ENVIRONMENTAL VULNERABILITY MODELING AND POTENTIAL VALUATION FOR PAYMENTS FOR ENVIRONMENTAL SERVICES IN AN ENVIRONMENTAL PROTECTION AREA
Keywords:
geoprocessing, water security, multi-criteria analysisAbstract
This study addresses the importance of sustainable development associated with the conservation of natural resources within the Aldeia–Beberibe Environmental Protection Area (EPA), in Pernambuco, Brazil, highlighting the role of Payment for Environmental Services (PES) as a mechanism to encourage environmental preservation. The degradation of water and soil resources, mainly caused by anthropogenic activities and inadequate land occupation, compromises ecosystem services and the region’s water security. In this context, the study emphasizes the need for public policies and environmental management tools capable of reconciling environmental conservation with sustainable socioeconomic development. The objective of this research was to determine the environmental vulnerability of the Aldeia–Beberibe EPA by identifying priority areas for the implementation of PES programs and estimating monetary compensation values for eligible areas. The study sought to integrate environmental and socioeconomic variables to support territorial management strategies aimed at protecting water and soil resources, while also promoting sustainable agricultural practices.The environmental analysis integrated variables such as land use and land cover, slope, soil classes, and geology, which were weighted using the Analytic Hierarchy Process (AHP), enabling the development of an environmental vulnerability map. Furthermore, the Agriculture for Clean Water Yield (ACWY) model was applied, considering economic parameters related to sugarcane cultivation (Saccharum officinarum) to estimate the financial compensation values for PES programs.
References
AGÊNCIA PERNAMBUCANA DE ÁGUAS E CLIMA (APAC). Site institucional. Recife: APAC, 2024.
BRAGA, S. E. et al. Environmental conflict of land use in Tapacurá-PE hydrographic basin. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 2, p. e52310212833, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i2.12833.
BRASIL. Grupo de Trabalho sobre Meio Ambiente e Sustentabilidade Climática (ECSWG). Payment for Ecosystem Services (PES): scaling up PES to meet global environmental and climate crises. Technical paper. Brasília, DF: Governo Federal, 2024.
BRASIL. Lei nº 12.651, de 25 de maio de 2012. Dispõe sobre a proteção da vegetação nativa. Diário Oficial da União: seção 1, Brasília, DF, 28 maio 2012.
BRASIL. Lei nº 14.119, de 13 de janeiro de 2021. Institui a Política Nacional de Pagamento por Serviços Ambientais. Diário Oficial da União: seção 1, Brasília, DF, 14 jan. 2021.
BRASIL. Lei nº 9.985, de 18 de julho de 2000. Regulamenta o art. 225, § 1º, incisos I, II, III e VII da Constituição Federal, institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza e dá outras providências. Diário Oficial da União: seção 1, Brasília, DF, ed. 138, p. 1, 19 jul. 2000.
CALDAS, A. M., PISSARRA, T. C. T. Environmental conflicts in municipality areas: land use policy for zoning regulation. Revista Brasileira de Ciência, Tecnologia e Inovação, Uberaba - MG, v. 7, n. 2, p. 70– 83, 2023. DOI: 10.18554/rbcti.v7i2.6981
CARVALHO, G. O. T; SILVA, N. C.; SALVIO, G. M. M. Vulnerabilidade ambiental em Áreas de Proteção Ambiental (APA) do Bioma Mata Atlântica na região sudeste brasileira. Ciência Florestal, [S. l.], v. 32, n. 3, p. 1575–1593, 2022. DOI: 10.5902/1980509867261
CPRH – AGÊNCIA ESTADUAL DE MEIO AMBIENTE DE PERNAMBUCO. APA Aldeia-Beberibe. Recife: CPRH, 4 fev. 2021.
COELHO, N. R., Gomes, A. S., Cassano, C. R., & Prado, R. B. (2021). Panorama das iniciativas de pagamento por serviços ambientais hídricos no Brasil. Engenharia Sanitaria E Ambiental, 26(3), 409–415. DOI: 10.1590/S1413-415220190055
COSTA, A. M; SILVA, L. H.; SILVA, V. C.; MOURA, M. S.; MOTA, P. K.; ARAÚJO, B. J. R. S. Potencial de Uso Conservacionista (PUC) e Uso e Cobertura do Solo na Bacia Hidrográfica do Córrego Guavirá, PR. Perspectiva Geográfica, [S. l.], v. 14, n. 20, p. 107–122, 2020.
COSTA, J. T. F.; COSTA, V. S. O pagamento por serviços ambientais: uma análise para o desenvolvimento sustentável da agricultura familiar do Rio Grande do Sul. Brazilian Journal of Development, v. 8, n. 2, p. 10172–10186, 2022. DOI: 10.34117/bjdv8n2-114
COSTA, A. M; COSTA, A. D.; MOURA, M. S; NAVARRO, I. F; SILVA, V. C; PISSARRA, T. C. T; VALERA, C. A; FERNANDES, L. F. S; FERNANDES, L. A.; PACHECO, F. A. L; PACHECO, F. F. Ecosystem services potential and soil conservation policies with emphasis on degraded pastures in Brazil. Geography and Sustainability, v. 5, n. 4, p. 660–672, 2024. DOI: 10.1016/j.geosus.2024.07.010
CUNHA SILVA, G. R. et al. Análise integrada da paisagem na APA Serra do Gigante no município de Itapuranga-GO. Revista Brasileira de Geografia Física, [S. l.], v. 17, n. 3, p. 1862–1874, 2024. DOI: 10.26848/rbgf.v17.3.p1862-1874
DALLA PRIA, A.; DIEDERICHSEN, A.; KLEMZ, C. Pagamento por Serviços Ecossistêmicos: uma estratégia para a conservação ambiental em regiões agrícolas produtivas do Brasil? Sustentabilidade em Debate, v. 4, n. 1, p. 317–340, 2013. DOI: 10.18472/SustDeb.v4n1.2013.9216
MELO, M. C., FERNANDES, L. F. S., PISSARRA, T. C. T., VALERA, C. A., DA COSTA, A. M., & PACHECO, F. A. L. The COP27 screened through the lens of global water security. The Science of the total environment, 873, 162303. 2023. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162303
ECOLOGUS. Estudo de impacto ambiental – EIA: infraestruturas do Distrito Industrial de São João da Barra. São João da Barra: Ternium Brasil, 2011.
EMBRAPA, Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 6. ed. rev. e ampl. Brasília, DF: Embrapa. 393 p. ISBN 978-65-5467-104-0. 2025.
FREITAS, P. M. L. et al. Estimativa da disponibilidade de água às plantas via modelos matemáticos em distribuição uni e bi-modal dos poros do solo. In: XVI JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO, 2016, Recife. Anais [...] Recife: UFRPE, 2016. v. 1.
FREY, G. E. et al. Payments for forest-based ecosystem services in the United States: magnitudes and trends. Ecosystem Services, v. 52, p. 101377, 2021. DOI: 10.1016/j.ecoser.2021.101377
HAAVISTO, R.; SANTOS, D.; PERRELS, A. Determining payments for watershed services by hydro-economic modeling for optimal water allocation between agricultural and municipal water use. Water Resources and Economics, v. 26, p. 100127, 2019. DOI: 10.1016/j.wre.2018.08.003
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Cana-de-açúcar: produção em Pernambuco. Rio de Janeiro: IBGE, 2024.
LIMA, R. S.; MARQUES, J. S. Payment for environmental services as an inducing instrument for family farming. Research, Society and Development, v. 12, n. 5, p. e18412541695, 2023. DOI: 10.33448/rsd-v12i5.41695
LOBO DE PAIVA, A. M.; AMARO, V. E. .; DI LOLLO, J. A. .; COSTA, C. W. . Fragilidade Ambiental aplicada em área de manancial no Nordeste brasileiro. Revista de Geociências do Nordeste, [S. l.], v. 8, n. 1, p. 128–147, 2022. DOI: 10.21680/2447-3359.2022v8n1ID24368
MAPBIOMAS. Coleções MapBiomas: projeto de mapeamento anual do uso e cobertura da terra no Brasil. São Paulo: MapBiomas, 2023.
MEDEIROS, R. M.; HOLANDA, R. M.; FRANÇA, M. V.; SABOYA, L. M. F.; ROLIM NETO, F. C.; ARAÚJO, W. R.; PEREIRA, M. L. F. Classificação climática de Köppen na Zona da Mata Pernambucana – Brasil. RECIMA21 – Revista Científica Multidisciplinar, v. 2, n. 5, p. 1–21, 2021. DOI: 10.51359/2238-6211.2018.229388
MEDEIROS, R. B; SANTOS, L. C; BEZERRA, J. F. R; SILVA, Q. D; MELO, S. N. Vulnerabilidade Ambiental da Bacia Hidrográfica do Rio Buriticupu, Maranhão - Brasil: O Relevo como Elemento Chave. Sociedade & Natureza , [S. l.] , v. 1, 2023. DOI: 10.14393/SN-v35-2023-66679
MOTA, P.K; DA COSTA, A.M; PRADO, R.B; FERNANDES, L.F; PISSARRA, T.C.T; PACHECO, F.A.L. Payment for Environmental Services: A critical review of schemes, concepts, and practice in Brazil. SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT, JCR, v. 899, p. 165639, 2023. DOI: doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165639
PARRAS R, MENDONÇA GC DE, COSTA L.M ROCHA JR, COSTA RCA, VALERA CA, FERNANDES LFS, PACHECO FAL, PISSARRA TCT. Land use footprints and policies in Brazil [Internet]. Land Use Policy. 2024; 140 1-15. DOI: doi.org/10.1016/j.landusepol.2024.107121
PASSO, D. P; MARTINS, E. S; GOMES, Marisa Prado; REATTO, A; CASTRO, K. B; LIMA, L. A. S; CARVALHO JUNIOR, O. A; GOMES, R. A. T. Caracterização geomorfológica do município de Barreiras, Oeste Baiano, escala 1:100.000. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2010. 30 p. (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, n. 294).
PERNAMBUCO. Decreto nº 34.692, de 17 de março de 2010. Declara como Área de Proteção Ambiental – APA a região que compreende parte dos Municípios de Camaragibe, Recife, Paulista, Abreu e Lima, Igarassu, Araçoiaba, São Lourenço da Mata e Paudalho, e dá outras providências.
Diário Oficial do Estado de Pernambuco: seção 1, Recife, PE, 18 mar. 2010.
PINHEIRO, A; SCHOEN, C; SCHULTZ, J; HEINZ, K. G. H.; PINHEIRO, I. G.; DESCHAMPS, F. C. Relação Entre o Uso do Solo e a Qualidade da Água em Bacia Hidrográfica Rural no Bioma Mata Atlântica. RBRH - Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Porto Alegre, v. 19, n. 3, p. 127-139, jul./set. 2014. DOI: doi.org/10.21168/rbrh.v19n3.p127-139
PISSARRA, T. C. T.; SANCHES, L. F. F.; PACHECO, F. A. L. Production of clean water in agriculture headwater catchments: a model based on the payment for environmental services. Science of the Total Environment, v. 785, p. 147331, 2021. 10.1016/j.scitotenv.2021.147331
PISSARRA, T. C. T.; COSTA, R. C. A.; CALDAS, A. M.; RODRIGUES, F. M.; FERNANDES, L. F. S.; PACHECO, F. A. L. Methodological proposal for Payments for Environmental Services (PES) aiming to produce clean water in springs. Ciência e Natura, Santa Maria, v. 44, Ed. Esp. VI SSS, e23, 2022. DOI: 10.5902/2179460X69453.
REYNAUD SCHAEFER, C. E. G. R; SIQUEIRA, R. G; PEREIRA, L. F.; GOMES, L. C; ALMEIDA, P. H. A; FRANCELINO, M. R; FIRMINO, F. H. T; SOUZA, J. J. L.; KER, J. C.; FERNANDES-FILHO, E. I. Brazilian Latossolos (Ferralsols, Oxisols) from different biomes: a multiproxy study on the spatial variability of the most weathered tropical soils in South America. Geoderma Regional, v. 43, e01012, ISSN 2352-0094. 2025. DOI: doi.org/10.1016/j.geodrs.2025. e01012.
RODRIGUES, F. M. Mapping for Environmental Planning the Basin of Córrego Rico, São Paulo. Journal of Hyperspectral Remote Sensing, 3(3), 045–058. 2013. DOI: doi.org/10.29150/jhrs.v3.3.p045-058
RODRIGUES, F; PISSARRA, T. C. T. Mapeamento de áreas de preservação permanente e conflitos da bacia hidrográfica do corrego rico, Jaboticabal - SP. Pesquisa Aplicada e Agrotecnologia, [Sl], v. 7, n. 3, p. 75 - 83, dez. ISSN 1984-7548. 2015. DOI: doi.org/10.5935/PAeT.V7.N3.09.
RODRIGUES NETO, M. R; FERREIRA, M. F. M; MESSIAS, C. G. Mapeamento Da Fragilidade Ambiental A Processos Erosivos No Parque Estadual Serra Da Boa Esperança (MG), BRASIL. GEOgraphia, Niterói, v. 25, n. 55, 2023. DOI: 10.22409/GEOgraphia2023.v25i55.a51506
ROQUE, R. A. L.; PIERRI, A. C. Intelligent use of natural resources and sustainability in civil construction. Research, Society and Development, v. 8, n. 2, p. e3482703, 2019. DOI: doi.org/10.33448/rsd-v8i2.703
SAATY, T. L. Scaling method for priorities in hierarchical structures. Journal of Mathematical Psychology, San Diego, v. 15, p. 234-281, 1977.
SAATY, T. L. Decision making with the analytic hierarchy process. International Journal of Services Sciences, v. 1, n. 1, p. 83–98, 2008.
SANTOS, C. A.; LIMA, F. J. C. Mapa geológico do estado de Pernambuco. Brasília: Serviço Geológico do Brasil – CPRM, 2023.
SIQUEIRA, T. S; PESSOA, L. A; VIEIRA, L; CIONEK, V. M; SINGH S. K, BENEDITO, E; COUTO, E. V.Evaluating land use impacts on water quality: perspectives for watershed management. Sustainable Water Resources Management, v. 9, n. 192, 2023. DOI: doi.org/10.1007/s40899-023-00968-2
SILVEIRA, J. S.; LOPES, F. A. Inconformidade do enquadramento de corpos d’água em Unidades de Conservação de Proteção Integral: proposta de revisão para a bacia do Ribeirão da Prata – Parque Nacional Serra do Gandarela – Minas Gerais. Revista Geografias, v. 18, n. 1, p. 1–20, 2022.DOI: doi.org/10.35699/2237-549X.2022.37570
SPERA, S. T; REATTO, A.; MARTINS, É.; FARIAS, M. F. R.; SILVA, A. V; CARVALHO JÚNIOR, O. A.; GUIMARÃES, R. F. Solos e aptidão agrícola das terras da Área de Proteção Ambiental de Cafuringa, Distrito Federal. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados. 54 p. (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento / Embrapa Cerrados, 45). ISSN 1676-918X., 2002.
VIEIRA, I.F.B; ROLIM NETO, F.C; CARVALHO, M.N; CALDAS, A.M; Costa, R.C.A; SILVA, K.S; PARAHYBA, R.B.V; PACHECO, F.A.L; FERNANDES, L.F.S; PISSARRA, T.C.T. Avaliação da segurança hídrica da qualidade das águas subterrâneas em uma área rural antropizada do bioma Mata Atlântica no Brasil. Water 2020, 12 , 623. DOI: https://doi.org/10.3390/w12030623
VILA NOVA, F. V. P; TORRES, M. F. A; ARECES MALLEA, A. Vulnerabilidade florestal à cobertura e uso do solo em área de proteção ambiental estuarina de Pernambuco. Ra’e Ga: o Espaço Geográfico em Análise, [S. l.], v. 53, p. 3–21, 2021. DOI: https://doi.org/10.5380/raega.v53i0.69871
WEST, D. C.; MELLO, C. L. Distribuição da Formação Barreiras na região sul do Espírito Santo e sua relação com a deformação neotectônica. Revista Brasileira de Geomorfologia, [S. l.], v. 21, n. 1, 2020. DOI: https://doi.org/10.20502/rbg.v21i1.1667
