Desenvolvimento de cenários de cobertura da terra em uma bacia de mesoescala no bioma Mata Atlântica e análise de respostas hidrológicas simuladas pelo modelo DHSVM

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Adriana Koumrouyan
• Orientador(a): Luz Adriana Cuartas Pineda, Dalton de Morisson Valeriano
• Banca de defesa: Benedito Cláudio da Silva, Mário Valério Filho
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência do Sistema Terrestre
• País: BR
• Resumo em Inglês: There are currently many studies of distributed hydrological modeling that use land use/cover scenarios in an attempted to understand the influence of land use and cover changes on the watershed hydrology. There is still a gap on the hydrological consequences of the modification or non-fulfillment of forest legislation in Brazil, particularly in relation to hilltops at the mesoscale. The main objectives of this work were: (I) to establish the meaning of the recent alteration of hilltops protection status, caused by the change in forestry legislation that followed the review of the Federal Law number 12651 that passed in 2012; (II) to develop past and future land cover scenarios with different levels of forest cover integrity; and (III) to analyze and compare the hydrological responses of these land cover scenarios with the application of the Distributed Hydrology Soil Vegetation Model (DHSVM). Six coverage scenarios were made, which are, in descending order of preservation: (i) presenting the pristine vegetation; (ii) complying with the rules of CONAMA Resolution 303/2002, called here as Old Forest Code (ACF); (iii) combining the rules of the previous legislation and new legislation; (iv) obeying the rules of the current legislation, called here the New Forest Code (NCF); and two future scenarios resulting from this new legislation, (v) one predominated by pasture and (vi) the other, by agriculture. For this, the Permanent Preservation Areas (APPs) of tops of hill and mountain were delineated according to ACF (Federal law number 4771/1965 - repealed), and also the APPs of hilltops under NCF rules, for the Verde River Basin, located in southern Minas Gerais State. The resulting maps were compared and an adequacy analysis was conducted to verify the present vegetation, represented by a TM/Landsat based land cover map of 2006 as compared to the ACF${'}$s APPs map. The DHSVM model was calibrated and validated with the 2006 map, considered as the control experiment, and then the hydrological responses for the control and the land cover scenarios were compared. An inverse proportional relationship between the change of the forested area and the flow in outlet basin was observed, and the agriculture dominated scenario showed greater flow (but not significant) than the pasture dominated scenario, despite having the same forest extent. Significant differences in hydrological processes in relation to the control were observed only for the pristine vegetation and the ACF based scenarios. It was concluded that the current Forest Code decreased hilltop protection by 99.98\% in relation to the previous Forest Code, and the hydrological consequences can be detected by DHSVM in the considered mesoscale basin.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/07.28.11.57

Atualmente, existem muitos estudos de modelagem hidrológica distribuída que se utilizam de cenários de uso e cobertura da terra para procurar entender a influência da mudança de uso e cobertura da terra sobre os processos hidrológicos nas bacias hidrográficas. No Brasil, ainda há uma lacuna sobre o conhecimento das consequências hidrológicas que a modificação ou não cumprimento da legislação florestal, especificamente quanto aos topos das elevações, tenha ou possa ocasionar, principalmente em se tratando de bacias hidrográficas de mesoescala. Desta forma, os principais objetivos deste trabalho foram: (I) estabelecer o significado da recente modificação da legislação florestal ocorrida em 2012, por meio da Lei n$^{o}$ 12.651, em relação aos topos das elevações; (II) desenvolver cenários de cobertura pretéritos e futuros com diferentes níveis de degradação florestal; e (III) analisar e comparar as respostas hidrológicas destes cenários de cobertura aplicando o modelo \emph{Distributed Hydrology Soil Vegetation Model} (DHSVM). No total, foram desenvolvidos seis cenários de cobertura, que são, em ordem decrescente de preservação: (i) apresentando a vegetação pristina; (ii) obedecendo as regras da Resolução CONAMA 303/2002, conforme o aqui denominado Antigo Código Florestal (ACF); (iii) combinando as regras da legislação anterior e da nova legislação; (iv) obedecendo as regras da legislação atual, denominada aqui de Novo Código Florestal (NCF); e dois cenários futuros consequentes desta nova legislação, (v) um predominado por pasto e (vi) o outro por agricultura. Para isso, foram delimitadas as Áreas de Preservação Permanente (APPs) de topo de morro e montanha segundo o ACF (Lei n$^{o}$ 4.771 de 1965 - revogada), e também as APPs de topo de elevações segundo os critérios do NCF, para a Bacia do Rio Verde, localizada no sul de Minas Gerais. Os mapas resultantes foram comparados e uma análise de adequação foi realizada para verificar a vegetação atual, cruzando um mapa de cobertura de 2006 baseado em classificação de imagem TM/Landsat com o mapa de APPs do ACF. O modelo DHSVM foi calibrado e validado com o mapa de 2006, que foi considerado como experimento Controle, e então as respostas hidrológicas deste e dos cenários de cobertura foram comparadas. Foi observada uma relação proporcional inversa entre a mudança da área florestada e a vazão no exutório da bacia, e o cenário predominado por agricultura apresentou vazão maior (porém não significativa) que o cenário predominado por pasto, apesar de ambos possuírem a mesma extensão de floresta. Diferenças significativas nos processos hidrológicos em relação ao Controle foram observadas apenas para o cenário de vegetação pristina e o cenário baseado no ACF. Foi concluído que o NCF diminuiu em 99,98\% a proteção dos topos de elevações em relação ao ACF e que as consequências hidrológicas podem ser detectadas pelo DHSVM numa bacia de mesoescala.