Autores
- MARIA RITA MONTEIRO DE LIMAUNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO - CAMPUS GARANHUNSEmail: mariarita.08lima@gmail.com
- SIDNEY WALISON SANTOS DA SILVAUNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO - CAMPUS GARANHUNSEmail: sidneycontacton@gmail.com
- KLEBER CARVALHO LIMAUNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO - CAMPUS GARANHUNSEmail: kleber.carvalho@upe.br
Resumo
A ocorrência de processos erosivos afeta o mundo todo em graus variados, no
semiárido pernambucano não é diferente, especialmente em áreas de agricultura
irrigada. Na bacia hidrográfica Limão Bravo é necessário a contextualização da
espacialização do uso e ocupação da terra, essa espacialização sendo aplicada pela
adaptação da carta de morfoconservação de Verstappen e Zuidam (1975). Através do
uso de geotecnologias LiDAR e métodos de interpretação visual, são gerados produtos
que auxiliam no entendimento dos aspectos atuantes sobre a superfície terrestre,
auxiliando no melhor manejo tendo em vista que a área em estudo apresenta aspectos
naturais que favorecem o surgimento de processos erosivos.
Palavras chaves
Carta de morfoconservação; erosão; liDAR; perímetro irrigado; relevo
Introdução
No semiárido pernambucano, a erosão hídrica é a que acontece de forma mais
recorrente, devido às características climáticas e características como solos
mais suscetíveis à erosão, onde os índices pluviométricos concentrados em poucos
meses do ano, contribuem com o impacto das gotas de chuvas e com o escoamento
superficial sobre o solo (DIAS, 2004; WEIS et al. 2022). Esse tipo de erosão,
associado com a retirada da vegetação e práticas agrícolas inadequadas, também
contribuem para a perda de solo, onde pluviosidade, topografia e tipo do solo são
levados em consideração nesse tipo de análise (OLIVEIRA; PARANHOS FILHO;
GUARALDO, 2022; ZANATTA; LUPINACCI; BOIN, 2019).
De acordo com Guerra (2015), a erosão hídrica é identificada quando se inicia o
escoamento difuso, removendo a camada superficial do solo, seguido do escoamento
concentrado, formando erosão linear. Nas áreas de agricultura irrigada, os
métodos de irrigação, somados às chuvas torrenciais, contribuem para o
aparecimento de formas erosivas derivadas do escoamento laminar e concentrado.
Após a retirada da vegetação, o solo torna-se menos protegido, tornando-o mais
suscetível aos processos erosivos.
Segundo Semas (2020), o semiárido pernambucano apresenta alta suscetibilidade à
desertificação, onde este processo pode contribuir com a ocorrência da erosão em
diferentes estágios, onde apresentam fatores que influenciam no aumento da
infertilidade dos solos, diretamente associados com o manejo impróprio e técnicas
de mecanização em um curto intervalo de tempo. Essa é uma temática bastante
recorrente no Estado de Pernambuco, em decorrência aos índices de suscetibilidade
que são expostas nessas áreas, desse modo contribuem com a redução da cobertura
vegetal e com a perda da capacidade produtiva em áreas agrícolas (POESEN, 2017;
GOIS, 2020), sendo necessário analisar as dinâmicas físicas e antrópicas a partir
de geotecnologias.
A realização de um mapeamento geomorfológico em nível de detalhe, pode auxiliar
no entendimento dos processos e na distribuição das feições erosivas, bem como o
seu grau de evolução, além de enfatizar a importância nos estudos das formas de
relevo no meio científico (BURGOS, 2009; LIMA et al., 2023). De acordo com
Niemann, Menezes e Fernandes (2019) a cartografia geomorfológica comprovou-se
como uma grande aliada para diferentes estudos, contribuindo na identificação e
compreensão dos processos erosivos, que estão diretamente relacionadas às
modificações na superfície durante o Antropoceno. As formas derivadas dessas
modificações são representadas através de mapas com as alterações que ocorreram
ao longo do tempo, tanto de modo natural como antrópico (BATISTA, 2005; LATOCHA,
2009; ZANATTA; LUPINACCI; BOIN, 2019).
Nas últimas décadas as tecnologias avançaram rapidamente, contribuindo cada vez
mais no detalhamento e análises de áreas na superfície terrestre. Os sensores
remotos atuais, por exemplo, utilizam o laser como fonte de energia própria
(Light Detection and Ranging – LiDAR), que permitem a melhor identificação de
áreas que apresentam riscos geomorfológicos (MELO; SANTOS; CASELA, 2016). Através
da obtenção de fotografias simultâneas com perfilamento a laser e marcações das
coordenadas geográficas, tem-se melhor precisão dos dados obtidos (JÚNIOR; CRUZ;
RODRIGUES, 2008).
Diante o exposto, o objetivo deste trabalho é analisar os processos erosivos em
escala de detalhe, em áreas de agricultura irrigada suscetíveis a desertificação,
por meio de geotecnologias. Busca-se também, avaliar os produtos derivados de
sensores orbitais de alta resolução, na compreensão dos processos erosivos
ocorridos neste cenário. Para tais objetivos, foi selecionada uma bacia
hidrográfica no município de Petrolândia (Pernambuco), que apresenta diferentes
estágios erosivos em áreas de agricultura irrigada, e nível acentuado a severo de
suscetibilidade à desertificação. (SEMAS, 2020; LIMA; LUPINACCI, 2022).
Material e métodos
3.1 Área de estudo
Á área de estudo selecionada foi a bacia hidrográfica da Baixa do Limão Bravo
(Figura 1), localizada no município de Petrolândia, na Microrregião de Itaparica,
semiárido do estado pernambucano. O clima dessa área é do tipo BSh (semiárido-
quente), segundo a classificação de Koppen. A média pluviométrica anual é de 540
mm e a temperatura média anual é de 25°C (EMBRAPA, 2004).
Situada no Planalto da Bacia do Jatobá, sua geologia é composta por rochas
sedimentares do Paleozóico ao Cenozoico com ocorrência de lineamentos. Sua
repartição é dividida em depósitos aluvionares, Depósitos colúvio-eluviais,
Formação São Sebastião, Formação Sergi, Formação Aliança, Formação Tacaratu
(BRASIL, 2018). Desenvolveu-se sobre a bacia sedimentar, relevo com topos planos
e declividade predominantemente entre 0 e 2% com altitude entre 299 e 560 metros.
Sobre o relevo da área, desenvolveu-se os Neossolos Quartzarênicos e Vertissolos
Háplicos.
3.2 Produtos do Projeto Pernambuco Tridimensional (PE3D)
Para o desenvolvimento da pesquisa, foram utilizados produtos gerados por
perfilamento a laser, como Ortoimagem e Modelo Digital de Terreno (MDT) com
resolução espacial, respectivamente de 1 m e 0,5 m (Figura 2).
A partir do MDT, foram extraídas curvas de nível com equidistância de 5 m, com o
objetivo de auxiliar na identificação das incisões. Também derivadas do MDT,
foram elaboradas duas superfícies sombreadas: a primeira com azimute 315° e
altitude 45° e a segunda com azimute 45° e altitude 30°, sendo que o segundo foi
sobreposto ao primeiro com transparência de 50%. De acordo com DOMLIJA et al.
(Apud LIMA et al, 2023), esse procedimento auxilia na definição visual das
incisões a partir do realce das feições.
Foram extraídas drenagens automáticas em valor 1.000 por meio da ferramenta
hidrology, que condicionou a densidade dos canais de drenagem. Inicialmente foi
realizado o preenchimento das depressões espúrias pela ferramenta Fill. Essa
ferramenta é utilizada para a correção de imperfeições referentes ao MDT, gerando
um novo produto que auxilia na determinação do flow Direction. O flow direction
demonstra a direção do fluxo de escoamento superficial no MDT, gerando Flow
accumulation, que indica os pontos de acumulação de sedimentos, auxiliando na
identificação do canal principal.
Com isso, o flow accumulation inserido na função Álgebra de Mapas, possibilitou a
geração de um novo raster, que foi inserido na função stream to feature e como
produto foi gerado arquivo em shapefile em linha, que auxiliou na interpretação e
identificação das incisões e das drenagens da bacia hidrográfica.
3.3 Carta de Morfoconservação dos terrenos
Para a representação do relevo em escala detalhe, foi utilizada a proposta
metodológica da carta de morfoconservação de Verstappen e Zuidam (1975) com foco
na conservação dos terrenos. Esta carta tem como finalidade demonstrar as
modalidades de uso da terra e as suas influências no comportamento
hidromorfológico da vertente, que pode desencadear e/ou acelerar processos
morfodinâmicos erosivos. As adaptações realizadas contribuíram para o agrupamento
dos elementos em quatro temas gerais, sendo eles: (i) vertentes – curvas de
nível, divisores de água e declividade da vertente; (ii) terrenos cultivados –
classes de cultivo; (iii) vegetação e (iv) Formas e processos erosivos –
escoamento difuso e feições de erosão linear.
Com a utilização do ortomosaico foram adotadas técnicas de interpretação visual
propostas por Zhang e Liu (2019) para melhor classificação do uso e cobertura da
terra a partir dos produtos LiDAR, cujas simbologias foram adaptadas com o
intuito de adaptar a proposta inicial ao ambiente SIG.
Resultado e discussão
Á área de estudo (Figura 1), de acordo com Semas (2020) apresenta fatores
condizentes ao aumento dos níveis de suscetibilidade à desertificação,
associados aos solos e ao uso e cobertura da terra. A instalação de perímetros
irrigados
nessa área interferiu na dinâmica ambiental da bacia, sendo necessário um maior
controle sobre os projetos implementos na bacia estudada, a falta de manutenção
contribui para o aparecimento dos processos erosivos através da grande
quantidade
de recurso hídrico nos cultivos, aumentando a quantidade de áreas impróprias
para
os cultivos (MELO; ARRUDA; SOBRAL, 2015; ARAÚJO, 2017).
Com os produtos LiDAR (figura 2) e a aplicação da carta de morfoconservação de
ITC (1975), foram separadas as seguintes classes para o tema (ii) terreno
cultivado: cultivo protetivo (2,18 km²); cultivo suscetível à erosão (11,61
km²);
cultivo abandonado (1, 78 km²); solo desnudo preparado para cultivo (9,71 km²);
pasto (0,45km²). Para o tema (iii) vegetação, foram consideradas as seguintes
classes: arbustiva (102,73 km²); arbórea-arbustiva (1,66 km²); arbórea, (1,22
km²); solo exposto (3,2 km²); herbácea (0,46 km²), tais dados obtidos
convergiram
com o trabalho proposto por Lima et al. (2022), passando uma atualização da
simbologia para melhor representação do contexto local.
Os dados quantitativos representaram a distribuição espacial das classes pela
bacia hidrográfica, onde o perímetro agrícola ocupava, em 2016, 18,17% km2 da
área total. Sobre os terrenos do perímetro irrigado, predominou-se o cultivo
suscetível à erosão, que é mais propício ao desenvolvimento dos processos
erosivos, pois possuem baixa capacidade de redução do impacto das gotas de
chuva,
pelo seu porte herbáceo. A vegetação ocupou 70% da área total da bacia, com
maior
quantidade a classe de vegetação arbustiva, composta pela caatinga do tipo
hiperxerófila esparsada, com espécies vegetais resistentes as condições
climáticas e com áreas com vegetação antropizada decorrentes das atividades
econômicas locais. (ALVES, 2009; EMBRAPA, 2004).
O escoamento difuso ocorreu nos distintos setores da bacia, porém, encontrado
com
maior evidência nos cultivos suscetíveis à erosão e em solo desnudo preparado
para o cultivo, possibilitando maior transporte das partículas do solo. Segundo
Salomão et al. (2015), em áreas cultivadas a cobertura vegetal possui
determinação na influência da perda de solo pela erosão laminar, possibilitando
uma defesa natural contra os processos erosivos. Com isso, não foram
identificadas feições erosivas derivadas do escoamento difuso nos cultivos
protetivos, geralmente com espécies frutíferas arbóreas, que favorecem a
diminuição dos processos erosivos.
Observou-se na parte centro-leste da bacia, maior concentração de incisões
erosivas em cultivos abandonados e em solos exposto, no trecho representado
foram
mapeadas 49 incisões erosivas que variam em relação as dimensões de comprimento,
a maior extensão registrada apresentou extensão de 243,52 m e a menor 6,54
metros. As 49 incisões totalizaram 2,842 km, chegando em uma média de 58 m de
extensão.
A extensão média das incisões encontradas no setor representado (Figura 3)
demonstrou elevado estágio de evolução, tornando-se possível observar que há uma
conexão de parte das incisões ao canal retificado (LIMA et al., 2023), o que
pode
acarretar outros problemas, como o assoreamento.
A partir da declividade gerada pelo MDT foi possível analisar que nesse
perímetro
irrigado, o menor índice de declividade pode resultar em incisões no terreno com
ausência de cobertura vegetal, onde a erosão terá maior ocorrência em períodos
de
chuvas torrenciais, apesar do solo disposto na área apresentar índice
considerável de porosidade, Salomão et al. (2005) propõe que os solos arenosos
apesar de facilitar a infiltração, apresentam maior grau de remoção de suas
partículas, sendo altamente suscetíveis ao processos erosivos, além de
contribuir
de forma ativa com o escoamento superficial quando compactado (SEMAS, 2020;
DIAS,
2004).
O manejo inadequado do solo e as construções antrópicas, como a cerca, são
fatores que implicam em um maior escoamento concentrado, facilitando o
transporte
das partículas superficiais do solo e ocasionando em feições erosivas lineares
com grande grau de evolução (Figura 3-P1,P4). A predominância de incisões
erosivas próximas as estradas não pavimentadas (Figura 3-P2), pode ser
considerado um fator decisivo para a aceleração da formação da erosão
(MOHAMMADKHAN, AHMADI, 2011), ocasionados pela diminuição da infiltração do solo
pela compactação acarretada por veículos e animais
Foi possível a identificação de outros elementos associados aos processos
erosivos, como a presença de cabeceira de erosão nas partes mais elevadas do
terreno (Figura 3-P3), segundo Guerra (2015) a partir do recuo das cabeiras para
pontos mais elevados, ocorre uma zona para deposição de sedimentos, onde o fluxo
de água é excedido pela presença de grande quantidade de sedimentos, sendo
possível verificar a ocorrência do solo exposto com pavimento dedrítico.
A partir da aplicação da carta com dados LiDAR de 2016, notou-se que no cultivo
suscetível a erosão encontrada na parte leste, não foram encontradas evidências
de incisões dentro do cultivo, em campo no ano de 2022 (Figura 3-P4) notou-se a
presença de feição erosiva dentro do cultivo agrícola, ou seja, a carta de
morfoconservação consegue de maneira eficaz identificar e caracterizar locais
com
suscetibilidade ao processo erosivo.
Os aspectos fisiográficos da bacia, como solos e geológica apresentam
considerável suscetibilidade para a incidência de processos erosivos, onde o
manejo inadequado e a intensificação do uso da terra, favorecem o surgimento
mais
acentuado dessas feições, além de acarretar mudanças na propriedade dos solos,
tornando-os inférteis e agravando a taxa de desertificação na área.
Localização da Bacia Hidrográfica Baixo do Limão Bravo no município de Petrolândia - PE.
Produtos do PE3D da área total da bacia hidrográfica: (A1), (A2) e (A3) derivado do MDT. De B1 a B3, em escala detalhe no trecho destacado.
Segmento representativo da carta de morfoconservação, com pontos visitados em outubro de 2022.
Considerações Finais
A aplicação da carta de morfoconservação juntamente com a utilização dos dados
LiDAR proporcionaram desempenho satisfatório que auxiliaram na identificação das
feições erosivas, como também pontos suscetíveis ao processo erosivo. Notou-se
em
campo no ano de 2022, o surgimento de feição erosivas dentro do perímetro
agrícola
classificado como suscetível à erosão, o que aponta o ótimo desempenho em
aplicar a
metodologia proposta pela carta em perímetros agrícolas.
Considerando os aspectos identificados na carta, o mapeamento detalhado permitiu
a
integração de dados topográficos e qual o padrão de cultivo predomina sobre a
área,
auxiliando na compreensão dos padrões de escoamento e dos processos de erosão
associados.
Como apontado, o setor representado apresenta um grande grau de evolução dos
processos erosivos, onde torna-se necessário a aplicação da carta de
morfoconservação em outros setores, tendo em vista, que a as condições de
suscetibilidade ao processo erosivo são encontradas em outros setores da bacia
hidrográfica.
Portanto, a construção de produtos cartográficos em nível detalhe em perímetros
agrícolas, tornam-se uma ferramenta essencial para a gestão dos recursos
naturais
para controle/prevenção dos impactos ocasionados por fatores antrópicos.
Agradecimentos
Referências
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