Autores
Oliveira, J.G. (UFPR) ; Nowatzki, A. (UFPR) ; Santos, L.J.C. (UFPR)
Resumo
A região noroeste do estado do Paraná é caracterizada principalmente pela ocorrência de relevo suave e solos de textura arenosa. O objetivo desta pesquisa foi produzir mapas preliminares de unidades geomórficas de duas sub- bacias hidrográficas a partir de tabulação cruzada e comparar os resultados a partir da análise dos sistemas pedológicos locais. Tendo as bacias selecionadas, foi executada a tabulação cruzada utilizando os atributos topográficos: Declividade, Índice de posição topográfica (IPT) e Índice de capacidade de Transporte de Sedimentos (LS). Os resultados gerados foram divididos em 3 grupos, na sub-bacia do ribeirão Capricórnio o grupo 1 representou uma área de 11%, o grupo 2 de 15% e o grupo 3 de 74%, enquanto na sub-bacia do Rio do Corvo os grupos 1 e 2 representaram 9% da área, cada, e o grupo 3, 82% da área.
Palavras chaves
Atributos topográficos; Tabulação cruzada; Sistemas pedológicos
Introdução
A relação solos/relevo sempre intrigou pesquisadores sendo tema de estudo principalmente de geomorfólogos e pedólogos. Sabe se que o solo é um formado a partir da interação de diversos fatores, Jenny (1941) já ratificava que ao longo de variados declives seriam encontrados diferentes tipos de solo, com características que variariam de um perfil a outro. Para Santos et al. (2009) o relevo, em sua diversidade de formas e processos possui influência na formação e configuração espacial dos solos na paisagem. Assim, pensar o solo é também pensar em diversos fatores que condicionam a sua formação e a sua evolução. O solo é um corpo continuo, e sua espacialidade é traduzida através de mapas, um mapa convencional de solo demanda de um elevado tempo e mão de obra para sua elaboração, tornando-o assim de elevado custo. Logo, o objetivo do mapeamento digital de solos é auxiliar o mapeamento convencional, proporcionando uma redução de recursos humanos, materiais para trabalhos de campo e, consequentemente, gastos e tempo necessários para a elaboração dos mapas de solos. (ARRUDA et al 2013) A área de estudo do presente trabalho são duas sub-bacias hidrográficas situadas na região noroeste do estado do Paraná. A região é caracterizada pela presença de rochas do grupo Caiuá e geralmente tem seus solos com texturas arenosas ou areno-argilosa. (NAKASHIMA, 1999) A sub-bacia que se localiza a margem norte do rio Ivaí tem como principal canal de drenagem o Rio do Corvo, se situa entre os municípios de Guairaça e Terra Rica, com uma área total de 123,86 Km2. Segundo Nakashima (1999), essa bacia se encontra no sistema pedológico SP-II, e tem como características principais de relevo a presença de colinas amplas de topos levemente convexizados, vertentes longas, com mais de 1000m e declividades entre 1 e 2%. Quanto aos solos, há predominância dos Latossolos ao longo das vertentes, com início das transformações laterais somente na baixa vertente, representado pelos Argissolos que terminam no fundo dos vales. A sub-bacia hidrográfica Ribeirão Capricórnio, localizada a margem sul do rio Ivaí, está inserida entre os municípios de Tapejara e Cruzeiro do Oeste, e possui 69,5 Km2. Segundo Nakashima (1999), essa bacia se encontra no sistema pedológico SP-III, possui colinas com topos convexizados, extensão variando de 500 a 1500m e declividade entre 5 e 10%. Com relação aos solos, a sequência topo-fundo de vale se dá por: Latossolo Vermelho, Argissolo e Gleissolo. A ocorrência dos Latossolos e Argissolos na região de estudo é marcada por um processo de evolução lateral. Ao longo das vertentes, ocorre acumulação de argila, se iniciando nas partes próximas as drenagens, fazendo com que os Argissolos ocorram principalmente nessas áreas, e evoluam montante acima. (QUEIROZ NETO, 2011). Os Latossolos predominam nas partes mais elevadas do relevo enquanto os Argissolos aparecem nas porções da vertente de média declividade. Segundo dados do EMBRAPA (2008), consultados durante a realização do presente trabalho ambas as bacias estudadas apresentam apenas essas duas classes de solo em primeiro nível categórico, Argissolos e Latossolos, assim como segundo Nakashima (1999) grande parte da região noroeste do estado do Paraná também apresenta a predominância dessas duas classes de solo. Nakashima (1999), subdividiu a região noroeste do Paraná seis sistemas pedológicos. Cada sistema pedológico permite uma melhor correlação entre as características das vertentes (formas, comprimento, declividade), feições erosivas e solos. Esse mapeamento foi utilizado para a seleção das bacias hidrográficas estudadas, buscando que cada bacia selecionada representasse bem o sistema pedológico na qual está inserida. O objetivo da pesquisa foi produzir mapas preliminares de unidades geomórficas das sub-bacias em estudo a partir dos parâmetros da pedometria e comparar os resultados com os sistemas pedológicos.
Material e métodos
Inicialmente, foi gerado o modelo digital do terreno (MDT) para as duas bacias hidrográficas. O modelo digital do terreno é uma representação simplificada e reduzida do mundo real, com valores numéricos que representam a altimetria local através de uma matriz regular. Para a geração do MDT, foram utilizadas curvas de nível, com equidistância de 20m, pontos cotados e Hidrografia, sendo que as curvas e os pontos cotados tiveram como fonte o Instituto de Terras Cartografia e Geociências do Paraná (ITCG) e a base de hidrografia a agencia Águas Paraná. Ambas as bases utilizadas se apresentam na escala 1:50.000 e o MDT foi gerado no software Arc Gis 9.3, utilizando o algoritmo Anudem. A definição de célula do MDT se deu após análise das bases cartográficas existentes, a célula foi definida com tamanho de 20m, levando em consideração principalmente a equidistância das curvas de nível, que também são de 20m. Alguns cálculos de tamanho de célula foram realizados, porém, visto o relevo suave, os valores de célula apontados sempre foram muito altos, e como a base cartográfica disponível é de qualidade que possibilita um maior detalhamento, esse valor de 20m foi tomado como o mais viável para o trabalho. Após a geração do MDT, foram elaborados os atributos topográficos, tanto primários (calculados diretamente do modelo digital de terreno) quanto secundários (envolvem combinações de atributos primários). Segundo Silveira (2010) apud Muñoz (2009), os atributos derivam dos MDTs e são extraídos por meio de equações aplicadas. Essas equações são desenvolvidas em softwares específicos e buscam mensurar algumas características particulares do terreno. A geração dos atributos topográficos foi feita nos softwares Arc Gis 9.3 e SAGA GIS 2.1.2. Os atributos topográficos utilizados foram: Declividade; Índice de posição topográfica e Índice de capacidade de transporte de sedimentos. O Índice de posição topográfica (IPT), segundo Weiss (2001), compara a elevação de cada célula em um MDT com relação a elevação média de das células a redor. No índice de capacidade de transporte de sedimentos (LS), segundo Silveira (2010), quanto maior a declividade do terreno e mais alto valor da área de contribuição, maior é a capacidade de transporte de sedimentos. A etapa seguinte foi a de tabulação cruzada, onde segundo Silveira (2010) essa etapa se constitui na sobreposição das classes dos atributos topográficos na forma de matrizes, nas quais são executadas operações de cálculo dentro de um ambiente de SIG, atribuindo pesos. Após a discretização dos atributos topográficos a soma matricial foi feita, resultando em um arquivo matricial com diversos valores, analisados e agrupados em classes. A partir da integração de atributos topográficos por tabulação cruzada o resultado foi separado em grupos, levando em consideração as características geomorfológicas semelhantes, fazendo com que cada grupo represente uma unidade geomórfica distinta para a sub-bacia em questão.
Resultado e discussão
Para ambas as sub-bacias hidrográficas do presente estudo foram definidos 3
grupos, sendo que cada grupo representa a área com possível ocorrência de um
tipo de solo. Através dos agrupamentos buscou se equalizar os parâmetros
entres as sub-bacias para que através da tabulação pudesse haver uma
comparação entre os resultados.
Os agrupamentos definidos foram os seguintes:
• Grupo 1: Áreas localizadas na terço inferior da ‘vertente’ onde
possivelmente se encontram os Argissolos.
• Grupo 2: Áreas localizadas na média vertente, com o predomínio de
declividades entre 3º e 6º, área de transição, onde existe a ocorrência de
Latossolos e Argissolos.
• Grupo 3: Áreas localizadas nas porções superiores das vertentes, com
o predomínio de declividades baixas, menores que 3º, possível ocorrência dos
Latossolos.
Na sub-bacia do ribeirão Capricórnio o grupo 1 representou uma área de 11%,
o grupo 2 de 15% e o grupo 3 de 74%. Enquanto na sub-bacia do Rio do Corvo
os grupos 1 e 2 representaram 9% da área, cada, e o grupo 3 82%. (Figura 1).
A diferenciação nas proporções dos grupos entre as bacias se deve aos
atributos declividade e IPT, visto que mesmo inseridas em um contexto
regional semelhante, as bacias possuem uma diferenciação
geomorfológica/topográfica que acaba sendo expresso por meio dessas
mensurações. Na sub-bacia do rio do Corvo predominam as vertentes mais
longas e a declividade é geralmente muito baixa, dado que na discretização
do atributo apenas 2% da área da bacia se enquadrou na classe ‘’acima de
‘14%’’ (Figura 2). Na sub-bacia do ribeirão Capricórnio o relevo possui uma
variação topográfica maior e isso permitiu a mesma classe de declividade
abranger uma área maior, fato esse que acabou obtendo grande relevância na
tabulação cruzada e no resultado final das unidades de mapeamento.
No atributo índice de posição topográfica (IPT) a sub-bacia do ribeirão
Capricórnio obteve a maior parte das suas células concentradas em valores
negativos (Figura 3), mostrando que a variação altimétrica local, faz com
que a célula central obtenha valores menores com relação ao seu entorno. Já
na sub-bacia do rio do Corvo a maior parte das células ficam próximas a
zero, mostrando que a variação de relevo é menor.
No atributo Declividade (Figura 4) a diferença também existiu e foi
representativa para a tabulação cruzada. Nas duas bacias maioria dos pixels
se concentra abaixo do valor de 14%, porém, na sub-bacia do Ribeirão
Capricórnio 14% da área estava acima desse valor, enquanto na sub-bacia do
Rio do Corvo, apenas 2% estavam acima desse valor definido como o valor
limite das classes.
Tabulação Cruzada das bacias
Quantificação dos Atributos topográficos.
Distribuição do IPT nas Bacias
Distribuição da Declividade nas Bacias
Considerações Finais
Por fim, os resultados se mostraram coerentes com o esperado, dos atributos topográficos utilizados, concluiu se que os que mais influenciaram foram a declividade e o IPT. A sub-bacia do ribeirão Capricórnio ficou com uma maior área nos grupos 2 e 3, enquanto na sub-bacia do rio do Corvo cabe se destacar o predomínio por mais de 80% da área do grupo 1. Esses resultados se mostram coerentes com a espacialização solos, visto que na sub-bacia do rio do Corvo o grupo 1, de provável ocorrência dos Latossolos, ocupa quase a totalidade da área, enquanto na sub-bacia do ribeirão Capricornio os grupos 2 e 3, onde há a possível ocorrência dos Argissolos, são mais expressivos. Na espacialização de unidades geomórficas e na diferenciação entre elas no contexto dos sistemas pedológicos, os atributos topográficos aparecem como índices que conseguem ilustrar essa diferença. As classes definidas em um mapeamento por tabulação cruzada dependem muito da avaliação do pesquisador que as realiza, logo, para que haja uma maior coerência nos resultados, é necessário que ele possua conhecimento da área, bem como compreensão dos processos que ali acontecem, fazendo da pedometria uma técnica que pode ter um grande valor quando bem empregada.
Agradecimentos
Referências
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JENNY, Hans et al. Factors of soil formation. New York, NY: McGraw-Hill Book Company, 1941.
MUÑOZ, V. A. Análise geomorfométrica de dados SRTM aplicada ao estudo das
relações solo-relevo. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, 2009.
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Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais.
NAKASHIMA, P. Sistemas pedológicos da região noroeste do estado do Paraná: Distribuição e subsídios para o controle da erosão. 1999. Tese de Doutorado.
NOWATZKI, A. Utilização de atributos topográficos no mapeamento preliminar de solos da Bacia Hidrográfica do Rio Pequeno (Antonina/PR). Curitiba, 2013. Dissertação (Mestrado em Geografia). Departamento de Geografia, Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná
QUEIROZ NETO, J.P. Relações entre as vertentes e os solos: Revisão de conceitos. Revista Brasileira de Geomorfologia, v. 12, 2011.
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WEISS, A. Topographic Position and Landforms Analysis. Poster presentation, ESRI User Conference, San Diego, CA, 2001.