Simulação multi‑cenário de mudança no uso da terra e análise da vulnerabilidade ecológica da paisagem na cidade de Fuzhou com base em modelagem acoplada GA-PLUS

Por que o futuro do uso da terra em Fuzhou importa

À medida que as cidades crescem, elas remodelam florestas, fazendas, rios e costas — frequentemente de maneiras que silenciosamente aumentam o risco de inundações, erosão e perda de habitat. Este estudo analisa Fuzhou, uma cidade costeira em rápido desenvolvimento no sudeste da China, e faz uma pergunta simples, porém urgente: como as escolhas de hoje sobre onde construir e o que proteger afetarão a saúde ecológica da cidade até 2030? Usando um modelo computacional avançado, os autores exploram diferentes futuros para as terras de Fuzhou e mostram como decisões de política podem agravar ou atenuar a vulnerabilidade ambiental.

Uma cidade entre montanhas e mar

Fuzhou situa‑se entre montanhas íngremes a noroeste e planícies costeiras baixas a sudeste, com o rio Min correndo até o mar. Essa geografia cria um gradiente natural de florestas frescas a terras agrícolas férteis e a vulneráveis zonas úmidas costeiras. Nos últimos 20 anos, Fuzhou passou por urbanização rápida: cerca de 475 quilômetros quadrados de novas áreas de construção surgiram, enquanto aproximadamente 506 quilômetros quadrados de floresta foram perdidos. A paisagem atual pode ser resumida como “predominância agrícola, florestas dispersas e áreas de construção agrupadas”, com desenvolvimento denso ao longo do rio e das principais estradas e ecossistemas mais intactos nas montanhas.

Três caminhos possíveis até 2030

Para explorar o futuro de Fuzhou, os pesquisadores construíram um modelo acoplado GA‑PLUS, que combina uma cadeia de Markov (para projetar como a terra muda ao longo do tempo), um algoritmo genético (para buscar a melhor combinação de transições de uso da terra) e um simulador espacial de uso do solo. Em vez de apenas perguntar “quanto” de cada categoria de terra deve existir, o modelo foca em “quão provável” é que um tipo de uso vire outro — por exemplo, terra agrícola se tornando urbana ou floresta sendo restaurada a partir de áreas subutilizadas. Em seguida, projetaram três cenários para 2030: desenvolvimento natural (ND), onde as tendências continuam com pouca intervenção política; desenvolvimento econômico (ED), que prioriza o crescimento; e proteção ecológica (EP), que segue o recente planejamento ecológico de Fuzhou e busca maximizar os benefícios ambientais.

Como o uso da terra muda conforme as escolhas

Em todos os cenários, a área de construção continua a se expandir, mas em graus muito diferentes. No ED, as áreas urbanas crescem mais rapidamente, com aumento de 8,14%, impulsionadas por fortes prioridades econômicas e expansão ao longo do rio e da costa. No ND, a construção também se espalha a partir do núcleo urbano, porém em ritmo mais moderado. O cenário EP adota abordagem diferente: reduz fortemente as terras cultivadas, especialmente em locais vulneráveis ou de baixa produtividade, a fim de aumentar áreas de floresta e água. Os corpos d’água crescem mais no EP, refletindo investimentos planejados em zonas úmidas, restauração de rios e proteção costeira. As florestas também se expandem aqui, especialmente em encostas montanhosas e zonas ecológicas-chave, demonstrando como “águas límpidas e montanhas verdes” podem ser tratadas como ativos de longo prazo em vez de obstáculos ao desenvolvimento.

Medindo a saúde da paisagem e seus pontos fracos

Além dos totais simples de uso da terra, os autores examinaram quão fragmentada ou conectada a paisagem se torna e quão diversificada é sua mosaico de tipos de uso. Em todos os futuros, o padrão territorial fica mais fragmentado, com mais bordas e pedaços menores de terras agrícolas e áreas urbanas. Ainda assim, a coesão geral dos principais fragmentos de terra permanece muito alta, sugerindo que grandes áreas contínuas de floresta e outros habitats-chave ainda se mantêm. O cenário de proteção ecológica se destaca por apresentar a maior diversidade da paisagem, significando uma mistura mais rica de tipos de uso que pode sustentar mais funções e espécies. Quando a equipe traduziu esses padrões em um índice de vulnerabilidade da paisagem — combinando quão sensíveis as áreas são a perturbações com sua capacidade de adaptação e recuperação — emergiu um quadro claro: a planície costeira sudeste de Fuzhou segue sendo a mais vulnerável, enquanto as montanhas a noroeste continuam as mais estáveis.

O que o estudo revela sobre risco

Os três cenários conduzem a resultados de vulnerabilidade muito diferentes. No desenvolvimento econômico, o nível geral de vulnerabilidade ecológica é o mais alto, e zonas altamente vulneráveis se expandem para o interior à medida que a construção avança sobre áreas agrícolas e próximas a costas sensíveis. O desenvolvimento natural mantém o padrão amplo de “alto no sudeste, baixo no noroeste”, mas faz pouco para melhorar os pontos fracos. Em contraste, o caminho de proteção ecológica reduz substancialmente a área de terra severamente vulnerável para cerca de 5,7% da cidade e aumenta a parcela de áreas ecologicamente saudáveis para mais de 40%. Muitos locais migram de alta para moderada ou baixa vulnerabilidade, especialmente onde florestas e zonas úmidas restauradas amortecem os impactos do crescimento urbano. Para não especialistas, a mensagem principal é direta: ao orientar cuidadosamente onde as cidades crescem e onde a natureza é restaurada, é possível apoiar o desenvolvimento econômico ao mesmo tempo em que se reduz o risco ambiental e se constrói uma Fuzhou mais segura e resiliente.

Citação: Zhou, F., Wang, J., Li, Z. et al. Multi-scenario simulation of land use change and landscape ecological vulnerability analysis in Fuzhou City based on GA-PLUS coupled modeling. Sci Rep 16, 6331 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35642-y

Palavras-chave: urbanização, mudança no uso da terra, vulnerabilidade ecológica, modelagem de cenários, cidades costeiras