Autores

Silva, B.A. (UNIOESTE - FRANCISCO BELTRÃO) ; Hayakawa, E.H. (UNIOESTE - MARECHAL CÂNDIDO RONDON) ; Martins, V.M. (UNIOESTE - MARECHAL CÂNDIDO RONDON)

Resumo

O objetivo foi identificar e sistematizar os atributos do terreno na Folha Topográfica de Marechal Cândido Rondon, Oeste do Estado do Paraná-BR. O sistema de informações geográficas Saga 2.2.6 e o QGis 2.10 foram utilizados para manipulação dos dados do SRTM, 30m de resolução. Foram identificados os setores das unidades de paisagem com condições favoráveis ao desenvolvimento da pedogênese e da geomorfogênese, incluindo os Planaltos de Cascavel, Foz do Iguaçu e São Franciso, os quais fazem parte da Bacia do Paraná III (BPIII-BR). Nos dois primeiros, os topos planos e as vertentes com declividades inferiores a 8%, os baixos ICTS e ITU, caracterizam o ambiente oxídico favorável à pedogêgene, com domínio dos LV e NV. No planalto de São Francisco predominam as vertentes com declividades superiores a 8% e ICTS elevado, favoráveis à geomorfogêse e à formação dos CX, RR e RL. Condições de saturação hídrica foram identificadas nos três planaltos, associadas aos fundos de vale, com GX.

Palavras chaves

morfometria do relevo; mapa digital de solos; pedogênese-morfogênese

Introdução

Os levantamentos de solos são atividades onerosas e demandam de mão-de-obra, tempo e recursos financeiros. Diante das restrições econômicas e de pessoal, torna-se imprescindível agilizar os trabalhos de levantamentos de solos pautados em modelos preditivos, considerando a relação solo-paisagem (BUI et al., 1999). Neste sentido, trabalhos internacionais têm se destacado no âmbito da Pedologia Moore et al. (1991, 1993), Gallant e Wilson (2000); McBratney et al. (2000, 2003). No Brasil, a introdução das geotecnologias nos levantamentos de solos tem auxiliado na redução de tempo e gastos, fazendo com que a área de mapeamento semidetalhado aumente no país, uma vez que menos de 1% do território nacional possui mapas pedológicos desse tipo (MENDONÇA-SANTOS e CATEN, 2015; SILVA, 2017). Isso, fortuitamente, está ocorrendo em um momento em que existe uma demanda crescente por dados e informações do solo para monitoramento e modelagem ambiental (McBRATNEY et al., 2003), principalmente, a partir da difusão de técnicas relacionadas ao Mapeamento Digital de Solos (MDS). Diante disso, pesquisadores brasileiros (IPPOLITI et al., 2005; SIRTOLI et al., 2008a, b; AGUILAR-MUÑOZ, 2009; SILVEIRA et al., 2012; CATEN e DALMOLIN, 2014; NOWATZKI, 2013; SILVA 2017) têm contribuído para suprir a demanda de informações referente a distribuição dos solos a partir do uso de informações morfométricas primárias e secundárias do terreno, oriundas de Modelos Digitais de Elevação (MDE) ou Modelos Digitas do Terreno (MDT). A Declividade, a Altimetria e a Curvatura do terreno são alguns dos principais atributos primários do terreno, enquanto que os Índices Topográfico de Umidade, Capacidade de Transporte de Sedimentos e Índice de Corrente de Máximo Fluxo, obtidos a partir da combinação daqueles primários, são exemplos de atributos secundários (MOORE et al., 1993; GALLANT e WILSON, 2000; McBRATNEY et al., 2003). A utilização desses atributos fundamenta-se uma vez que, a partir da configuração geométrica do terreno, é possível inferir sobre o movimento da água numa vertente e extrapolar a distribuição espacial de processos relacionados à pedogênese-morfogênese, permitindo predizer a espacialização dos solos (MOORE et al., 1991; GOBIN et al., 2001). Assim, portanto, modelos quantitativos de distribuição dos solos, tais como os MDS, estão se tornando tendência e paradigma para o levantamento de solos (HUDSON, 1992) diante da inegável influência que os atributos do relevo imprimem aos processos de formação do solo (VIDAL-TORRADO et al., 2005; SILVA, 2017). Portanto, a importância deste trabalho passa pela demanda por informações detalhadas da distribuição dos solos na região Oeste do Estado do Paraná, que por sua vez pode contribuir para minimizar o constante e crescente desencadeamento de processos erosivos e de compactação observados nos Latossolos Vermelhos e Nitossolos Vermelhos de textura argilosa (GIAROLA et al., 2007). Assim, o objetivo deste trabalho foi sistematizar dados referentes aos atributos primários e secundários do terreno da Folha Topográfica de Marechal Cândido Rondon – PR, a partir de Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) e MDE, tendo em vista subsidiar a elaboração do MDS da área de estudo e obter informações, em escala aproximada de 1:50.000, sobre a distribuição dos solos de forma mais rápida e eficaz.

Material e métodos

A Folha Topográfica de Marechal Cândido Rondon (SG-21-X-B-VI-2) localiza-se na Região Oeste do Estado do Paraná e abrange os municípios de Marechal Cândido Rondon, Pato Bragado, Entre Rios do Oeste, Santa Helena, Ouro Verde do Oeste, Toledo e Quatro Pontes. A litologia da área de estudo é composta por rochas basálticas do Grupo Serra Geral, da Formação Cascavel e é subdividida em Membro Toledo (litologia maciça) e Membro Santa Quitéria (litologia vesicular) (ARIOLI, 2013). O tipo climático predominante é o Cfa, clima subtropical mesotérmico úmido, verão quente, temperaturas médias anuais entre 18 e 22ºC, sem ocorrência de estação seca e precipitação média anual entre 1400 e 2000 mm (PARANÁ, 2013). A área de estudo situa-se entre três unidades morfoesculturais, mapeadas por Santos et al. (2006): Planalto de Foz do Iguaçu (200 – 240 metros de altitude), Planalto de São Francisco (240 – 480 metros) e Planalto de Cascavel (400 – 510 metros). O relevo em questão reflete a interação litológica e hidrográfica representada por rios perenes e dendríticos. Os principais cursos fluviais são o Rio São Francisco Verdadeiro, Arrio Fundo, Rio Marreco e o Rio Guaçu. As principais classes de solos encontradas na Folha de Marechal Cândido Rondon são os Latossolos e Nitossolos Vermelhos, Neossolos Regolíticos e Litólicos, Cambissolos Háplicos e Gleissolos Háplicos (SILVA, 2017). As características desses solos, associados ao tipo climático, sustentam a vegetação Estacional Semidecidual (IBGE, 2012) e as principais atividades econômicas estão pautadas na produção de grãos e de gado leiteiro. A obtenção e a sistematização dos dados referentes aos atributos topográficos do terreno (primários e secundários) ocorreram no Sistema de Informação Geográfica (SIG) Saga 2.2.6, a partir da manipulação do SRTM (Shutlle Radar Topography Mission), 30 metros de resolução. Em seguida, os dados morfométricos primários (Declividade e Topografi), e os secundários (Índice Topográfico de Umidade-ITU) e o Índice de Capacidade de Transporte de Sedimentos (ICTS) foram manipulados no SIG QGis 2.10 para a discretização das classes temáticas. Para classes de declividade adotou-se os intervalos estabelecidos pela Embrapa (2013), enquanto que para o ITU e o ICTS os intervalos foram definidos considerando da atuação da pedogênese em relação à morfogênese (Tabela1).

Resultado e discussão

No Planalto de Foz do Iguaçu, a dissecação fraca do relevo reflete o predomínio de classes de declividade entre 0 e 8%, representando 70% do compartimento. Essas classes de declividade estão distribuídas ao longo dos interflúvios, segmentos de alta vertente e fundos de vales, enquanto que 30% da área desse compartimento estão relacionados às classes de declividade maiores que 8% e aos segmentos de alta, média e baixa vertente (Figura 1). O planalto de São Francisco apresenta dissecação média e mais de 90% desse compartimento possui classes de declividade superiores a 8%, as quais estão associadas aos segmentos de alta, média e baixa vertentes e aos fundos de vales em forma de V. Somente 8,3% desse compartimento está associado às formas de relevo planas dos setores de interflúvio e fundos de vale. Situação oposta é observada no Planalto de Cascavel, onde predominam as declividades de 0 - 8%, em 53,7% de sua área. Isso está associado aos segmentos de interflúvios, alta vertente e fundos de vales abertos. Os outros 46,1% do compartimento apresentam classes de declividade entre 8 e 45%. Diante dos atributos do terreno apresentados nos três planaltos, foi possível determinar a distribuição dos solos conforme a espacialização das classes de declividade, corroborando a ideia de que os atributos primários (Declividade) são reconhecidos como importantes recursos para a realização de levantamentos de solos (CHAGAS, 2006). Nos setores com 8% de inclinação predomina o fluxo vertical da água no manto de alteração, favorecendo a pedogênese e o desenvolvimento dos Latossolos Vermelhos. Nos compartimentos com setores de declividades entre 8 e 20% de inclinação, os processos laterais tendem a predominar (VITTE e MELLO, 2007). Nesses setores, a ocorrência de Latossolos e Nitossolos é comum (MAGALHÃES, 2009; SILVA, 2017). Nos segmentos em que a inclinação da vertente é maior que 20%, é comum a intensificação dos fluxos superficiais, removendo o material pedogênico. A declividade do terreno, portanto, é o atributo condicionante da velocidade dos fluxos hídricos superficiais e subsuperficiais ao longo das vertentes, interferindo diretamente na pedogênese e na morfogênese local. Os ICTSs I e II, que indicam condições de domínio da pedogênese em relação à geomorfogêse, representam 91,3% e 98,2% do Planalto de Foz do Iguaçu e de Cascavel, respectivamente (Figura 2); enquanto que, no Compartimento de São Francisco, as condições geomorfológicas condicionam que 58,5% da área possua alta capacidade de transportar de sedimentos (ICTS III). A partir dos valores de ICTS identificados (Figura 2), foram definidas duas condições de evolução dos mantos de alteração. As classes ICTS I e II estão associadas à condição de estabilidade, favorecendo a atuação dos processos pedogenéticos, enquanto que a classe ICTS III representa os setores erosivos com predomínio da morfogênese (MOORE et al., 1993; GALLANT e WILSON, 2000). Por meio do mapa do ICTS foi possível indicar as áreas com adelgamento do solo e valores elevados de ICTS (III). Os setores da paisagem em que predominaram essa classe estão sujeitos a uma maior capacidade de transporte de sedimentos, em relação aos setores com ICTS I e II. Em consequência disso, os solos formados nessa condição podem ser caracterizados como perfis de adelgamento (THOMAS, 1998), devido ao predomínio da morfogênese (SILVEIRA, 2010). Assim, foi possível registrar e mapear a área de ocorrência de Neossolos e Cambissolos nos setores indicados como instáveis. Da mesma forma foram identificadas as áreas de ocorrência dos Latossolos Vermelhos, associadas aos setores da paisagem com ICTS I e II, e em condições de estabilidade geomorfogenética (KER, 1999), podendo ocorrer, também, os Nitossolos Vermelhos (ICTS II). Com relação ao ITU, cabe ressaltar que este índice representa a distinção espacial de zonas de saturação superficial nas paisagens (MOORE et al., 1993; SILVEIRA, 2010; NOWATZKI, 2013). O Planalto de Foz do Iguaçu apresentou 18,8% da sua área relacionadas à classe de ITU III (Tabela 1), enquanto que as classes de ITU I e II estão associadas a 81,2% do planalto, demonstrando baixa e intermediária capacidade para saturação hídrica da paisagem (Figura 3). No Planalto de Cascavel os valores morfométricos do terreno indicaram condições próximas ao do compartimento anterior. Entretanto, 92,1% de sua área apresentaram baixa e intermediária capacidade para saturação hídrica (ITU I e II). O Planalto de São Francisco apresentou 10,5% da sua área com classe de ITU III, enquanto que 89,5% dessa área apresentam baixa a intermediária capacidade para saturação hídrica (ITU I e II). Esses valores caracterizam- se como importantes indicativos para a predominância de solos que são desenvolvidos em condições de boa drenagem ou drenagem excessiva, como os Latossolos e Nitossolos Vermelhos. Diante dos atributos morfométricos, declividade e ITU, foi possível diferenciar dois principais grupos de solos: bem drenados e mal drenados (EMBRAPA, 2013). Nos setores em que os valores de ITU foram superiores a 10 (ITU III), os processos de hidromorfismo são recorrentes (SILVEIRA et al., 2012; PRATES et al., 2012), devido à saturação hídrica (MOORE et al., 1993; GRUBER e PECKHAM, 2009), favorecendo a formação dos Gleissolos. Situação contrária ocorre nos setores com valores inferiores a 10 de ITU (ITU I e II), representando as condições de boa drenagem da paisagem (MOORE et al., 1993; SILVEIRA, 2010; NOWATZKI, 2013) e o desenvolvimento dos Latossolos e Nitossolos Vermelhos.

Figura 1

Mapa de declividade da área de estudo.

Tabela - 1

Intervalos definidos para as classes temáticas de ITU e ICTS.

Figura - 2

Mapa do Índice de Capacidade de Transporte de Sedimentos da área de estudo.

Figura - 3

Mapa de Índice Topográfico de Umidade da área de estudo.

Considerações Finais

A partir da sistematização dos atributos morfométricos do terreno, foi possível reagrupar a área de estudo em duas unidades, considerando a semelhança entre os atributos primários e secundários: a) Planalto de Foz de Iguaçu e Cascavel com setores da paisagem, predominantemente, planos a suave ondulados (0-8% de declividade), bem drenados, oxídicos, estáveis à erosão e favoráveis à atuação da pedogênese (ICTS I e II). Neste planalto, a cobertura pedológica, portanto, é formada, principalmente, por Latossolos e Nitossolos Vermelhos; b) o Planalto de São Francisco que apresenta condições mais favoráveis à atuação da geomorfogênese, predominando, portanto, vertentes com declividades superiores a 8% e ICTS III. Deste modo, é possível atribuir a este planalto, via de regra, uma cobertura superficial adelgada, representada por Neossolos Regolíticos/Litólicos e Cambissolos. Em ambas as unidades os setores com saturação hídrica e óxido-redução favorecem as condições de ambientes com formação de Gleissolos, conforme demonstraram os valores de Índice Topográfico de Unidade (ITU III), identificados nos três planaltos.

Agradecimentos

À Capes pelo financiamento da bolsa de mestrado, Unioeste e aos orientadores deste trabalho.

Referências

AGUILAR-MUÑOZ, V. Análise geomorfométrica de dados SRTM aplicada ao estudo das relações solo-relevo. São José dos Campos: INPE, 2009.
ARIOLI, E. A. et al. O Grupo Serra Geral no Estado do Paraná: Mapeamento geológico das cartas 1:250.000 de Guaíra, Cascavel, Campo Mourão, Foz do Iguaçu, Guaraniaçu, Guarapuava, Pato Branco e Clevelândia. Serviço Geológico do Paraná (MINEROPAR). Curitiba, v.2, 2013, 596p.
BUI, E. N.; LOUGHHEAD, A.; CORNER, R. Extracting soil-landscape rules from previous soil surveys. Aust. J. Soil Res., 1999, 37, p.495-508.
CATEN, A. ten; DALMOLIN, R. S. D. Geoprocessamento como aliado da Pedologia. In: Boletim informativo Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa: SBCS, vol.39, nº1, 2014.
CHAGAS, C. S. Mapeamento digital de solos por correlação ambiental e redes neurais em uma bacia hidrográfica de domínio de mar de morros. Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2006. (Tese de Doutorado)
EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Brasília, DF: Embrapa 3ª ed., 2013, 353p.
GALLANT, J. C.; WILSON, J. P. Primary topographic attributes. In: WILSON, J. P.; GALLANT, J. C. (eds.). Terrain Analysis: Principles and applications. New York: John Wiley, 2000. p. 51-85.
GIAROLA, N. F. B.; TORMENA, C. A.; DUTRA, A. C. Degradação física de um latossolo vermelho utilizado para produção intensiva de forragem. R. Bras. Ci. Solo, 31, 2007, p.863-873.
GOBIN, A.; CAMPLING, P.; FEYEN, J. Soil-landscape modelling to quantify spatial variability of soil texture. Physics and Chemistry of the Earth, v. 26, 2001, p. 41-45.
GRUBER, S.; PECKHAM, S. Land-surface parameters and objects in hydrology. In: HENGL, T.; REUTER, H.I. (Eds.). Geomorphometry - Concepts, Software, Applications. Amsterdam: Elsevier, 2009.
HUDSON, B. D. The soil survey as a paradigm-based science. Soil Science Society of America Journal, v. 56, 1992, p. 836-841.
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Manual Técnico da Vegetação Brasileira. Rio de Janeiro, 2012.
IPPOLITI, G. A. R. et al. Analise digital do terreno: ferramenta na identificação de pedoformas em micro bacia na região de “Mar de Morros” (MG). Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 29, nº 02, 2005, p. 269-276.
KER, J. C. Latossolos do Brasil: uma revisão. Geonomos, v 5, 1997, 17-40.
MAGALHÃES, V. L. Os sistemas pedológicos e paisagem na bacia da sanga clara, município de Marechal Cândido Rondon. UEM, Maringá- PR, 2008. (Dissertação de Mestrado em Geografia).
McBRATNEY, A. B. et al. An overview of pedometric techniques for use in soil survey. Geoderma, v. 97, n. 3-4, 2000, p.293-327.
McBRATNEY, A. B.; SANTOS, M. L. M.; MINASNY, B. On digital soil mapping. Geoderma, v. 117, 2003, p. 3-52.
MENDONÇA-SANTOS, M. L.; CATEN A. ten. Mapeamento Digital de Solos (MDS): avanços e desafios. In: Boletim informativo Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Viçosa: SBCS, vol.40, nº2, 2015.
MOORE, D.; GESSLER, P. E.; NIELSEN, G.A.; PETERSEN, G.A. Soil attribute prediction using terrain analysis. Soil Science America Journal, 57, 1993, 443-452.
MOORE, D.; GRAYSONR, B.; LADSONA, R. 1991, Digital terrain modelling: review of hydrological, geomorphological, and biological applications. Hydrological Processes, 5, 1991, p.3-30.
NOWATZKI, A. Utilização de atributos topográficos no mapeamento preliminar de solos da Bacia Hidrográfica do Rio Pequeno (Antonina/PR). Departamento de Geografia, Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2013. (Dissertação de Mestrado).
PARANÁ. Secretaria de Estado do Meio Ambiente e Recursos Hídricos. Bacias hidrográficas do Paraná: Série histórica. 2. ed. Curitiba, 2013.
PRATES, V.; SOUZA, L. C.; OLIVEIRA JUNIOR, J. C. Índices para a representação da paisagem como apoio para levantamento pedológico em ambiente de geoprocessamento. R. Bras. de Eng. Agr. e Amb., v.16, n.4, p.408–414, 2012.
SANTOS, L.J.C. et al. Mapeamento geomorfológico do Estado do Paraná. Revista Brasileira de Geomorfologia, 7: 3. 2006.
SILVA, B. A. Mapeamento convencional e digital de solos na folha topográfica de Marechal Cândido Rondon – PR – Brasil. Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Campus de Marechal Cândido Rondon – PPGG, 2017, 92p. (Dissertação de Mestrado).
SILVEIRA, C. T. Análise digital do relevo na predição de unidades preliminares de mapeamento de solos: Integração de atributos topográficos em Sistemas de Informações Geográficas e redes neurais artificiais. Curitiba, Departamento de Geografia, Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná, 2010, 153p. (Tese Doutorado em Geografia).
SILVEIRA, C. T.; OKA-FIORI, C.; SANTOS, L. J. C.; SIRTOLI, A. E.; SILVA, C. R. Pedometria apoiada em atributos topográficos com operações de tabulação cruzada por álgebra de mapas. R. Bras. de Geom. Vol. 13, nº 2. 2012.
SIRTOLI, A.E.; SILVEIRA, C.T.; MONTOVANI, L.E.; SILVA, C.R.; RIBEIRO, S.R.A.; OKA-FIORI, C. Atributos topográficos secundários no mapeamento de pedoformas. Geociências, 21:63-77, 2008b.
SIRTOLI, A.E.; SILVEIRA, C.T.; MONTOVANI, L.E.; SIRTOLI, A.R.A.; OKA-FIORI, C. Atributos do relevo derivados de modelo digital de elevação e suas relações com solos. Scientia Agraria, 9:317-329, 2008a.
THOMAS, M. The role of etch processes in landform development. II. Etching and the formation of relief. Zeitschrift fuer Geomorphologie, v.33, 1989, p.257-274.
VIDAL-TORRADO, P. et al. Conceitos e aplicações das relações Pedogolia-Geomorfologia em regiões tropicais úmidas. Tópicos Ciência do Solo, vol. 4, 2005.
VITTE, A C; MELLO, J. P. Considerações sobre a erodibilidade dos solos e a erosividade das chuvas e suas conseqüências na morfogênese das vertentes: um balanço bibliográfico. Climatologia e Estudos da Paisagem. Rio Claro - Vol.2 – nº2, julho/dezembro, 2007, p. 131.