Autores
- ADINAN MARZULO MAIA MARTINSUFRJ/EMBRAPAEmail: adinanmaia@gmail.com
- GUSTAVO M. VASQUESEMBRAPA SOLOSEmail: gustavo.vasques@embrapa.br
- RICARDO DE OLIVEIRA DARTEMBRAPA SOLOSEmail: ricardo.dart@embrapa.br
- WALDIR DE CARVALHO JUNIOREMBRAPA SOLOSEmail: waldir.carvalho@embrapa.br
- SILVIO BARGE BHERINGEMBRAPA SOLOSEmail: silvio.bhering@embrapa.br
- NILSON PEREIRA RENDEIROEMBRAPA SOLOSEmail: nilson.pereira@embrapa.br
- CÉSAR DA SILVA CHAGASEMBRAPA SOLOSEmail: cesar.chagas@embrapa.br
- BRAZ CALDERANO FILHOEMBRAPA SOLOSEmail: braz.calderano@embrapa.br
Resumo
A relação entre as formas de relevo e as classes de solos podem contribuir para
entendermos a dinâmica quanto a sua paisagem e processos exógenos presentes na
região. Por isso, esse trabalho em pesquisa têm por objetivo estabelecer
associações de classes de relevo oriundo de dados do Modelo Digital de Elevação
Copernicus de resolução espacial de 30 metros e com o mapa dos tipos de solos da
EMBRAPA para as bacias hidrográficas Amambaí, Iguatemi e Ivinhema nas porções
sul e sudeste do Estado do Mato Grosso do Sul. Associações sugerem que na área
de estudo apresentam LVd, LVdf e RQo em planícies como representação dominante,
porém, outras áreas sugerem uma susceptibilidade a processos de erosão como a
associação de RQo na classe de relevo fluxos. Contudo, a contribuição
quantitativa e qualitativa poderão contribuir para evitar perdas de solos e
assoreamentos de rios na região.
Palavras chaves
bacias; solos; relevo; geotecnologias; MS
Introdução
A utilização de Modelos Digitais de Elevação (MDEs) para a análise e descrição
de relevos tem se intensificado nas últimas décadas (SKENTOS, 2018). A
especialização em função da capacitação técnica por parte de usuários de
Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e o aperfeiçoamento quanto ao
desenvolvimento de softwares e hardwares tem possibilitado um melhor
aproveitamento e a ampliação de áreas de análise espacial a partir de dados
globais gratuitos de elevação e outros.
Processos físicos e biológicos que atuam na paisagem são correlacionadas com a
posição topográfica (WEISS, 2000) e entender a heterogeneidade da topografia em
escala local desempenha um papel importante para direcionar o uso do solo e o
manejo agrícola e florestal, assegurando produtividade e conservando a
diversidade (KUBOTA et al., 2004). Nesse sentido, a análise conjunta do relevo
com dados de solos e de geologia ajuda na compreensão topográfica, pedológica e
geológica da região, servindo como base para a determinação dos locais mais
apropriados para o uso antrópico.
A investigação do tipo de solo e da sua relação com a topografia pode fornecer
elementos importantes para a caracterização de bacias hidrográficas de uso
misto. O solo desempenha um papel fundamental nos ecossistemas, na produção de
alimentos, na regulação do clima e nos ciclos da água e dos elementos (DIEK et
al., 2017; DEMATTÊ et al., 2018). O manejo e a conservação do solo adequadas de
acordo com as suas características e sua posição na paisagem possibilita a
prevenção e amenização de processos erosivos em áreas que possuem aptidão
agrícola.
Este trabalho tem por objetivo relacionar os tipos de solos presentes nas bacias
hidrográficas do Amambaí, Iguatemi e Ivinhema, no sul do Estado do Mato Grosso
do Sul, com as formas de relevo da região obtidas a partir do MDE Copernicus DEM
(ESA, 2023) com resolução espacial de 30 m.
Material e métodos
A abordagem metodológica para este trabalho contou com a utilização do Modelo
Digital de Elevação global Copernicus DEM GLO-30 (ESA, 2023) de resolução
espacial de 30 m distribuído pelo plugin OpenTopography no programa QGIS (QGIS
Association, Zurique, Suíça). Este MDE é originário da missão espacial TanDEM-X
e de outras fontes, e é atualizado regularmente buscando melhor qualidade. Como
parâmetro para o recorte da área de estudo foram utilizados os limites
territoriais das bacias hidrográficas do Amambaí, Iguatemi e Ivinhema, no sul do
Estado do Mato Grosso do Sul, acrescidos de um buffer de 1 km para fins de
evitar efeitos de borda.
No programa ArcGIS Pro (ESRI, Redlands, EUA), foi aplicada a ferramenta Fill
para remoção de depressões espúrias, seguida da ferramenta Focal Statistics para
aplicar filtros de média em janelas móveis subsequentes de 3x3, 3x3 e 7x7. Tal
procedimento suaviza a superfície do MDE amenizando os efeitos da cobertura.
Após os filtros, o MDE suavizado foi processado no programa SAGA GIS (SAGA User
Group Association, Hamburgo, Alemanha) para segmentar os tipos de relevo por
meio da ferramenta TPI Based Landform Classification, que, por sua vez, realiza
a categorização do resultado obtido pela ferramenta Topographic Position Index
presente no programa. Como resultado, o MDE é segmentado em 10 tipos de relevo,
sendo: Fluxos, Drenagens de meia encosta, Drenagens de terras altas, Vales,
Planícies, Encostas abertas, Encostas superiores, Cumes locais, Cumes de meia
encosta e Cumes altos.
Os tipos de relevo obtidos foram então cruzados com o mapa de solos do Estado do
Mato Grosso do Sul (escala 1:250.000) via álgebra de mapas utilizando a
ferramenta Raster Calculator do ArcGIS Pro e aplicando a seguinte fórmula: 1000
x Mapa de solos + Mapa de tipos de relevo. Dessa maneira, o valor obtido em cada
pixel carrega tanto a informação do tipo de solo quanto do tipo de relevo.
Após o cruzamento, a área de cada combinação de tipo de solo com tipo de relevo
foi calculada, bem como a sua porcentagem em relação à área total das três
bacias estudadas. As combinações com maior área dentro das três bacias
representam as mais importantes associações entre tipo de solo e tipo de relevo
da região.
Resultado e discussão
Ao todo estão presentes 233 associações entre classes de solos e classes de
relevo nas bacias hidrográficas do Amambaí, Iguatemi e Ivinhema. As associações
entre solo e relevo predominantes na área são compostas por LATOSSOLOS VERMELHOS
Distroférricos (LVdf), LATOSSOLOS VERMELHOS Distróficos (LVd) e NEOSSOLOS
QUARTZARÊNICOS Órticos (RQo) associados a Planícies e o ocupam 22,4, 16,3 e
13,2% da área de estudo, respectivamente (Tabela 1).
Essas classes que correspondem aos Latossolos Vermelhos associados a planícies
são áreas que podem favorecer a aptidão agrícola na região em função de uma boa
retenção de áreas e nutrientes, sem contar com boa fertilização para esta
classe de solo. Por outro lado, os Neossolos Quartzarênicos, por ser um tipo de
solo com material inconsolidado, com baixa retenção de nutrientes e água podem
apresentar baixa aptidão agrícola nessas áreas.
É possível observar também a relação dos Gleissolos (GMbd e GMve) em áreas de
planície. Essas classes, por sua vez, têm relação com áreas próximas de acúmulo
de água significativo onde correspondem 3,20 e 3,05% das bacias hidrográficas
estudadas. Isso fica evidente ao associarmos estas classes de solos com as
proximidades de rios principais (Amambaí, Iguatemi e Ivinhema) onde acabam
desembocando fluxos de água para o Rio Paraná.
Outra associação importante presente neste trabalho em pesquisa é a associação
da classe de relevo correspondente a encostas superiores a tipos de solos como
LVd, LVdf e RQo. A topografia local pode sinalizar a susceptibilidade a erosão
hídrica e gravitacional onde podem levar a escoamentos mais significativos
podendo desfavorecer práticas econômicas de agricultura na região. É importante
mencionar também que esta topografia não é comum para a classe de solo RQo uma
vez que geralmente são associados a lugares planos e rasos.
Além disso, outra associação marcante que pode significar em processos intensos
de erosão local é a classe de relevo fluxos e a classe de solos RQo que acabam
preenchendo 1,12% da área de estudo podendo indicar um declive mais intenso
nessas áreas favorecendo tais processos. A correspondência de vales com as
classes de solos LVd, LVdf e RQo podem indicar áreas deposicionais sendo
transportadas por outras classes de relevo presentes na região onde as áreas são
3,45%,1,19% e 1,12%.
Nas proximidades do Rio Iguatemi presente na porção sul do Estado do Mato Grosso
do Sul (Figura 1 - A e B) é possível observar a relação intensa de encostas
superiores, encostas abertas e fluxos com a classe de solo RQo, que devido o seu
caráter inconsolidado e baixo desenvolvimento, são indicativos proeminentes de
áreas suscetíveis à erosão presentes nos recortes presente nos mapas.
As classes de solos LVdf, LVd e RQo são as mais abundantes nas bacias
hidrográficas. Em área elas ocupam ao todo 76,96% de todo o recorte espacial
deste trabalho. Quando analisamos individualmente e desmembramos esses 3 tipos
de solos em classes de relevos (Figura 2 - A, B e C) podemos ver padrões de
distribuição relativamente parecidos.
Contudo, as classes de relevo “Planície”, “Encostas Superiores”, “Vales” e
“Drenagem de Meia Encosta” são as que mais se destacam para o LVdf, enquanto que
para as classes de solos LVd e RQo são predominantes os relevos “Planície”,
“Encostas Superiores”, “Vales” e “Fluxos”.
Elaborado por autores feitos a partir dos dados do MDE Copernicus de resolução espacial de 30 metros e os dados do mapa de solos da EMBRAPA.
A - Referente ao mapa que representa a classificação dos tipos de relevo. B - Referente ao mapa que representa as classes de solos.
A - LVdf (Latossolo Vermelho Distroférricos). B - LVd (Latossolo Vermelho Distróficos). C - RQo (Neossolos Quartzarênicos Órticos).
Considerações Finais
As associações observadas entre as formas de relevo e os tipos de solos nas bacias
hidrográficas do Amambaí, Iguatemi e Ivinhema, MS, contribuem para uma melhor
compreensão das relações solo-paisagem da região e fornecem elementos descritivos
importantes para a tomada de decisão por governos em diversas esferas. Além disso,
contribuem para o entendimento e controle dos processos erosivos na região,
evitando a perda de solo e o assoreamento do Rio Paraná e do reservatório da Usina
Hidrelétrica de Itaipu localizado à jusante.
Agradecimentos
Gostaria de agradecer o apoio de familiares e amigos. Gostaria de agradecer também
aos apoios institucionais da EMBRAPA-SOLOS e a FAPED que contribuem diariamente
para a minha formação profissional.
Referências
DEMATTÊ, J. A. M., FONGARO, C. T., RIZZO, R., & SAFANELLI, J. L. (2018). Geospatial Soil Sensing System (GEOS3): A powerful data mining procedure to retrieve soil spectral reflectance from satellite images. Remote Sensing of Environment, 212, 161-175. doi:10.1016/j.rse.2018.04.047.
DIEK, S., FORNALLAZ, F., SCHAEPMAN, M. E., & de JONG, R. (2017). Barest Pixel Composite for Agricultural Areas Using Landsat Time Series. Remote Sensing, 9(12), 1245. doi:10.3390/rs9121245.
ESA (European Space Agency). Copernicus DEM - Global and European Digital Elevation Model (COP-DEM). Paris, França: ESA, 2023. DOI: https://doi.org/10.5270/ESA-c5d3d65.
GUISAN, A., WEISS, S.B., and WEISS, A.D. (1999). GLM versus CCA spatial modeling of plant species distribution. Plant Ecology 143, 107-122.
KUBOTA, Y., MURATA, H. & KIKUZAWA, K. (2004). Effects of topographic heterogeneity on tree species richness and stand dynamics in a subtropical forest in Okinawa Island, southern Japan. Journal of Ecology, 92, 230-240.
SKENTOS, A. Topographic Position Index Based Landform Analysis of Messaria (Ikaria Island, Greece). Acta Geographica Bulgarica, (1), 2018, 53-64. DOI: https://doi.org/10.18509/AGB.2018.01
WEISS, A.D. Topographic Position and Landforms Analysis. poster.
WILSON, J.P. & GALLANT, J.C. (2000): Terrain Analysis - Principles and Applications. John Wiley & Sons, New York.
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