Des cartes d'occupation du sol sont présentées pour la campagne agricole 2001 et la campagne agricole 2014. Limites du biome, qui sont superposées sur les cartes d'occupation du sol, sont étiquetés sur la carte en médaillon. Les aires protégées (réserves indigènes) sont également indiquées sur les cartes d'occupation des sols. Crédit :KU
L'État brésilien du Mato Grosso produit suffisamment de soja pour être l'équivalent de l'Iowa et de l'Illinois réunis. Mais il abrite également la luxuriante forêt tropicale amazonienne, l'un des plus riches, et les plus vulnérables, trésors écologiques de notre planète.
À l'aide d'images satellite et d'informations uniques au sol, l'interface entre l'agriculture hautement mécanisée et la forêt tropicale du Mato Grosso est montrée avec des détails exceptionnellement granulaires dans une nouvelle étude dirigée par Jude Kastens, professeur agrégé de recherche au Kansas Applied Remote Sensing Program du Kansas Biological Survey, et co-écrit par J. Christopher Brown, professeur de géographie et de sciences de l'atmosphère et directeur du programme d'études environnementales à l'Université du Kansas.
Leur article paraît aujourd'hui (28 avril, 2017) dans PLOS UN .
« Le Mato Grosso est une frontière dans le sens où la végétation naturelle, forêt tropicale et savane, connu sous le nom de cerrado, est remplacé par la production végétale et d'autres utilisations agricoles, " a déclaré Kastens. " L'agriculture mécanisée s'est rapidement implantée dans la région dans les années 1990, il y a donc beaucoup d'opportunités pour la production agricole et le développement des entreprises liées à l'agriculture. »
En effet, les chercheurs ont déclaré que l'agriculture dans la région a une énergie de ville en plein essor, générer des milliards de dollars par an qui contribuent à l'économie de l'État.
"Il y a des cas d'agriculteurs américains qui vendent tout dans l'Iowa et déménagent au Mato Grosso au Brésil, " Brown a déclaré. "C'est un excellent indicateur d'être une frontière. Il y a une opportunité. J'ai souvent pris l'avion pour le Brésil à Houston et j'ai fait la queue avec de nombreux agriculteurs qui partaient en tournée au Brésil pour déterminer les opérations de déménagement là-bas. »
Cependant, l'expansion agricole s'est faite au détriment de la forêt amazonienne. Les inquiétudes suscitées par la déforestation généralisée dans la région ont conduit à un accord en 2006 entre des groupes environnementaux et de grandes sociétés agricoles appelé le « moratoire du soja ». Sous le moratoire, les principaux acheteurs de soja ont convenu de ne pas acheter de soja produit sur des terres déboisées après juillet de la même année.
"Cela pose la question - sur une si grande surface, comment allez-vous savoir quelles zones déboisées ont été remplacées par le soja après cette date?" a déclaré Brown. "Vous avez besoin d'un ensemble de données sur la couverture terrestre vraiment détaillé comme celui que nous avons produit pour le savoir."
La géographie des forêts et des terres cultivées à partir de la campagne agricole 2014 est indiquée avec les limites du biome et les emplacements des points de référence au sol et en bord de route. Crédit :KU
Kastens et Brown, avec son collègue de la KU Christopher Bishop et Alexandre Coutinho et Júlio Esquerdo de la Société brésilienne de recherche agricole (Embrapa), s'appuyait en partie sur des ensembles de données satellitaires du spectroradiomètre imageur à résolution moyenne, ou MODIS. En regardant des images prises au cours de 14 saisons de croissance, les chercheurs pourraient examiner les changements dans l'emplacement des terres cultivées et l'intensité de la production dans le Mato Grosso. La plupart de la production de soja dans le biome de la forêt amazonienne se produit dans ce grand État.
"Les images satellite capturent les valeurs de réflectance du sol dans diverses longueurs d'onde - celles couramment utilisées dans les études de végétation sont les bandes rouge et proche infrarouge, " a déclaré Kastens. " La réflectance de la lumière rouge diminue à mesure que la photosynthèse augmente, tandis que la réflectance dans le proche infrarouge augmente avec des couverts foliaires plus denses. Ces deux bandes sont combinées pour former l'indice de végétation par différence normalisée. Les signaux NDVI des champs de soja sains seront différents de ceux des champs de coton sains, qui sera différent des autres types de couverture."
Pour interpréter les données satellitaires, co-auteurs de l'Embrapa, l'équivalent brésilien de l'USDA, collecté une quantité sans précédent de données de référence au sol dans le Mato Grosso en interrogeant des agriculteurs. En 2006, la KU et des chercheurs brésiliens ont commencé à travailler dans le cadre d'un protocole d'accord pour partager des méthodes de collecte de données au sol et de classification de la couverture terrestre. Depuis, les chercheurs se sont rendus mutuellement dans les laboratoires et ont effectué des travaux de terrain ensemble.
« La richesse des données de référence au sol a rendu possible cette recherche, " a déclaré Brown. " Il n'y a rien eu de tel pour une si grande région en dehors des États-Unis. Nos collègues ont travaillé avec des agriculteurs pour tracer les limites des champs sur des images satellite imprimées et donner des historiques de récolte pour diverses parcelles de terre. "
Une découverte majeure de la recherche suggère que le moratoire sur le soja de 2006 a eu un effet plus important sur la réduction de la déforestation en Amazonie qu'on ne le croyait auparavant.
« Sur la base de notre analyse, nous avons trouvé une baisse de la déforestation beaucoup plus forte coïncidant avec le moratoire sur le soja que d'autres études l'ont signalé, " a déclaré Kastens. " Le moratoire sur le soja a été minimisé dans certaines recherches comme un facteur de réduction de la déforestation. Notre examen de l'essentiel du même ensemble de données sur la déforestation utilisé par d'autres a révélé qu'une baisse importante de la déforestation s'est produite immédiatement après l'entrée en vigueur du moratoire.
"La déforestation continue, mais ça a ralenti, et moins de ces terres sont utilisées pour la production de soja, " a déclaré Kastens.
L'étude a incorporé des données sur la déforestation produites par l'Institut brésilien de recherche spatiale (INPE).
Des résumés de données cartographiques pour la déforestation accumulée et le soja annuel sont affichés. Les lignes de tendance de la déforestation pré-moratoire sur le soja et post-moratoire sur le soja sont également représentées, avec les pentes de régression respectives fournies en texte rouge au-dessus du graphique. Une valeur de 0 a été attribuée à la campagne 2000 pour ancrer la ligne de tendance de la déforestation totale avant le moratoire sur le soja de la même manière que la campagne 2006 est utilisée pour ancrer la ligne de tendance de la déforestation totale après le moratoire sur le soja. Crédit :KU
L'équipe a également constaté une forte augmentation de la production sur les terres cultivées existantes après le moratoire, surnommé « l'intensification verticale », " tandis que l'expansion des terres cultivées induite par la déforestation, ou "intensification horizontale, " a considérablement ralenti.
"Avec l'intensification verticale, nous constatons une augmentation spectaculaire du double recadrage, où les agriculteurs plantent une première récolte de soja suivie d'une deuxième récolte commerciale, généralement du maïs, dans la même saison de croissance et dans le même champ, ", a déclaré Brown.
Les chercheurs mettent gratuitement à disposition leurs données d'occupation du sol. Ils espèrent que cela aidera à guider les gestionnaires des terres et les décideurs politiques cherchant à trouver un équilibre entre l'agriculture et la conservation.
« La forêt tropicale aide à réguler de nombreux facteurs liés au climat dans le bassin amazonien et les régions voisines, incluant les températures et le cycle hydrologique, " Kastens a déclaré. "Il a une valeur écologique évidente et est un point chaud de la biodiversité avec de nombreuses ressources naturelles inexploitées."
L'Amazonie abrite également de nombreuses populations indigènes.
"Les peuples autochtones des réserves de forêt tropicale sont complètement entourés par ces champs de soja, dont beaucoup sont en amont, ", a déclaré Brown.
Kastens ajouté, « Les chercheurs peuvent utiliser nos données cartographiques, avec ses résolutions spatiales et de classe détaillées, examiner les impacts sur l'accessibilité du marché et d'autres questions liées aux frontières agricoles, ainsi que les questions liées au climat, l'écologie et la géographie humaine."
