Interactions in conservation studies: concepts and techniques to geographical and ecological landscape analysis

Diante do estado crítico dos sistemas ambientais naturais no Brasil e no mundo, acreditamos que a interação entre as abordagens geográfica e ecológica no estudo da paisagem possa resultar em uma evolução nas pesquisas e planos para a conservação ambiental. Para explorar esse potencial, analisamos criticamente as diferenças fundamentais entre estas duas abordagens. Dentre elas, a questão do observador da paisagem, mais humano na Geografia e voltado para as necessidades das espécies na Ecologia. A principal consequência desta diferença se reflete na escala de apreensão e na delimitação da estrutura da paisagem, relacionando diversas variáveis na abordagem Geográfica e utilizando principalmente a vegetação na Ecológica. Visando explorar as possibilidades de interação destas duas abordagens, propusemos cinco estudos de caso. O primeiro propõe a identificação e mapeamento da paisagem na escala do continente sul americano. Utilizamos novas técnicas de sensoriamento remoto para analisar a estrutura da paisagem no território brasileiro por meio da variação da vegetação em uma série temporal de imagens MODIS EVI entre os anos 2000 e 2012. Os resultamos mostram que a técnica utilizada consegue diferenciar paisagens com diferentes níveis de complexidade em uma classificação contínua. Os outros estudos foram desenvolvidos em escala regional, na área que forma um corredor ecológico entre as Serras da Cantareira e Mantiqueira. No segundo estudo foi feita uma análise de regiões no modelo de ilhas - que considera a vegetação como base da estrutura da paisagem. Comparamos fragmentos florestais em uma malha de polígonos com mesma área considerando a área total e número como indicadores da fragmentação da paisagem. Essa análise por regiões facilita o entendimento da configuração da paisagem, tornando possível a identificação de áreas mais e menos favoráveis para a conservação e orientando planejamentos regionais. O terceiro estudo aborda as mudanças temporais na paisagem. Comparamos imagens Landsat TM em três momentos (1988, 1999 e 2010). As mudanças no Corredor Cantareira-Mantiqueira não foram tão severas neste período e estão profundamente ligadas ao relevo de serras da região. Elaboramos o quarto estudo para compreender melhor o papel do relevo na paisagem por meio de uma classificação utilizando parâmetros geomorfométricos. Relacionando os resultados com o uso da terra da região, observamos que as classes obtidas representam processos dominantes na paisagem como o uso para agricultura ou áreas com remanescentes florestais. A partir destas classes identificadas na paisagem desenvolvemos o quinto estudo para investigar a conectividade no Corredor Cantareira-Mantiqueira. Utilizamos simulações de movimentação de espécies entre manchas de mesma classe da paisagem utilizando quatro superfícies de custo para o deslocamento. Os resultados mostraram que existem significativas diferenças entre os corredores com base em variáveis do relevo, gerando caminhos com menores variações topográficas e mais curtos, quando comparados aos corredores simulados com base no uso da terra e vegetação. A análise crítica sobre as produções das duas abordagens da paisagem e a sequência de estudos de casos demonstram a interação entre as abordagens ecológicas e geográficas é possível e é necessária para o aprimoramento de estudos voltados para o planejamento e para a conservação ambientalGiven the critical state of natural environmental systems in Brazil and the world, we believe that the interaction between geographical end ecological approaches in the study of the landscape may result in an improvement of research concerning environmental conservation and planning. In order to explore this potential, we critically analyzed the basic differences among them. One of these differences concerns the landscape observer, which is strongly human in Geography and more focused on species needs in Ecology. This is reflected in the scale of apprehension and delimitation of landscape structure that relates several variables in Geographic approach, and uses mainly vegetation in Ecological approach. In an attempt to explore the possibilities of interaction among these two approaches, we proposed five case studies. The first study proposes the identification and mapping of landscape features on a continental scale (South America). We used new remote sensing techniques to analyze landscape structure in Brazilian territory through a vegetation variation in a time series of MODIS EVI images between the years 2000 and 2012. Results show that this technique can differentiate landscapes with different complexity in a continuous classification. The other case studies were developed on a regional scale, in the area where an ecological corridor is located linking Cantaireira and Mantiqueira mountain ridges. In the second study we analyzed regions using the islands model - which considers vegetation as a basis of landscape structure. We compared area and number of forest fragments in a mesh of polygons of the same size. This analysis by regions facilitates the understanding of landscape configuration, allowing for the identification of more and less favorable areas for conservation and guiding regional planning. The third study addresses landscape changes over time. We compared Landsat TM images at three dates (1988, 1999 and 2010). Changes in Cantareira-Mantiqueira Corridor were not so severe in this period and they are deeply connected to the relief of the region (mountain ridges). We developed the fourth study to better understand the role of relief in the landscape by classifying it with morphometric parameters. By relating the results with the land use in the region, we observed that the classes obtained represent the dominant processes in the landscape such as agriculture or areas with remaining forest. From these identified classes, we developed the fifth study to investigate connectivity along the Corridor. We simulated movement of species between patches of the same landscape class applying four cost grids. The results showed significant differences between the paths based on relief variables, with less topographical and length variations than the ones based on land use and vegetation. The critical analysis of the two approaches and the case studies demonstrate that the interaction between ecological and geographical approaches is possible and, moreover, essential for the improvement of research for environmental planning and conservatio