Multitemporal Model of Land Use and Cover in River Basin From Goiás Cerrado
DOI:
https://doi.org/10.21664/2238-8869.2024v13i4.p29-44Keywords:
water crisis, environmental degradation, geoprocessing, environmental changeAbstract
Physiognomic and climatic transformations have caused economic, and environmental issues, such as the recent water crisis in the Meia Ponte River Basin. To mitigate these impacts and assess land use and cover conditions, remote sensing tools have been employed. This study aimed to evaluate the current and future land use and soil cover in tributary micro-basins of the Meia Ponte River between 1986 and 2041, providing reference data for preservation and conservation measures of this important basin for the state of Goiás, Brazil. For future projections, georeferenced images from the Landsat 8 and 9 satellites were used, combined with class associations and spatial variables. The classifications were based on the IBGE Technical Manual (2013) and assessed using random kappa and overall accuracy methods. The results indicated variations in geographical and economic patterns across the Serra, Formiga, and Mata micro-basins. There was a significant increase in pasture, cultivation, and urban activities in the predicted scenarios, leading to a reduction in forest cover and water bodies. Most of the territory designated for agropastoral systems was consolidated according to Law 12,651/2012, with the remaining vegetation confined to genetic and geographic islands, mainly near watercourses. The decrease in flow or the disappearance of drainage courses is due to anthropogenic pressures, highlighting the need for water management. These findings emphasize the urgency of conserving local species diversity and implementing priority environmental restoration measures to mitigate the local and regional water crisis.
References
Andrade GB, Silva-Rocha K, Hid AR, Dueti LdSM, Silva- Reis F 2022. Análise espaço temporal das alterações de uso e cobertura da terra na Bacia do Igarapé São Francisco, Rio Branco - Acre - Brasil (2001 - 2021). UÁQUIRI: Revista do Programa de Pós-Graduação em Geografia 04:139-151
Azevedo T, Rosa MR, Shimbo JZ, Oliveira MG 2021. Relatório Anual do Desmatamento no Brasil-2020. São Paulo: MapBiomas:93
Bolson SH 2018. O Cerrado nas metas brasileiras do Acordo de Paris: a omissão do Estado brasileiro com o desmatamento na cumeeira da América do Sul. Revista de Direito Ambiental e Socioambientalismo 4:112-131
Borges VS, Oliveira WN 2021. Análise multitemporal do uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica do Rio Meia Ponte. REEC-Revista Eletrônica de Engenharia Civil 17:79-93 doi:https://doi.org/10.5216/reec.v17i1.68192
Bousfield R, Rodrigues-Filho JL 2024. Lei nº 14.285/21: Lei posterior ao Código Florestal e menos protetiva ao meio ambiente. PerCursos 25:e0503 doi:https://doi.org/10.5965/19847246252024e0503
Brasil 2012. Lei Nº 12.651, de 25 de maio de 2012. http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2011-2014/2012/lei/l12651.htm. Accessed 21 de abril 2022
Cabral C, Gurgel ÂC 2014. Análise econômica da limitação do desmatamento no Brasil utilizando um modelo de equilíbrio geral computável. Anais do XLI Encontro Nacional de Economia ANPEC-Associação Nacional dos Centros de Pós-Graduação em Economia:1-20
Carvalho FA, Rodrigues VHP, Kilca RV, Siqueira AS, Araújo GM, Schiavini I 2008. Composição florística, riqueza e diversidade de um cerrado sensu stricto no sudeste do estado de Goiás. Bioscience journal 24:64-72
Chaminé HI, Pereira AJSC, Teodoro AC, Teixeira J 2021. Remote sensing and GIS applications in earth and environmental systems sciences. SN Applied Sciences 3:870 doi:https://doi.org/10.1007/s42452-021-04855-3
Cohen J 1960. A coefficient of agreement for nominal scales. Educational and psychological measurement 20:37-46
Colli GR, Vieira CR, Dianese JC 2020. Biodiversity and conservation of the Cerrado: recent advances and old challenges. Biodiversity and Conservation 29:1465-1475 doi:https://doi.org/10.1007/s10531-020-01967-x
Colman CB, Guerra A, Almagro A, Roque FO, Rosa IMD, Fernandes GW, Oliveira PTS 2024. Modeling the Brazilian Cerrado land use change highlights the need to account for private property sizes for biodiversity conservation. Sci Rep-Uk 14:4559 doi:https://doi.org/10.1038/s41598-024-55207-1
Cordeiro LAM, Vilela L, Marchão RL, Kluthcouski J, Martha-Júnior GB 2015. Integração lavoura-pecuária e integração lavoura-pecuária-floresta: estratégias para intensificação sustentável do uso do solo. Cadernos de Ciência & Tecnologia 32:15-43
Costa AH 2020. Um olhar geográfico sobre o cerrado e os perigos de sua degradação. Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Developer QT 2020. QGIS Geographic Information System. QGIS-OSGeo4W-3.16.0-1-Setup-x86_64.exe. Accessed 15 de junho 2022
Embrapa 1979. Manual de métodos de análise de solo. Embrapa, Rio de Janeiro
Foli ACA, Faria KMS 2020. Oportunidades e desafios da criação de Unidades de Conservação: reflexões sobre as experiências no Estado de Goiás, Brasil. Cerrados 18:424-446
Fushimi M, Lima GN, Capoane V 2024. Changes in Land Use and Cover and Their Environmental Impacts in the Cerrado of Mato Grosso Do Sul, Brazil. Sustainability 16. doi:https://doi.org/10.3390/su16104266
Gabriel AW, Silva ESN, Sartori MF, Schmidt IB, Sampaio AB 2022. Semeadura Direta para Restaurar Savanas Neotropicais: uma Alternativa para Adequação Ambiental no Cerrado. Biodiversidade Brasileira-BioBrasil 12:88-103
Gallo P, Albrecht E 2019. Brazil and the Paris Agreement: REDD+ as an instrument of Brazil’s Nationally Determined Contribution compliance. International Environmental Agreements: Politics, Law and Economics 19:123-144 doi:https://doi.org/10.1007/s10784-018-9426-9
Goiás 2021. Decreto N° 9.872, de 26 de maio de 2021. https://legisla.casacivil.go.gov.br/api/v2/pesquisa/legislacoes/103989/pdf. Accessed 25 de maio 2022
Gomes VP, Araújo MSB, Galvíncio JD 2021. Mudanças espaço-temporais no uso e cobertura da terra na bacia hidrográfica dorio Pontal a partir de dados referenciais do Google Earth Pro. Revista Brasileira de Geografia Física 14:4148-4160
Guimarães AK, Telesi Pacheco Conceição J, Bau Dalmas F, Magera Conceicao M 2024. Aplicação da Lei nº 12.651/2012 na análise da ocupação das áreas de preservação permanente da bacia hidrográfica cachoeirinha invernada, Guarulhos (SP). Revista Científica Acertte 4:e45184 doi:https://doi.org/10.63026/acertte.v4i5.184
Herrmann PB, Nascimento VF, Freitas MWD 2022. Sensoriamento Remoto Aplicado à Análise de Fogo em Formações Campestres: Uma Revisão Sistemática. Revista Brasileira de Cartografia 74:437-458 doi:https://doi.org/10.14393/rbcv74n2-63739
Hofmann GA-O et al. 2021. The Brazilian Cerrado is becoming hotter and drier. Glob Change Biol:4060-4073 doi:10.1111/gcb.15712
IBGE 2013. Manual técnico de Uso da Terra. vol 3. 3 edn. Rio de Janeiro,
Ilyas M et al. 2021. Drought Tolerance Strategies in Plants: A Mechanistic Approach. Journal of Plant Growth Regulation 40:926-944 doi:https://doi.org/10.1007/s00344-020-10174-5
Kapoor D, Bhardwaj S, Landi M, Sharma A, Ramakrishnan M, Sharma A 2020. The Impact of Drought in Plant Metabolism: How to Exploit Tolerance Mechanisms to Increase Crop Production. Applied Sciences 10:5692. doi:https://doi.org/10.3390/app10165692
Karimi F, Sultana S 2024. Urban Expansion Prediction and Land Use/Land Cover Change Modeling for Sustainable Urban Development. Sustainability 16:2285. doi:https://doi.org/10.3390/su16062285
Klink CA, Sato MN, Cordeiro GG, Ramos MIM 2020. The Role of Vegetation on the Dynamics of Water and Fire in the Cerrado Ecosystems: Implications for Management and Conservation. Plants 9:1803. doi:https://doi.org/10.3390/plants9121803
Landau EC, Guimarães DP, Reis RJ 2013. Mapeamento das áreas irrigadas por pivôs centrais no Estado de Goiás e no Distrito Federal - Brasil. vol Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 77. Sete Lagoas, MG, Embrapa Milho e Sorgo
Liesenberg V, Ponzoni FJ, Galvão LS 2007. Análise da dinâmica sazonal e separabilidade espectral de algumas fitofisionomias do Cerrado com índices de vegetação dos sensores MODIS/TERRA e AQUA. Revista Árvore 31:295-305
Lima AFL, Campos MCC, Enck BF, Silva-Simões W, Araújo RM, Santos LAC, Cunha JM 2021. Physical soil attributes in areas under forest/pasture conversion in northern Rondônia, Brazil. Environmental Monitoring and Assessment 194:34 doi:10.1007/s10661-021-09682-y
Lima FS, Almeida NV 2017. Dinâmica espaço-temporal da cobertura vegetal na Área de Proteção Ambiental (APA) do Cariri, Paraíba-PB, Brasil. Revista Brasileira de Geografia Física 10:699-721
Luiz CH, Steinke VA 2022. Recent Environmental Legislation in Brazil and the Impact on Cerrado Deforestation Rates. Sustainability 14:8096. doi:https://doi.org/10.3390/su14138096
Majumdar A, Avishek K 2023. Riparian Zone Assessment and Management: an Integrated Review Using Geospatial Technology. Water, Air, & Soil Pollution 234:319 doi:https://doi.org/10.1007/s11270-023-06329-1
Marcuzzo FFN, Cardoso MRD, Faria TG 2012. Chuvas no cerrado da região centro-oeste do Brasil: análise histórica e tendência futura. Ateliê Geográfico 6:112-130
Margulis S 2003. Causas do desmatamento da Amazônia brasileira. 1 edn. Banco Mundial, Brasília
Marques EQ, Marimon-Junior BH, Marimon BS, Matricardi EAT, Mews HA, Colli GR 2020. Redefining the Cerrado–Amazonia transition: implications for conservation. Biodiversity and Conservation 29:1501-1517 doi:https://doi.org/10.1007/s10531-019-01720-z
Nextgis 2018. Air Ais Survey: MOLUSCE Modules for Land Use Change Evaluation NEXTGIS. http://QGIS-OSGeo4W-2.18.23-1-Setup-x86.exe .
Robinson JG et al. 2024. Scaling up area-based conservation to implement the Global Biodiversity Framework’s 30x30 target: The role of Nature’s Strongholds. Plos Biol 22:e3002613 doi:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002613
Rodrigues MA 2013. Áreas consolidadas no Código Florestal (Lei 12.651/2012): uma vergonha sem precedentes no Direito Ambiental brasileiro. Revista de Direito Ambiental N 69:345-356
Rosa LE, Cherem LFS, Siame L 2023. The role of natural and anthropic factors in the variability of soil loss in the state of Goiás between 1985 and 2018. Sociedade & Natureza 35:e66034 doi:https://doi.org/10.14393/SN-v35-2023-66034x
Rosemback R, Ferreira NJ, Shimabukuro YE, Conforte JC 2010. Análise da dinâmica da cobertura vegetal na região sul do Brasil a partir de dados MODIS-TERRA. Revista Brasileira de Cartografia 2:401-416
Santos D, Amorim C, Silva MJ, Buril MT 2022. A new species of Evolvulus (Convolvulaceae): A rare and threatened species from the Brazilian Cerrado, a Neotropical biodiversity hotspot. Systematic Botany 47:1094-1099 doi:https://doi.org/10.1600/036364422X16674053033868
Silva LC et al. 2021. Índices biofísicos e o saldo de radiação à superfície via sensoriamento remoto no Semiárido Pernambucano. Journal of EnvironmentalAnalysis and Progress 06:012-023
Soares AK et al. 2020. Planos de recursos hídricos das unidades de planejamento e gestão de recursos hídricos do estado de Goiás afluentes ao rio Paranaíba: plano de ação da UPGRH do rio meia ponte. vol 1 Secretaria de Meio Ambiente de Goiás, Goiânia -GO
Souza CM et al. 2020. Reconstructing Three Decades of Land Use and Land Cover Changes in Brazilian Biomes with Landsat Archive and Earth Engine. Remote Sensing 12:2735. doi:https://doi.org/10.3390/rs12172735
Souza SBSe, Cruvinel KAdS, Formiga KTM 2024. Water Quality Index by Multivariate Statistical Technique to Estimate the Temporal Decay of the Watercourses. Revista de Gestão Social e Ambiental 18:e08126 doi:https://doi.org/10.24857/rgsa.v18n7-152
Tian Y, Duan M, Cui X, Zhao Q, Tian S, Lin Y, Wang W 2023. Advancing application of satellite remote sensing technologies for linking atmospheric and built environment to health. Frontiers in Public Health 11 doi:https://doi.org/10.3389/fpubh.2023.1270033
UICN, WWF-Brasil, IPÊ 2011. Metas de Aichi: Situação atual no Brasil vol 1 União Internacional para Conservação da Natureza, World Wide Fund For Nature - Brasil, Ipê, Nave Terra
Yirigui Y, Lee S-W, Nejadhashemi AP, Herman MR, Lee J-W 2019. Relationships between Riparian Forest Fragmentation and Biological Indicators of Streams. Sustainability 11:2870. doi:https://doi.org/10.3390/su11102870
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Jessica Silva dos Reis, Mara Lemke-de-Castro, Marcos Henrique André de Deus, Renata de Freitas Barroso, Everton Tizo Pedroso
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
This journal offers immediate free access to its content, following the principle that providing free scientific knowledge to the public, we provides greater global democratization of knowledge.
As of the publication in the journal the authors have copyright and publication rights of their articles without restrictions.
The Revista Fronteiras: Journal of Social, Technological and Environmental Science follows the legal precepts of the Creative Commons - Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International. 
