Sensoriamento remoto termal aplicado a ecossistemas de turfeiras da Serra do Espinhaço Meridional, Minas Gerais, Brasil

Abstract

As turfeiras são ecossistemas hidromórficos caracterizados pelo acúmulo de material orgânico, resultante da decomposição parcial da vegetação em condições de alta umidade. Estes ambientes desempenham um papel fundamental na preservação da biodiversidade local e na regulação da qualidade e quantidade de recursos hídricos. Além disso, devido ao seu expressivo armazenamento de carbono orgânico, contribuem significativamente para a mitigação do aquecimento global. O mapeamento e monitoramento desses ecossistemas são essenciais para sua conservação, permitindo a formulação de políticas públicas voltadas à gestão sustentável dessas áreas. O objetivo deste estudo foi realizar um mapeamento e um monitoramento temporal nas turfeiras: Araçuaí (antropizada), Rio Preto (preservada) e seu entorno, localizadas na Serra do Espinhaço Meridional (SdEM). E também, identificar possíveis áreas de turfeiras nessa região. Para isso, utilizou-se o sensoriamento remoto termal, com ênfase no índice TVDI (Temperature Vegetation Dryness Index), considerando diferentes índices espectrais de vegetação, como NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), SAVI (Soil-Adjusted Vegetation Index) e ARVI (Atmospherically Resistant Vegetation Index). Além disso, avaliou-se a efetividade do TVDI, associado a fatores ambientais e topográficos na identificação das áreas de turfeiras. Por fim, foram analisadas a relação entre o TVDI, o estoque de carbono orgânico e o armazenamento de água em turfeiras sob monitoramento hidrológico. Para o mapeamento e a quantificação destas áreas, foram utilizadas imagens dos satélites Landsat 8 e 9, obtidas pelos sensores OLI (Operational Land Imager) e TIRS (Thermal Infrared Sensor), dos meses de julho a setembro (período seco), nos anos de 2013 a 2024. Por meio do software QGIS (versão 3.16.16), as imagens foram georreferenciadas e radiometricamente normalizadas, garantindo a padronização dos dados espectrais e permitindo o cálculo dos índices de vegetação, bem como da temperatura da superfície terrestre e do TVDI. Com as áreas de turfeiras mapeadas ao longo do período avaliado, foram realizadas comparações entre as imagens, permitindo uma melhor distinção e análise das turfeiras estudadas. Para a identificação de novas áreas de turfeiras, além do TVDI, foram utilizados: índices topográficos, de umidade e cobertura e uso da terra, consistindo na aplicação do método Analytic Hierarchy Process (AHP), que classificou as variáveis segundo sua importância relativa na elaboração do mapa de potencial ocorrência de turfeiras. Para analisar a relação entre o TVDI, o armazenamento de água e o carbono orgânico em turfeiras sob monitoramento hidrológico, foram realizadas regressões entre os valores médios de TVDI, ao longo da série temporal, de cada área e os valores de água e carbono orgânico armazenados nessas regiões. Os resultados indicam similaridade nos índices de vegetação nas duas turfeiras monitoradas (Araçuaí e Rio Preto), sendo observada uma maior variação desses índices na turfeira antropizada (Araçuaí). O mesmo padrão é observado para o TVDI calculado com os diferentes índices de vegetação. Observa-se também maiores valores da temperatura da superfície terrestre na turfeira Araçuaí, podendo ser um alerta das atividades antrópicas ocorridas nessa área. O modelo matemático gerado utilizando o método AHP possibilitou a identificação de áreas de ocorrência de turfeiras. Embora a relação entre TVDI, teor de carbono e lençol freático não tenha sido estatisticamente significativo, os resultados indicam que áreas com menor TVDI coincidem com regiões de maior teor de carbono orgânico e maior capacidade de retenção de água, características típicas de turfeiras. Em conclusão, a avaliação temporal, utilizando o sensoriamento remoto termal por meio do TVDI, revelou que a turfeira Rio Preto se manteve preservada durante o período analisado, enquanto a turfeira Araçuaí apresentou sinais de degradação em algumas áreas. O cálculo do TVDI, quando baseado nos índices SAVI e ARVI, mostra-se um indicador eficiente de estresse hídrico, apresentando-se como uma alternativa ao NDVI para esse propósito. O TVDI, associado a dados topográficos e de umidade, demonstra ser uma ferramenta eficaz para o mapeamento e o monitoramento de áreas de turfeiras. Por fim, o TVDI pode ser uma ferramenta complementar no monitoramento do carbono orgânico e do lençol freático em turfeiras, desde que utilizado em associação com outras variáveis ambientais e dados de campo.