Mudanças de uso da terra em paisagens agrícolas com palma de óleo (Elaeis guineensis Jacq.) e implicações para a biodiversidade arbórea na Amazônia Oriental

The expansion of oil palm in the Amazon is associated with a number of public policy, in the form of actions and programs and has provoked economic and ecological changes in the region and challenge the society to monitor and control the palm cultivation expansion on a large scale. The municipalities from the "Palm region" in Pará state, as Moju, intensified cultivation of this palm tree and suffered intense modifications in thier natural ecosystems. In Addition this new frontier of bioenergy challenged the paradigm of sustainability, with social and environmental conflicts and replacement of subsistence farming by the palm. Little is known about the consequences that a large-scale monoculture can cause in the amazonian environment. To follow this new productive dynamic with palm oil are required interdisciplinary studies that contribute to identify how environmental respond to changes associated to the new agricultural frontier with oil palm. In this context, the overall objective of this research is to analyze the changes, the conflicts and the trajectories of land uses, as well as the value of conservation of the biodiversity of the plantations of oil palm and other land uses predominate in eastern Pará. The work is organized into five chapters including the first one which introduce the subject of the thesis. The other four are guided by the following specificobjectives: a) analyze the land use conflicts in Moju county, Pará state, Brazil, within areas of permanent preservation -PPA, according with the Brazilian Forest Code of 2012; b) map and quantify the types of land cover and land use in 2013 in three areas (Ubá, Arauaí e Mamorana), where the implementation of oil palm cultivation is present; c) capture the space-time variability in the changes of trajectories in landscapes of 1991-2013 and identify the effect of changes of land use in the structure of the landscape; and d) investigate the variation in the carbon stock and species richness of trees in different land use and vegetation cover in the three studied areas. For the study of conflicts in APPs in Moju, were used 29 multispectral images of high resolutions by RapidEye satellite of 2010. The results show that the area destined legally for permanent preservation (APP) in Moju is 47,357.06 ha, representing 5.21% of the municipal area. The PPAs with natural vegetation represent 68.60% of the APPs of the municipal area, about 28% of the PPAs have use conflicting with predominance of pasture in 15.6%. Only 0.63% of APPs is occpupied by palm oil. The application of the new recomposition guidelines for APPs according to the new Forest Code will result in the loss of 60.69% of the APP-recovered areas in this municipality. The analysis of vegetation cover and land use in 2013 in the three selected areas (Ubá, Arauaí and Mamorana) was made by the method of decision tree in images of the satellite Landsat-8 year of 2013. The overall performance of the classification was 0.87% (index kappa). The results show greater extension of primary forests in Mamorana, area in the beginning of cultivating oil palm. Agriculture predominate in all areas analysed. For the analyses of trajectories changes of land uses and the effects on the landscape structure i the landscape we made classification using decision tree method in images of the satellite Landsat TM-5 for the years 1991, 1995, 2001, 2005 and 2010, and Landsat-8 for the year 2013, through the ImgToos programs, ENVI and ArcGIS. The landscape structure was carried out through the landscape metrics (PLAND, LPI, PD and PROX-MN) using the FRAGSTATS program. v. 3.3. The classification achieved overall performance of 0.87% for the kappa index. In the period 1991-2013 the conversion of primary forest to other uses occurred in a ratio of 47.82%, while the degraded forest (17%) and oil palm (11%) had the largest increase in occupancy in 2013. We emphasize that the transition of the primary forest to palm oil was 20% in the 22 years under study, which led to a PD (fragments density index) with considerable amounts, attaining a level from 0.3 to 4.5 (number of patches/ 100 ha). Such conversions define the fragmentation intensity of primary forest. The investigation about the biodiversity response and carbon stocks in different forest cover and land uses was made through a floristic inventory of trees greater than or equal to 2 cm DBH in plots ranging from 1, 500 and 2500 m2 on each forest cover/land use analyzed. Intheall 8.55 ha sampling were registered 5,770 individual trees, distributed in 425 species and 74 families. The primary forest presented carbon stock higher than 80 Mg/ha, while palm oil, pasture and secondary forest presented less than 50 Mg/ha, noting that the oil palm retains impoverished communities of trees, and its tree composition is poorer than the pasture, while the stock of carbon is higher. In this study, in 22 years of the analysis we observed that primary forests covers less than 30% of the landscape, a critical level for biodiversity conservation.INCT - Instituto Nacional de Ciência e TecnologiaA expansão da palma de óleo na Amazônia está associada a uma série de políticas públicas, e tem provocado mudanças econômicas e ecológicas na região, desafiando a sociedade brasileira a monitorar o seu cultivo em larga escala e estabelecer as bases sustentáveis de sua expansão na região. Os municípios do "polo do dendê" no Pará, como Moju, intensificaram o cultivo dessa palmeira e sofreram intensas alterações nos seus ecossistemas naturais. Além disso, a sua expansão vem desafiando o paradigma da sustentabilidade, a partir de conflitos socioambientais e substituição da agricultura de subsistência pela palma. Pouco se sabe sobre as consequências que uma monocultura em grande escala poderá causar no ambiente amazônico. Para acompanhar essa nova dinâmica produtiva com palma de óleo, são necessários estudos interdisciplinares que contribuam para identificar as mudanças socioambientais associadas à nova frente agrícola com dendezeiro. Neste contexto, este estudo tem como objetivo geral analisar os conflitos, as mudanças, e as trajetórias de usos da terra, assim como o valor de conservação da biodiversidade das plantações de dendezeiro e de outros usos da terra predominantes na região de Moju, no leste do Pará. O trabalho está organizado em cinco capítulos. O primeiro trata da contextualização da pesquisa e os próximos capítulos (quatro) estão pautados nos seguintes objetivos específicos: a) analisar os conflitos de uso da terra em Áreas de Preservação Permanente - APPs, de acordo com o Código Florestal Brasileiro de 2012; b) mapear e quantificar os tipos de cobertura e uso da terra em 2013 em três recortes espaciais da região (Ubá, Arauaí e Mamorana), onde a implantação do cultivo da palma de óleo está presente; c) capturar a variabilidade espaço-temporal nas mudanças de trajetórias na paisagem dessa região, de 1991 a2013, e identificar o efeito das mudanças no uso da terra na estrutura da paisagem e d) investigar a variação na riqueza de espécies de árvores e estoque de carbono entre diferentes coberturas vegetais e usos da terra predominantes nessa região. Para o estudo dos conflitos em APPs no município de Moju, foram utilizadas 29 imagens multiespectrais de alta resolução do satélite RapidEye de 2010. Os resultados mostram que a área destinada legalmente à preservação permanente (APP) em Moju é de 47.357,06 ha, que representa 5,21% da área municipal. As APPs com vegetação natural representam 68,60% do município e cerca de 28% dessas APPs tem uso em desacordo com a legislação vigente. Há predominância de pastagem em 15,6% das APPs e apenas 0,63% das APPs é ocupada com palma de óleo. De acordo com o Código Florestal brasileiro de 2012, 60,69% das APPs não sofrerão recomposição. Para a análise da cobertura vegetal e usos da terra em 2013, nas três áreas selecionadas (Ubá, Arauaí e Mamorana) usou-se imagens do satélite Landsat-8 ano de 2013, e a classificação foi realizada através do método árvore de decisão. O desempenho geral da classificação foi de 0,87% (Ìndice Kappa). Os resultados apontam maior extensão de florestas primárias em Mamorana, área no início da implementação do cultivo da palma de óleo, e a agropecuária como uso da terra mais expressivo nas três áreas analisadas. Em relação às análises das mudanças e trajetórias de cobertura e uso da terra e os efeitos na estrutura da paisagem, foram utilizadas para classificação, imagens do satélite Landsat TM-5 para os anos de 1991, 1995, 2001, 2005 e 2010, e Landsat-8 para o ano de 2013, com o uso do método árvore de decisão, através dos programas ImgToos, ENVI e ArcGis. A análise da estrutura da paisagem foi realizada através das métricas de paisagem usando o programa Fragstats v. 3.3. A classificação obteve desempenho geral de 0,87% para o índice Kappa. No período de 1991 a 2013 a conversão da floresta primária para outros usos ocorreu em uma proporção de 47,82%, enquanto a floresta degradada (17%) e a palma de óleo (11%) apresentaram o maior aumento de ocupação em 2013. Ressalte-se que a transição de floresta primária para a palma de óleo foi de 20% nos 22 anos em estudo, o que ocasionou um PD (índice de densidade de fragmentos) com valores consideráveis, alcançando um patamar de 0,3 a 4,5 (n° de manchas/100 ha). Essas conversões definem a intensidade de fragmentação da floresta primária. Quanto aos padrões da biodiversidade e estoque de carbono em florestas e nos diferentes usos da terra, incluindo a palma de óleo, foi realizado o levantamento florístico para árvores maiores ou iguais a 2 cm de DAP em cada tipo de cobertura/uso analisado. Em toda a amostragem (8,55 ha) foram registrados 5.770 indivíduos arbóreos, distribuídos em 425 espécies e 74 famílias. A floresta primária apresentou estoque de carbono superior a 80 Mg/ha, enquanto que palma de óleo, pastagem e florestas secundárias apresentaram valores inferiores a 50 Mg/ha, observando que a palma de óleo retém comunidades empobrecidas de árvores, sendo sua composição de espécies inferior à pastagem, enquanto que o estoque de carbono é superior. Nos 22 anos avaliados neste estudo ficou evidenciado que a cobertura de floresta primária alcançou valores menores que 30%, o que caracteriza perda de cobertura em patamares críticos para a conservação