ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT CAUSED BY THE TIMELINE CHANGES FROM THE LAND USE AND VEGETATION COVER USING THE MODEL OF MARKOV CHAINS

Authors

  • Jomil Costa Abreu Sales Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"
  • Darllan Collins da Cunha e Silva Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"
  • Ligia Ferrari Torella di Romagnano Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT
  • Rana Bertagna Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"
  • Roberto Wagner Lourenço Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho"

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X18641

Keywords:

Modelo de Markov, cobertura vegetal, cana-de-açúcar, geoprocessamento.

Abstract

The geoprocessing techniques have been increasingly recurrent in understanding the effects caused by human activities on the environment. This study aimed to apply a mapping methodology to building a probabilistic prediction model, that could be able to demonstrate through the future scenarios, changes in land use and vegetation cover, using the model of Markov Chains, enabling the analysis of the impact caused by the spatial-temporal transition level and between the land uses and the sugar cane plantation in protected areas and their buffer zones. For this, was used the Markov model for the construction of a future probabilistic prediction, to a 20 years scenario, due to the advancement of sugarcane activity in the region. Thus, we found that pastures and agriculture, especially the sugar cane activity, act incisively on the contribution of changes and advances on classes of forests and riparian forests, with probabilities over than 30% of their areas being replaced by these human activities in both the Buffer Zone, as well inside the reserve.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ABDALA, K. O.; CASTRO, S. S. Dinâmica de uso do solo da expansão sucroalcooleira na microrregião meia ponte, Estado de Goiás, Brasil. Revista Brasileira de Cartografia, n. 62/04, p. 661- 674, 2010.

ALMEIDA, C. M.; GLERIANI, J. M. Redes Neurais e Autômatos Celulares como uma Plataforma para a Simulação de Mudanças do Uso do Solo Urbano. In: ALMEIDA, Cláudia CÂMARA, G. M.; MONTEIRO, A. M. V. Geoinformação em urbanismo: cidade real x cidade virtual. São José dos Campos, SP: Digital Press, p. 300-323, 2007.

ALVES, C. D.; FLORENZANO, T. G.; ALVES, D. S.; PEREIRA, M. N. Mapping land use and land cover changes in a region of sugarcane expansion using TM and MODIS data. Revista Brasileira de Cartografia, n. 66/2, p. 337-347, 2014.

ANA, Agência Nacional das Águas. GeoNetwork opensource. Disponível em: <http://metadados.ana.gov.br/geonetwork>. Acesso em: 20 set. de 2014.

ARIMA, E. Y. et al. Public policies can reduce tropical deforestation: Lessons and challenges from Brazil. Land Use Policy, v. 41, n. 1, p. 465-473, 2014.

BHARUCHA-REID, A. T. Elements of the Theory of Markov Processes and their Applications. Courier Dover Publications, 2012.

CANASAT. Monitoramento da Cana-de-açúcar via imagens de satélite. Disponível em: <http://www.dsr.inpe.br/laf/canasat/index.html> Acesso em: 20 ago. de 2014.

CHEAVEGATTI-GIANOTTO, A. et al. Sugarcane (Saccharum X officinarum): a reference study for the regulation of genetically modified cultivars in Brazil. Tropical plant biology, v. 4, n. 1, p. 62-89, 2011.

CONAB, COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO. Acompanhamento de safra brasileira: cana-de-açúcar, primeiro levantamento, abril/2012. Companhia Nacional de Abastecimento, Brasília: Conab, 2012.

ESPADA JR, R.; APAN, A.; MCDOUGALL, K. Spatial modelling of natural disaster risk reduction policies with Markov decision processes. Applied Geography, v. 53, n. 1, p.284-298, 2014.

GOLDEMBERG, J.; NIGRO, F. E. Z.; COELHO, S. T. Bioenergia no Estado de São Paulo: Situação atual, Perspectivas, Barreiras e Propostas. Impressa Oficial do Estado de São Paulo: São Paulo, 2008.

GONÇALVES, D. B. Considerações sobre a expansão recente da lavoura canavieira no Brasil. Informações Econômicas, SP, v.39, n.10, p. 70–82, 2009.

IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual Técnico de Uso da Terra. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/recursosnaturais/ usodaterra/manual_usodaterra.shtm> Acesso em: 12 out. 2014.

KELLER FILHO, T.; ZULLO JUNIOR, J.; LIMA, P. R. S. R. Análise da transição entre dias secos e chuvosos por meio da cadeia de Markov de terceira ordem. Pesq. Agropec. Bras, v. 9, n. 41, p.1341-1349, 2006.

LINDENMAYER, D. A Checklist for Ecological Management of Landscapes for Conservation. Ecology Letter, v. 11, p. 78-91, 2008.

MARTINELLI, L. A. et al. Agriculture in Brazil: impacts, costs, and opportunities for a sustainable future. Current Opinion In Environmental Sustainability, v. 2, n. 5-6, p.431-438, 2010.

MENEZES, J. P. C.; et al. Correlação entre uso da terra e qualidade da água subterrânea. Eng. Sanit. Ambient. v.19, n.2, p. 173-186, 2014.

MMA, MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Plano de Manejo da Floresta Nacional de Ipanema. IBAMA, 2005.

MULLER, M. R.; MIDDLETON, J. A Markov model of land-use change dynamics in the Niagara Region, Ontario, Canada. Landscape Ecology, v. 9, n. 2, p. 151-157, 1994.

NEVES, M. F.; CONEJERO, M. A. Sistema agroindustrial da cana: cenários e agenda estratégica. Econ. Apl., v. 11, n. 4, p. 587-604, 2007.

OKA-FIORI, C.; FIORI, A. P.; HASUI, Y. Dinâmica da ocupação do solo da bacia do Rio Itiquira, Revista RA´E GA, Curitiba, n. 7, p. 19-31, 2003.

PEIXE, A. S. M.; TORRES, M. F. A. Degradação Ambiental em Fragmento de Mata Atlântica: Reserva Ecológica do Jardim Botânico do Recife-PE. Revista Brasileira de Geografia Física, Pernambuco, v. 1, n. 04, p.762-778, 2011.

PEREIRA, J. R. et al. Gestão social dos territórios da cidadania: o zoneamento ecológico-econômico como instrumento de gestão do território noroeste de Minas Gerais. Cadernos EBAPE. BR, v. 9, n. 3, p. 724-747, 2011.

PEREIRA, P. S. et al. Avaliação da integridade ecológica de rios em áreas do zoneamento ecológico econômico do complexo hidrográfico Guapiaçu-Macacu, RJ, Brasil. Ambiente & Água-An Interdisciplinary Journal of Applied Science, v. 7, n. 1, p. 157-168, 2012.

RIBEIRO, E. F. et al. Efeito de Atividades Antrópicas Sobre a Mata do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Minas Gerais – campus São João Evangelista (IFMG-SJE). Revista Agroambiental, v.3, n.2. p. 83-92, 2011.

RODRIGUES, J. E. R. Sistema Nacional de Unidades de Conservação. São Paulo, 2005.

SANG, L.; ZHANG, C.; YANG, J.; ZHU, D.; YUN, W. Simulation of land use spatial pattern of towns and villages based on CA–Markov model. Mathematical and Computer Modelling, v. 54, n. 3, p. 938-943, 2011.

SOFFIANIAN, A.; MADANI, E. S.; ARABI, M. Risk assessment of heavy metal soil pollution through principal components analysis and false color composition in Hamadan Province, Iran. Environmental Systems Research, v. 3, n. 1, p. 1-14, 2014.

SOMMER, J. A. P.; SALDANHA, D. L. Análise Temporal do Uso e Cobertura dos Solos no Município de São José dos Ausentes, Rio Grande do Sul, Brasil. Revista Brasileira de Geografia Física, Rio Grande do Sul, v. 1, n. 1, p.12-18, 2012.

SOUZA, P. C.; MARTOS H. L. Estudo do uso público e análise ambiental das trilhas em uma unidade de conservação de uso sustentável: Floresta Nacional de Ipanema, Iperó-SP. Revista Árvore, v.1, n.32, p. 91-100, 2008.

TARUMOTO, M.; PINHEIRO, M.; RODRIGUES, E. Estudo de funções de verossimilhança para modelagem de processos de Markov aplicados ao estudo da concentração de poluição. Revista da Estatística da Universidade Federal de Ouro Preto, v. 3, n. 3, p. 481-485, 2014.

VARAJÃO, C. A. C. et al. Estudo da Evolução da Paisagem do Quadrilátero Ferrífero (Minas Gerais, Brasil) por meio da Mensuração das Taxas de Erosão e da Pedogênese. R. Bras. Ci. Solo, v.1, n.33, p. 1409-1425, 2009.

WANG, S. Q.; ZHENG, X. Q.; ZANG, X. B. Accuracy assessments of land use change simulation based on Markov-cellular automata model. Procedia Environmental Sciences, v. 13, p. 1238-1245, 2012.

Downloads

Published

2016-01-31

How to Cite

Sales, J. C. A., Silva, D. C. da C. e, Romagnano, L. F. T. di, Bertagna, R., & Lourenço, R. W. (2016). ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT CAUSED BY THE TIMELINE CHANGES FROM THE LAND USE AND VEGETATION COVER USING THE MODEL OF MARKOV CHAINS. Ciência E Natura, 38(1), 115–124. https://doi.org/10.5902/2179460X18641

Issue

Vol. 38 No. 1 (2016)

Section

Geo-Sciences

License

To access the DECLARATION AND TRANSFER OF COPYRIGHT AUTHOR’S DECLARATION AND COPYRIGHT LICENSE click here.

 

Ethical Guidelines for Journal Publication

The Ciência e Natura journal is committed to ensuring ethics in publication and quality of articles. 

Conformance to standards of ethical behavior is therefore expected of all parties involved: Authors, Editors, Reviewers, and the Publisher.

In particular, 

Authors: Authors should present an objective discussion of the significance of research work as well as sufficient detail and references to permit others to replicate the experiments. Fraudulent or knowingly inaccurate statements constitute unethical behavior and are unacceptable. Review Articles should also be objective, comprehensive, and accurate accounts of the state of the art. The Authors should ensure that their work is entirely original works, and if the work and/or words of others have been used, this has been appropriately acknowledged. Plagiarism in all its forms constitutes unethical publishing behavior and is unacceptable. Submitting the same manuscript to more than one journal concurrently constitutes unethical publishing behavior and is unacceptable. Authors should not submit articles describing essentially the same research to more than one journal. The corresponding Author should ensure that there is a full consensus of all Co-authors in approving the final version of the paper and its submission for publication.

Editors: Editors should evaluate manuscripts exclusively on the basis of their academic merit. An Editor must not use unpublished information in the editor's own research without the express written consent of the Author. Editors should take reasonable responsive measures when ethical complaints have been presented concerning a submitted manuscript or published paper.

Reviewers: Any manuscripts received for review must be treated as confidential documents. Privileged information or ideas obtained through peer review must be kept confidential and not used for personal advantage. Reviewers should be conducted objectively, and observations should be formulated clearly with supporting arguments, so that Authors can use them for improving the paper. Any selected Reviewer who feels unqualified to review the research reported in a manuscript or knows that its prompt review will be impossible should notify the Editor and excuse himself from the review process. Reviewers should not consider manuscripts in which they have conflicts of interest resulting from competitive, collaborative, or other relationships or connections with any of the authors, companies, or institutions connected to the papers.

Most read articles by the same author(s)