%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m19/2013/09.06.18.13
%2 sid.inpe.br/mtc-m19/2013/09.06.18.13.08
%T Modelagem dinâmica espacial e valoração das alterações de cobertura e uso da terra relacionadas à expansão canavieira
%J Spatial dynamic modeling and economic valuation of land use and cover changes related to sugarcane expansion
%D 2013
%8 2013-09-26
%9 Tese (Doutorado em Sensoriamento Remoto)
%P 266
%A Macedo, Rodrigo de Campos,
%E Rudorff, Bernardo Friedrich Theodor (presidente),
%E Almeida, Cláudia Maria de (orientadora),
%E Santos, João Roberto (orientador),
%E Alves, Diógenes Salas,
%E Soares Filho, Britaldo Silveira,
%E Sousa Junior, Wilson Cabral,
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K modelagem dinâmica espacial, valoração, mudanças de cobertura e uso da terra, expansão canavieira, spatial dynamic modeling, environmental valuation, land use and cover change, sugarcane expansion.
%X O problema exposto neste trabalho é relacionado à proposição de um modelo dinâmico e espacial acoplado à valoração das alterações de cobertura e uso da terra. O objetivo é desenvolver os modelos de alteração de cobertura e uso da terra e de valoração e acoplá-los, propiciando a geração de cenários futuros monetizados relacionados à expansão canavieira e seus impactos nos serviços ecossistêmicos. A área de estudo é o município de Arealva, localizado na região centro-oeste do estado de São Paulo. A proposição dos cenários levou em consideração a revegetação de APPs como estratégia de minimização de impactos ambientais e recuperação dos serviços ambientais já comprometidos. Foram definidos três conjuntos de cenários: i) cenários estacionários, em que foram mantidas as taxas de transição e reproduzidas as mudanças detectadas (tendência histórica); ii) cenários não-estacionários de readequação das APPs hidrográficas, recuperando-se 70\% das APPs até 2020 e; iii) cenários não-estacionários de readequação das APPs hidrográficas, recuperando-se 100\% até 2020. Para a geração dos cenários estacionários e não-estacionários, foi elaborado um modelo de mudança de cobertura e uso da terra. Esse modelo considerou as seguintes variáveis: distância às estradas, a rios e às usinas, declividade e tipo de solo. Na parametrização, calibração e validação do modelo, simulações pretéritas para 2005 e 2010 foram realizadas. Essas simulações foram ajustadas até se obter uma boa relação de similaridade entre a simulação e a base-referência. Foram testadas diversas proporções entre expansão e nucleação de classes. Para valorar e propor cenários futuros monetizados, uma função dose-resposta foi calculada, que, por sua vez, considerou o lucro operacional, os principais impactos ambientais associados à cana-de-açúcar e pastagem, e os principais serviços ecossistêmicos associados à vegetação nativa. Os serviços ecossistêmicos e os impactos ambientais selecionados foram os relacionados à conservação de solo e de água, visando minimizar os riscos de erosão e assoreamento. As mudanças mais relevantes estão relacionadas à expansão canavieira e retração de pastagens. A readequação ambiental reduziria o lucro operacional em cerca de 6\% (R\$460.000,00.ano-1), representando cerca de R\$165,00.ha-1.ano-1 em APP. Todos os impactos ambientais considerados são dependentes da estimativa de quantidade de solo perdido, ou seja, quanto maior a erosão potencial, maior a ponderação de severidade do impacto ambiental. Os cenários de readequação ambiental podem reduzir os impactos em até 16\% (R\$260.000,00.ano-1). Como há cerca de 4.600ha de APP em Arealva, essa atenuação dos impactos ambientais poderia contribuir com R\$56,52.ha-1.ano-1, valor competitivo com algumas pastagens degradadas. A readequação ambiental traz duplo benefício: aumenta a oferta de serviço ecossistêmico e diminui os riscos de impactos ambientais negativos. Ambos os benefícios são externos ao mercado, portanto de difícil percepção pelos agentes. A viabilização de um instrumento econômico de valorização dos serviços ecossistêmicos, atrelada à internalização dos potenciais impactos ambientais, poderia viabilizar a readequação ambiental. ABSTRACT: The problem dealt with in this work is the proposition of a spatial dynamic model coupled to an economic valuation of land use and cover change (LUCC). The aim is to generate future monetized LUCC scenarios related to sugarcane expansion. The study area is Arealva, a municipality located in the central-west of São Paulo estate, southeast of Brazil. The proposed scenarios considered the revegetation of conservation areas as a strategy for minimizing environmental impacts as well as for recovering environmental services under threat. Three sets of scenarios were defined: i) stationary scenarios, where transition rates observed in the analyzed period were maintained and the detected changes reproduced historical trend (business as usual), ii) non-stationary scenarios, with a 70\% recovery of vegetation in conservation areas along water streams by 2020, and iii) non-stationary scenarios, with a 100\% recovery of vegetation in conservation areas along water streams by 2020. For the generation of stationary and non-stationary scenarios, we designed a dynamic spatially explicit LUCC model, comprising the following driving variables: distance to roads, distance to rivers, distance to Tietê waterway, slope and soil type. In order to parameterize, calibrate and validate the model, past simulations were accomplished for the period from 2005 to 2010. Such simulations were adjusted so as to achieve a satisfactory fit in relation to the reference map (real land use and cover map in 2010). The economic valuation considered operational profit and the main environmental impacts associated with sugar cane and pasture, besides key ecosystem services provided by native vegetation. The selected ecosystem services are related to soil and water conservation and are meant to minimize erosion and silting-up risks, which precisely regard the analyzed environmental impacts. The most significant changes are related to sugarcane expansion and decrease in pastures. The environmental readjustment reduce operating profit by about 6\% (R\$460,000.00.year-1), representing approximately R\$165.00 . 1.ano ha - 1. As the ecosystem service is dependent on classes inter-related to native vegetation, the environmental recovery scenarios presented higher values for such services than the stationary scenarios, approx. 75\% (R\$900.0000,00.year-1). All environmental impacts are regarded as dependent on the estimated amount of soil loss, i.e., the greater the potential erosion, the greater the environmental impact magnitude. The scenarios of environmental recovery can reduce environmental impacts by as much as 16\% (R\$260,000.00.year-1). This mitigation of environmental impacts could contribute to R\$ 56.52.ha-1.year-1, competitive value with some degraded pastures. The environmental recovery causes reduced opportunity cost (sacrified income). On the other hand, its benefits are twofold: it increases the supply of ecosystem services and reduces the risk of future undesirable environmental impacts. Both benefits are external to the market, therefore it is difficult for economic agents to acknowledge them. The design of economic policies targeted to valorize ecosystem services together with the endorsement of legal tools for internalizing potential environmental impacts would certainly enable feasible and competitive environmental recovery.
%@language pt
%3 publicacao.pdf