Autores

Silveira, P. (UNESP) ; Lupinacci, C. (UNESP)

Resumo

Dentre os recursos naturais que o homem necessita para sobreviver, o solo se insere na lista dos mais importantes, já que sem esse a produção agrícola, a fim de abastecer as populações, torna-se inviável. Assim, visando contribuir com estudos que buscam a preservação e conservação dos solos para fins agrícolas, o presente trabalho comparou os resultados de estimativa de perda de solo através da obtenção de duas técnicas distintas da variável comprimento de rampa do fator topográfico. Tais dados foram comparados com parcelas de pinos de erosão a fim de possibilitar a identificação de qual técnica possibilita a aquisição de dados de perda de solo mais próximos do real. A variedade de dados encontrados demonstra a necessidade de se concentrar esforços na busca de obtenção de valores mais satisfatórios dos parâmetros que compõem a EUPS, a fim de que o modelo citado, amplamente usado no mundo todo, possa ser um instrumento que forneça subsídios para fins de planejamento.

Palavras chaves

Equação Universal de Perda de Solo; Fator Topográfico; Erosão dos Solos

Introdução

Impactos na natureza vêm ocorrendo de forma acelerada pela crescente pressão exercida pelas atividades antrópicas. O crescimento elevado do número de habitantes no planeta, que hoje atinge, aproximadamente, sete bilhões (ONU, 2016), bem como a intensificação da produção industrial e agrícola, levou o homem a explorar os recursos terrestres de forma também acelerada a fim de suprir a demanda mundial. Dentre os recursos naturais que o homem necessita para sobreviver, o solo se insere na lista dos mais importantes, já que sem esse a produção agrícola, a fim de abastecer as populações, torna-se inviável. De acordo com a ONU (citado pela Coordenadoria de Defesa Agropecuária do Estado de São Paulo, 2016), o solo é um patrimônio da humanidade e seu uso indevido, sem práticas conservacionistas adequadas, está causando perdas muito além dos níveis toleráveis. Para Lepsch (2010, p. 183), o desenvolvimento da agricultura deve ser realizado de maneira sustentável a fim de provocar o mínimo impacto na natureza. O autor afirma ainda que o cultivo dos solos para fins agrícolas deve ser realizado de acordo com preceitos conservacionistas, onde se torna necessário um planejamento do uso racional dos mesmos, baseado nas escolhas adequadas das espécies e dos tipos de solos, já que cada um possui um limite máximo de possibilidade de uso. Dessa forma, é necessário que se faça a identificação do grau de intensidade máxima de cultivo de cada solo a fim de que o mesmo não se degrade e assim, “ajudar nas decisões de como obter uma boa e permanente razão custo-benefício das atividades agrícolas. (LEPSCH, 2010, p. 206). Para Bertoni e Lombardi Neto (1993, p. 45), a erosão é causada por um conjunto de elementos de forças ativas, como a chuva, a declividade e o comprimento do terreno e a capacidade do solo de absorver a água. Além das forças ativas, atuam no processo erosivo as forças passivas, entendidas como a resistência do solo à ação erosiva da água e a densidade da cobertura vegetal. Dentre as formas e erosão, os autores citados apontam que a erosão laminar é bastante perigosa, já que essa é menos perceptível, pois se refere à retirada das camadas mais delgadas do solo sobre toda uma área. A fim de se criar ações de planejamento e conservação das áreas agrícolas, o uso de modelos matemáticos para avaliar e quantificar as perdas de solo de uma área cultivada, juntamente com os experimentos de campo se tornou de suma importância. Dentre os muitos modelos preditivos que visam estimar a perda de solo por erosão, a Equação Universal de Perdas do Solo (USLE – Universal Soil Loss Equation) ou EUPS, como é conhecida no Brasil, constitui-se num modelo antigo, dos mais utilizados em diversas partes do mundo. Derivada da compilação de equações anteriores, a EUPS foi desenvolvida no National Runoff and Soil Loss Data Center, estabelecido em 1954 pela administração da educação e ciência do Agricultural Research Service, dos Estados Unidos, em cooperação com a Universidade de Purdue, conforme afirmam Wischmeier e Smith (1978). Dentre os fatores que compõem a EUPS, o fator topográfico é o que apresenta o segundo maior grau de sensibilidade do modelo, segundo estudo elaborado por Pereira (2016). Além disso, a obtenção da variável comprimento de vertente desse fator têm-se mostrado bastante complexa de acordo com pesquisas realizadas no mundo todo. Assim, o presente trabalho, a fim de contribuir com estudos de perda de solo por erosão laminar, vem apresentar duas técnicas para obtenção da variável comprimento de vertente do fator topográfico da EUPS, comparando os resultados finais de estimativa de perda de solo de cada técnica com dados de campo fornecidos por parcelas de monitoramento de pinos de erosão. A área escolhida para a pesquisa é a bacia do ribeirão Alam Grei, localizada ao norte do município de Rio Claro – SP.

Material e métodos

A Equação Universal de Perda de Solo (EUPS), é expressa, conforme proposta de Wischmeier e Smith (1978) da seguinte forma: A= LS.R.K.C.P (1) Onde: A = Perda média anual de solos em ton/ha/ano; L.S = Fator topográfico, composto por dados de comprimento de rampa (L) e declividade (S); R = Fator erosividade das chuvas, expressa em MJmm/ ha.h; K = Fator erodibilidade dos solos, expressa em t/ha; C = Fator uso e manejo da terra, adimensional; P = Fator práticas conservacionistas, adimensional. Primeiramente, obteve-se os dados do fator topográfico, onde optou- se por utilizar a fórmula proposta por Bertoni e Lombardi Neto (1985) expressa pela seguinte equação: LS = 0,00984. L0,63.D1,18 (2) Onde: L.S = Fator Topográfico; L = Comprimento de vertente em metros; D = Grau de declividade em %. O valor do grau de declive foi obtido através da carta de classes de declividade da bacia hidrográfica do ribeirão Alam Grei, onde para cada classe de declividade foram obtidos os valores médios. Após a obtenção das médias das classes de declividade, foram obtidos os valores de S para cada parcela de análise da bacia através da sobreposição das cartas de classes de declividade com as bases de cálculo, utilizando o programa ArcGis 9.2. Na primeira técnica, os valores de L foram obtidos pela carta de forma de vertentes, na qual se entende a vertente como a distância entre o divisor de água e o fundo de vale. Assim, em cada parcela estabelecida pela forma da vertente foi realizada medidas a partir dos divisores de água até os fundos de vale através da ferramenta measure do ArcGis 9.2. Após serem realizadas as medidas estabeleceu-se o valor L para cada parcela. Na segunda técnica, o comprimento de rampa foi obtido através da proposta de Mendes (1993), utilizando-se a carta de dissecação horizontal do relevo da bacia hidrográfica do ribeirão Alam Grei. Para isso, se estabeleceu os valores médios de cada classe de dissecação horizontal estipuladas para a área de estudo. Após estabelecidas as medidas de L, utilizou-se a fórmula de Bertoni e Lombardi Neto (1985) para o cálculo do fator topográfico de cada parcela, em cada técnica utilizada. Já o fator erosividade da chuva, foi calculada através da equação proposta por Lombardi Neto e Moldenhauer (1980) e Donzelli et al (1992): El = 67,355 (R2/p)0,85 (3) Onde: El = média mensal do índice de erosão (MJ.mm/h./L); R = precipitação média mensal em milímetros; p = precipitação média anual em milímetros. Os valores da erosividade da chuva (R) foram obtidos pela soma dos valores mensais do índice de erosão (El). Os dados pluviométricos utilizados foram do período de janeiro de 1986 a dezembro de 2015 obtidos junto ao posto pluviométrico instalado na Fazenda São José (D4-016), posto este localizado na bacia hidrográfica do córrego Cachoeirinha, bacia vizinha à do ribeirão Alam Grei. Quanto aos valores de erodibilidade utilizados nessa pesquisa, foram baseados em Bueno (1994) e os valores de CP de acordo com Stein et al (1987). Como produtos finais foram elaboradas duas cartas de potencial natural à erosão (PNE) e duas cartas de estimativa de perdas de solo (EPS), de acordo com as diferentes técnicas de obtenção da variável L do fator topográfico. Tais dados foram posteriormente comparados com parcelas de pinos de erosão instalados na área de estudo. Este procedimento foi realizado de acordo com a proposta de De Ploy e Gabriels (1980).

Resultado e discussão

Na alta bacia do ribeirão Alam Grei (Figura 1), nas áreas dos topos aplainados recobertos por Latossolos, predominam as classes de potencial natural à erosão (PNE) muito fraca e fraca nas duas técnicas utilizadas. Tal fato se deve a essa área apresentar classes de declividade de <3% e 3├ 6%, respectivamente, associadas aos solos de baixo valor de erodibilidade. Quanto ao valor da extensão das vertentes, de acordo com a técnica 1, as mesmas chegaram a medir, à nordeste da bacia, cerca de 490m, já que nesse local a forma de vertente convexa se entende até o limite da média com a baixa vertente. Contudo, a classe de declividade é < 3% nesse local, o que resulta em classe de PNE muito baixo. Nas outras áreas da alta vertente, a extensão foi menor, com predomínio de vertentes convexas e retilíneas. Figura 1 - Localização da área de estudo. Através da técnica 2, onde o valor das extensões de vertentes se deram através da dissecação horizontal do relevo, as áreas de topo se encaixaram em áreas pouco dissecadas, na classe de ≥ 160 metros, o que lhes atribuiu um valor de 161 metros. Sobre essas características físicas, nas áreas de altas vertentes e topos da alta bacia do ribeirão Alam Grei encontram-se classes de uso e ocupação da terra de cultivo anual, pastos, cultivo perene e silvicultura, sendo que o cultivo anual predomina em extensão territorial. Dessa forma, as classes de estimativa de perda de solo (EPS) variam de acordo com o uso. Nesse setor de alta vertente, na alta bacia do ribeirão Alam Grei, encontra-se a primeira estação experimental dos pinos de erosão, localizada em área de silvicultura. Os dados de perda de solo adquiridos nessa estação foram de 1, 311 ton/ha/ano. No local onde se encontra tal parcela, o valor de estimativa de perda de solo adquirido pela EUPS através da técnica 1 de obtenção do fator topográfico foi de 0,0024 ton/ha/ano onde o valor da extensão de vertente foi de 146 metros. Já com a técnica 2, onde o comprimento da vertente foi estabelecido pela carta de dissecação horizontal do relevo, foi de 0,0025 ton/ha/ano, sendo que a extensão da vertente foi de 161 metros. Dessa forma, observa-se que os valores de estimativa de perdas de solo obtidos com o modelo preditivo EUPS foram menores do que os valores reais de perdas de solo obtidos com a parcela dos pinos de erosão. Contudo, tanto os valores de EPS quanto as perdas reais possuem valores bem abaixo do índice de tolerância de perdas dos Latossolos, que é de 14,3 ton/ha/ano. Outro setor analisado se localiza na margem esquerda do ribeirão Alam Grei na média bacia. Nesse setor a classe predominante de declividade foi de ≥ 31%. A classe de solos é a dos Neossolos Litólicos onde o uso da terra é de pastagens. Através da técnica 1 de obtenção da extensão da vertente tal local obteve estimativa de perda de solo de 19,59 ton/ha/ano e de 11,38 ton/ha/ano através da técnica 2. Quanto à parcela de pinos de erosão instalada nessa área determinou valores de perda em campo de 3,78 ton/ha/ano. Nesse caso, observa-se que, diferentemente da área analisada anteriormente, os valores de estimativa de perda de solo obtidos com a EUPS foram superiores aos dados d perda adquiridas em campo. Já na margem direita do ribeirão Alam Grei, também na média bacia, encontra-se outra área analisada através da EUPS e da parcela dos pinos de erosão. Trata-se de uma área localizada na alta vertente onde o uso da terra é de pasto sujo. A classe de declividade é de 9% onde se encontram os Argissolos. Quanto ao valor do comprimento da vertente adquirido pela técnica 1 foi de 249m, devido a forma de vertente ser a mesma da alta à baixa vertente, supervalorizando assim o valor da mesma na alta vertente. Já na técnica 2, a extensão da vertente foi de 121 metros. Tal fato gerou valores de estimativa de perda de solo de 10,3 ton/ha/ano através da técnica 1 e, 6,37 ton/ha/ano através da técnica 2. Quanto ao valor de perda de solo em campo obtido com os pinos de erosão foi de 1,62 ton/ha/ano, valor esse que foi abaixo dos valores obtidos com a EUPS. Por fim, têm-se o setor localizado também na margem direita do ribeirão Alam Grei, em área destinada à citricultura, onde a classe de declividade é de 25% e o solo é do tipo Neossolo Litólico. A extensão da vertente adquirida pela técnica 1 foi de 257 metros e de 161 metros através da técnica 2. Os dados de perda adquiridos em campo através dos pinos de erosão foi de 14, 37 ton/ha/ano, valor esse abaixo dos valores adquiridos pela equação universal de perda de solos, que foi de 68,37 ton/ha/ano através da técnica 1 e, 50,92 ton/ha/ano através da técnica 2. De forma geral, observa-se que os valores de perda de solo estimado com a EUPS nos pontos analisados foram bastante discrepantes dos valores de perda adquiridos em campo com os pinos de erosão. No primeiro ponto, na alta bacia do ribeirão Alam Grei verifica-se que os valores de EPS alcançados pelas duas técnicas se mostram bastante semelhantes, contudo ambos ficaram bastante abaixo dos valores adquiridos com os pinos de erosão. Tal fato pode indicar que os valores totais de estimativa de perdas de solo fornecidos pelo modelo EUPS nesse setor foram subestimados pela equação quando adicionado na mesma os dados do fator CP, uso e manejo da terra e práticas conservacionistas, haja vista que tais dados possuem valor muito baixo, fazendo com que os dados de perdas de solo se distanciem bastante dos dados reais. Pinheiro (2012) alertou para a necessidade da inserção de dados referentes à densidade da cobertura vegetal na modelagem de perda de solo por erosão, a fim de que os valores de CP sejam mais representativos e fidedignos ao estimarem os valores de perda de solo. O autor comprovou em sua tese, em áreas de cobertura vegetal de eucaliptos, onde a modelagem indicou elevados valores de EPS, as parcelas dos pinos de erosão mostraram o contrário, indicando que a cobertura vegetal protege o solo do desencadeamento dos processos erosivos, na área mencionada, mais do que a equação indicou Nos demais setores analisados, ao contrário do primeiro, os valores de EPS adquiridos com a EUPS foram superiores aos valores adquiridos com os pinos de erosão. Pereira (2016) a partir da simulação de 36 cenários modelados, variando a resolução espacial e volume de chuva nas bacias do Monjolo Grande (SP) e Jacutinga (SP), indicou que o fator C da EUPS é o parâmetro que apresenta o maior nível de sensibilidade do modelo, sugerindo assim que deve haver maiores esforços no mapeamento de uso da terra e cobertura vegetal e na determinação dos valores de C. O autor citado aponta ainda que, de maneira geral, no modelo preditivo EUPS, o fator topográfico apresenta o 2º maior parâmetro de sensibilidade, ficando atrás apenas do fator C, uso e manejo do solo. Diante desse fato, observa-se que os dados obtidos na presente pesquisa, referentes à extensão das vertentes, indicam a necessidade de uma maior atenção e refinamento dos mesmos a serem utilizados no cálculo de perdas de solo por erosão, a fim de que os resultados sejam mais próximos das perdas reais e, dessa forma, possam alcançar o objetivo de subsidiar ações de planejamento e manejo da terra a fim de combater o desencadeamento dos processos erosivos na área. As parcelas de pinos de erosão apesar de se constituírem num modelo simplificado de monitorar as perdas de solo numa vertente, tem sido bastante utilizada por pesquisas a fim de comparar os dados fornecidos pela mesma com dados estimados de perda por modelos matemáticos. Pinheiro (2012) ao utilizar as parcelas dos pinos de erosão em sua área de estudo afirma que os mesmos indicam que as variações de perdas de solo numa vertente são complexas por não apresentarem um comportamento constante de perda de solo, onde as parcelas mostraram períodos de erosão e deposição intercalados em diversos setores.

Considerações Finais

As técnicas utilizadas na presente pesquisa se mostraram favoráveis aos objetivos propostos pela mesma. Através delas foi possível a comparação de dados de estimativa de perdas de solo através do modelo preditivo EUPS, onde se comparou duas técnicas de obtenção da variável do fator topográfico, fator esse que apresenta grande sensibilidade dentro do modelo utilizado. Através da técnica 1 de obtenção dos valores de extensão das vertentes, onde as mesmas são setorizadas apenas pelas formas que possuem os valores obtidos se mostram muito maiores quando comparados com a outra técnica. Tal fato se potencializa quando se trata das áreas de altas vertentes que se encontram inseridas numa mesma forma que se estende até a média ou baixa vertente. Quanto aos pinos de erosão, se mostram satisfatórios aos objetivos da pesquisa, pois os mesmos se caracterizam por apresentarem parcelas não fechadas, permitindo a discussão quanto aos comprimentos das vertentes. Diante da grande variação dos resultados adquiridos de estimativa de perda de solo em função das escalas de trabalho e, em comparação com os dados adquiridos em campo com as parcelas de experimentação, percebe-se a necessidade de estudos que venham a refinar os dados da EUPS, indicando caminhos que tornem a aquisição dos dados de entrada do modelo mais confiáveis, a fim de fornecerem resultados de estimativa de perda de solo mais próximas do real.

Agradecimentos

Referências

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