etapas de pr-processamento das imagens descritas acima (correo geomtrica, contraste, recorte e mosaico), foi realizado o geoprocessamento propriamente dito, onde foi adotado mtodo de classificao digital supervisionado por regio para mapear os fragmentos florestais. A classificao foi realizada em duas etapas: a segmentao, que obrigatria para a classificao por regio, e em seguida, a classificao propriamente dita.

3.4.2. Segmentao A segmentao vem sendo utilizado amplamente no mbito da avaliao ambiental e sensoriamento remoto (Nascimento & Filho, 1996; Padilha & Kurkdjian, 1996; Coutinho, 1997). Neste procedimento, a imagem fragmentada automaticamente em regies (fragmentos) homogneas quanto a uma dada caracterstica, como por exemplo, nvel de cinza de uma imagem (Nascimento & Filho, 1996), com o objetivo de criar regies que contm pixels contguos com informaes semelhantes quanto ao comportamento espectral (INPE, 2009). De acordo com Moik (1980), Ballard & Brown (1992: citado por Nascimento & Filho, 1996) e Coutinho (1997), o procedimento pode ser descrito desta maneira: 1) Cada regio denominada Ri e descrita por um conjunto de pontos circundados por um limite fechado e comprimento finito;

24

2)

Uma segmentao do domnio R de uma imagem um conjunto finito de regies, tal que: R a unio de Ri e a interseo entre Ri e Rj igual a zero para todo i diferente de j. A segmentao baseada em duas caractersticas dos tons de cinza de uma

imagem: a descontinuidade e a similaridade. O mtodo da descontinuidade baseia-se na mudana abrupta dos valores de cinza e o mtodo da similaridade fundamenta-se pela agregao de pixels em funo da sua semelhana com os vizinhos. Para determinar estas regies, dois limiares so requeridos: a similaridade e o tamanho da rea. O primeiro o limiar abaixo do qual duas regies so consideradas similares e ento agrupadas, ou seja, o valor da distncia Euclidiana mnima entre as mdias das regies consideradas. O segundo limiar o valor da rea mnima, dado em nmero de pixels, para que uma regio seja individualizada. A definio dos limiares uma etapa crtica do processo, pois determinar a preciso da segmentao (INPE, 2009). Segundo Shoenmakers et al. (1991), se os limiares forem muito baixos, o processo no atribuir muitos pixels s regies fragmentadas. Por outro lado, se forem muito altos, pixels representativos de diferentes classes sero incorretamente agrupados numa mesma regio. Por esta razo, a imagem das bordas precisa ser avaliada para confirmar ou rejeitar os limiares adotados. Para que o procedimento tenha um bom desempenho necessrio que as regies sejam homogneas texturalmente e suas bordas sejam precisas (Halarick & Shapiro, 1985; Coutinho, 1997). Desta forma, no h uma padronizao quanto combinao ideal dos limiares. Para a obteno de bons resultados, a imagem segmentada deve ser avaliada caso a caso de acordo com a resoluo da imagem e a escala de trabalho. Existem duas modalidades de segmentao disponveis no SPRING 5.1.4. A primeira a segmentao por deteco de bacias. Esta modalidade detecta bacias de uma imagem resultante do processo de extrao de bordas. O procedimento pressupe uma representao topogrfica para a imagem, ou seja, para uma dada imagem gradiente, o valor de nvel digital de cada pixel equivale a um valor de elevao naquele ponto. A imagem equivaleria a uma superfcie topogrfica com feies de relevo ou uma regio com bacias de diferentes profundidades (INPE, 2009).

25

A outra modalidade de segmentao a do crescimento por regies, a qual foi adotada aqui. Esta uma das tcnicas mais utilizadas, pois permite extrair atributos e selecionar as amostras mais representativas de cada classe. Neste procedimento, so agrupados dados espacialmente adjacentes onde a imagem dividida em regies ou segmentos compostos por conjuntos de pixels. Cada pixel rotulado como uma regio distinta, R (Kai & Muller, 1991; Nascimento & Filho, 1996; INPE, 2009). O critrio de similaridade baseia-se em um teste estatstico que compara as mdias de valores de pixels, onde so comparados todos os pares de regies espacialmente adjacentes. Caso o resultado seja maior do que o nvel determinado, as regies so separadas em grupos distintos de pixels. Assim, divide-se a imagem em um conjunto de sub-imagens e ento se realiza a unio entre elas, segundo um limiar de agregao definido pelo usurio (Earthal et al., 1991; INPE, 2009). Segundo INPE (2009), para a unio de duas regies A e B vizinhas, deve-se adotar o seguinte critrio:

A e B so similares (teste das mdias); a similaridade satisfaz o limiar estabelecido; A e B so mutuamente prximas (dentre os vizinhos de A, B a mais prxima, e dentre os vizinhos de B, A a mais prxima). Se A e B satisfazem os critrios acima, so agregadas, caso contrrio, o sistema

reinicia o processo do teste de agregao. Desta forma, os valores a serem determinados devem ser fixados de acordo com os padres de repartio espacial dos objetos na imagem. Ou, seja os ndices devem ser testados at uma boa padronizao, coerente com o que visto na tela do computador, seja alcanada. De acordo com o exposto, foram testadas combinaes destes dois limiares at conseguir um padro razovel para ser submetido ao processo de classificao

3.4.3. Classificao Em seguida, para realizar o levantamento dos fragmentos, as imagens de trabalho, LANDSAT-5 e SPOT-5, foram submetidas, separadamente ao processo de classificao digital. O mtodo utilizado foi o da classificao supervisionada por26

regies que dividida em duas fases. A primeira a fase de treinamento, na qual amostras das regies da imagem segmentada produzida (grupos de pixels) so coletadas pelo analista e alocadas a uma determinada classe. Na elaborao de mapas categricos a partir da classificao de imagens importante definir o mapeamento de acordo com o objetivo de trabalho. H questes que a simples classificao em duas categorias mata e no-mata suficiente. Para outras, uma classificao mais detalhada deve ser aplicada, no caso, por exemplo, de se identificar estgios sussecionais da vegetao. Tanto uma categorizao simples como uma demasiadamente complexa com muitas categorias podem ser utilizados, mas isto ir depender do objetivo. Desta forma, esforos podem ser potencializados para cada tipo de estudo (Metzeger, 2006). De acordo com a proposta deste projeto, o mapeamento e a caracterizao d estrutura da cobertura florestal da BSF o principal objetivo no quesito da paisagem. Assim, para alcanar o objetivo de mapeamento dos fragmentos florestais, o nmero de classes foi simplificado para duas categorias, a seguir descritas: 1) Floresta (FRT), Classe geral que englobou todos os tipos vegetacionais arbreo-arbustivos dos biomas da Caatinga e da Mata Atlntica. No foram determinados neste caso os diferentes estgios de sucesso (primria, secundria) ou tipos vegetacionais (p.ex. semidecidual, caduciflia); 2) No-floresta (nFRT). Foram includas aqui todas as demais classes como pastos, solo exposto, reas agrcolas, urbanizao, corpos dgua e nuvens. Atravs das amostras de treinamento de cada classe, foi adotado o classificador de Bhattacharya (Mather, 1993), para classificar a imagem. Este mtodo supervisionado exige amostras de treinamento coletadas pelo analista e j demonstrou bom desempenho em estudos com objetivos semelhantes aos do presente trabalho, principalmente quanto discriminao com preciso de diferentes objetos em estudos de mapeamento, uso de solo e desertificao (Moreira et al., 2003; Ges et al., 2006; Bakani & Sakamoto, 2007; Costa-Filho et al., 2008). O mecanismo dessa classificao consiste numa medida da distncia usada para avaliar a separabilidade estatstica entre um par de classes espectrais. Ou seja, mede a distncia mdia entre as distribuies de probabilidades de classes espectrais (Costa

27

Filho et al., 2008; INPE, 2009). Definido o classificador, foi executada a classificao com um limiar de aceitabilidade de 95,0%. A imagem classificada resultante foi submetida ao processo de mapeamento de classes, onde foi criada uma imagem temtica contendo as classes determinadas no estudo (FRT, nFRT). Com esta imagem, as classes puderam ser convertidas separadamente em polgonos os quais foram exportados em formato SHAPEFILE para serem visualizados e analisados nos programas de geoprocessamento ENVI 4.3 e ARCGIS 9.2 e no PATCH ANALYST 4, programa de anlise paisagem utilizado de neste estudo.

3.5. Caracterizao estrutural dos fragmentos em nvel de paisagem A anlise de fragmentos distribudos por grandes extenses exige o uso de tecnologias capazes de processar grandes volumes de informaes, proveniente do sensoriamento remoto, por exemplo, em perodos curtos de tempo (Turner, 2001). Neste mbito, o software FRAGSTATS (McGarigal et al., 2002) e a extenso PATCH ANALYST 4 para ARCGIS (Kaukinen et al., 2008) constituem-se em duas ferramentas que podem ser utilizadas na anlise de padres estruturais da paisagem, podendo dar suporte a diversos estudos em biologia da conservao como a modelagem de hbitat, a diagnstico de fragmentao e o manejo de florestas. O PATCH ANALYST 4, programa utilizado neste estudo, inclui um pacote de mtricas capazes de caracterizar padres estruturais de fragmentos (p.ex. nmero, tamanho, forma), e possibilita realizar combinaes destes atributos com caractersticas qualitativas (p.ex. combinao de idade do fragmento, composio de estratos arbreos e abertura de copa). Os arquivos em formato SHAPEFILE contendo os polgonos da classe FRT (fragmentos de floresta) foram divididos para serem processados em trs nveis hierrquicos (Tabela 4) (Figura 7): i. Nvel de paisagem, onde foram feitas as leituras de todos os polgonos gerados para obter parmetros dos fragmentos da BSF como um todo; ii. Nvel de bioma, onde os polgonos foram divididos em duas categorias correspondentes as regies dos biomas da Mata Atlntica e da Caatinga, e iii. Nvel de sub-bacia, onde os polgonos foram divididos em 19 unidades de planejamento que correspondem as 10 sub-bacias (Tabela 4)28

Assim, foram selecionadas mtricas que permitiram realizar a caracterizao dos fragmentos da BSF, baseando-se em estudos anteriores que tinham como objetivo caracterizar os fragmentos florestais (Valente, 2001; Basilie, 2006, Tambosi, 2008). Os ndices foram divididos em cinco grupos que so relacionados a seguir. A base conceitual foi extrada do manual de definio de mtricas de McGarigal et al. (2002) e Kaukinen et al. (2008).

Tabela 4. Esquema de anlise das mtricas por nvel hierrquico Nvel 1 Nvel 2 Paisagem Biomas Mata Atlntica Betume Piloes Nvel 3 Sub-bacias Jacare Canhoba Gararu BSF Caatinga Capivara Campos Novos Jacar-Craibeiiro Cururu Curituba

29

Figura 7 Mapa que mostra a BSF dividida nos nveis de biomas e de sub-bacias

3.5.1. ndices de rea da paisagem utilizados a) rea da Paisagem (TLA ou A) a soma de todas as reas de todos os fragmentos da paisagem dada em hectares b) Percentagem de paisagem (PLAND) igual o percentual da soma das reas (m) de todos os fragmentos, dividido pela rea total da paisagem (m), multiplicado por 100 (para converter para percentagem). c) hectares. 3.5.2 ndices de tamanho, densidade e variabilidade mtrica de fragmentos a) Nmero de fragmentos (NP ou NumP) o nmero total de fragmentos na paisagem. rea de Classe (CA). rea total da classe (FRT, nFR)/categoria em

30

b)

Tamanho mdio de fragmento (MPS) a mdia do tamanho de fragmento que pode ser calculado para um nvel de classe (p. ex. floresta secundria, primria) ou de paisagem (BSF):

c) Densidade de fragmentos (PD) equivale ao nmero de fragmentos dividido pela rea total da paisagem (NP/100 hectares), 3.5.3 ndices de forma a) ndice de forma media (MSI) expressa a forma mdia dos fragmentos em funo da razo mdia de sua relao permetro/rea comparada a uma forma padro. No caso deste estudo, a forma padro a circular devido ao uso de polgonos (Romel, 2008). O MSI ser igual a 1 quando todos os fragmentos forem circulares. Este ndice aumentar com a irregularidade das formas dos fragmentos da paisagem: b) ndice de forma media ponderado pela rea (AWMSI) calculado de maneira semelhante ao MSI, porm a mdia ponderada de acordo com a rea dos fragmentos. reas maiores recebem um maior peso. AWMSI igual soma do permetro de cada fragmento, dividido pela raiz quadrada da rea do fragmento (em hectares) para todos os fragmentos, e ajustado para o padro circular, dividido pelo nmero de fragmentos.

3.6. Levantamento de populaes de guigs Jerusalinsky et al. (2006) e Santos Jr. et al. in prep j identificaram algumas dezenas de localidades sergipanas onde ocorre Callicebus coimbrai, mas estes estudos foram realizados principalmente na regio costeira do estado, abrangida pelo bioma Mata Atlntica, partindo da premissa de que a espcie ocorreria exclusivamente neste bioma (Kobayashi & Langguth, 1999). No presente estudo, o trabalho foi dividido em duas etapas. A primeira correspondeu fase de planejamento na qual foi realizado um diagnstico preliminar dos fragmentos florestais da BSF. Este levantamento foi feito pela interpretao visual das imagens na tela do computador, usando duas imagens SPOT-5 (730.371) e uma LANDSAT-5 que foram submetidas a processamento simples de manipulao de contraste da imagem dando a estas coloraes que destacassem a vegetao.

31

A idia inicial foi a de estabelecer uma transeco ao longo da regio que contivesse um nmero equivalente de fragmentos por bioma. Porm, este procedimento foi modificado e o estudo foi feito utilizando a diviso da BSF em sub-bacias, para incluir dados de levantamentos anteriores que no haviam sido coletados com esta perspectiva. Desta forma, a as sub-bacias foi agrupadas em quatro setores que foram vistoriados de acordo com a avaliao prvia, informaes dos levantamentos anteriores e entrevistas informais com moradores locais. Os setores foram dispostos ao longo do gradiente entre os biomas da Mata Atlntica e da Caatinga (Figura 8). No Setor 1, que representa a Mata Atlntica, os fragmentos florestais j haviam sido vistoriados e diagnosticados quanto presena de Callicebus coimbrai por Jerusalinsky et al. (2006).

Figura 8 Diviso dos setores para coleta de dados sobre populaes de guigs na BSF

Nos demais setores poucas coletas isoladas haviam sido realizadas at o incio deste estudo. Jerusalinsky et al. (2006) registraram alguns pontos da Caatinga, incluindo32

uma localidade em Porto da Folha (Fazenda So Pedro -1002 S, 3724 W). Coletas no setor 3 foram realizadas em outubro de 2008, e de abril a outubro de 2009, com a realizao de duas campanhas mensais onde foram coletados dados nos setores 2 e 4 sobre a presena/ausncia de primatas e caracterizao de hbitat no mbito do projeto Universal (protocolo processo no. 302747/2008-7 - CNPq). Visando padronizar a amostragem para fornecer dados mais confiveis, foi adotado um critrio de rea mnima para os fragmentos levantados. O valor foi de 20,0 ha, levando em considerao o fato de que a rea vida mdia em Callicebus ssp. de 25 a 50 ha na maioria das espcies (Bicca-Marques & Heymann, no prelo). Assim, fragmentos iguais ou maiores de 20 ha foram considerados como abrigos potenciais para pelo menos um grupo de guigs. O outro critrio adotado foi uma amostra mnima de 10 fragmentos por setor. Na segunda etapa, foram realizadas as coletas de campo, onde foram levantadas informaes sobre os fragmentos e a presena/ausnsia de Callicebus ssp.. As informaes bsicas coletadas sobre os fragmentos foram: (a) localizao geogrfica demarcada com GPS Garmin 60Csx, (b) a data e o perodo da vistoria (manh/tarde), (c) estdio de sucessional da floresta, dividido em 3 categorias a saber: primria, secundria inicial e secundria tardia, (d) nome de proprietrios e principais ameaas (indcios de caa, incndios, desflorestamento) (e) aspectos de vizinhana onde foram coletadas informaes sobre o que compunha a matriz no entorno do fragmento quanto a presena de pasto, culturas agrcolas e urbanizao. A presena de guigs nos fragmentos foi detectada atravs do uso de playback, que consiste em emitir gravaes de vocalizaes de Callicebus do grupo personatus por um alto-falante, seguindo o procedimento e equipamento em estudos anteriores (Santos Jr., 2007, Chagas, 2009). O equipamento de playback (Figura 9) tem como componentes um mp3 player porttil acoplado a um circuito de amplificao semelhante ao usado em caixas de som de computador de mesa. Este conjunto conectado a um megafone de mo da marca CSR, modelo HMP 1501 que tem uma potncia de 35w e alcance estimado de 600 m (em rea aberta).

33

Figura 9 Equipamento de playback utilizado nesse estudo

O playback um meio eficiente de verificar a presena de guigs, considerando que estes animais no somente respondem gravao, como avanam freqentemente na direo da fonte emissora (Jerusalinsky et al, 2006; Printes, 2007; Santos Jr., 2007). As vocalizaes utilizadas para estimular a resposta dos grupos de guigs foram previamente gravadas em fita cassete de grupos silvestres de espcies de Callicebus do grupo personatus fornecidas pelo Centro de pesquisa e conservao dos primatas brasileiros (CPB). Em seguida, as gravaes foram digitalizadas, transferidas para o computador e, com auxlio do software Imtoo Audio Encoder (Imtoo Software, 2009. Disponvel em: http://www.imtoo.com/), foram convertidas para o formato de udio mp3 e posteriormente armazenadas no mp3 player (Santos Jr., 2007). Os levantamentos populacionais foram realizados atravs das respostas vocais obtidas dos grupos de guigs estimulados a responder ao playback. O procedimento consistiu em executar o playback na borda e no interior do fragmento usando trilhas prexistentes, as quais foram percorridas a uma velocidade de aproximadamente 1,5km/h. Durante as caminhadas, o equipamento de playback era acionado em intervalos de tempo de 10 minutos. Para as amostragens foram priorizados os perodos do incio da manh (entre 6:00 h e 9:00 h) e o final da tarde (15:00 h e 17:00 h), horrios de maior eficincia do procedimento (Melo & Mendes, 2000; Printes, 2007; Santos Jr., 2007).34

Este procedimento de verificao da presena/ausncia de guigs foi repetido no mnimo trs vezes por fragmento, quando necessrio. Para a determinao do nmero de grupos dentro de cada fragmento, foi verificado quantos grupos responderam ao playback simultaneamente. Para isso, dois pesquisadores posicionavam-se a uma distncia mnima de 100 m um do outro, com o objetivo de se obter a percepo mxima das vocalizaes (veja Costa, 2009; Freitas, 2010). Aps cada registro, os pesquisadores determinavam o nmero de grupos no fragmento com base nas duas perspectivas individuais. Em caso positivo de resposta ao playback era feito um esforo para localizar o grupo e identificar sua composio quanto ao nmero de membros, e sua faixa-etria e sexo. Tambm se tentou fotografar os animais para auxiliar na identificao da espcie, e efetuar gravaes de suas vocalizaes, a fim de se obter um banco audiovisual. Os registros de udio foram feitos com um gravador porttil da M-Audio modelo microtrack II, com a finalidade de compor um banco de informaes udio visuais para as espcies de guig do estado de Sergipe.

35

4. Resultados 4.1. Pr-processamento O mapeamento dos fragmentos florestais da Bacia do So Francisco (BSF) baseou-se no mapa categrico elaborado neste projeto. O objetivo deste mapa foi o de inventariar a cobertura da vegetao remanescente. Desta forma, no foi confeccionado um mapa de uso da terra que destacasse cada unidade da matriz onde os fragmentos estavam inseridos. Decidiu-se simplificar o mapa para apenas duas categorias: FRT (floresta) e nFRT (no-floresta), portanto, a classe nFRT acumulou os diferentes elementos constituintes da matriz (pastagens, plantaes, zona urbana, corpos dgua e nuvens). Para reconhecer os fragmentos foram realizadas manipulaes de contraste das imagens LANDSAT-5 e SPOT-5 que os destacavam em tons avermelhados (Figura 10), tendo em vista a capacidade da vegetao de absorver radiaes espectrais nas faixas vermelha e infra-vermelha (INPE, 2009). Atravs deste procedimento e com conhecimento de campo, os fragmentos puderam ser identificados.

36

a

b

c d

Figura 10 Resultado da manipulao de contraste. Recortes da imagem Landsat-5 (a) e Spot-5 (c); figuras b e d, imagens aps a manipulao de contraste.

Quanto correo geomtrica, foram selecionados para o georreferenciamento 34 pontos de GCP (Tabela 4). Os resultados alcanados foram satisfatrios, tanto em relao aos valores de RMS como apresentao visual da correo (Figura 11), como pode ser verificado com a comparao entre posicionamento correto das imagens e os as linhas das estradas estaduais (Seplantec, 2004).Tabela 5. Nmero de pontos controle e erro mdio quadrtico (RMS).

Imagem Landsat-5 Spot-5 (730.371)

Pontos identificados 20 20

Pontos excludos 4 7

Total de pontos 16 13

RMS 1,257 1,427

37

Figura 11 Sobreposio da linha do vetor de uma estrada estadual (linha em preto) imagem Landsat-5 original (esquerda) e georreferenciada (direita).

Com a sobreposio de imagens georreferenciadas, foi produzido o mosaico da regio (Figura 12a). A imagem LANDSAT-5 cobriu 91,23 % da rea da BSF (Figura 12 b), enquanto que a imagem SPOT-5 (730.371) foi utilizada somente em 8,8 % (Figura 12 c). Os 8,77% restantes no foram mapeados, pois a imagem Spot-5(371.731) que abrange esta rea est localizada a regio litornea da Sub-bacia do Rio Sapucaia (Figura 12 c) na qual a formao de dunas o aspecto mais destacado, e desta forma, no foi considerada para a anlise por no se tratar de hbitat para o guig. Outra rea excluda foi a regio drenada pelo riacho da Ona, afluente do Rio Betume, de 14.954,00 ha, a qual no foi possvel mapear automaticamente, pois para esta rea, recortes das imagens LANDSAT-5, SPOT-5 (730.370) e SPOT-5 (730.371) seriam necessrios, o que dificulta o mapeamento devido o mosaico das trs imagens apresentar diferentes tonalidades para uma regio muito pequena. Optou-se pelo mapeamento anterior de Santos (2009), que no identificou fragmentos com rea maior que 17,0 ha, nestas duas regies. Desta forma, assumiu-se que no haveria prejuzo na anlise quanto excluso desta rea devido a sua pequena proporo da rea total de estudo.

38

a

b

c

d

Figura 12 a) Mosaico elaborado para visualizao da BSF, em branco recorte feitos sobre as imagens; b) Imagem Landsat-5; c) imagem Spot-5 (730.371) e recorte e d) sobreposio de b) e da imagem Spot-5 (731371).

4.2. Geoprocessamento 4.2.1. Segmentao No havendo uma combinao padro dos ndices de similaridade e de rea necessrios para segmentar as imagens, foi necessrio realizar testes sobre possveis combinaes. Foram feitos nove testes (Tabela 5) com combinaes que foram utilizadas em outros trabalhos (Nascimento & Filho, 1996; Padilha & Kukdjian, 1996; Coutinho, 1997; INPE, 2009).

39

Tabela 6. Combinaes dos limiares de similaridade e de rea testadas Similaridade Limite de rea (n. pixels) 8 10 10 10 12 15 20 30 50 10 8 12 25 10 15 20 40 50 Referncia INPE (2009); Padilha & Kukdjian (1996) Padilha & Kukdjian (1996) Padilha & Kukdjian (1996); Nascimento & Filho (1996) Padilha & Kukdjian (1996) Padilha & Kukdjian (1996) Padilha & Kukdjian (1996) Coutinho (1997) Coutinho (1997) Coutinho (1997)

De acordo com a anlise visual de cada padro obtido pela segmentao, trs foram selecionadas para demonstrar o efeito desta tcnica (Figura 13). A combinao 8x10 apresentou alta fragmentao da imagem, desta forma, foram formados pequenos grupos de pixels. A combinao 30x40, pelo contrrio, formou polgonos muito abrangentes favorecendo a formao de grupos de pixels bastante heterogneos. A imagem segmentada com a combinao 15x15, escolhida para realizar a classificao das imagens de satlite neste estudo, apresentou um padro intermedirio, sem a excessiva fragmentao da combinao 8x10, nem agrupamentos muito heterogneos de pixels como a segmentao 30x40 (Figura 13).

40

8x10

15x15

30x40 Figura 13 Imagens segmentadas. Trs diferentes combinaes dos ndices de similaridade e de rea, sobreposta imagem LANDSAT-5 monocromtica: linhas fechadas indicam os polgonos formados. 41

4.2.2. Classificao Determinada a imagem segmentada, iniciou-se o processo de classificao das duas imagens utilizadas separadamente. Assim, foram coletadas amostras de treinamento para as duas classes definidas para o estudo (FRT, nFRT) em cada uma dessas imagens. Neste caso, as amostras foram baseadas nos polgonos determinados pela imagem segmentada 15x15 (Figura 13). Em seguida, as amostras foram analisadas com a ferramenta Anlise de amostras disponvel no programa SPRING 5.1.4, com este recurso foi possvel verificar o comportamento dos dados coletados para cada classe quanto a sua coerncia atravs da matriz de erro ou de confuso (INPE, 2009). A matriz de confuso consiste numa matriz quadrada m x m, onde m o nmero de classes definidas. A diagonal dessa matriz compreende o nmero de pixels corretamente classificados. Suas linhas correspondem aos valores das classes de verdade terrestres, ou seja, o que visto na imagem, j as colunas so as classes do mapa obtido. A matriz de erro, representadas aqui nas tabelas 7 e 8, caracteriza-se por resumir os erros de incluso (pixels que no pertencem classe e foram a elas atribudos) e erros de omisso pixels que pertencem classe em questo e no foram a ela atribudos (Coutinho, 1997; Nishida, 1998; INPE, 2009). Quando uma amostra analisada, os polgonos adquiridos so testados medindose o quanto das amostras selecionadas para uma classe foi identificado como pertencentes outra classe. Amostras com maior coerncia devem apresentar 100% de amostras identificadas como pertencentes classe. Neste estudo, pelo fato de no haver uma srie de categorias (p.ex. pasto, mata secundria, solos expostos) obteve-se 100% de coerncia, no havendo confuso entre as classes, garantindo a confiabilidade do processo de classificao (Tabelas 6 e 7).Tabela 7. Matriz de confuso para a classificao da imagem Landsat-5.

FRG FRG nFR Soma 39589 (29.41%) 0 (0.00%) 39589

nFRT 0 (0.00%) 95017 (70.59%) 95017

Absteno 0 (0.00%) 0 0.00% 0

Soma 39589 95017 134606

42

Tabela 8. Matriz de confuso para a classificao da imagem Spot-5 730.371

FRG FRG nFR Soma 14848 (58.35%) 0 (0.00%) 14848

nFR 0 (0.00%) 10597 (41.65%) 10597

Absteno 0 (0.00%) 0 (0.00%) 0

Soma 14848 10597 25445

Aps esta anlise, foi utilizado o classificador de Bhattacharya com nvel de aceitao de 95,0% para classificar as duas imagens separadamente. Ou seja, assume-se que o mapa elaborado a partir dessa classificao possui 5,0 % de erro, onde manchas de vegetao podem ter sido classificadas erroneamente como tal. Assim, as duas imagens geradas foram submetidas postas juntas atravs da ferramenta mosaico do SPRING 5.1.4 para obter uma nica imagem da qual foi produzido o mapa temtico da cobertura florestal da BSF e Sergipe (Figura 14).

4.2.3. Caracterizao geral dos fragmentos da BSF em nvel de paisagem O mapa temtico foi vetorizado e importado para o PATCH ANALYST 4, no qual foram mensuradas as mtricas de rea, tamanho e forma dos fragmentos da BSF. Dos 744.522,00 ha da BSF, 8,77% no foram diagnosticados (Figura 14), assim, a rea total da paisagem (TLA) avaliada de 679.210,30 ha. A cobertura florestal remanescente ocupa uma rea (CA) de 73.850,70 ha, ou 10,87 % da rea mapeada. A vegetao mapeada composta por 5.453 fragmentos florestais (NumP). A menor rea mapeada teve valor de 0,0162 ha e o valor mximo foi 3.196,00 ha. A maioria dos fragmentos (81,0%) possui menos de 10,0 ha (Figura 15), embora estes fragmentos representam 20,25% da rea total da paisagem (Figura 16). Os 16 fragmentos maiores que 400 ha contribuem com 21,73% da rea total.

43

Figura 14 Mapa da cobertura florestal da BSF (Em vermelho zona mal mapeada pelo classificador, ver detalhe na figura 16) Tabela 9. rea e permetro dos fragmentos florestais identificados na BSF.

Valor: Varivel rea (ha) Permetro (km) Nmero 5453 5453 Total 73.850,66 10.633,14 Mnimo 0,0162 50,91 MdioDP 13,5472,14 1.949,965.805,88 Mximo 3.196,0 228.096,0

44

Figura 15. Contribuio relativa de cada classe de tamanho de fragmento rea total

Tabela 10. Nmero de fragmentos (NumP) proporo em rea por classes de tamanho. Classes de tamanho 0 - 10,0 10,0 - 20,0 20,0 - 50,0 50,0 - 100,0 100,0 - 200,0 200,0 - 300,0 400,0 - 400,0 > 400,0 Total NumP 4426 466 280 161 0 25 13 16 5453% rea % 20,25% 8,84% 14,21% 10,20% 10,81% 7,67% 6,29% 21,73% 100,00%

A partir dessa primeira avaliao, foram feitos ajustes para tornar a anlise mais prtica e relacionada ao organismo em questo. Assim, baseado no conhecimento sobre a uso de rea de vida mdio dos guigs e nos resultados ilustrados nos grficos das figuras 15 e tabela 8, determinou-se a rea mnima de trabalho de 20,0 ha, Esta mediada, foi adotada por Basile (2006) e visa tornar a anlise mais prtica quanto quantificao e caracterizao da distribuio dos fragmentos entre os dos biomas da Mata Atlntica e Caatinga. Alm do tamanho mnimo determinado, outro ajuste feito refere-se ao maior fragmento mapeado (3.196,00 ha) que no constitui um remanescente florestal (Figura45

16). Esta mancha trata-se de uma regio drenada pelo rio Betume, localmente de Pantanal de Pacatuba/SE. Nessa rea inundvel, lagunas so cobertas por algas macrfitas, plantas aquticas, alm de pequenas reas de vegetao arbustiva e agrcolas.

Figura 16 Mancha mapeada erroneamente pelo processo de classificao

Em mapeamento anterior de Santos (2009), essa regio j no havia sido considerada como fragmento de floresta de Mata Atlntica e os aspectos espectrais dessa vegetao foraram a incluso dessa rea durante o processo de classificao. Portanto, por esta rea no representar hbitat potencial para sobrevivncia de guigs, foi excluda para que no houvesse desvios nos clculos das mtricas que so influenciadas por grandes tamanhos de rea (tamanho mdio, densidade de fragmentos, rea total etc).

4.2.4. Caracterizao da distribuio e estrutura dos fragmentos florestais maiores que 20 ha da BSF Os polgonos originais, resultantes da classificao e do mapeamento de classes foram processados para conter apenas os fragmentos com o tamanho mnimo de rea. Assim, com a ferramenta limpar vetor do SPRING 5.1.4, foram excludos todos os fragmentos menores que 20,0 ha e o vetor do Pantanal de Pacatuba. Com o arquivo editado, o PATCH ANALYST 4 foi novamente utilizado para obter as mtricas da estrutura dos fragmentos.46

Um novo mapa foi elaborado para a visualizao geral da distribuio dos fragmentos da BSF (Figura 17). Os fragmentos maiores que 20,0 ha totalizam de 560 fragmentos de tamanho mdio de 90,37 ha (Tabela 10). Em relao a toda a rea da BSF, estes fragmentos ocuparam uma rea de 50.608,22 de ha, que corresponde a 7,45 % da rea total da paisagem (TLA) (ver item 4.2.3).

Figura 17 Mapa de fragmentos florestais aps edio para retirar os fragmentos menores que 20,0 ha e a regio do Pantanal de Pacatuba.

47

Tabela 11 Nmero (NumP) e tamanho de fragmentos (MPS) dos fragmentos maiores que 20 h da BSF- SENmero (NumP) 560,00 Tamanho mdio (MPS) 90,3718169,2694 DP Mediana (MedPS) 40,2226 co Varincia 187,3033

Mais uma vez, a primeira classe de tamanho foi a mais numerosa, com 274 fragme