Zoneamento ambiental aplicado à conservação do solo e da água

O zoneamento ambiental auxilia na gestão do solo e da água, pois fornece informações de uso e manejo do solo de forma adequada. Assim, propõe-se neste estudo: (i) a aplicação do zoneamento ambiental, baseado em valores de perda de solo, tolerância à perda de solo e à legislação ambiental; e (ii) etapa de monitoramento das características quali-quantitativas dos cursos d'água a partir do uso de curvas Total Maximum Daily Loads (TMDL). O estudo foi realizado na bacia hidrográfica do ribeirão Salobra, localizada na transição entre os biomas Cerrado e Pantanal. A partir do cruzamento dos planos de informação, obteve-se a divisão da área em cinco zonas de uso do solo, determinadas de acordo com a conservação e preservação da vegetação nativa, ocorrência de áreas úmidas e nascentes, uso adequado do solo e recuperação de áreas erodidas. Paralelamente, as curvas TMDL foram obtidas a partir da curva de permanência e de padrões de qualidade da água. Verificou-se que cerca de 6 % da área em estudo apresentou perda de solo superior ao limite tolerável e foi definida como área prioritária de recuperação no contexto do planejamento ambiental. O método aplicado permitiu a determinação de zonas específicas de uso do solo, identificação de irregularidades e de prioridades de conservação do solo. Além disso, as curvas TMDL constituem boa alternativa de monitoramento da água, pois produzem informações em condições críticas do corpo d'água.

Análise de sensibilidade e calibração do modelo SWAT aplicado em bacia hidrográfica da região sudeste do Brasil

Estimativas da perda de água e solo por erosão têm sido realizadas ao redor do mundo, com base na utilização de modelos empíricos ou conceituais, como o SWAT (Soil and Water Assessment Tool). O SWAT, amplamente utilizado para predizer o impacto das alterações no uso e no manejo do solo, entre outros, sobre a perda de solo e a vazão de curso de água, é extremamente sensível à qualidade dos dados de entrada. Assim, antes da simulação é necessário que se realize uma análise de sensibilidade de tal forma que se possa dar ênfase maior à aquisição e refinamento de determinados dados, diminuir as incertezas e aumentar a confiança nos resultados gerados. O processo de calibração, embora demorado, deve ser sempre realizado a fim de garantir que os resultados da simulação sejam comparáveis aos dados obtidos em campo. O sucesso da aplicação do modelo nessa bacia, sem estudos desse tipo, possibilita que os resultados sejam extrapolados para bacias de características semelhantes. Neste trabalho, a partir dos resultados produzidos em 10 parcelas experimentais instaladas na bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu, região Sudeste do Brasil, foram realizadas a análise de sensibilidade e a calibração do modelo SWAT. Os resultados foram satisfatórios, de acordo com o coeficiente de eficiência de Nash e Sutcliffe (COE), utilizado para avaliação do desempenho do modelo, sendo obtidos os valores de COE de 0,808 para a produção de sedimentos e 0,997 para a vazão, os quais representam modelos bem calibrados. A análise de sensibilidade não foi influenciada pela maior ou menor discretização da bacia, o que facilitou o processo de análise. A sensibilidade dos parâmetros foi variável em cada sub-bacia, de acordo com seu uso e ocupação, não podendo ser generalizada, isto é, as características das sub-bacias exercem influência na sensibilidade dos parâmetros.

Carbono em agregados do solo sob vegetação nativa, pastagem e sistemas agrícolas no bioma Cerrado

A matéria orgânica do solo (MOS) é responsável pela fertilidade, ciclagem de nutrientes e estabilidade da estrutura, possuindo estreita relação com a agregação do solo. No entanto, ainda não é clara a relação entre as classes de agregados na dinâmica de acúmulo ou perda de MOS em função do uso e manejo do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar os teores de carbono (C) em agregados do solo sob quatro usos e manejos: Cerrado nativo (CE), sistema plantio direto (SPD), sistema plantio convencional (SPC) e pastagem (PA). As áreas de estudo estão localizadas no município de Rio Verde (GO), em solo classificado como Latossolo Vermelho distrófico de textura argilosa. Em amostras de solo coletadas em fevereiro de 2007 nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm de profundidade, foram determinados: a quantidade de macroagregados (maiores que 2,0 mm), mesoagregados (maiores que 0,25 e menores que 2,00 mm) e microagregados (maiores que 0,05 e menores que 0,25 mm) estáveis em água, os índices de agregação diâmetro médio ponderado (DMP) e geométrico (DMG) e os teores de C nas classes de agregados estabelecidas. No solo avaliado observou-se predominância de macroagregados, com maior quantidade sob CE e PA, em comparação ao solo sob SPD e SPC, indicando efeito negativo do cultivo do solo na conservação de macroagregados. Contudo, os teores de C nos agregados do solo na camada de 0-20 cm foram maiores no CE e SPD em relação a PA e SPC, sugerindo que o não revolvimento e a manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo favorecem o acúmulo de C. Com isso, foi verificado que os macro e mesoagregados podem ser mais sensíveis ao tipo de uso e manejo do solo, quando comparados aos microagregados. A agregação do solo sob PA é semelhante à do CE, embora com menores teores de C, sugerindo dinâmica de agregação diferenciada, o que merece a atenção de novas pesquisas.

Carbono orgânico total, biomassa microbiana e atividade enzimática do solo de áreas agrícolas, florestais e pastagem no médio Vale do Paraíba do Sul (RJ)

Características do solo, como o carbono orgânico total (COT), a biomassa microbiana e a atividade enzimática, são influenciadas por diversos fatores e têm sido apontadas como indicadores adequados de alterações provocadas por diferentes sistemas de uso e manejo do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o COT, a biomassa microbiana e a atividade enzimática de um Cambissolo Háplico Tb distrófico típico de áreas agrícolas, florestais e de pastagem, no Médio Vale do Paraíba do Sul (RJ). Os sistemas avaliados foram: agricultura anual (AgAn); agricultura perene (AgP); pasto; floresta secundária em estádio inicial de sucessão (FSEI); floresta secundária em estádio médio de sucessão (FSEM); e floresta secundária em estádio avançado de sucessão (FSEA). Foram coletadas amostras de terra na camada de 0-5 cm, em duas épocas distintas (úmida e seca), e analisados o COT e as propriedades biológicas: C da biomassa microbiana - CBM; N da biomassa microbiana - NBM; respiração basal - RB; quociente metabólico - qCO2; quociente microbiano - qMIC; e atividade das enzimas arilsulfatase, β-glicosidase e fosfatase ácida. As áreas agrícolas apresentaram redução no COT e nas propriedades biológicas (atividade enzimática e carbono e nitrogênio da biomassa microbiana) do solo quando comparadas ao pasto e às áreas florestais. Com as análises de componentes principais, foi possível separar os sistemas agrícolas e os sistemas florestais e de pasto. Observou-se que, em ambas as épocas, a FSEM e o pasto estiveram associados ao COT e à maioria das variáveis biológicas, ao contrário dos sistemas agrícolas.

Intervalo hídrico ótimo para avaliação da degradação física do solo

A influência do sistema de uso e manejo na qualidade física do solo tem sido tema de destaque em razão de seus impactos ambientais e agronômicos. O intervalo hídrico ótimo (IHO) é um moderno indicador da qualidade física que potencialmente pode apresentar os mecanismos e processos de perda ou recuperação da qualidade física do solo, por causa do seu uso e manejo. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi quantificar a influência de diferentes sistemas de uso e manejo no IHO de um Latossolo Vermelho distrófico, textura franco-arenosa, composto por 170, 40 e 790 g kg-1 de argila, silte e areia, respectivamente. Foram selecionadas quatro áreas, sob os seguintes sistemas de uso e manejo do solo: mata nativa; pastagem cultivada por mais de 20 anos; citros por mais de 10 anos, antecedido por 10 anos de pastagens; e cultivo com culturas comerciais (milho, sorgo, aveia e mandioca), por cerca de 15 anos, após 10 anos de pastagem cultivada. Foram coletadas 48 amostras indeformadas, em cada área, no centro da camada de 0-0,10 m de profundidade. As amostras foram submetidas a potenciais de -10 a -15.000 hPa, em que foram determinadas a curva de retenção de água, a curva de resistência do solo à penetração e, posteriormente, a densidade do solo (Ds) e o IHO. A Ds foi influenciada pelos sistemas de uso e manejo do solo na sequência cultivo = citros > pastagem > mata nativa. A relação entre IHO e Ds foi linear e negativa, à exceção da mata nativa que na faixa de Ds entre 1,35-1,55 Mg m-3 apresentou relação positiva. Valores de Ds, em que o IHO = 0, associados com severa degradação física do solo, foram de 1,75 e 1,80 Mg m-3, nos solos sob citros e cultivo, respectivamente; a proporção desses valores foi de 21 % para o solo sob citros e 18 %, para o sob cultivo. A perda de qualidade física do solo foi menos acentuada no solo sob pastagem, quando comparado com os solos sob citros e cultivo, sendo a diminuição do IHO menos acentuada com o aumento da Ds. O menor valor de Ds em que iniciou a redução do IHO foi tomado como densidade do solo de alerta (Ds a). A Ds a foi de 1,55 Mg m-3 e pode ser utilizada como valor de referência no processo de recuperação da qualidade física do solo, válida para solos com textura, uso e manejo semelhante ao deste estudo.

Estimativa da infiltração de água no solo na escala de bacia hidrográfica

A variabilidade espacial das características do solo torna a estimativa da infiltração de água altamente dependente da escala de análise. Muitos trabalhos necessitam de informações da dinâmica da infiltração para descrever o mecanismo de outros processos associados à água, aos sedimentos ou aos solutos. O objetivo deste trabalho foi utilizar duas estratégias metodológicas para a estimativa da infiltração na escala de bacia. Os parâmetros de dois modelos de infiltração foram ajustados a um conjunto de dados coletados durante dois anos de monitoramento, em 77 eventos de chuva-vazão ocorridos sob diferentes condições de uso e manejo do solo numa bacia hidrográfica rural de 1,2 km². Os resultados dos ajustes para os dois modelos de infiltração na escala de bacia foram comparados com aqueles obtidos para dois métodos pontuais de estimativa da infiltração. Com o conjunto de dados do monitoramento, foi possível definir um modelo de infiltração para a bacia monitorada. Além disso, os resultados indicaram que a comparação realizada entre os valores dos modelos com os pontuais são fortemente dependentes da escala de análise; isto é, as medidas pontuais revelaram valores médios de taxa de infiltração alta para a bacia em estudo. Todavia, observações no campo indicaram baixa infiltração, principalmente nas áreas saturadas onde condicionam o escoamento superficial nessa bacia, ao contrário dos resultados pelos modelos de estimativa, que apresentaram menor ordem de magnitude dos valores estimados de infiltração, em razão, entre outros, da maior incorporação dos fatores controladores do processo em seu método.

Identificação de fontes de produção de sedimentos em uma bacia hidrográfica de encosta

O uso do solo fora de sua aptidão agrícola é o que norteia a degradação dos recursos naturais por meio das atividades antrópicas. As atividades agropecuárias estão entre as que mais perturbam o meio ambiente, expondo o solo à ação dos processos erosivos e acelerando a transferência de sedimentos aos corpos de água. Nos últimos anos, o método fingerprinting para identificação de fontes de sedimentos tem sido utilizado com sucesso no mundo, porém, trabalhos dessa natureza realizados no Brasil ainda estão em caráter incipiente. O objetivo deste trabalho foi estimar a proporção de contribuição das principais fontes de produção de sedimentos de uma bacia hidrográfica de encosta, onde predominam solos rasos e agricultura menos intensiva no sistema familiar. Essa bacia está localizada na região central do Estado do Rio Grande do Sul, tendo por ocupação do solo predominante áreas de floresta nativa seguida das de campo nativo, capoeira, lavouras anuais e, em menor expressão, silvicultura (eucalipto) e área urbanizada. Para a identificação das fontes, foi utilizado o método fingerprinting, que compara os solos de diferentes fontes, e os sedimentos, que são encontrados em suspensão no canal de drenagem, usando elementos traçadores. As maiores contribuições na produção de sedimentos são provenientes da erosão superficial do solo. Para o primeiro período de monitoramento, foi identificada uma produção relativa de sedimentos de 60 % das estradas, para o ponto T2; de 100 % da malha, para o T3; e de 77 % da malha, para o T4. Para o segundo período de monitoramento, as estradas contribuíram relativamente com 81 % do sedimento em suspensão no ponto T2 e com 76 %, no T3. Já no ponto T4, a maior contribuição foi da malha com 82 %. O método se apresentou sensível em detectar mudanças na contribuição de cada fonte em razão das características apresentadas por cada uma delas, para o tipo de bacia hidrográfica estudada.

FERRAMENTAS MATEMÁTICAS, SUSCETIBILIDADE MAGNÉTICA E MODELOS DE PAISAGEM APLICADOS NA DELIMITAÇÃO DE ÁREAS DE MANEJO ESPECÍFICO

A identificação de padrões de variabilidade dos atributos do solo permite o uso e a ocupação do solo de maneira sustentável. O objetivo deste trabalho foi delimitar áreas de manejo específico utilizando ferramentas matemáticas, suscetibilidade magnética e modelos de paisagem. A área de estudo localiza-se no município de Guariba, SP. Escolheu-se uma área de 110 ha, onde foram identificadas e mapeadas três superfícies geomórficas (I, II e III). Na área, foram coletadas 204 amostras de solo em uma transeção, nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,60-0,80 m. Foram determinados o pH em CaCl2, os teores de areia, argila, matéria orgânica, P, Ca, Mg, K, H+Al, e calculados SB, CTC e V. A suscetibilidade magnética (SM) foi medida com o auxílio de uma balança analítica. Os limites matemáticos da técnica Split Moving Windows Dissimilarity Analysis (SMWDA) utilizando as informações da suscetibilidade magnética ficaram próximos aos limites de campo identificados com base nos modelos de paisagem. A utilização conjunta da suscetibilidade magnética, dos modelos matemáticos e de paisagem permitiu identificar diferentes áreas de manejo, locais com diferentes teores de argila e níveis de fertilidade do solo. A susceptibilidade magnética pode ser adotada como alternativa para identificar e mapear unidades de manejo.

Carbono e nitrogênio em agregados de Latossolo submetido a diferentes sistemas de uso e manejo

O objetivo deste trabalho foi avaliar as mudanças ocorridas nas formas de carbono (C) e nitrogênio (N), em agregados de um Latossolo Vermelho de textura média, submetido a diferentes sistemas de uso e manejo do solo, em Capinópolis, MG. As amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0 -5, 5 -10 e 10 -20 cm. Os tratamentos foram: plantio direto por quatro anos, sucessões milho (silagem)/soja (PDs); plantio direto por quatro anos, sucessões milho/milho/milho/soja (PDg); plantio direto com tifton (feno) por três anos e soja no último ano (PDtf); sistema de cultivo convencional (SC) por 30 anos, com soja nos últimos quatro anos; e mata nativa (MN). Foram estudadas três classes de agregados (4-2; 2-0,25 e 0,25-0,105 mm), nas quais foram extraídas frações húmicas (ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e huminas). Os maiores teores de substâncias húmicas estavam associados aos agregados maiores. Houve redução nos teores de C e N com a diminuição no tamanho dos agregados. A matéria orgânica menos humificada estava associada com os agregados menores. Os sistemas de uso e manejo propiciam mudanças nos teores de C e N, nas diferentes classes de tamanho dos agregados, e o cultivo do solo reduz os teores de C e N das frações húmicas.

Comparação entre uso de água em plantações de Eucalyptus grandis e floresta ombrófila densa (Mata Atlântica) na costa leste do Brasil

Existe uma controvérsia histórica sobre o uso de água em plantações de eucalipto em vários países onde estas plantações vêm se expandindo. Este trabalho apresenta os resultados de um monitoramento hidrológico intensivo que vem sendo realizado desde 1994 em uma microbacia no município de Aracruz-ES, Brasil. As medições realizadas nos plantios de eucalipto (Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden) e em uma floresta nativa (Mata Atlântica) e as estimativas a partir de modelos hidrológicos para o cálculo de balanço hídrico demonstram que as plantações de eucalipto se comparam à floresta nativa quanto à evapotranspiração anual e ao uso de água do solo. Considerando o ciclo de crescimento do eucalipto para produção de celulose, o uso de água pela plantação pode ser inferior ao da floresta nativa, principalmente no início do ciclo. A análise da relação entre evapotranspiração e precipitação mostrou que em anos em que a precipitação é próxima à média anual existe um equilíbrio entre a perda e a entrada de água através da precipitação pluviométrica.

Análise hidrológica e socioambiental da bacia hidrográfica do córrego Romão dos Reis, Viçosa-MG

O objetivo deste trabalho foi analisar os aspectos hidrológico e socioeconômico da bacia hidrográfica do córrego Romão dos Reis, que se localiza no Município de Viçosa, na região da Zona da Mata do Estado de Minas Gerais. O estudo enfatizou o uso e ocupação da terra como fatores determinantes na análise da qualidade da água, além dos fatores físicos da bacia. Esta foi dividida em sub-bacias, o que possibilitou a escolha de locais representativos para coleta e análise de dados. Coletaram-se os dados referentes a vazão, qualidade da água, elevações, precipitação, uso do solo, tipo de solo e aspectos sociais e econômicos. Para a elaboração dos mapas, utilizou-se o modelo digitalizado, construído a partir de mosaicos e fotos aéreas da região, na escala de 1:30.000. As informações sobre o número de moradores e proprietários, assim como os seus respectivos sistemas de cultivos e ocupação na bacia, foram obtidas por meio de entrevistas semi-estruturadas, visando melhor compreender a organização social e o manejo de uso da terra das propriedades. Foram apontados indicadores de degradação, assim como estratégias de manejo adequadas à melhoria ambiental, que venham contribuir e garantir a sustentabilidade da bacia.

Mapeamento de fragmentos florestais com monodominância de aroeira a partir da classificação supervisionada de imagens Rapideye

A espécie florestal Myracrodruon urundeuva (Fr. All.) figura desde 1992 na lista de espécies da flora brasileira ameaçadas de extinção e, contudo, manifesta comportamento monodominante em algumas regiões do Estado de Minas Gerais, sobretudo na região do Médio Rio Doce. Este trabalho teve por objetivo comparar métodos de classificação supervisionada de imagens Rapideye para mapeamento de fragmentos florestais monodominados por Myracrodruon urundeuva em Tumiritinga, MG. Foram avaliadas a classificação pelo algoritmo da Maximaverossimilhança (Maxver) e a classificação por Redes Neurais Artificiais (RNA). Foram testadas 19 combinações envolvendo diferentes bandas, componentes principais e o índice de vegetação da diferença normalizada para a classificação da imagem Rapideye. O treinamento da rede foi realizado variando-se a taxa de aprendizado, o número de interações e o número de neurônios na camada interna. A avaliação dos mapas temáticos produzidos foi realizada através dos índices Kappa e Kappa condicional para a classe de uso do solo "aroeira" e pela análise das Matrizes de Confusão. O método que apresentou melhor desempenho foi a classificação de todas as bandas da imagem Rapideye pelo algoritmo Maxver, apresentando coeficientes Kappa 80 e Kappa condicional 90. O mapa temático gerado teve exatidão do usuário igual a 93% e exatidão do produtor igual a 90%, sendo as maiores confusões do classificador para a classe Aroeira Monodominante acometidas entre as classes Mata Nativa e Pasto Manejado. Da imagem temática produzida, extraiu-se a informação de que 22% do Município de Tumiritinga se encontrava sob ocupação da aroeira em monodominância. A análise do uso e cobertura do solo no município não retrata, na região de estudo, o quadro anunciado de espécie ameaçada de extinção, no qual M. urundeuva se encontra.

Software para o planejamento e a racionalização do uso de sistemas de terraceamento em nível

O desenvolvimento de técnicas que permitam o aumento da eficiência de práticas de conservação do solo é necessário frente aos grandes prejuízos causados pela erosão. Nesse sentido, elaborou-se um software que utiliza bases de dados geradas em um Sistema de Informações Geográficas e que permite o dimensionamento de sistemas de terraceamento em nível de maneira mais racional, considerando as variações espaciais existentes no terreno. Como dados de entrada ao software, devem ser fornecidas imagens de elevação e declividade e, ainda, características de tipo, uso e manejo do solo, a metodologia para o cálculo do espaçamento entre terraços e a recomendação para a escolha do tipo de terraço mais aconselhado. Como resultados, o software fornece uma imagem com o sistema de terraceamento locado, que pode ser salva em diferentes formatos, bem como um relatório, que poderá ser impresso e usado juntamente com a imagem para a implantação do sistema.

Potencial de erosão da bacia do Rio Uberaba

Este trabalho teve por objetivo identificar qualitativamente as áreas suscetíveis à erosão laminar na bacia do Rio Uberaba, localizada em Uberaba -MG, apoiado no modelo matemático da Equação Universal de Perda de Solo (EUPS). Foram utilizadas cartas de: solos, uso e ocupação das terras, redes de drenagem, declividade e dados pluviográficos, utilizando-se de um Sistema de Informação Geográfica (SIG -IDRISI). A espacialização do potencial de erosão só foi possível a partir da estimativa da tolerância às perdas laminares para cada tipo de solo da bacia, e da profundidade dos solos, por entender que as perdas são mais significativas em solos mais rasos do que em solos muito profundos. Na análise dos resultados, verificou-se que 37% da área total da bacia do Rio Uberaba (905,24 km²) sofrem perdas de solos acima do limite de tolerância, sendo 12% em solos profundos e 25% em muito profundos, e a espacialização deste evento favorece a adoção de ações efetivas quanto à conservação dos solos da bacia.

Influência de herbicidas e de sistemas de semeadura de Brachiaria brizantha consorciada com milho

O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de plantas daninhas, o estado nutricional e a produtividade do milho e de Brachiaria brizantha consorciados em diferentes arranjos de semeadura da braquiária, tratados com a mistura dos herbicidas nicosulfuron + atrazine e atrazine. Nas parcelas, os tratamentos foram constituídos das semeaduras de milho e B. brizantha em monocultivo, mais quatro formas de estabelecimento da braquiária, representadas pela semeadura de uma e duas linhas de braquiária na entrelinha do milho; pela semeadura na mesma linha do milho; e pela semeadura da forrageira a lanço na entrelinha do milho. Nas subparcelas, os dois tratamentos secundários constaram do uso da mistura dos herbicidas nicosulfuron + atrazine (8 + 1.500 g ha-1) e atrazine (1.500 g ha-1), aplicados aos 30 dias após a emergência (DAE) do milho. Foram avaliados a biomassa seca da comunidade infestante aos 30 dias após a aplicação (DAA) dos herbicidas, os níveis de macronutrientes, o rendimento de grãos e o peso de mil sementes no milho, bem como a produção de biomassa seca total e o acúmulo de macronutrientes pela forrageira. As espécies Brachiaria plantaginea, Brachiaria decumbens e Sorghum arundinaceum foram controladas pela mistura de nicosulfuron + atrazine; entretanto, as demais espécies, constituídas por Digitaria horizontalis, Cyperus rotundus e Artemisia verlotorum, não foram controladas pela mistura de herbicidas. Menores níveis de clorofila total e de N nas folhas de milho foram observados quando cultivadas duas linhas de braquiária na entrelinha do milho. Quando se utilizou a mistura de nicosulfuron + atrazine, foram observados no milho maiores teores de clorofila total, N, P e K e de rendimento de grãos e peso de mil sementes, comparados aos tratamentos que não receberam esses produtos. Ao utilizar duas linhas da semeadura de B. brizantha em associação com o milho, foi observada maior ocupação do solo pelas espécies cultivadas, maior produção de forragem e, conseqüentemente, maior quantidade de nutrientes incorporada a essa biomassa, sem afetar significativamente a produção da cultura.