Aplicação de geotecnologias e do modelo EUPS como subsídio ao planejamento do uso da terra: estudo de caso no alto curso da microbacia hidrográfica do Ribeirão Cachoeirinha, Iracemápolis, SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos da mecanização agrícola da cultura da cana-de-açúcar nos processos erosivos: dimensionamento de terraços com base na Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS)

A cultura da cana-de-açúcar é a segunda maior movimentação econômica na cadeia do agronegócio no Brasil. Gera riquezas através da fabricação de açúcar, etanol e cogeração de energia elétrica, além de outros subprodutos. Considerada fonte de energia renovável, a cana-de- açúcar a princípio tinha sua imagem associada a impactos negativos principalmente devido as queimadas realizadas nas lavouras para colheita manual. Nos últimos anos, baseado em decretos e no Protocolo Agro-ambiental, essa prática vem sendo abolida. Para se manter e até mesmo aumentar o rendimento das colhedoras nos canaviais, os gestores têm adotado práticas para reduzir os terraços agrícolas, com impacto nos sistemas de conservação de solos. Assim, este trabalho teve como objetivo identificar os impactos ambientais provocados pela mecanização agrícola decorrente do mau manejo e dimensionamento dos mecanismos de conservação do solo. Neste estudo também se realizou uma análise à Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS), como ferramenta para o dimensionamento de terraços agrícolas. O estudo foi realizado em uma microbacia hidrográfica, denominada Ribeirão da Bocaina, localizada na UGRHI-13 (Tietê - Jacaré). Foi possível identificar a variabilidade amostral do solo para o dimensionamento conservacionista, gerando curvas de nível com Desníveis Verticais (D.V) desuniformes, contrariando a sistemática atual de terraços que respeita cotas múltiplas ou mesmo dimensionamentos empiristas, segundo o conhecimento local e o histórico recente da área. Algumas sugestões também foram feitas afim de torná-la uma ferramenta ainda mais eficiente, considerando condições particulares à cultura da cana-de-açúcar, tais como a influência da palhada, sulcos de plantio e diversos tipos de terraços como meios de controle à erosão. A metodologia foi satisfatória, no que tange a compreensão pelos meios de correlação entre as práticas conservacionistas e modelos de predição de perda de solo, trazendo luz à ciência na interpretação das ferramentas existentes e as lacunas a serem preenchidas.

A IMPORTÂNCIA DA GERAÇÃO DO FATOR TOPOGRÁFICO (LS) DA EUPS PARA MODELAGEM EROSIVA DE BACIA HIDROGRÁFICA

A erosão é um grande problema para a sociedade e resulta em problemas ambientais e econômicos. Assim, o presente trabalho tem como objetivo analisar e identificar, através da elaboração e interpretação do Mapa de Fator Topográfico (Fator LS) da EUPS (Equação Universal de Perdas de Solo) em ambiente computacional, setores potencialmente susceptíveis aos processos erosivos na Bacia do Córrego Ibitinga na cidade de Rio Claro (Brasil - SP). Nos procedimentos metodológicos, é utilizada a abordagem sistêmica, onde o relevo e os seus componentes são analisados de forma integrada. Para a elaboração da Carta é necessária a criação das Cartas de Extensão de Vertentes e Classes de Declividade e, posteriormente cruzamento em ambiente GIS, produzindo a Carta de Fator Topográfico que indica os setores mais susceptíveis à dinâmica erosiva. Observou-se que as linhas de cumeada são suaves e possuem baixas vulnerabilidades erosivas. No entanto, uma ruptura topográfica representa uma diferenciação erosiva e aumento da declividade, gerando suscetibilidade do setor à erosão. Este maior potencial de erosão produz-se nos altos cursos d' água e também acompanhando toda a linha de ruptura topográfica que contorna o lado esquerdo do curso principal.

Evaluacion de la erosion hidrica en tres sistemas de cultivos vegetales en el municipio de Boaco

El estudio se realizo en el municipio de Boaco, Su fi nalidad fue evaluar las perdidas de suelo inducidas por la erosión hídrica en tres cultivos vegetales ya que el municipio de Boaco tiene una topografía muy accidentada haciendo los suelos más susceptibles a l os procesos de erosión hídrica, por lo que es necesario tener conciencia del problema. Las parcela s de erosión fueron ubicadas en un rango de pendiente entre 20 - 44 % con un suelo del tipo Typic Argiustol . Se utilizo la metodología de parcelas de erosión, se establecieron 9 parcelas de las cuales 3 eran de Pasto, 3 de rotación de frijol - maíz con rastrojos y 3 con rotación de frijol - maíz sin rastro jos cultivados en contorno de la pendiente. Las parcelas tienen 50 m de largo y 15 m de ancho, para un área de 750 m 2 . A demás se utilizo la ecuación universal de perdida de suelo (Wischmeier y Smith, 197 8), para calcular las perdidas de suelo potencial. El diseño experimental establecido fue un BCA con 3 tratamientos y 3 repeticiones y las variables en estudio fueron: pérdida de suelo, perdid a de agua, y los factores de la EUPS. El tratamiento pasto presenta la mejor práctica de manej o cuya pérdidas promedio fue de 5.12 ton/ha debido a su permanencia en el campo durante todo el año, seguido del tratamiento rotación con rastrojos con 32.36 ton/ha como promedio y como últi ma opción tratamiento rotación frijol-maíz sin rastrojos porque muestra las mayores pérdidas con un pro medio de 38.09 ton/ha. Las pérdidas de suelo son proporcionales a las perdidas de agua, a mayor es precipitaciones tanto mayor perdida de agua y suelo, por lo tanto las mayores perdidas de suel o se presentaron en el ciclo de postrera que corresponde a los meses de Septiembre y Octubre siend o los meses de mayor intensidad de la lluvia con una lamina de 546.8mm a diferencia de Primera c on 369.74mm.

Planificación conservacionista de la finca El Plantel

El presente trabajo se realizó en la finca el plantel, propiedad del Instituto Superior de Ciencias Agropecuarias (ISCA); la cual tiene una superficie de 183 hectáreas; está ubicada entre los 11202060224” y los 12”07”30 latitud norte y entre los 86”04”46” y los 86”05”27” longitud oeste, presenta una precipitación promedio anual de 1100mm., una temperatura media de 26”c y una evapotranspiración potencial de 1400mm. Al año. La problemática de la erosión de suelos en el plantel es bastante evidente, de este trabajo se espera proyectar la necesidad de ejercer medidas inmediatas para proteger estos suelos y brindar la pauta para futuras investigaciones en este campo, dentro del ISCA como institución docente-investigativa. La metodología consistió en realizar un levantamiento de3 erosión actual, basándose en fotointerpretación, observaciones y mediciones en el campo (método de clavos y araderlas y método de trasectos de cárcava) y en evaluar el riego de erosión de las tierras del plantel a través de la ecuación universal de pérdida de suelos (EUPS) (wischueier, et al, 1959). Se encontraron áreas como un riego de erosión desde muy bajo (1 ton/ha. Año) hasta muy alto (39 ton/ha. Año). y en cuanto a erosión actual desde nula o muy leve hasta muy severa. A partir de estos resultados se elaboraron un mapa de erosión actual y uno de erosión potencial o riesgo de erosión, entre los cuales se observa una clara coincidencia en el grado de incidencia de erosión en ambos. De aquí se generó la división en áreas sobre utilizado y áreas bionutilizadas; las primeras requieren de un uso y manejo que permita su recuperación y sostenimiento productivo. Para cada área, de acuerdo al riesgo de erosión que presenten, se recomienda prácticas de control de erosión y/o cambio en el uso de tierra; así tenemos: áreas donde solo la práctica de sembrar (3 a8 ton/ha. Año); áreas que requieren un cambio de cultivo para disminuir la erosión, con siembra en contorno y otras que necesitan además establecer barreras vivas y cultivos en contorno para bajar las perdida de suelo hasta el límite de tolerancia; y finalmente las más críticas donde solo la reforestación sería la solución para restablecer dichas áreas.

Impact of energy-using product policies

Energy-using products (EuPs), such as domestic appliances, audio-visual and ICT equipment contribute significantly to CO2 emissions, both in the domestic and non-domestic sectors. Policies that encourage the use of more energy efficient products can therefore generate significant reductions in overall energy consumption and hence, CO2 emissions. To the extent that these policies cause an increase the average production cost of EuPs, they may impose economic costs on producers, or on consumers, or on both. In this theoretical paper, an adaptation of a simple vertical product differentiation model – in which products are characterised in terms of their quality and their energy consumption – is used to analyse the impact of the different EuP polices on product innovation and to assess the resultant economic impacts on producers and consumers. It is shown that whereas the imposition of a binding product standard for energy efficiency unambiguously reduces aggregate profit and increases the average market price in the absence of any learning effects, the introduction or strengthening of demand-side measures (such as energy labelling) may reduce, or increase, aggregate profit. Even in the case where the overall impact is unambiguously negative, the effects of product innovation and learning can be in either direction.

Product innovation and the costs of energy-using product policies

Energy-using Products (EuPs) contribute significantly to the United Kingdom’s CO2 emissions, both in the domestic and non-domestic sectors. Policies that encourage the use of more energy efficient products (such as minimum performance standards, energy labelling, enhanced capital allowances, etc.) can therefore generate significant reductions in overall energy consumption and hence, CO2 emissions. While these policies can impose costs on the producers and consumers of these products in the short run, the process of product innovation may reduce the magnitude of these costs over time. If this is the case, then it is important that the impacts of innovation are taken into account in policy impact assessments. Previous studies have found considerable evidence of experience curve effects for EuP categories (e.g. refrigerators, televisions, etc.), with learning rates of around 20% for both average unit costs and average prices; similar to those found for energy supply technologies. Moreover, the decline in production costs has been accompanied by a significant improvement in the energy efficiency of EuPs. Building on these findings and the results of an empirical analysis of UK sales data for a range of product categories, this paper sets out an analytic framework for assessing the impact of EuP policy interventions on consumers and producers which takes explicit account of the product innovation process. The impact of the product innovation process can be seen in the continuous evolution of the energy class profiles of EuP categories over time; with higher energy classes (e.g. A, A+, etc.) entering the market and increasing their market share, while lower classes (e.g. E, F, etc.) lose share and then leave the market. Furthermore, the average prices of individual energy classes have declined over their respective lives, while new classes have typically entered the market at successively lower “launch prices”. Based on two underlying assumptions regarding the shapes of the “lifecycle profiles” for the relative sales and the relative average mark-ups of individual energy classes, a simple simulation model is developed that can replicate the observed market dynamics in terms of the evolution of market shares and average prices. The model is used to assess the effect of two alternative EuP policy interventions – a minimum energy performance standard and an energy-labelling scheme – on the average unit cost trajectory and the average price trajectory of a typical EuP category, and hence the financial impacts on producers and consumers.

Análise espacial dos fatores da equação universal de perda de solo em área de nascentes

O objetivo deste trabalho foi avaliar a perda de solo de área de nascentes da Microbacia do Córrego do Tijuco, SP. Foi utilizada a análise espacial dos fatores da equação universal da perda de solo (EUPS), em integração com análise de componentes principais e geoestatística. A perda de solo média, estimada para a área, foi de 118,5 Mg ha‑1 por ano, considerada alta. Próximo à zona urbana, houve alta interação dos fatores erosividade da chuva e práticas conservacionistas, o que evidencia grande perda de solo, em razão da concentração da água proveniente da camada impermeabilizada urbana, com alta velocidade de escoamento. Nos divisores de águas, a atuação da erodibilidade foi proeminente, em contraste com o fator topográfico. Foram observadas áreas com atuação conjunta destes fatores, inclusive em locais de inclinação suave, porém com alto potencial natural de erosão. A interação das análises multivariadas e geoestatística permite a estratificação da área, identifica locais com propriedades específicas quanto à perda de solo, e espacializa os fatores do processo erosivo e suas interações ao longo do relevo.

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.

Potencialidade à degradação na microbacia Riacho Passagem/RN

A degradação dos recursos naturais é talvez o principal problema da região do semiárido brasileiro, e essa degradação é principalmente resultante das perdas de solo, decorrente do processo erosivo. Na busca de melhor conhecer esta problemática vem sendo empregado o processo de modelagem ambiental, cujo objetivo é identificar e propor soluções para a degradação dos solos. Nesse sentido, o trabalho aplica o modelo da Equação Universal de Perda de Solos (EUPS), desenvolvido nos Estados Unidos ao longo da década de 1950, agregado as ferramentas de geoprocessamento, informações de sensoriamento remoto e Sistemas de Informações Geográficas (SIGs). A área de estudo é a Microbacia Riacho Passagem localizada na região oeste do Estado do Rio Grande do Norte, a microbacia tem uma área de 221,7Km² e esta inserida no semiárido, região Nordeste do Brasil. A metodologia utilizada consiste: em agrupar as variáveis da EUPS no ambiente SIG utilizando imagens de satélite, levantamentos bibliográficos e trabalhos de campo. Para determinação das extensões das vertentes foi empregado o Modelo RAMPA, e para adequar a EUPS as condições da área de estudo, foram realizados ajuste através de modelos estatísticos, aperfeiçoando o trabalho e os resultados gerados pelo modelo. Ao fim do processo foi desenvolvida uma pseudo linguagem no aplicativo Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algébrico (LEGAL) disponível no software SPRING versão 5.1.2 servindo de suporte para o processamento das informações contidas no banco de dados, base da EUPS. Os resultados demonstram que inicialmente é necessário delimitar com precisão o período seco e chuvoso, informação fundamental para a EUPS, uma vez que o trabalho busca identificar a perda de solo por erosão hídrica. O modelo RAMPA apresentou-se satisfatório e com elevado potencial de aplicação na determinação dos comprimentos de vertentes utilizando imagens de radar. Quanto ao comportamento das extensões de vertentes, na microbacia, o mesmo apresentou uma pequena variação na porção leste, maiores vertentes, área próxima a desembocadura. Após a aplicação do modelo o valor máximo de perda de solo foi 88 ton/ha.ano com núcleos localizados no NEOSSOLOS LITÓLICOS e o mínimo 0,01 ton/ha.ano localizado no domínio dos LATOSSOLOS e NEOSSOLOS FLÚVICOS. A erosão provoca diminuição do perfil de solo, principalmente nos NEOSSOLOS LITÓLICOS, resultando em alteração no balanço hídrico e conseqüentemente aumento da temperatura do solo, podendo desencadear a desertificação. Os resultados e a metodologia do presente trabalho poderão ser aplicados na busca pelo desenvolvimento sustentável, na região do semiárido brasileiro, auxiliando na compreensão do binômio uso do solo e capacidade de suporte do meio natural.

Importantes características de chuva para a conservação do solo e da água no município de São Manuel (SP)

Os modelos matemáticos preditivos da erosão do solo, como a Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), são de muita valia no planejamento de uso agrícola da terra. Tal equação, desenvolvida para estimar as perdas médias anuais de solo esperadas em dado local, para determinado sistema de manejo, apresenta como variáveis os fatores erosividade da chuva (R), erodibilidade do solo (K), comprimento do declive (L), grau do declive (S), cobertura e manejo (C) e práticas conservacionistas de suporte (P). Com o objetivo de contribuir para o planejamento conservacionista de uso do solo local, foi estimado, de forma simplificada, o fator erosividade da chuva (R) da EUPS para o município de São Manuel (SP), para uma série pluviométrica contínua de 49 anos de dados de chuva diária. Além disso, foram também calculados o período de retorno, a freqüência de ocorrência dos índices de erosividade anuais e as quantidades máximas diárias das chuvas necessárias para o dimensionamento mais adequado de canais de terraços agrícolas em nível. O valor calculado do fator R foi de 7.487 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, esperado ocorrer no local, pelo menos, uma vez a cada 2,33 anos, com uma probabilidade de 42,92 %. Observou-se uma concentração de 81,48 % do valor total deste fator no semestre de outubro a março, indicando que, potencialmente, as maiores perdas anuais de solo por erosão são esperadas neste período. Os valores anuais do índice EI30, esperados para os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos, foram de 7.216, 8.675, 9.641, 10.568, 11.768 e 12.667 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, respectivamente. Com relação às quantidades máximas de chuva diária, para os mesmos períodos de retorno, os valores foram de 73, 98, 115, 131, 151 e 167 mm, respectivamente.

Tolerância de perdas de solo na bacia do rio Itiquira, Mato Grosso, Brasil

The geographic area of the present study corresponds to the basin of the Itiquira river high course (Figure 1), in the portion that extends from the tributaries of its source, in the east of the plateau Correntes/Itiquira, in the neighbourhoods the city of Alto Garç as, to the scarp of the São Jerônimo mountain range, toward the west of Itiquira, in the state of Mato Grosso, totalizing 5,361 km 2. The area is placed in the eastern part of the Alto Paraguai basin, in the western portion of the Paraná Sedimentary Basin plateau. Through GIS techniques, it was possible to asses total soil losses from the Itiquira river basin, considering the years of 1966, 1985 and 1996, being based on the Universal Soil Loss Equation. Thus, in 1966 the basin lost 201,546.94 ton of soil, with an average loss of 0.37 ton/ha/year. Considering that the total area of the Itiquira river basin is of 536,100 ha, while in 1985 the soil losses had passed to 1,760,833.40 ton, with an increase of approximately 8.5 times. The average of soil losses in 1985 was of 3.28 ton/ha/year. In 1996 the basin lost 1,662,043.24 ton, with a reduction of only 9.4% in relation to 1985 but, in relation the 1966, the increase continued in the order of 8 times. The average losses per hectare in this year was in the order of 3.10 ton/ha/year (Chart 1). The map of potential of the laminar erosion for 1966 (Figure 3), shows to the highest values in small areas, situated in the northeast of the area, in Alto Garças, with values between 10 the 20 ton/ha/year and some spots in sources of the Itiquira and Ariranha rivers, with values between 1 the 5 ton/ha/year. In a general way, however, the area presents low soil loss for laminar erosion in this year, with inferior values to 1 ton/ha/year. The higher class of erosion, over 10 ton/ha/year, occupied 2,947 ha in 1966. In the year of 1985 (Figure 4), the erosive process spread over the entire studied area, and the class of erosion over of 10 ton/ha/year, already started to occupy 78,437 ha, implying an increase of approximately 27 times in 19 years. A strong increment in the erosive process was noticed in the western part of the area, to along the BR-163 road, exactly where great areas of natural vegetation (open pasture) had been transformed in culture and pasture areas. In the north-eastern part of the area it was also noticed an increment in the erosive process in agreement with the increase of culture areas and reduction of the natural areas, but it was not of so intense form as in the western portion of the area. In the year of 1996 (Figure 5), the class of erosion over of 10 ton/ha/year had diminished for a total of 53.499 ha noticing a retraction of the erosive process in the western part of the area, alongside the BR-163 road. On the other hand, it occurred a strong increment in the northern part of the area, in the neighbourhoods of the city of Alto Garças, alongside the BR-364 road and part of the MT-040 road. In a general way, in the outskirts of the city of Itiquira, in the central part of the area, it was verified an increase of the amount of zones with erosion between 0-1 ton/ha/year, passing to the immediately superior class, of 1-3 ton/ha/year; scarce data of hydrosedimentology in the UHE Itiquira (1999), shows good agreement with the values gotten for the EUPS (Chart 2). Based on the hydric classification proposal for FAO (1967) (Chart 3), it is noticed that areas with high degree of erosion (> 50) in the analysed area are very restricted, occupying 493 ha in 1985 and 332 ha in 1996 (Chart 4). In 1996 appeared as isolated spots in the north of Itiquira and Alto Garças, however beyond limits of the Itiquira river basin. These areas require special cares in its use as agricultural areas. Aiming at identifying and indicating the areas of potential risk of erosion and that need implementation of conservation practices, it was elaborated the map of limit of tolerance to the soil losses. In 1966 (Figure 6), areas with soil losses over of the tolerable were restricted to small spots located in the eastern part of the area, occupying 0.43% of the total of the area; already in 1985 (Figure 7), this percentage passed to 5.86%, spreading for all the area; in 1996 (Figure 8) it is observed a fast reduction of the areas with soil losses over of the tolerance limit, passing 5.43% of the total of the area. All the areas with losses over of the tolerable value must be considered as risk areas and were done in these areas studies for implementation of conservation practices.

Utilização de índices de vegetação para estimativa da proteção do solo pela cobertura vegetal: uma contribuição para o uso da equação universal das perdas de solo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Perda de solo em área de nascentes caracterizada por análise multivariada e modelos de geoestatística

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)