Autores

Loureiro, H.A.S. (PPGG - IGEO - UFRJ) ; Santos, D.S. (DEPTO GEOGRAFIA IGEO UFRJ) ; Suarez, D.J. (DEPTO GEOLOGIA IGEO UFRJ) ; Garritano, F.N. (DEPTO GEOGRAFIA IGEO UFRJ) ; Molinaro, Y.T. (DEPTO GEOGRAFIA IGEO UFRJ) ; Pepe, H.S. (DEPTO GEOGRAFIA IGEO UFRJ) ; Nunes, D.V.S. (DEPTO GEOGRAFIA IGEO UFRJ) ; Gonçalves, J.B. (DEPTO GEOLOGIA IGEO UFRJ) ; Guerra, A.J.T. (PPGG - DEPTO GEOGRAFIA - IGEO - UFRJ) ; Andrade, A.G. (EMBRAPA SOLOS (RJ))

Resumo

A degradação dos solos é um problema marcante em diversos lugares do Brasil. A área do Médio Vale do Rio Paraíba do Sul, no Estado do Rio de Janeiro sofre com processos severos de erosão. A bacia hidrográfica do rio Piraí, a exemplo do alto e médio curso, apresenta feições lineares devido à ação erosiva da água. Compreender a dinâmica da erosão é importante para corretos diagnósticos e proposição de medidas de recuperação. Com estes pensamentos, o trabalho objetiva conhecer e avaliar a erodibilidade dos solos em encostas com presença de voçorocas, através da análise de algumas propriedades físicas (granulometria, densidade e porosidade) e do teor de matéria orgânica desses solos. Este trabalho será parte integrante de um diagnóstico que vai considerar ainda a estabilidade de agregados e os índices pluviométricos em monitoramento na área de es tudo. Os resultados apontam entre as razões para a erosão, consideráveis teores de silte e areia fina e baixos teores de matéria orgânica.

Palavras chaves

Bacia do rio Piraí; Propriedades dos Solos; Voçorocas

Introdução

A degradação dos solos se origina a partir de uma série de processos complexos. Estes podem ser o aumento da desertificação, os movimentos de massa, a contaminação dos solos e a erosão (Fullen e Catt, 2004; Guerra, 2014; Guerra et al., 2014). Esta última é uma das principais formas de degradação do solo, iniciada pela perda de sua camada superficial (Araújo et al., 2013). A remoção e o transporte das partículas do solo pelo salpicamento e pelo escoamento superficial (splash e runoff), além do rompimento da estabilidade da massa de solo, comprometem a conservação do solo e da água, degradando a paisagem (Portela et al., 2010; Guerra, 2014). Encostas impactadas por processos geomorfológicos, como a erosão e os movimentos de massa, que não se tenha conhecimento de sua dinâmica e de suas características hidrológicas, pedológicas e geológicas, resultam em medidas de recuperação bastante dificultosos e subestimam ou superestimam os custos das obras, por atuarem somente sobre as consequências do processo, podendo levar ao insucesso das ações de mitigação destes processos, que se constituem muitas vezes como desastres naturais (ARAÚJO et al., 2009; CUNHA e GUERRA, 2006). Por isso, é fundamental que ações de recuperação de áreas degradadas considerem as etapas de monitoramento e diagnóstico da degradação, para direcionar as práticas adequadas à recuperação do problema em questão. Sem o cumprimento destas etapas não se realiza recuperação e/ou reabilitação bem sucedida (CUNHA e GUERRA, 2006; ARAÚJO et al., 2013; LOUREIRO, 2013). Identificar os mecanismos da erosão é fundamental para elaborar projetos de controle da erosão, e os riscos inerentes à degradação ambiental e aos impactos das feições criadas pelo processo, como por exemplo, as voçorocas, pedem pesquisas que apoiem decisões sobre a recuperação de áreas degradadas (OLIVEIRA, 2005). Em se tratando de movimentos de massa, Petley (1984 in CUNHA e GUERRA, 2006) descreve que um dos principais objetivos no estudo destes é facilitar a recuperação de encostas que sofreram movimento de massa, como também o seu planejamento, com medidas preventivas, a fim de evitar novos processos do tipo. Os remanescentes da Mata Atlântica possuem diversas funções – controlam o clima, regulam os recursos hídricos, asseguram fertilidade aos solos, protegem escarpas e encostas – e incluem o patrimônio histórico e cultural (Conservation International, 2011). Assim, a erosão causada pela água merece atenção especial em áreas protegidas e seu entorno. A recuperação de áreas degradadas nesses locais converge a favor dos recursos hídricos, reduz a quantidade de sedimentos transportados, melhora a infiltração da água, e contribui na manutenção da fertilidade do solo e seu manejo adequado para o uso econômico e para a estabilização de encostas. Pode, portanto, afetar positivamente o patrimônio histórico e cultural, protegendo o primeiro e assegurando beleza cênica e segurança aos moradores, turistas e demais frequentadores. O objetivo deste trabalho é verificar as condições de erodibilidade dos solos em encostas que já apresentam processos erosivos lineares marcantes, analisando algumas de suas propriedades físicas e o teor de matéria orgânica, no contexto da degradação da área estudada. Sendo assim, este trabalho faz parte do diagnóstico de degradação dos solos da bacia do rio Piraí, que contará, futuramente, com análises da estabilidade de agregados, do monitoramento dos índices pluviométricos, pH do solo e mapeamentos e monitoramentos do processo e avanço da erosão.

Material e métodos

Para avaliar a erodibilidade do solo e compor um diagnóstico da degradação e do processo erosivo na bacia do rio Piraí, foram realizados trabalhos de campo, para seleção das áreas de estudo e para coleta de amostras de solo, deformadas e volumétricas, para serem analisadas no Laboratório de Geomorfologia Maria Regina Mousinho de Meis, do Departamento de Geografia da UFRJ. 2.1. Trabalho de Campo: Serão utilizadas neste trabalho amostras correspondentes às profundidades de 0 a 10 cm e 10 a 20 cm. Estas amostras foram coletadas nas paredes das voçorocas, com martelo pedológico; no topo do solo, com trado holandês e abertura de pequena trincheira; e tanto nas paredes, quanto na superfície, com amostrador volumétrico (Anel de Kopecky, de 100 cm³). 2.2. Trabalho em Laboratório: Seguindo o Manual de Métodos de Análise do Solo (EMBRAPA, 1997), foram realizadas análises de granulometria (textura do solo); densidade do solo (ou aparente) e porosidade; e teor de matéria orgânica, através da análise química do Carbono Orgânico, por titulação com dicromato de potássio. 2.3. Área de Estudo A área de estudo se encontra no alto e médio curso do rio Piraí, no Município de Rio Claro, reverso da escarpa da Serra do Mar (Figura 1). Está inserida em uma área que representa um trecho do Vale do Paraíba do Sul, rio de grande importância dentro da região sudeste. As áreas do reverso da Serra do Mar são caracterizadas por apresentar menor energia, devido ter menores amplitudes e declividades do relevo. Este fato possibilita que ocorra uma maior colonização e abertura de grandes áreas de pasto para o gado, intensificando a efetiva forma de ocupação do vale do Paraíba do Sul, onde foi removida grande parte de vegetação do tipo floresta de Mata Atlântica para atividade pecuária e em menor escala para atividade agrícola (FINOTTI, 2017; INSTITUTO TERRA, 2011). O município de Rio Claro apresenta uma paisagem com florestas dominando as porções superiores das bacias e fragmentos florestais no meio de ambientes antropizados. A área de estudo possui grande importância para efetivação do corredor de biodiversidade Tinguá-Bocaina (FINOTTI, 2017; INSTITUTO TERRA, 2011). Figura 1: Mapa de localização de duas das três voçorocas trabalhadas neste estudo. O Mapa apresenta a delimitação dos Municípios que compõem a bacia do rio Piraí, tributária do rio Paraíba do Sul, na região Sul Fluminense. Elaboração: LAGESOLOS, 2017. A macroforma geológica é caracterizada por um conjunto de falhas normais escalonadas, onde o front da Serra apresenta maior declividade e o reverso é caracterizado por gradientes mais suave. A bacia do rio Piraí possui, como uma de suas características à montante, picos de grande altitude, geralmente com afloramentos rochosos e, no interior da bacia, o relevo se apresenta compartimentado, com uma série de níveis de base locais. Estes proporcionam maior acúmulo de sedimentos no fundo dos vales fluviais, gerando formas planas no entorno. Os menores gradientes de declividade nas encostas do reverso da escarpa serrana e dos degraus topográficos, formados pelos diversos níveis de base locais, permitem que o solo alcance um maior nível de pedogênese. Isto gera Latossolos bem desenvolvidos, podzólicos e solos com características de gleissolos. Em termos climáticos, de acordo com dados da Agência Nacional de Águas, a área da bacia possui índices pluviométricos médios anuais de aproximadamente 1.584mm e estações bem definidas, com o período mais chuvoso entre outubro e março e o mais seco entre abril e setembro. A vegetação da área de estudo apresenta florestas de Mata Atlântica, preservadas nos divisores da bacia inseridos no Parque Estadual Cunhambebe. Além disso, há áreas de remanescentes florestais ao longo das encostas, dividindo a paisagem com áreas antropizadas, com presença de gramíneas, usos agrícolas e, principalmente, de pastagens (FINOTTI, 2017; INSTITUTO TERRA, 2011).

Resultado e discussão

De acordo com Guerra (2007) as propriedades do solo determinam a maior ou menor susceptibilidade do mesmo à erosão, sendo assim de grande importância o conhecimento de características como textura, densidade e teor de matéria orgânica para o estabelecimento de seu grau de erodibilidade. A partir das análises das amostras coletadas em campo foi possível precisar essas propriedades (Figura 2), e assim compreender melhor os fatores que ditam a dinâmica de evolução das voçorocas em questão. Figura 2: Resultados das análises laboratoriais de amostras de solo das três áreas estudadas. Legenda: A = área A; B = área B; C = área C; E = encosta; P = parede; T = tradagem; Cab = cabeceira; LD = lado direito; LE = lado esquerdo; Q = área de queimada; Pasto = coletas na pastagem, com trincheiras; fr. = franco; fr. arg. arenosa = franco argilo arenosa. As análises granulométricas mostram que a voçoroca A apresenta teores de silte e areia fina relativamente baixos – respectivamente 328g (prof. 0-10) e 317g (prof. 10-20) no lado direito (amostras 1 e 2), e 351g (prof. 0-10) 274g (prof. 10-20) no lado esquerdo (amostras 3 e 4). Essas frações do solo são particularmente importantes uma vez que, como apontado por Morgan (2005) e Guerra (2014), são as mais facilmente erodíveis, enquanto partículas mais grossas são mais difíceis de transportar em função de seu tamanho e argilas resistem à erosão devido a sua capacidade de formar agregados. Na voçoroca B, por outro lado, esses valores variam entre 590g (prof. 0-10) e 528g (prof. 10-20) no lado esquerdo (amostras 5 e 6), e 385g (prof. 0-10) e 319g (prof. 10-20) na parede da cabeceira da voçoroca (amostras 7 e 8). O alto teor das frações silte + areia fina na voçoroca B, analisando-se individualmente, sem considerar as relações entre as diferentes propriedades do solo, poderia indicar uma maior atividade erosiva nesta voçoroca em relação a voçoroca A, especialmente no lado esquerdo. Outro fato que corrobora essa interpretação são os valores do total de areia nos primeiros 10 cm de cada perfil. Na voçoroca A, a fração areia corresponde a 495g da amostra no lado direito e 509g no lado esquerdo. A presença de areia na superfície do solo pode indicar uma maior taxa de infiltração, exigindo chuvas mais fortes para gerar escoamento superficial e o carreamento dos sedimentos. No lado esquerdo da voçoroca B, esse valor cai para 286g, e na parede da cabeceira volta a subir para 543g. As amostras 9, 10, 11 e 12, tradadas em dois pontos na voçoroca B, em um corte próximo a estrada e no interior da voçoroca , apresentaram ambas, teores médio-altos de silte e areia fina e valores bastante altos de areia no horizonte superficial, se mostrando como as áreas mais estáveis da referida voçoroca. Contudo, esses valores correspondentes à granulometria do solo só ganham real importância para prever sua erodibilidade quando em conjunto com outros indicadores, como por exemplo, o teor de matéria orgânica, que é capaz de afetar a capacidade de agregação das frações (GUERRA, 2007), influenciando na formação de agregados, capazes de oferecer maior resistência aos agentes erosivos. As amostras 1 e 2 apresentam bons teores de matéria orgânica, respectivamente 3,31% e 3,92%, próximos de 3,5%, mínimo capaz de garantir certa estabilidade aos agregados. Porém, no lado esquerdo da mesma voçoroca (amostras 3 e 4), esses valores caem para 1,21% e 0,88%. As amostras 5 a 8, referentes às paredes da voçoroca B, também apresentam valores abaixo do mínimo para a estabilidade, variando entre 2,12 e 3,05. As amostras 9 e 10, coletadas no interior da voçoroca, também não apresentam valores significativamente altos. Os primeiros 10 cm apresentam conteúdo de matéria de 0,5%, enquanto os 10 cm subjacentes tem 2,68%. A densidade aparente também é um fator importante na deflagração de processos erosivos, uma vez que diz respeito ao grau de compactação do solo. De acordo com Santos (2016) uma densidade abaixo de 1g/cm³ representa baixa compactação e acima de 1,5 g/cm³ alta compactação. Por tratar-se de uma antiga área de pastagem, era de se esperar valores bem altos de densidade aparente nos terrenos da área, visto que o pisoteio do gado atua como uma força de compactação do topo do solo (BRADY, 1989 e GUERRA 2014). Os valores em ambas as voçorocas variaram entre 1,26 (prof. 0-10) e 1,53 (prof. 10-20) para a voçoroca A e 1,30 (prof. 0-10) e 1,39 (prof. 10-20) na voçoroca B. Não são valores notoriamente altos, provavelmente em decorrência da grande concentração de areia, fração mais friável e difícil de compactar e da presença de matéria orgânica. A porosidade total é diretamente afetada por esses valores, uma vez que essa propriedade é inversamente proporcional a densidade aparente. No topo do solo da voçoroca A, o lado direito apresentou 50,82% de espaços vazios e o lado esquerdo 49,17%. Na voçoroca B, mediu-se 48,29% do lado esquerdo e 43,66% na parede do fundo.

Legenda: A = área A; B = área B; C = área C; E = encosta;P = parede; T = tradagem; Cab = cabeceira; LD = lado direito; LE = lado esquerdo; Q = queimad


O Mapa apresenta a delimitação dos Municípios que compõem a bacia do rio Piraí, tributária do rio Paraíba do Sul, na região Sul Fluminense

Considerações Finais

A análise das propriedades físicas possibilita compor um diagnóstico da área estudada, em face de sua erodibilidade, correlacionando com outros fatores controladores do processo erosivo, como características das encostas e uso e cobertura da terra. Alguns resultados mostraram que a classe textural franco arenosa, uma das mais suscetíveis à erosão (FULLEN e CATT, 2004; GUERRA, 2016), foi predominante nas amostras de superfície, apresentando os maiores índices de silte e areia fina. A soma destes, representou um intervalo de 32 a 45%, correspondente aos resultados de Neves et al. (2015) e Santos et al. (2016), que encontraram teores de silte + areia fina, a partir de 35% para esta mesma classe textural. Isto poderá indicar que, com base na granulometria, o solo da voçoroca e da encosta possui granulometria compatível com maior propensão a erodir, dependendo da sua relação com outras variáveis. Isto pode auxiliar gestores públicos, no tema da erosão em áreas rurais, na conservação de solo e água, levando a melhores práticas de uso e manejo e na conservação da Mata Atlântica. Os resultados finais desse trabalho e sua discussão comporão o diagnóstico da degradação, que auxiliará na tomada de decisão quanto às maneiras de realizar a recuperação da área estudada. Ou seja, diagnosticar e recuperar, para contribuir com o estabelecimento da cobertura vegetal e com o manejo adequado, para que o processo erosivo seja controlado.

Agradecimentos

Agradecimentos à CAPES e à EMBRAPA, pela bolsa de doutorado; ao CNPq, pelas bolsas de IC - PIBIC;e à FAPERJ, pelo fomento à pesquisa.

Referências

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