@MastersThesis{Martins:2020:MoDiEs,
author = "Martins, Ana L{\'{\i}}gia do Nascimento",
title = "Modelagem din{\^a}mica espacial da perda de solo associadas
{\`a}s mudan{\c{c}}as de cobertura e uso da terra na bacia
hidrogr{\'a}fica do Alto Igua{\c{c}}u, PR",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2020",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2020-02-27",
keywords = "modelagem din{\^a}mica espacial, uso e cobertura da terra,
eros{\~a}o, perda de solo, spatial dynamic modeling, land cover
and land use, erosion, soil loss.",
abstract = "A Bacia Hidrogr{\'a}fica do Alto Igua{\c{c}}u {\'e} uma
importante bacia do Estado do Paran{\'a}, localizada na
Regi{\~a}o Metropolitana de Curitiba (RMC), que tem vivenciado
diversos problemas ambientais e sociais, associados {\`a}
intensifica{\c{c}}{\~a}o da agricultura e expans{\~a}o urbana.
Tais mudan{\c{c}}as podem acelerar os processos erosivos na bacia
e comprometer ainda mais a qualidade das {\'a}guas, por meio de
assoreamento e transporte de sedimentos. Nesse sentido, o objetivo
deste estudo foi estimar a perda de solo associada {\`a}s
mudan{\c{c}}as de uso e cobertura da terra na bacia no
per{\'{\i}}odo de 1985 a 2015, e obter progn{\'o}sticos no
curto prazo at{\'e} 2030, a fim de subsidiar a
cria{\c{c}}{\~a}o de pol{\'{\i}}ticas de
fiscaliza{\c{c}}{\~a}o ambiental e manejo adequado do solo. A
modelagem das mudan{\c{c}}as de uso e cobertura da terra foi
realizada na plataforma Dinamica EGO, por meio da
parametriza{\c{c}}{\~a}o, calibra{\c{c}}{\~a}o e
valida{\c{c}}{\~a}o de modelos din{\^a}mico-espaciais, baseados
no paradigma de aut{\^o}matos celulares. As estimativas da perda
de solo foram obtidas por meio da Equa{\c{c}}{\~a}o Universal de
Perda de Solo (USLE), acoplada ao modelo de uso e cobertura da
terra na mesma plataforma, permitindo a obten{\c{c}}{\~a}o de
resultados integrados. Os resultados da modelagem evidenciaram as
{\'a}reas com maior probabilidade de mudan{\c{c}}a, e os fatores
mais atrativos {\`a} ocorr{\^e}ncia de novas
transi{\c{c}}{\~o}es. Foi verificado que a expans{\~a}o urbana
teve padr{\~a}o inverso {\`a} expans{\~a}o agr{\'{\i}}cola,
com maior probabilidade de ocorr{\^e}ncia quanto mais
pr{\'o}ximo de rodovias pavimentadas e linhas de transmiss{\~a}o
de energia. O aumento da declividade e a proximidade de corpos
d{\'a}gua foi um fator limitante ao desmatamento, entretanto,
n{\~a}o impediu a degrada{\c{c}}{\~a}o em unidades de
conserva{\c{c}}{\~a}o. As estimativas de perda de solo mostraram
que cerca de 57% da bacia apresentou baixo potencial de
eros{\~a}o, com perdas de solos inferiores a 10 t.ha- 1.ano-1.
Por outro lado, uma {\'a}rea significativa de 18% da bacia teve
perdas de solo muito altas, superiores a 200 t.ha-1.ano-1,
incluindo {\'a}reas de intenso uso agr{\'{\i}}cola e
desmatamento. A espacializa{\c{c}}{\~a}o das perdas de solo por
pixels permitiu estimar a perda de solo total no per{\'{\i}}odo,
que aumentou em 6,29% entre 1995 e 2015. A an{\'a}lise da perda
de solo por sub-bacias apontou as regi{\~o}es que tiveram as
maiores perdas, e que necessitam de melhores a{\c{c}}{\~o}es de
manejo e conserva{\c{c}}{\~a}o. A an{\'a}lise integrada das
mudan{\c{c}}as de cobertura da terra e perda de solo por meio da
acoplagem dos modelos, prev{\^e} em um cen{\'a}rio business as
usual, a intensifica{\c{c}}{\~a}o do desmatamento na regi{\~a}o
at{\'e} 2030, em fun{\c{c}}{\~a}o da expans{\~a}o de
{\'a}reas agr{\'{\i}}colas e urbanas, culminando em um aumento
de mais de 690 mil ton na perda de solo, em rela{\c{c}}{\~a}o ao
ano de 2015. ABSTRACT: The Upper Igua{\c{c}}u Basin is an
important watershed in the State of Paran{\'a}, located in the
Metropolitan Region of Curitiba (RMC), which has witnessed several
environmental and social problems related to agriculture
intensification and urban expansion. Such changes can accelerate
erosion processes and jeopardize water quality due to siltation
and sediment transport. In this context, the goal of this study
was to estimate the soil loss related to land use and land cover
changes (LULCC) between 1985 to 2015, in order to obtain
short-term prognosis up to the year 2030, to subsidize new
environmental policies and sustainable soil management. The land
use and land cover modeling was performed in the Dinamica EGO
platform, through the parameterization, calibration and validation
of spatial dynamic models based on the cellular automata paradigm.
Soil loss estimates were obtained through the Universal Soil Loss
Equation (USLE), coupled with the LULCC model on the same
platform, allowing integrated results. The modeling results showed
the areas that were most likely to change, besides the most
attractive factors that led to new transitions. It was found that
urban expansion had an inverse pattern to agricultural expansion,
with a greater probability to expand the closer to paved highways
and power transmission lines. The increase in slope and proximity
of water bodies were a limiting factor to deforestation, however,
it did not prevent degradation in conservation units. The soil
loss estimates showed that about 57% of the basin had low erosion
potential, with soil losses below 10 t.ha-1.y-1. On the other
hand, a significant area of 18% of the basin had very high soil
losses, above 200 t.ha-1.y-1, including areas of intense
agricultural use and deforestation. The spatialization of soil
losses by pixels made it possible to estimate the total soil loss
in the period, which increased by 6.29% between 1995 and 2015. The
analysis of soil loss by sub-basins pointed out the regions with
highest losses and needed better management and conservation
practices. The integrated analysis of LULCC and soil loss through
the tight-coupling of models, foresees a business as usual
scenario of deforestation in the region by 2030, due to the
expansion of agricultural and urban areas, culminating in an
increase of more than 690 thousand tons in soil loss, compared to
the year 2015.",
committee = "Escada, Maria Isabel Sobral (presidente) and Almeida, Cl{\'a}udia
Maria (orientadora) and Macedo, Rodrigo de Campos (orientador) and
Garcia, J{\'u}nior Ruiz",
englishtitle = "Spatial dinamic modeling of soil loss associated with land use and
land cover change in the Upper Igua{\c{c}}u Basin, PR",
language = "pt",
pages = "151",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/423NM35",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/423NM35",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "16 abr. 2024"
}