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MÉTRICAS DA PAISAGEM E PERSPECTIVAS DE CONSERVAÇÃO

PARA O PEFI NA PAISAGEM DA BACIA HIDROGRÁFICA DO

CÓRREGO IPIRANGA, MUNICÍPIO DE SÃO PAULO, (SP)

Patricia do Prado Oliveira (a), Yuri Tavares Rocha (b)

(a) Departamento de Geografia /Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo

(USP), patypradooli@gmail.com.br (b)

Departamento de Geografia /Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo

(USP), yuritr@usp.br

Eixo: Unidades de conservação: usos, riscos, gestão e adaptação às mudanças globais.

Resumo/

Este trabalho é parte da tese de doutorado “Métricas da paisagem e perspectivas de conservação

para Parques em situação de isolamento na cidade de São Paulo: O Parque Estadual Fontes do Ipiranga

(PEFI), O Parque Estadual do Jaraguá (PEJ) e o Parque Natural Municipal Fazenda do Carmo (PNMFC),

Município de São Paulo (SP)”. Apresenta-se o mapeamento do uso e cobertura da terra em uma série

histórica da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga onde está localizado o PEFI (Parque Estadual Fontes

do Ipiranga), um importante remanescente de Mata Atlântica em uma região de urbanização consolidada

do município de São Paulo. O objetivo era analisar e compreender os impactos do processo de

urbanização sob esses remanescentes florestais nas últimas cinco décadas com a geração de métricas da

paisagem. Com isso, foi possível a identificação das principais tendências e perspectivas de conservação

na paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga. Este documento (com margens de 2,5cm) respeita

o formato que os artigos submetidos deverão ter, podendo ser utilizado para a edição final do texto.

Palavras chave: ecologia da paisagem, unidades de conservação; mapeamento; mosaico da paisagem

1. Introdução

A bacia hidrográfica do córrego Ipiranga (código 869932) está localizada a sudeste do

município de São Paulo entre os paralelos 23°33’59’’e S 23°40’18’’S e os meridianos

46°37’49’’O e 46°36’38’’O. O córrego Ipiranga é um dos afluentes da margem esquerda do

rio Tamanduateí, pertencente à bacia hidrográfica do Alto Tietê (BHAT) e sua bacia apresenta

uma área de 23,1 quilômetros quadrados (Figura I):

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Figura I: Localização da área de estudo

O processo para o estabelecimento do Parque Estadual Fontes do Ipiranga (PEFI) data do

século XIX, e também é parte importante da história da região. Quando as áreas para a criação do

Parque foram definidas, o grande objetivo da criação deste parque era preservar a mata existente

devido à presença dos mananciais que, além de guardarem as fontes ou nascentes do histórico

riacho do Ipiranga onde ocorreu a proclamação da independência do Brasil, tinham potencial para

abastecimento da região. (HOEHNE et al. 1941, HOEHNE 1949, 1951 apud ROCHA,

CAVALHEIRO, 2001). 1Segundo Hoehne (1933) 2apud Barros et al.(2002), a floresta existente

no PEFI é uma floresta secundária, no entanto, devido às excepcionalidades de condições e a

escassez de áreas com vegetação natural remanescente, o PEFI se destaca como um importante

fragmento de vegetação na metrópole paulista, e por este motivo enfrenta conflitos e desafios que

1 HOEHNE, F.C. 1949. Relatório anual do Instituto de Botânica: exercício de 1948. Secretaria da Agricultura. São Paulo.

HOEHNE, F.C. 1951. Relatório anual do Instituto de Botânica: exercício de 1950. Secretaria da Agricultura, São Paulo. 2 HOEHNE, F. C. Observações e quatro novas espécies arborescentes do incipiente Jardim Botânico do Estado de São Paulo.

Ostenia, 1933: 287-304, tab 1-8.

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ameaçam sua integridade. Devido à situação de isolamento em meio a uma região densamente

urbanizada. Pode ser considerada uma “ilha florestal” que desempenha um papel importante

na preservação da fauna e flora, na regulação climática, na qualidade do ar e no controle das

cheias locais, já que a região é um ponto crítico em relação às enchentes (FERNANDES,

2015).

Partindo da hipótese de que a condição de isolamento submeteu esse ambiente a

situações que ameaçam sua conservação em longo prazo, esse trabalho procurou analisar e

compreender os impactos do processo de urbanização sob esses remanescentes florestais nas

últimas cinco décadas com a geração de métricas da paisagem. Com isso, foi possível a

identificação das principais tendências e perspectivas de conservação na paisagem da bacia

hidrográfica do córrego Ipiranga e onde está o PEFI a partir dos resultados obtidos.

2. Materiais e Métodos

Para a reconstituição da paisagem das bacias hidrográficas em estudo, foram utilizadas

fotografias aéreas dos anos de 1962 e 1994 do levantamento aerofotogramétrico do Estado de

São Paulo, executado pela Aerofoto Natividade Ltda, e do levantamento aerofotogramétrico

executado pela Base S/A, ambos em escala 1:25.000, que foram digitalizadas e

georreferenciadas no software Arcgis versão 10.0.

Para geração do mapa mais atual, foram utilizadas imagens do satélite RapidEye do

ano de 2014 georreferenciadas e disponibilizadas pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA).

O mapeamento foi gerado a partir do método de classificação supervisionada orientada a

objeto (OBIA). Foi feita a incorporação de dados auxiliares gerados com visitas a campo e

informações sobre a área de estudo antes, durante e depois do processo de classificação. A

ferramenta Google Street View também auxiliou a identificação das feições. Para a realização

da classificação orientada a objeto, foram utilizados os softwares ENVI 5.3 (pré-

processamento, classificação e pós-classificação) e Arcgis 10.0 (edição dos mapas). Como

base cartográfica auxiliar para o mapeamento, foi utilizado o Mapa do Uso e Ocupação do

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Solo do Município de São Paulo da Empresa Paulista de Planejamento Metropolitano S/A

(EMPLASA).

Na etapa de pré-processamento das imagens foram realizadas a calibração

radiométrica das imagens e a conversão de números digitais (DN) para valores de

reflectância, transformando valores de radiância para valores de refletância bidirecional da

superfície.

A partir dos valores de refletância, foi gerado o Índice de Vegetação da Diferença

Normalizada (NDVI), que auxiliou as etapas de segmentação e classificação das imagens.

Depois da etapa de classificação das imagens, foi gerada a matriz de confusão para testar a

exatidão da classificação a partir da ferramenta Confusion Matrix Using Ground Truth ROI

disponível no ENVI 5.3. Para este mapeamento a acurácia obtida foi de 87.3% e o coeficiente

kappa foi de 0.8440. Após a etapa de produção dos mapas de uso e cobertura da terra, as

métricas da paisagem foram geradas no software Fragstats 4.2.1. A partir da análise dos

resultados, foram apontadas as principais tendências e prognósticos para as manchas de

cobertura vegetal remanescentes. A análise realizada teve como base os pressupostos teóricos

da Ecologia da Paisagem na compreensão dos padrões espaciais e suas consequências. A

configuração da paisagem corresponde à estrutura espacial do mosaico da paisagem, que se

originou da heterogeneidade. Os conceitos de mancha, corredor e matriz são elementos

essenciais para o entendimento da estrutura paisagem (LANG; BLASCHKE, 2009).

Um ordenamento específico dos elementos da paisagem origina padrões

característicos que Forman (1995) chamou de Mosaico de Manchas. Nas paisagens

modificadas pelas atividades humanas, principalmente pelo tipo do uso da terra desenvolvido

em uma determinada localidade, os hábitats naturais vão deixando de existir em grandes

manchas sendo reduzidos a fragmentos que formam “ilhas” entre paisagens urbanas,

suburbanas e agrícolas.

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3. Resultados e discussões

Foram produzidos mapas de uso e cobertura da terra para a reconstituição da

paisagem da bacia do córrego Ipiranga (Figuras II, III e IV). A partir dos mesmos, foram

feitas a identificação e quantificação das principais mudanças que ocorreram em um período

de 52 anos (Tabela I). As mudanças provocadas pelo processo de urbanização foram

observadas a partir da variação de área ocupada pelas classes de uso relacionadas às

atividades antrópicas e pelas classes de uso relacionadas à vegetação. Para as classes de

cobertura vegetal floresta ombrófila densa secundária tardia (mata), floresta ombrófila densa

secundária inicial (capoeira), campo foram geradas as métricas da paisagem no software

Fragstats 4.2.1:

Figura II: Uso e cobertura da terra na paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga em 1962,

município de São Paulo (SP). Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017).

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Figura III: Uso e cobertura da terra na paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga em 1994, município

de São Paulo (SP). Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017).

Figura IV: Uso e cobertura da terra na paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga em 2014, município

de São Paulo (SP). Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017).

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Tabela I - Quantificação do uso e cobertura da terra na paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga

(1962-2014) Município de São Paulo (SP)

Área em hectares (ha)

Porcentagem de área

ocupada%

e Variação% áre

a (

ha

)

Po

rcen

tag

em%

áre

a (

ha

)

Po

rcen

tag

em%

Va

ria

ção

%

áre

a (

ha

)

Po

rcen

tag

em%

Va

ria

ção

%

Classes de uso e cobertura da terra 1962 1994 2014

floresta ombrófila densa

secundária tardia (mata) 330,4 14,2 265,1 11,4 -19,7 291,9 12,6 10,1

floresta ombrófila densa

secundária inicial (capoeira) 68,8 3 65,3 3 -5,08 65,7 3 0,02

campo 323,9 14 31,5 1,3 -90,2 22,7 1 27,9

campo úmido 0,18 0 0,18 0 0 0,18 0 0

silvicultura/

bosque heterogêneo 23,3 1 26 1,1 11,5 36,4 1,4 40

agricultura

98,3 4,4 - - - - - -

área urbanizada com

vegetação 189,8 8,2 262,2 11,3 38,1 404,3 17,5 54,1

área urbanizada/loteamentos 1.196 52 1.535,4 66,3 27,7 1361 59 -12

solo exposto 62,4 2,6 16,4 0,7 -73,7 20,4 0,8 24,3

vias principais 5 0,02 90,4 3,9 1700 94,3 4 4,31

corpos d´agua 15,2 0,6 21 1 - 16,2 0,7 22,8

área total da paisagem: 2.313,1 hectares

Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017)

A (Tabela II) contém os dados obtidos a partir da geração das métricas de área, para

bordas e subdivisão para as classes de cobertura vegetal da paisagem da bacia hidrográfica do

córrego Ipiranga: número de manchas (NP), O índice da maior mancha (LPI), total de bordas

(TE) e a área média das manchas (AREA_MN). As métricas de área são a base para o cálculo

de outras métricas da paisagem. A riqueza e abundância de algumas espécies dependem

diretamente das dimensões dos fragmentos na paisagem para garantir sua existência

(VOLOTÃO, 1998).

ISBN: 978-85-7282-778-2 Página 8

Tabela II- Métricas de área, bordas e subdivisão da paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga

(1962- 2014), Município de São Paulo (SP)

Cla

sse

cam

po

flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

inic

ial

(ca

po

eira

)

flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

tard

ia

(ma

ta)

Métrica 1962 1994 2014 1962 1994 2014 1962 1994 2014

NP 224 25 67 85 39 75 51 16 3

LPI 3,34 0,63 0,15 0,68 2,47 1 8,36 5,45 6,61

TE 214.100 24.335 24.110 55.395 34.625 40.490 63.980 59.910 40.000

AREA_MN 1,44 1,26 0,33 1,01 2,61 0,96 7,03 8,28 97,3

Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017)

A (Tabela III) apresenta os resultados obtidos a partir da geração das métricas de

forma para classes de cobertura vegetal da paisagem da bacia hidrográfica do córrego

Ipiranga: o índice de forma médio (SHAPE_MN), o índice de dimensão fractal médio

(FRAC_MN), círculo circunscrito relacionado médio (CIRCLE_MN), Índice de contiguidade

médio (CONTIG_MN). O tamanho e a forma dos fragmentos interferem em processos

ecológicos (VOLOTÃO, 1998).

Tabela III- métricas de forma da paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga (1962-2014), Município de

São Paulo (SP)

cla

sse

cam

po

Flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

inic

ial

(ca

po

eira

)

Flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

tard

ia

(ma

ta)

métrica 1962 1994 2014 1962 1994 2014 1962 1994 2014

SHAPE_MN 1,8414 2,1233 1.6219 1,8383 1,8659 1,5619 1,6969 1,5967 3,4189

FRAC_MN 1,1214 1,1405 1.1293 1,1440 1,1281 1,1080 1,1300 1,0892 1,1754

CIRCLE_MN 0,4969 0,5513 0.7026 0,5797 0,4781 0,5773 0,5239 0,4035 0,6619

CONTIG_MN 0,4031 0,4332 0.7341 0,4406 0,4078 0,7319 0,3700 0,3044 0,9700

Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017)

ISBN: 978-85-7282-778-2 Página 9

A (Tabela IV) apresenta os resultados obtidos a partir da geração das métricas de

área interior para classes de cobertura vegetal da paisagem da bacia hidrográfica do córrego

Ipiranga: total de área interior (TCA), número de áreas interior (NDCA), área interior média

(CORE_MN), índice de área interior médio (CAI_MN). Algumas espécies necessitam de

características presentes no interior das manchas, além disso, esta é a área da mancha que não

está sob influência do efeito de borda (VOLOTÃO, 1998).

Tabela IV- Métricas de área interior da paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga (1962-

2014), Município de São Paulo (SP)

cla

sse

cam

po

Flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

inic

ial

(ca

po

eira

)

Flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

tard

ia

(ma

ta)

métrica 1962 1994 2014 1962 1994 2014 1962 1994 2014

TCA 69,40 2,54 0,067 11,87 36,99 8,98 209,4 151,37 192,55

NDCA 80 16 3 28 8 21 15 13 13

CORE_MN 0,3099 0,1019 0,0010 0,1397 0,9486 0,1198 4,1059 4,3251 64,1850

CAI_MN 1,8020 0,7970 0,0303 1,5234 2,8010 1,5601 2,7158 6,6727 53,4480

Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017)

A (Tabela V) apresenta os resultados obtidos a partir da geração das métricas de

contraste e agregação para classes de cobertura vegetal da paisagem da bacia hidrográfica do

córrego Ipiranga: contraste ponderado pela densidade de borda (CWED), índice de contraste

de bordas médio (ECON_MN) e porcentagem de adjacências semelhantes (PLAJD). Essas

métricas expressam o grau de diversidade entre uma mancha e suas adjacências (VOLOTÃO,

1998).

Tabela V- Métricas de contraste e agregação da paisagem da bacia hidrográfica do córrego

Ipiranga (1962- 2014), Município de São Paulo (SP)

Cla

sse

cam

po

Flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

inic

ial

(ca

po

eira

)

Flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

tard

ia

(ma

ta)

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Métrica 1962 1994 2014 1962 1994 2014 1962 1994 2014

CWED 90,47 9,91 8,54 17,46 5,6 9,7 27,7 23,6 11,58

ECON_MN 96,79 88,98 80,47 74,01 38,99 56,62 99,39 90,55 73,45

PLADJ 91,61 89,74 86,62 90,56 94,17 92,05 97,34 96,89 98,20

Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017)

A (Tabela VI) apresenta os resultados obtidos a partir da geração das métricas

isolamento para as classes de cobertura vegetal da paisagem da bacia hidrográfica do córrego

Ipiranga: o índice de proximidade médio (PROX_MN), O Índice de similaridade médio

(SIMI_MN) e do índice de conectividade (CONNECT).

Tabela VI - Métricas de isolamento da paisagem da bacia hidrográfica do córrego

Ipiranga (1962-2014), Município de São Paulo (SP)

Mét

rica

Ca

mp

o

Flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a

inic

ial

(ca

po

eira

)

Flo

rest

a

om

bró

fila

den

sa

secu

nd

ári

a t

ard

ia

(ma

ta)

TYPE 1962 1994 2014 1962 1994 2014 1962 1994 2014

PROX_MN 1504,4 511,9 7,1679 338,2 1376,6 43,5 4802,6 6202,4 6049,3

SIMI_MN 3.382,9 1.278,4 143,5 26.462,7 22.208,3 103 9051,4 14387,5 6049,3

CONNECT 1,63 14,66 3,43 5,66 9 3,07 6,47 8,66 66,66

Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017)

Com a análise dos dados obtidos a partir das métricas da paisagem foi possível

estabelecer as principais tendências para a dinâmica da paisagem e prognósticos para a

conservação dos remanescentes florestais presentes atualmente na paisagem da bacia do

córrego Ipiranga que foram sintetizadas no (Quadro I):

Quadro I - Síntese das principais tendências e prognósticos para conservação na paisagem da bacia

hidrográfica do córrego Ipiranga, Município de São Paulo (SP)

Aspectos

ecológicos campo

Floresta ombrófila

densa secundária

inicial

(capoeira)

Floresta ombrófila

densa secundária tardia

(mata)

Fragmentação

Diminuição do número de

manchas no primeiro

período (1962-1994) em

função da redução da área

ocupada pela classe um

Diminuição do número de

manchas no primeiro

período (1962-1994) em

função da redução da área

ocupada pela classe um

Diminuição do número de manchas

em função de uma possível

regeneração da vegetação.

ISBN: 978-85-7282-778-2 Página 11

Aumento do número de

manchas no segundo

período

Aumento do número de

manchas no segundo

período (1994-2014).

Tamanho

Manchas encontradas em

todos os períodos eram

muito pequenas

e tinham entre 1 e 7

hectares.

A maior parte das

manchas é muito pequena.

Em 1994, havia a

presença de uma mancha

maior em virtude da

degradação das matas do

PEFI devido a um

incêndio.

Tamanho das manchas aumentou

no segundo período (1994-2014).

No entanto, as maiores manchas

foram identificadas em 1962, e,

não houve um retorno às condições

desta data anterior.

Forma

As formas estão menos

complexas e mais

circulares, porque as

manchas também estão

menores.

As formas estão menos

complexas, porque as

manchas também estão

menores, no entanto, estão

mais alongadas.

As formas das manchas

apresentaram maior complexidade

durante o segundo período, (1994-

2014), além de estarem menos

circulares e mais alongadas, e,

essas características não favorecem

a conservação.

Isolamento

O isolamento aumentou

provavelmente em função

das interferências

antrópicas e não favorece

a conservação

O isolamento aumentou

provavelmente em função

das interferências

antrópicas e não favorece

a conservação.

O isolamento aumentou

provavelmente em função das

interferências antrópicas e, essa

característica não favorece a

conservação.

Bordas e

Contraste

As bordas e o contraste

diminuíram em função da

redução de área

As bordas e o contraste

aumentaram no segundo

período (1994-2014).

As bordas e o contraste diminuíram

no segundo período (1994-2014), o

que contribui para diminuição do

efeito de borda.

Conectividade

A conexão entre as

manchas diminuiu ao

longo do período

analisado

A conexão entre as

manchas diminuiu durante

o segundo período

(1994-2014).

A conexão entre as manchas

aumentou durante o último

período, fato que favorece a

conservação.

Área interior

Mais de 80% das manchas

não possui área interior

que quando estão

presentes são pequenas

Mais de 80% das manchas

não possui área interior

que quando estavam

presentes eram pequenas.

Com o aumento do tamanho das

manchas, a área interior também

aumentou no segundo período

(1994-2014).

Organização: Patricia do Prado Oliveira (2017)

4. Considerações finais

Um dos principais desafios enfrentados a conservação para o Parque Estadual Fontes

do Ipiranga (PEFI) é a questão do isolamento em meio à matriz urbana. Dentro do universo de

análise da paisagem da bacia hidrográfica do córrego Ipiranga esse isolamento aumentou e

restam poucas alternativas para a melhoria das condições ecológicas e de conectividade com

outras manchas. Houve um aumento do tamanho das manchas maiores da classe floresta

ISBN: 978-85-7282-778-2 Página 12

ombrófila densa secundária tardia (mata), fato que evidentemente está relacionado às medidas

de proteção integral e um provável processo de regeneração natural da vegetação.

5. Agradecimentos

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela

concessão da bolsa de estudos durante o desenvolvimento desta pesquisa.

6. Referências Bibliográficas

BARROS, F.; MAMEDE; H. MELO, M.; LOPES A Flora fanerogâmica do PEFI Parque

Estadual Fontes do Ipiranga (PEFI): unidade de conservação que resiste à urbanização

de São Paulo. São Paulo: Editora Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo,

2002. 351 p 405.

FERNANDES, M. S. Conservação da natureza na paisagem urbana: hemerobia do

Parque Estadual Fontes do Ipiranga (PEFI), São Paulo (SP). 44 f. Monografia de

conclusão de curso, Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, São Paulo, 2015.

LANG, S.; BLASCHKE, T. Análise da paisagem com SIG. Tradução Hermann Kux. São

Paulo: Editora Oficina de Textos, 2009.

ROCHA, Y.T; CAVALHEIRO, F. Aspectos históricos do Jardim Botânico de São Paulo.

Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, V.24(4), 2001. p.577-586.

FORMAN, R. T. T. Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions. Front Cover,.

Cambridge University Press, Nov 9, 1995.

VOLOTÃO, C.F.S. Trabalho de análise espacial Métricas do Fragstats. Instituto Nacional

De Pesquisas Espaciais/INPE. São Jose dos Campos, 1998.