Análise da dinâmica entre a arenização e silvicultura a partir do NDVI e emissividde de superfície

Abstract

A arenização é um processo de degradação ambiental que afeta solos e cobertura vegetal, ocorrendo de forma natural por erosão hídrica e eólica, especialmente em regiões de clima úmido com variações sazonais intensas. No Rio Grande do Sul, esse processo atinge a região sudoeste principalmente o município de Alegrete, onde políticas públicas introduziram o incentivo a silvicultura, servindo como barreira física contra o avanço dos areais. Este trabalho tem como objetivo analisar a dinâmica temporal da arenização com a silvicultura, utilizando dados de sensoriamento remoto no infravermelho termal e o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), a fim de identificar e quantificar a evolução de areais com e sem intervenção antrópica pela silvicultura. A metodologia incluiu a coleta de amostras de campo em três areais com diferentes níveis de interferência da silvicultura: A1 (com eucalipto em seu entorno), A2 (com eucalipto sobre parte da área do areal), e A3 (sem silvicultura). As amostras foram analisadas em laboratório para obtenção da assinatura espectral no infravermelho termal. Foram utilizadas imagens dos satélites Landsat 5 e 8, entre 1985 e 2023, processadas para calcular o NDVI e a emissividade da superfície, a fim de classificar e quantificar a área dos areais ao longo do tempo. Os resultados mostraram que a silvicultura teve impacto positivo na contenção dos areais A1 e A2 em determinados períodos. O areal A1 apresentou retração contínua desde a introdução do eucalipto entre 1995 e 2000. O A2, com entrada da silvicultura após 2008, teve retração parcial entre 2009 e 2015, voltando a crescer em 2023. O A3 apresentou expansão contínua. A análise de regressão linear entre as áreas obtidas por NDVI e emissividade calculada apresentou forte correlação (R² > 0,83), confirmando a consistência dos dois métodos. Apesar da alta correlação, observou-se limitação na aplicação dos produtos de emissividade do Landsat devido à sua resolução espacial de 100m, que prejudica a detecção de pequenas variações nos areais. Além disso, fatores como pixel mistura e variações de umidade superficial influenciam na precisão da classificação por emissividade. A análise integrada de NDVI e emissividade no infravermelho termal se demonstrou eficaz para monitorar a dinâmica da arenização e os efeitos da silvicultura. A silvicultura demonstrou potencial de conter o avanço da arenização, embora o crescimento posterior em alguns areais indique a necessidade de estudos de longo prazo para avaliar sua efetividade contínua.

Sandification is an environmental degradation process that affects soils and vegetation cover, occurring naturally through water and wind erosion, especially in regions with humid climates with intense seasonal variations. In Rio Grande do Sul, this process affects the southwest region, mainly the municipality of Alegrete, where public policies have introduced incentives for forestry, serving as a physical barrier against the advance of sandspots. This study aims to analyze the temporal dynamics of sandification with forestry, using remote sensing data in the thermal infrared and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), to identify and quantify the evolution of sandspots with and without human intervention by forestry. The methodology included the collection of field samples in three sandspots with different levels of forestry interference: A1 (with eucalyptus in its surroundings), A2 (with eucalyptus over part of the sandbank area), and A3 (without forestry). The samples were analyzed in the laboratory to obtain the spectral signature in the thermal infrared. Images from Landsat 5 and 8 satellites between 1985 and 2023 were processed to calculate NDVI and surface emissivity in order to classify and quantify the area of the sandspot over time. The results showed that forestry had a positive impact on the containment of sandbanks A1 and A2 in certain periods. A1 showed continuous retraction since the introduction of eucalyptus between 1995 and 2000. A2, with the introduction of forestry after 2008, had partial retraction between 2009 and 2015, growing again in 2023. A3 showed continuous expansion. The linear regression analysis between the areas obtained by NDVI and calculated emissivity showed a strong correlation (R² > 0.83), confirming the consistency of the two methods. Despite the high correlation, limitations were observed in the application of Landsat emissivity products due to their spatial resolution of 100 m, which hinders the detection of small variations in the sands. In addition, factors such as pixel mixing and surface moisture variations influence the accuracy of the emissivity classification. The integrated analysis of NDVI and thermal infrared emissivity proved effective in monitoring the dynamics of sandification and the effects of silviculture. Silviculture demonstrated the potential to contain the advance of sandification, although subsequent growth in some sands indicates the need for long- term studies to evaluate its continued effectiveness.