Autores

Serafim, F. (UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA)

Resumo

A erosão é a forma de degradação do solo que ocorre pela remoção de suas partículas e pode ser conduzida pela modificação de sua cobertura vegetal. Para medir a erosão de solo, foi mensurada a perda de sedimentos com o uso de parcelas hidroerosivas no cerrado, mata galeria e solo exposto, ao longo de 4 semanas dos meses de outubro e novembro de 2015. Também foram utilizados medidores de umidade do tipo blocos de gesso, para mensurar a tensão de água no solo, em três profundidades em cada uso. As parcelas em solo exposto obtiveram maiores perdas de sedimento, enquanto as que possuem vegetação preservada de Mata de Galeria, foi observado o menor valor de sedimentos e escoamento superficial. Em relação à umidade foram identificadas respostas rápidas à intensidade de chuvas elevada nas profundidades de 0,50 e 1,0 m, com o solo chegando próximo à condições de saturação e respostas mais lentas na profundidade 1,50 m.

Palavras chaves

Erosão; Parcelas Hidroesrosivas; Perdas de Sedimento

Introdução

Com o avanço do perímetro urbano no DF e entorno, o Bioma Cerrado sofre alterações em sua vegetação nativa. Ao passar dos anos, a impermeabilização do solo causada pela urbanização, está modificando a paisagem e a dinâmica dos cursos hídricos e sua capacidade de retenção da água no solo dos ambientes naturais remanescentes. Segundo THORNES (1980), os processos hidrológicos superficiais que atuam nas encostas influenciam diretamente na erosão. O escoamento superficial é um processo natural que ocorre a partir das condições de precipitação, tipo e uso do solo e sua estrutura física, cobertura natural da vegetação e o relevo. A urbanização causa modificações bruscas dessas condições, com retirada da cobertura original do solo e impermeabilização. No caso da agricultura, a estrutura do solo é modificada para a plantação de culturas diversas e para áreas de pasto de bovinos. Com isso, a vegetação nativa é retirada e o solo fica exposto à ação direta das gotas de água (efeito splash). A estrutura do solo perde sua capacidade física de absorção e retenção da água da chuva que tinha em um ambiente de vegetação natural no passado. Segundo MENDES, “A erosão em encostas pode ser entendida como um resultado da energia potencial da chuva e outros fatores de erosão perante a resistência dos componentes ambientais. ” Dessa maneira, o solo sofre a desagregação da sua estrutura, podendo ser mais facilmente transportado pelo escoamento superficial até os corpos d’água, podendo gerar o assoreamento de nascentes de córregos e rios. O objetivo desse trabalho é mensurar a perda de sedimentos usando parcelas hidro erosivas alocadas em dois ambientes naturais do Bioma Cerrado e em Solo Exposto, o qual simula área antropizada de desmatamento da vegetação nativa. Em cada ambiente, existem três parcelas hidro erosivas, pelo menos um pluviômetro artesanal no ambiente e três blocos de gesso instalados em profundidades de 0,5, 1,0 e 1,5 metros para mensurar a umidade do solo, na Fazenda Experimental da Universidade de Brasília – FAL/UnB, Bacia Hidrográfica do Ribeirão do Gama. A Bacia do Ribeirão do Gama está localizada na região sul do DF, nas coordenadas 15º 50’ e 16º de latitude sul e 47º 50’ de longitude oeste, com aproximadamente 137 Km² (CARVALHO et al., 2001). Dentro da bacia estão situadas Regiões Administrativas de pouco a médio adensamento populacional (Park Way, Núcleo Bandeirante e Lago Sul), área agrícola (Núcleo Rural Vargem Bonita) e possui uma das maiores áreas de proteção ambiental do Distrito Federal. Dentro de seus limites estão situadas Áreas de Proteção Ambientais (APAs) e reservas ambientais de institutos (tal como a Reserva do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE e a Fazenda Experimental Água Limpa – FAL/UnB).

Material e métodos

Para a verificação da quantidade da chuva, foram usados os dados da estação experimental Capetinga (FAL – UnB, código da estação: 60478482), situada próximo aos conjuntos de parcelas hidroerosivas, instalado pelo Grupo de Pesquisas em parceria com Agência Nacional de Águas. As parcelas hidro-erosivas são constituídas de folhas de zinco, possuindo 2 metros de comprimento e 1 metro de largura, com 10 cm de profundidade abaixo do solo e 20cm acima. Em sua porção inferior possuem calha de PVC para coleta do material residual, com mangueira acoplada que leva o material até um galão de 60L. Têm o intuito de reter em um ambiente fechado a taxa de escoamento superficial e perda de sedimentos que ocorre dentro de uma área de 2m² durante eventos chuvosos. Foram posicionadas nove parcelas em três tipos de uso do solo dentro da Fazenda Água Limpa (FAL-UnB), sendo eles: Solo Exposto, Cerrado Típico e Mata Galeria. Em cada uso as parcelas foram triplicadas para consistência estatística. A medição foi feita em periodicidade semanal. Primeiramente, foi medida a quantidade de água retida nos galões, após as amostras foram agitadas 20X em em proveta de 50L com agitador mecânico, para a retirada de alíquotas de 1000ml, as quais foram tratadas em laboratório. No laboratório foi feito o processo de secagem das amostras. As amostras eram coletadas em repouso de 48h para decantação. Foram retiradas alíquotas de 100ml para o sobrenadante com uso de pipeta e, após isso, retirado o material líquido até um restante de 200ml que eram levados à estufa para secagem, sendo pesados separadamente. A umidade de água no solo foi medida com o uso de blocos de gesso, da marca Delmhorst instrument CO de modelo KS-D1, com leitor de corrente elétrica. Foram distribuídos blocos em três profundidades para cada tipo de uso: 0,50, 1,00 e 1,50 metros. Os aparelhos são compostos de fiação com polos negativo e positivo e em sua ponta, um bloco de gesso, o qual preserva as pontas dos fios do contato direto com minerais e compostos químicos que podem interferir na leitura da umidade do solo. Nos dias de coleta de dados em campo, foram retirados os dados de cada profundidade dos solos, de maneira a verificar a umidade existente. Do medidor do KS-D1 resultam em dados meter reading durante a etapa de campo, a conversão foi feita para tensão de água no solo, usando a curva chave apresentada pelo fabricante, transformando Ohms em Centibar.

Resultado e discussão

A pluviometria mostrou-se típica de regiões tropicais, com ocorrência de chuvas amenas durante o fim da primavera e chuvas intensas durante o período de verão. A semana menos chuvosa medida foi a de 19 a 26 de outubro de 2015 (Semana 1), com 14,6 mm e a mais chuvosa foi a de 20 a 30 de novembro de 2015 (Semana 4) , com 93,2 mm. Três parcelas foram instaladas em três ambientes diferentes: Mata de Galeria, correspondida como parcelas P1, P2 e P3; Cerrado, correspondidas como P4, P5, P6; e por fim, Solo Exposto, correspondidas como P14, P15, P16. Os solos das áreas onde se encontram as parcelas hidro erosivas foram analisadas e estão disponíveis na dissertação de mestrado da aluna Marina Oliveira Mesquita (2015). Segundo as analises as parcelas em solo exposto estão sobre Latossolo Vermelho, as parcelas em Cerrado estão sobre Latossolo Vermelho Amarelo e as parcelas em Mata Galeria estão sobre Gleissolos. As semanas foram dividas da seguinte maneira: Semana 1, de 26/10/2015 a 26/10/2015, foram coletados dados de 7 dias de respostas do escoamento superficial; Semana 2, de 26/10/2015 a 30/10/2015, tem 4 dias de respostas do escoamento superficial. Semana 3, de 13/11/2015 a 20/11/2015, foram coletados dados do escoamento superficial que aconteceu durante 7 dias. Semana 4, de 20/11/2015 a 30/11/2015, foram coletados dados de 10 dias. O período de menor escoamento superficial das quatro semanas estudas foi a semana de 19 de outubro a 26 de outubro. Apenas as parcelas que corresponderam com os eventos semanais de chuva ocorridos foram as que estavam situadas no ambiente de solo exposto que tiveram um acumulado de 0,48, 0,34 e 0,22 consecutivamente. Já na semana referente a 26 de outubro a 30 de outubro de 2015, houve um maior índice de escoamento superficial nas parcelas hidro erosivas, mesmo com o menor período de acumulação. O escoamento superficial é apresentado em Litros e os resultados de sedimentos transportados estão na unidade Tonelada por Hectare (x10³). Para as parcelas de Mata de Galeria a variação de escoamento superficial foi de zero e 1,9lL. As parcelas que apresentaram mais sedimentos escoados em eventos durante os quatro dias foram as localizadas no solo exposto com 10,01, 4,07 e 2,92 L.(Figura 1). MORAIS (2013) encontrou resultados semelhantes quando compara a perda de sedimentos de um ambiente com vegetação remanescente e outro com solo descoberto, maior quantidade de escoamento na área de solo exposto e menor quantidade em áreas com vegetação que protegem o solo da ação direta das gotas de chuva com o solo. Foi verificado que as parcelas de Solo Exposto tiveram a maior taxa de perdas de sedimento, com o seu maior acumulado na Semana 3 (13 a 20 de novembro de 2015), com resultados nas parcelas de 33,155, 215,98, 56,385 ton/hec x 10³ (Figura 1). As parcelas situadas em ambiente com presença de Mata de Galeria, obteve resultados baixos de sedimentos, sendo que na Semana 1 (19 a 26 de outubro de 2015) não houve transporte de sedimentos. A semana com maior taxa de sedimento transportado foi a limitada dos dias de 20 a 30 de novembro de 2015, com 9,08, 4,815 e 7,715 ton/hec x 10³ (Figura 3). No Cerrado, apenas as duas semanas referentes ao mês de novembro (13 a 20 de novembro e 20 a 30 de novembro de 2015) responderam com transporte de sedimentos significativo. A maior perda de sedimentos aconteceu na Semana 3 (13 a 20 de novembro), com 13,790 e 9,105 ton/hec x 10³ (Figura 2). Na semana de maior intensidade, uma parcela no ambiente não transportou sedimentos. Obteve-se respostas com relação a umidade do solo variada nos três ambientes de estudo. Na área de Solo Exposto, os blocos que estavam fixados nas profundidades de 0,5 e 1,0 metros, responderam com diminuição de sua tenção nas semanas que a pluviosidade era maior. Já na profundidade de 1,5 metros, o bloco obteve respostas de aumento de tensão (Figura 1). Isso pode ser causado pela percolação da água ser mais lenta quando chega a determinada profundidade. Ainda é preciso mais estudos com relação a esta característica do solo para se ter um resultado concreto do motivo que causa essa diferença de umidade no solo. A umidade nos ambientes naturais no ambiente Cerrado mostrou que houve a diminuição na tensão entre 0,5 e 1,0 metro quando houve maior quantidade de pluviometria acumulada. Já na profundidade de 1,5 metro, a tensão com o aumento nas duas semanas de menor pluviometria acumulada (Figura 2). Na Mata de Galeria há diferenças com relação aos resultados de umidade. Na profundidade de 1,5 metro, a tensão diminui quando há eventos de chuva acumulada em maior escala. Em 0,5 metros, há uma pequena variação nos valores: quando há maior quantidade de chuva registrada no acumulado da semana, os valores de tensão são menores, nas semanas de maior valor, a umidade responde de maneia contrária. Na profundidade de 1,0 metros, a tensão ficou praticamente constante nas quatro semanas (Figura 3). Isso pode acontecer pelo solo da Mata de Galeria ter outras dinâmicas, por ser um solo com mais teor de argila e ser um solo hidromórfico, retendo maior quantidade de água em horizontes mais profundos. Para saber quais horizontes há maior capacidade de reter água, é preciso mais estudos para investigar os causadores desta diferenciação na umidade apresentada.

Figura 1:

dados do ambiente de Solo Exposto das 4 semanas analisadas.

Figura 2:

dados do ambiente de Cerrado das 4 semanas analisadas.

Figura 3:

dados do ambiente de Mata de Galeria das 4 semanas analisadas.

Considerações Finais

O ambiente de solo exposto resultou como o ambiente de maior suscetibilidade a erosões causadas pela ação das chuvas. A perda de sedimento que acontece nesse ambiente pode gerar feições erosivas mais facilmente, como voçorocamentos, movimentos de massa e perda de fertilidade do solo. O Distrito Federal possui áreas em que a cobertura do solo foi retirada e deixada sem qualquer uso ou proteção vegetal. Tal situação acontece na rodovia DF-003 (EPIA Norte) na qual foi iniciada uma obra de ampliação da rodovia e está praticamente parada há aproximadamente dois anos. O solo exposto deixado para a passagem da nova rodovia está descendo até o fundo do vale. Já nos ambientes de vegetação típica do cerrado, os índices de escoamento superficial e transporte de sedimentos se apresentou numericamente mais baixo quando comparado ao de solo exposto.

Agradecimentos

Referências

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS – ANA. Hidroweb. Disponível em: http://www.snirh.gov.br/hidroweb/. Visualizado em março/15.

CARVALHO. A. P. F. de et al. Mensuração e Análise dos Dados Pluviométricos Obtidos na Área de Bacia do Ribeirão do Gama/DF e Identificação de Eventos Extremos Recorrentes na Série Histórica de Dados, Brasília: s.n.

GUERRA, A. J. T. Experimentos e Monitoramentos em Erosão dos Solos. Revista do Departamento de Geografia, 16, p 32-37. URFJ, Rio de Janeiro, RJ. 2005.

MENDES, C. A. R., MAHLER, C. F., ANDRADE, A. G. Erosão Superficial em Argissolo Amarelo Sob Cultivo Perene e com Pousio Florestal em Área de Relevo Montanhoso. Revista Brasileira de Ciência do Solo, p 1387-1396. Viçosa. MG. 2011.

MORAIS, N. B., Vicens, R, S., BERTOLINO, A. V. F. A. Avaliação da Condutividade Hídrica e a sua Relação com Escoamento Superficial em Áreas de Colinas Situadas na Bacia Hidrográfica do Rio São João, RJ. Revista Tamoios, p 107-117. São Gonçalo. RJ. 2013.

OLIVEIRA, M. A. M. Mensuração de Perdas de Sedimentos por Escoamento Superficial em Encostas, com uso de Parcelas de Erosão, em Diferentes Usos e Coberturas do Solo no Bioma Cerrado: Bacia Hidrográfica do Ribeirão do Gama/DF. Dissertação de mestrado, UnB, Brasília, 2015.

THORNES, J. B. The Interaction of Erosional and Vegetational Dynamics in Land Degradation Spatial Outcomes. In: Thornes, J. B. (ed.) Vegetation and Erosion. John Wiley an Sons, p. 41-53. 1990.