Fuzzy logic in the determination of potential forest fragments for seed harvesting

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/1980509870016

Keywords:

Atlantic Forest, Conservation of nature, Geotechnology, Geographic information systems

Abstract

The tropical forest is extremely exploited and fragmented, making it essential to collect native seeds to meet the growing demand for its restoration and maintenance of biodiversity. Thus, the objective is to select potential forest fragments with a higher degree of conservation for seed harvesting, through the use and association of landscape ecology with fuzzy logic. The study was carried out in the watershed of the Itapemirim river. The stages of selection and photointerpretation of the images were carried out; error determination; application of landscape ecology metric indices; application of fuzzy logic in a computational application and validation of the methodology in loco. 7,515 forest fragments were determined, corresponding to 19.21% of the study area, with 89.53% of hits. Fragments smaller than 5 ha are the most fragile and are at risk of extinction, while those larger than 300 ha have a lower risk of extinction, even with the increase in the edge. With the application of fuzzy logic, the mean was between 0.15, standard deviation of 0.24 and the coefficient of variation at 161.73%. Scenario 1 (FLONA of Pacotuba), has 10.25% of families, 25.92% of genera and 33.62% of species more than Scenario 2 (PEAMA Ifes Campus of Alegre), among the identified individuals. The association of landscape ecology techniques and fuzzy logic made it possible to identify fragments with a higher degree of conservation, with potential for harvesting forest seeds.

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Author Biographies

Telma Machado de Oliveira Peluzio, Instituto Federal do Espírito Santo

Graduação em educação física pela Universidade Federal de Viçosa, graduação em engenharia florestal, mestrado em Ciências Florestais e doutorado em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo. Atualmente é professor D 4 C do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo Campus de Alegre. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geociências, atuando principalmente nos seguintes temas: SIG, sensoriamento remoto, Topografia e geoprocessamento, sustentabilidade e Mata Atlântica.

João Batista Esteves Peluzio, Instituto Federal do Espírito Santo

Possui formação Técnica de Nível Médio em Agropecuária (Ifes - campus Itapina), Graduação em Engenharia Agronômica, Mestrado em Fitotecnia e Doutorado em Genética e Melhoramento Vegetal pela UFV. Desde 1996, atua como docente do Ifes, Professor da Educação Básica, Técnica e Tecnológica, no campus de Alegre, ES. A pesquisa desenvolvida tem cunho aplicado, envolvendo conhecimentos da cultura do café, de espécies ornamentais e nativas.

Karla Maria Pedra de Abreu, Instituto Federal do Espírito Santo

Possui graduação em Biologia, mestrado em Produção Vegetal (Recursos Florestais) pela Universidade Federal do Espírito Santo e doutorado em Ecologia e Recursos Naturais pela Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro. Atualmente é professora do Instituto Federal do Espírito Santo e Coordenadora do Laboratório de Botânica do Ifes Campus de Alegre. Tem experiência na área de Ecologia Vegetal e Botânica, atuando principalmente nos seguintes temas: Agroecologia, Educação Ambiental, Ensino de Botânica, Conservação da Natureza, Fitossociologia e Fragmentação Florestal. 

Jeferson Luís Ferrari, Instituto Federal do Espírito Santo

Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santos (IFES) - Campus de Alegre, Brasil. Possui formação técnica em Agropecuária pela Escola Agrotécnica Federal de Alegre (EAFA), graduação em Ciências Agrícolas e mestrado em Agronomia (Ciências do Solo) pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), e doutorado em Produção Vegetal (Engenharia Agrícola) pela Universidade Estadual Norte Fluminense (UENF). Tenho experiência nas áreas de Geotecnologias e de Conservação do Solo e da Água e participo dos seguintes grupos de pesquisa: Grupo de Pesquisas Aplicadas em Água e Solo, Grupo de Pesquisa em Biologia Aplicada e Grupo Geotechnology Applied to Global Enviroment.

Sustanis Horn Kunz, Federal University of Espírito Santo

Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade do Estado de Mato Grosso, Especialização em Ecologia do Cerrado pela UNEMAT e Mestre e Doutora em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa. Atua nas seguintes áreas: fitossociologia, ecologia de comunidades vegetais e restauração florestal. Atualmente é Professora Associado II do Departamento de Ciências Florestais e da Madeira da Universidade Federal do Espírito Santo.

Nilton César Fiedler, Federal University of Espírito Santo

Professor Titular da Universidade Federal do Espírito Santo, atuando no Departamento de Ciências Florestais e da Madeira do Centro de Ciências Agrárias e Engenharias. Possui Graduação em Engenharia Florestal e Mestrado e Doutorado em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Viçosa e Pós Doutorado na Universidade de Trás os Montes e Alto Douro em Portugal, com bolsa de Estágio Sênior no Exterior - CAPES. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, atuando principalmente em colheita e transporte florestal, mecanização florestal, incêndios florestais, ergonomia florestal e logística.

Quênia Glória Ferreira Gandine, Instituto Federal do Espírito Santo

Bióloga, Mestre em Produção Vegetal
Instituto Federal do Espírito Santo, Alegre, ES, Brasil

Luciana de Souza Lorenzoni Paschoa, Federal University of Espírito Santo

Possui graduação em Licenciatura em Ciências Biológicas pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo, mestrado e doutorado em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo. Tem experiência na área de Botânica, com ênfase em taxonomia de fanerógamas e fisiologia vegetal. Trabalhou as disciplinas de botânicas I e II no Instituto Federal de Alegre - ES.

Marks Melo Moura, Federal University of Espírito Santo

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Sergipe, mestrado em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo e doutorado em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Paraná. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Recursos Florestais e Engenharia Florestal, atuando principalmente nos seguintes temas: geoprocessamento e sensoriamento remoto.

Giselle Lemos Moreira, Federal University of Piauí

Engenheira Florestal formada pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - UESB, Mestra em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo - UFES e Doutora em Ciências Florestais pela Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE. Também possui Especialização em Segurança do Trabalho. Atualmente é bolsista de pós-doutorado no Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais da Universidade Federal de Campina Grande - UFCG.

Rita de Cássia Freire Carvalho, Federal University of Espírito Santo

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia e mestrado em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo. Atualmente é aluna de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo, linha de pesquisa Geotecnologia e Ecologia Florestal, área de atuação Geotecnologia Ambiental. Pesquisadora integrante do grupo intitulado Geotechnology Aplied to Global Environment (GAGEN).

Stefania Marques Pimentel, Federal University of Piauí

Engenheira Florestal, Mestre em Ciências Florestais
Universidade Federal do Piauí, Bom Jesus, PI, Brasil

Elvis Ricardo Figueira Branco, Federal University of Espírito Santo

Graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal Rural da Amazônia, Especialização em Geoprocessamento e Análise Ambiental pela Universidade Federal do Pará e Mestrado em Ciências Florestais pela Universidade Federal do Espírito Santo (linha de pesquisa: geotecnologias aplicada ao meio ambiente). Atua nos seguintes temas: Recursos Ambientais, Geoprocessamento, Sistemas de Informações Geográficas, Sensoriamento Remoto e Topografia.

Lucas Machado Peluzio, Federal University of Viçosa

Graduando em Engenharia de Produção.
Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brasil

Alexandre Rosa dos Santos, Federal University of Espírito Santo

Professor Titular da UFES e bolsista CNPq de longa duração em Produtividade em Pesquisa - PQ, nível 1D. Possui Graduação em Agronomia pela Universidade Federal do Espírito Santoe Licenciatura em Letras - Português e Inglês pela Universidade de Franca. Especialização em Metodologia Ensino da Língua Portuguesa e Inglesa pela Universidade Candido Mendes, Mestrado em Meteorologia Agrícola, Doutorado em Engenharia Agrícola e Pós-doutorado em Ciências Florestais pela Universidade Federal de Viçosa. Atua principalmente nos seguintes temas: Sistemas de Informações Geográficas (SIG), Sensoriamento Remoto, Meteorologia, Climatologia, Mudanças Climáticas Globais.

References

ABREU, K. M. P.; SILVA, G. F. da; SILVA, A. G. da. Análise fitossociológica da floresta Nacional de Pacotuba, Cachoeiro de Itapemirim, ES – Brasil. CERNE, Lavras, v.19, n.1, Jan./Mar.2013. DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-77602013000100019

ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C.; GONÇALVES, J. L. M.; SPAROVEK, G. Koppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, Stuttgart, v. 22, n. 6, p. 711-728, 2014. DOI: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507

ANDRADE, A. de S.; RIBEIRO, S. C. A.; PEREIRA, B. W. F.; BRANDÃO, V. V. P. Fragmentação da vegetação da bacia hidrográfica do Rio Marapanim, nordeste do Pará. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 30, n. 2, p. 406-420, abr./jun. 2020. DOI: https://doi.org/10.5902/1980509835074

APG IV. Na uptade of the Angiosperm Phylogeny Group classication for the orders and families of flowering plants: APG IV. Botanic Journal of the Linnean Society, Londres, n.181, p. 1-20, maio, 2016. DOI: https://doi.org/10.1111/boj.12385

BRASIL. Lei nº10.711, de 5 de agosto de 2003. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis /2003/L10.711.htm. Acesso em: 30 de junho de 2016.

COHEN, J. A coefficient of agreement for nominal scale. Educational and measurement., Nova York, v. 20, n.1, p.3-46, 1960. DOI: https://doi.org/10.1177/001316446002000104

ESRI. V-LATE. Disponível em: http://downloads2.esri.com/gallery/downloads/baddba24-1422-2418-88a6-da64f6a00dd.zip. Acessado em 25 mar. de 2016.

FORZZA, R. C.; BAUMGRATZ, J. F. A.; BICUDO, C. E. M.; CARVALHO JR., A. A.; COSTA, A.; COSTA, D. P.; HOPKINS, M.; LEITMAN, P. M.; LOHMANN, L. G.; MAIA, L. C.; MARTINELLI, G.; MENEZES, M.; MORIM, M. P.; COELHO, M. A. N.; PEIXOTO, A. L.; PIRANI, J. R.; PRADO, J.; QUEIROZ, L. P.; SOUZA, V. C.; STEHMANN, J. R.; SYLVESTRE, L. S.; WALTER, B. M. T.; ZAPPI, D. Catálogo de plantas e fungos do Brasil. Vol. 1. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisa Jardim Botânico do Rio de Janeiro. 2012.

FRANÇA, L. V. G.; BRESSANE, A.; SILVA, F. N.; PECHE FILHO, A.; MEDEIROS, G. A.; RIBEIRO, A. I.; ROVEDA, J. A. F.; ROVEDA, S. R. M. M. Modelagem Fuzzy Aplicada à Análise da Paisagem: Uma proposta para o diagnóstico ambiental participativo. Technological and Environmental Science, Sorocaba, v.3, n.3, p.124-141, 2014. DOI: https://doi.org/10.21664/2238-8869.2014v3i3.p124-141

FREITAS, W. K. de; MAGALHÃES, L. M. S. Florística, diversidade e distribuição espacial das espécies arbóreas de um trecho de Floresta Estacional Semidecidual da Serra da Concórdia, RJ. Floresta, Curitiba, v. 44, n. 2, p. 259 - 270, abr./jun., 2014. DOI: https://doi.org/10.21664/2238-8869.2014v3i3.p124-141 DOI: https://doi.org/10.5380/rf.v44i2.30661

GEOBASES. Banco de dados. Disponível em: http://www.geobases.nes.gov.br/portal/2015. Acesso em: 06 de jun. de 2020.

HAMMER, Ř.; HARPER, D. A. T.; RYAN, P. D. Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, Oslo, v.4, n.1, p.9, maio, 2001.

HURST, Z. M.; MCCLEERY, R. A.; COLLIER, B. A.; FLETCHER JR, R. J.; SILVY, N. J.; TAYLOR, P. J.; MONADJEM, A. Dynamic edge effects in small mammal communities across a conservation-agricultural interface in Swaziland. Plos One, San Francisco, n.8, v. 9, p. 1–9, set., 2013. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0074520

IEMA. Municípios do Espírito Santo. Disponível em: http://agerh.es.gov.br/. Acesso em: 01 de fevereiro de 2016.

INCAPER. Climatologia. 2022. Disponível em: https://meteorologia.incaper.es.gov.br/graficos-da-serie-historica. Acesso em: 21 de fev. de 2022.

KOOL, J. T.; MOILANEN, A.; TREML, E. A. Population connectivity: recent advances and new perspectives. Landscape Ecology, Londres, v. 28, n.2, p.165–185, dez., 2013. DOI: https://doi.org/10.1007/s10980-012-9819-z

LI, W.; CHEN, Q.; CAI, D.; LI, R. Determination of an appropriate ecological hydrograph for a rare fish species using an improved fish habitat suitability model introducing landscape ecology index. Ecological Modelling, v.311, p. 31–38, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2015.05.009

LORENZONI-PASCHOA, L. S.; ABREU, K. M. P.; SILVA, G. F.; DIAS, H. M.; MACHADO, L. A.; SILVA, R. D. Estágio sucessional de uma floresta estacional semidecidual secundária com distintos históricos de uso do solo no sul do Espírito Santo. Rodriguésia, Rio de Janeiro, v. 70, e02702017, p.1-18, 2019. DOI: https://doi.org/10.1590/2175-7860201970028

MACLEAN, M. G.; CONGALTON, R. G. A comparison of landscape fragmentation analysis programs for identifying possible invasive plant species locations in forest edge. Landscape Ecology, Londres, v.30, n.7, p.1241–1256, fev., 2015. DOI: https://doi.org/10.1007/s10980-015-0175-7

MAGNAGO, L. F. S.; EDWARDS, D. P.; EDWARDS, F. A.; MAGRACH, A.; MARTINS, S. V.; LAURANCE, W. F. Functional atributes change but functional richness in unchanged after fragmentation of Brazilian Atlantic forests. Journal of ecology. Londres, n. 102, p. 475-485, dez., 2014. DOI: https://doi.org/10.1111/1365-2745.12206

MUELLER-DOMBOIS, D.; ELLEMBERG, H. Aims and methods of vegetation ecology. New York: J. Wiley, 1974. 547 p.

ORLANDI, M. J. P; SANTOS, J. F. dos. Análise espacial da fragmentação florestal em região extremo-sul da Bahia. Revista Gestão e Sustentabilidade Ambiental, v. 11, n.3, p. 109-125, set. 2022. DOI: https://doi.org/10.59306/rgsa.v11e32022110-125

PELUZIO, T. M. O.; PELUZIO, J. B. E.; FERRARI, J. L.; STURIÃO, A. P.; JAEGGI, M. E. P. C. Uso da geotecnologia para o mapeamento da cafeicultura no Caparaó capixaba. Revista Ifes Ciência, Vitória, v. 6, n.4, p. 92-104, nov./dez., 2020. DOI: https://doi.org/10.36524/ric.v6i4.733

PIERIK, M. E.; DELL'ACQUA, M.; CONFALONIERI, R.; BOCCHI, S.; GOMARASCA, S. Designing ecological corridors in a fragmented landscape: A fuzzy approach to circuit connectivity analysis. Ecological Indicators, v.67, p. 807–820, mar./abr.,2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.03.032

PIROVANI, D. B.; SILVA, A. G.; SANTOS, A. R. dos; CECÍLIO, R. A. Análise espacial de fragmentos florestais na bacia do rio Itapemirim, ES. Revista Árvore, Viçosa, v.38, n.2, p.271-281, mar./abr., 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-67622014000200007

SANTOS, A. R. dos; RIBEIRO, C. A. A.; PELUZIO, T. M. O.; PELUZIO, J. B. E.; QUEIROZ, V. T.; BRANCO, E. R. F.; LORENZON, A. S.; DOMINGUES, G. F.; MARCATTI, G. E.; CASTRO, N. L. M. de; TEIXEIRA, T. R.; SANTOS, G. M. A. D. A.; MOTA, P. H. S.; SILVA, S. F.; VARGAS, R.; CARVALHO, J. R.; MACEDO, L. L.; ARAÚJO, C. S.; ALMEIDA, S. L. H. GEOTECHNOLOGY and landscape ecology applied to the selection of potential forest fragments for seed harvesting. Journal of Environmental Management, Londres, v. 183, n.3, p. 1050-1063, dez., 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.09.073

SFB. Inventário Florestal Nacional: Principais resultados-Espírito Santo. MAPA, Brasília, 2019, 89p.

SILVA, K. G.; SANTOS, A. R. dos; SILVA, A. G. da; PELUZIO, J. B. E.; FIEDLER, N. C.; ZANETTI, S. S. Análise da dinâmica espaço-temporal dos fragmentos florestais da sub-bacia hidrográfica do rio Alegre, ES. CERNE, Lavras, v.21, n.2, p.311-318, mar./abr., 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/01047760201521021562

SIQUEIRA, M. N.; CASTRO, S. S.; FARIA, K. M. S. Geografia e ecologia da paisagem: pontos para discussão. Soc. & Nat., Uberlândia, v.25, n.3, p. 557-566, set./dez., 2013. DOI: https://doi.org/10.1590/S1982-45132013000300009

SOUZA, A. L; SOARES, C. P. B. Florestas Nativas: estrutura, dinâmica e manejo. Ed.UFV, Viçosa, 2013. 322p.

USGS. United States Geological Survey: Landsat 8. 2015. Disponível em: http://earthexplorer.usgs.gov. Acesso em: 07 de fevereiro de 2017.

WISTRÖM, B.; NIELSEN, A. B. Decisive environmental characteristics for woody regowth in forest edges – Patterns along complex environmental gradients in Southern Swenden. Forest Ecology and Management, Londres, v. 363, n1., p.47-62, mar., 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foreco.2015.12.025

ZADEH, L. A. Fuzzy Sets. Information and Control, Olomouc, v. 8, n. 3, p. 338-353, 1965. DOI: https://doi.org/10.1016/S0019-9958(65)90241-X

ZURSSA, L. R. M.; MARTINS, A. C. G. Análise automática do uso do solo no entorno de rodovias usando uma abordagem fuzzy. Trends in computacional and applied mathematics, v. 23, n.2, 2022. DOI: https://doi.org/10.5540/tcam.2022.023.02.00383

Published

2023-09-15

How to Cite

Peluzio, T. M. de O., Peluzio, J. B. E., Abreu, K. M. P. de, Ferrari, J. L., Kunz, S. H., Fiedler, N. C., Gandine, Q. G. F., Paschoa, L. de S. L., Moura, M. M., Moreira, G. L., Carvalho, R. de C. F., Pimentel, S. M., Branco, E. R. F., Peluzio, L. M., & Santos, A. R. dos. (2023). Fuzzy logic in the determination of potential forest fragments for seed harvesting. Ciência Florestal, 33(3), e70016. https://doi.org/10.5902/1980509870016

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