A Nova Dinâmica do Desflorestamento em Mato Grosso: Implicações para os Processos do Ecossistema...
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A Nova Dinâmica do Desflorestamento em Mato Grosso: Implicações para os
Processos do Ecossistema Douglas Morton, Yosio Shimabukuro, Ruth DeFries, Fernando Del Bon Espiríto-Santo,
Egidio Arai, Liana Anderson
Questões sobre as transições
Tamanho: O tamanho de transição dependede tipo de mudança?
Temporalidade: Como variável é o periodo de desmatamento? Depende de resultado, tamanho, ou ano?
Tipo/resultado: Qual é a proporção das trasformações primarias e secundarias que estão acontecendo no Mato Grosso?
Métodos• MODIS
– As séries temporais– Dados diarios (MOD-09) e compostos (MOD13)– Reflectância vermelha, NDVI, e EVI
• Alta Resolução– ASTER– Landsat TM– CBERS2
• Validação no campo
250m
15m
Transições principais
Secondarias
Iniciais
0% soil fraction
100% soil fraction
0%
100%
0%
100%
w 56º51’21’’s 10º43’37’’
s 10º43’37’’w 55º39’42’’
N
Scale
0 20km
ETM ETM
(a)
(b) (c)
MOD09 MOD09 (d) (e)
MOD13 (f) (g)
MOD13 MOD13 (h)
INPE Deforestation data
Scale
0 1,5km
0% soil fraction
100% soil fraction
0%
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0%
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w 56º51’21’’s 10º43’37’’
s 10º43’37’’w 55º39’42’’
w 56º51’21’’s 10º43’37’’
s 10º43’37’’w 55º39’42’’
N
Scale
0 20km
Scale
0 20km
ETM ETM
(a)
(b) (c)
MOD09 MOD09 (d) (e)
MOD13 (f) (g)
MOD13 MOD13 (h)
INPE Deforestation data
Scale
0 1,5km
Scale
0 1,5km
Anderson et al., no prelo, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
A fraçao solo mostra novo desmatamento em
ETM+, MOD09 diaria,e MOD13 16-dia compostos:
(Morton et al., 2005, Earth Interactions)
Mapeamento de desmatamento:A comparição dos métodos na escala regional
Morton et al., 2005, Earth Interactions
Desmatamento Anual 2001-2004
Classificando a cobertura da terra usando curvas fenolôgicas do sensor MODIS
2 0 0 0 - 2 0 0 3 T i m e S e r i e s , Q u a l i t y f l a g a d j u s t e d
0
1 0 0 0
2 0 0 0
3 0 0 0
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B82
1 6 - d a y P e r i o d s ( 2 0 0 0 - 1 2 9 t o 2 0 0 3 - 3 5 2 )
ND
VI x 1
0,0
00
2 0 0 3 C o n v e r s i o nA g r i c u l t u r eF o r e s tP a s t u r e
0
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2 0 0 0 - 2 0 0 3 T i m e S e r i e s , Q u a l i t y f l a g a d j u s t e d
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B4
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1 6 - d a y P e r i o d s ( 2 0 0 0 - 1 2 9 t o 2 0 0 3 - 3 5 2 )
ND
VI x 1
0,0
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2 0 0 3 C o n v e r s i o nA g r i c u l t u r eF o r e s tP a s t u r e
0
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B4
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Confusão durante a época chuvosa
Confusão durante a época seca
Classes são separável com NDVI
Minimo
Maximo
Amplitude
Harmônicos e Métricos das séries temporais
Árvore de decisão divide os dados de treinamento baseado nos métricos de fenolôgia.
Acuracia total: 85%
Classificação 2003-2004
Area plantada em soja, 2000 Producao Agricola Municipal (IBGE)
Temporalidade de novo desmatamento
Análise de séries temporais NDVI pelos pixels de desmatamento
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
ND
VI (x
10,0
00)
Wet Season‘03 Dry ‘04 Dry
Sinal inicial
Campo 2005: Mato Grosso
Desmatada entre 033-071
Desmatada entre a imagem TM (julho 2004) e do MODIS 033-2005
Corte seletivo, parece como desmatamento ate vermos no campo.
Os tres exemplos no MODIS
Resultados
Deforestation Clusters Detected in Mato Grosso 2001-2004
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
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2 to 5 6 to 10 10 to 20 20 to 50 >50 Total
MODIS 250 m Pixels
Num
ber o
f Clu
ster
s
200220032004
Aumenta 2x 2002-2004
A Dinâmica de Desflorestamento:Mais eventos de desmatamento no Mato Grosso durante 2004 do que 2003, duas vezes mais areas grandes (>10 pixels) do que durante 2002.
(Morton et al., 2005, Earth Interactions)
Timing of MODIS-based Deforestation Detections
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
End 2003 Dry Early Wet (Nov-Jan) Late Wet (Jan-Apr) Dry (Apr +)
Poly
gons 2002
20032004
Temporalidade de desmatamento:• Os periodos criticais pelo monitoriamento de desmatamento no Mato Grosso são os ultimas semanas da época seca e durante a época chuvosa•2003 e 2004 tem mais eventos durante a época chuvosa do que 2002
42% 17%41%
Temporalidade 2:• A época chuvosa e mais importante pela deteção das mudanças muito grandes.• O tempo de desmatamento pode ser diferente dependo do tipo da floresta (e.g. mais cedo na mata transicional). As padrões não são tão claras.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Small (<5) Medium (5-9) large (10+)
Clearing Size (MODIS 250m Pixels)
Timing of 2004 Deforestation by Clearing Size
Dry (Apr +)Late Wet (Jan-Apr)Early Wet (Nov-Jan)End 2003 Dry
2004 Classification vs. 2003 Census
y = 0.6803x + 8431.9R2 = 0.8824, p<0.0001
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000
2003 IBGE Census (ha)
2004
Cro
plan
d (h
a)
2001 Classification vs. 2001 Census
y = 0.6831x + 661.52R2 = 0.937, p<0.0001
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000
2001 IBGE Census (ha)
TREE
est
imat
e 20
00-2
001
(ha)
Tipo de cobertura convertida para cultivo de graos
Area convertida (ha) % de area
Tamanho medio de
desmatamento(ha)
Forest and cerradão 467000 29 23
Cerrado 577000 35 17
Pasture and campo limpo 593000 36 22
Total 1637000 45
A nova dinâmica 2000-2004• Mais areas derrubadas• Aumento do tamanho delas• Cortando mais cedo, ou durante a
época chuvosa• Mais trainsições diretamente para
agricultura mecanizada (o cultivo de grãos).
Implicações para os Processos do Ecossistema
• Conservação• Hydrologia/erosão• Fluxos de Carbono• Clima
Perimeter:Area ratio vs. increase in cropland
y = 0.1358 LOG(x) - 0.3289R2 = 0.2376, p<0.0001
-60.00%
-40.00%
-20.00%
0.00%
20.00%
40.00%
60.00%
80.00%
1 10 100 1000 10000 100000
Increase in cropland 2000-2004 (ha)
% P
A di
ffere
nce
2000 2004
Realimentação do clima: SIB2
Figures from J. Pongratz
Realimentação do clima: SIB2
Figures from J. Pongratz
Transição: Floresta para derrubada
Componentes da nova dinâmica do desflorestamento
• Mudança no uso do fogo• Aumento do tamanho das areas
derrubadas• Fragmentação da floresta• Mudanças nas realimentações do clima• Aumento do uso de agro-toxins, erosão de
solo.• Essas mudanças são evidentes nos dados
do sensor MODIS
Questões?