Estrutura, qualidade ecológica e funcionalidade da vegetação nativa no Cerrado: integração entre dados de campo, sensoriamento remoto e análises espaciais

Abstract

Esta tese avaliou como atributos estruturais, configuração espacial, contexto jurídico e indicadores espectrais complementam as medidas de extensão territorial na interpretação da condição ecológica da vegetação nativa em paisagens modificadas do Cerrado. Foram integrados dados de campo, imagens Sentinel-2, informações do Cadastro Ambiental Rural (CAR), mapeamentos do MapBiomas e métricas de ecologia da paisagem em três eixos complementares. No primeiro capítulo, foram analisadas respostas estruturais relacionadas à borda em cinco fragmentos de Floresta Estacional Semidecidual por meio da integração entre dados fitossociológicos, índices espectrais e modelagem nas escalas de parcela e pixel. A área basal apresentou forte correlação com o NDVI (r = 0,95), e as regressões segmentadas em nível de parcela identificaram pontos de ruptura entre aproximadamente 13 e 39 m. A modelagem contínua revelou, entretanto, que a expressão espacial das respostas relacionadas à borda variou entre os fragmentos e dependeu da escala analítica, incluindo situações de elevada heterogeneidade interna sem uma única transição radial dominante. No segundo capítulo, o excedente legal potencial de vegetação nativa no Cerrado goiano foi quantificado e caracterizado mediante a integração entre CAR e MapBiomas Cobertura 10 m. Foram analisados 230.201 imóveis rurais. O recálculo baseado nos dados declarados no CAR identificou aproximadamente 2,53 milhões de hectares de excedente, enquanto a integração com a vegetação natural mapeada resultou em uma estimativa espacial de 6,28 milhões de hectares de excedente legal potencial, distribuídos em 112.790 imóveis. A distribuição foi fortemente concentrada: 1% dos imóveis com maiores áreas de excedente reuniu 35,96% da área total, e os 10% maiores concentraram 75,18%. O Índice de Qualidade Ecológica Estrutural apresentou média ponderada de 0,584, com concentração da área excedente em valores intermediários a médio-altos do gradiente estadual, indicando que sua disponibilidade jurídica para conversão não corresponde necessariamente à baixa condição estrutural. No terceiro capítulo, foi avaliada a relação entre NDVI e estoque de carbono acima do solo em 80 parcelas de Cerrado stricto sensu localizadas em faixas marginais de rodovias. O NDVI apresentou correlação positiva com o carbono (r = 0,805), e o modelo linear explicou 64,8% da variação entre as parcelas, com erro padrão residual de 10,26 Mg ha1. A ausência de validação independente, a dispersão dos dados e as limitações do ajuste nas extremidades do intervalo restringem sua aplicação às condições amostradas. A análise de uso e cobertura da terra identificou 225.079,83 ha de pastagens e outras áreas não vegetadas com potencial para avaliações de restauração, sem implicar que toda essa extensão seja adequada ou que os estoques de referência sejam efetivamente alcançados. Em conjunto, os resultados demonstram que medidas de área, isoladamente, não representam a heterogeneidade e a condição ecológica da vegetação remanescente. A integração entre observações de campo, indicadores espectrais, registros cadastrais e análises espaciais possibilita interpretações mais rigorosas, desde que respeitados a escala, o domínio de aplicação e as limitações de cada fonte de dados. Essa abordagem fornece subsídios para o monitoramento, a conservação, a regularização ambiental e o planejamento da restauração em paisagens do Cerrado. Palavras-chave: ecologia da paisagem; sensoriamento remoto; fragmentação; excedente legal de vegetação nativa; estoque de carbono; cerrado.This thesis evaluated how structural attributes, spatial configuration, legal context, and spectral indicators complement area-based measures in interpreting the ecological condition of native vegetation in modified Cerrado landscapes. Field data, Sentinel-2 imagery, Rural Environmental Registry (CAR) information, MapBiomas land-cover data, and landscape ecology metrics were integrated across three complementary research axes. In the first chapter, edge-related structural responses were analyzed in five Semideciduous Seasonal Forest fragments by integrating phytosociological data, spectral indices, and plot- and pixel-level modeling. Basal area was strongly correlated with NDVI (r = 0.95), and plot-level segmented regressions identified breakpoints ranging from approximately 13 to 39 m. Continuous modeling, however, showed that the spatial expression of edge-related responses varied among fragments and depended on analytical scale, including situations of high internal heterogeneity without a single dominant radial transition. In the second chapter, the potential legal surplus of native vegetation in the Cerrado of Goiás was quantified and characterized by integrating CAR data with MapBiomas 10 m Land Cover data. A total of 230,201 rural properties were analyzed. Recalculation based on CAR-declared data identified approximately 2.53 million hectares of surplus vegetation, whereas integration with mapped native vegetation produced a spatial estimate of 6.28 million hectares of potential legal surplus distributed across 112,790 properties. The distribution was highly concentrated: the 1% of properties with the largest surplus areas contained 35.96% of the total, whereas the largest 10% contained 75.18%. The area-weighted mean Structural Ecological Quality Index was 0.584, with surplus vegetation concentrated within intermediate to moderately high values of the statewide gradient, indicating that legal availability for conversion does not necessarily correspond to poor structural condition. In the third chapter, the relationship between NDVI and aboveground carbon stock was assessed in 80 Cerrado sensu stricto plots located along roadside margins. NDVI was positively correlated with carbon stock (r = 0.805), and the linear model explained 64.8% of the variation among plots, with a residual standard error of 10.26 Mg ha1. The absence of independent validation, data dispersion, and poor model behavior at the limits of the observed range restrict its application to the sampled conditions. Land-use and land-cover analysis identified 225,079.83 ha of pastures and other non-vegetated areas with potential for restoration assessments, without implying that the entire area is suitable or that the reference carbon stocks will be attained. Taken together, the findings demonstrate that area-based measures alone do not represent the heterogeneity and ecological condition of remaining native vegetation. Integrating field observations, spectral indicators, cadastral records, and spatial analyses enables more rigorous interpretations, provided that the scale, application domain, and limitations of each data source are explicitly considered. This approach provides information to support monitoring, conservation, environmental regularization, and restoration planning in Cerrado landscapes. Keywords: landscape ecology; remote sensing; fragmentation; legal surplus of native vegetation; carbon stock; Cerrado.