Modelagem dinâmica da vegetação baseada em autômatos celulares

Abstract

Diferentes modelos são capazes de representar a evolução de sistemas, sendo que nesta pesquisa foi empregado modelo baseado no conceito de autômatos celulares, implementado no software Dinamica EGO. Como tema de experimentação foi escolhida a vegetação. A vegetação trata-se do elemento essencial à manutenção da biodiversidade e responsável pelo equilíbrio dos ecossistemas naturais, mas em confronto a isso, é um dos elementos mais impactados e fragmentados pelas atividades antrópicas. A Mata Atlântica representa um dos maiores desafios de conservação do País e a recuperação dos seus fragmentos florestais tem se destacado como uma forma de reverter a atual situação de degradação ambiental. O objetivo desta pesquisa é construir um modelo dinâmico de regeneração da vegetação, baseado em autômatos celulares, para a produção de estimativas e tendências futuras da recuperação da Mata Atlântica no distrito de Aldeia Velha - RJ. Para tanto foi utilizado mapeamento em grande detalhe referente aos anos de 1999, 2005 e 2010, produzido com a classificação híbrida de três imagens de alta resolução espacial, além de um conjunto de variáveis ambientais e antrópicas associadas à dinâmica da vegetação. Pela natureza complexa do processo de regeneração e pela sucessão entre as classes de vegetação ocorrer de maneira encadeada ao longo do tempo, foi necessário estruturar a modelagem em cinco diferentes níveis de transição – 1) gramínea para capoeira, 2) capoeira para vegetação secundária, 3) vegetação secundária para floresta, 4) gramínea para urbano e 5) do solo exposto e agricultura para gramínea. A construção deste modelo se caracterizou como processo minucioso e fundamentalmente experimental, tendo sido necessário a realização de inúmeros testes na fase de calibração dos pesos de evidência, até a obtenção do melhor ajuste do modelo de regeneração. A partir dos cenários simulados, pode-se observar que a classe Capoeira apresentou uma lógica de ocupação sistemática, sendo as novas manchas criadas localizadas bem próximas às áreas ocupadas por vegetação em estágio sucessional mais avançado. As simulações das classes vegetação secundária e floresta já apresentaram lógica de ocupação bastante condizente com a realidade, podendo ser isso associado ao fato que estas correspondem à evolução de feições bem definidas e discretamente localizadas na paisagem. Já a simulação das classes gramínea e urbano seguiu uma lógica de distribuição associada à presença inicial dessas classes, principalmente na classe urbano, onde foi possível simular o adensamento do núcleo urbano e a pavimentação de estradas de terras. Na classe gramínea também foi possível observar uma lógica próxima à realidade observada, visto que o crescimento de novas gramíneas ocorreu bastante próximo as áreas de práticas agrícolas. Na etapa de validação, a modelagem apresentou valor de 0.93 de similaridade, demonstrando que o modelo teve uma boa capacidade preditiva.