Riscos de degradação dos solos em Portugal - erosão e salinização

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1 Riscos Ambiente e Qualidade do Ar Riscos de degradação dos solos em Portugal - erosão e salinização J. Casimiro Martins Unidade de Investigação de Ambiente e Recursos Naturais (Oeiras) 8 de Novembro de 2012 Fundação Calouste Gulbenkian LISBOA

2 Solo - meio natural, limitado, que tem origem na desagregação do material originário ou rochamãe, através de um processo designado por meteorização, resultante da acção conjunta dos factores de formação do solo: -clima, organismos, relevo e tempo. O solo é constituído principalmente por matéria mineral sólida, matéria orgânica, água e ar. 2

3 Solo - recurso não renovável na medida em que as taxas de degradação podem ser rápidas e os processos de formação e regeneração são extremamente lentos. Desempenha muitas funções e presta serviços vitais para as actividades humanas e a sobrevivência dos ecossistemas: -produção de biomassa -armazenamento, filtragem e transformação de nutrientes e água -reserva de biodiversidade -plataforma para a maior parte das actividades humanas, fornecendo matérias-primas, servindo de reservatório de carbono e conservando o património geológico e arqueológico. A degradação ou melhoria dos solos tem um impacto importante noutros domínios de interesse comunitário, como a protecção das águas (superfície e subterrâneas), a saúde humana, as alterações climáticas, a protecção da natureza e da biodiversidade e a segurança dos alimentos. 3

4 A Comunicação da Comissão das Comunidades Europeias ao Parlamento Europeu e ao Conselho da União Europeia "Para uma estratégia temática de protecção do solo" (2002), identificou os oito principais processos de degradação aos quais estão expostos os solos: -Erosão -Diminuição da matéria orgânica -Contaminação -Salinização -Compactação -Perda de biodiversidade -Impermeabilização -Desabamentos de terras e as inundações 4

5 A variabilidade dos solos é muito elevada e verificam-se enormes diferenças no seu estado estrutural, físico, químico e biológico, tanto a nível de perfis individuais como entre solos. Essa diversidade de condições e necessidades deverão ser tidas em consideração, visto exigirem soluções específicas diferentes para a identificação das zonas de risco, a definição de objectivos e a execução de medidas adequadas de garantia da protecção dos solos. É, pois, necessário um quadro legislativo coerente e eficaz que estabeleça princípios e objectivos comuns que visem a protecção e utilização sustentável dos solos na Comunidade e em cada País. 5

6 Riscos de Erosão do Solo em Portugal 6

7 Erosão do solo: processo sequencial resultante do destacamento e transporte de partículas do solo, por agentes designados de erosivos (água, vento), resultando na diminuição da espessura do solo e na perda da sua fertilidade. Distinguem-se dois tipos de erosão: -hídrica (laminar, por sulcos e por ravinas) -eólica (vento) 7

8 8 Avaliação da perda (erosão) de solo 1ª equação (Zingg, 1940): erosão e o grau e comprimento do declive 2ª equação (Smith and Whitt, 1948): termos adicionais à equação de Zingg- cobertura e gestão do solo 3ª equação (Wischmeier and Smith, 1958 e 1978) - USLE - equação universal de perda de solo (baseada em resultados experimentais obtidos por simuladores de chuva) 4º equação (Renard et al.) - RUSLE equação revista (estimativa do factor de gestão de cobertura do solo e aplicação a todos os usos da terra) 5ª equação (USA) - WEPP (Water Erosion Prediction Project): avaliação da erosão laminar e por sulcos, para aplicação em grandes áreas- bacias hidrográficas)

9 Modelos e metodologias para avaliação da erosão potencial e real: CREAMS, MUSLE, ANSWERS, KINEROS, AGNPS, PESERA, CORINE USLE e RUSLE : Equações empíricas que avaliam a erosão do solo através de índices que representam os factores principais do clima, solo, topografia e uso da terra A = R.K.L.S.C.P A- perda de solo média, por unidade de área e por ano R- factor de erosividade da chuva e de escoamento K- factor de erodibilidade do solo L- factor de comprimento do declive do solo S- factor do grau do declive do solo C- factor de cobertura e de gestão do solo P- factor de configuração do terreno (curvas de nível, terraceamento..) 9

10 Projecto CORINE: Metodologia para avaliação da erosão do solo Rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr Ssssssssssssssssssssssssssssssss Ssssssssssssssssssssssssssssss Ssssssssssssssssssssssssssssssss Ssssssssssssssssssssssssssss ssssssssssssssssssssssssss 10

11 11 Risco de erosão potencial do solo

12 12 Risco de erosão real do solo

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14 Dados de entrada para o modelo PESERA (Irvine & Kosmas, 2003) Vegetação Profundidade radicular (mm) Água utilizável à superfície do solo (mm) Redução da rugosidade da superfície do solo em cada mês (%) Uso do solo Grau de cobertura em cada mês (%) Clima Precipitação média mensal (mm) Temperatura média mensal (ºC) Amplitude térmica mensal (ºC) Coeficiente de variação da precipitação por dias de chuva para cada mês Precipitação mensal / dia de chuva (mm) Evapotranspiração potencial média mensal (mm) Solo Disponibilidade de água para as plantas (mm) Encrostamento (mm) Erodibilidade (mm) Profundidade do solo (mm) Topografia Desvio padrão da altitude (m) 14

15 Estimativa da perda de solo com o modelo PESERA para a bacia de Vale do Gaio 15

16 Classes de perda de solo para a bacia de Vale do Gaio Classe (t/ha/ano) % > Total

17 17 Avaliação da Erosão Potencial do solo na Bacia do Enxoé

18 Classes de perda de solo para a bacia do Enxoé. 18 Classe (t/ha/ano) % Área (ha) Perda solo (T/ano) > Total

19 Exemplo: Ensaio de milho regado por rampa rotativa MODALIDADES mobilização convencional mobilização convencional, com covachos mobilização mínima 19

20 Estimativa da perda de solo total obtida a partir do conjunto de regas realizadas e no conjunto de parcelas sujeitas a mobilização convencional e reduzida kg/ha Estimativa da Perda de Solo Total Ano Mob. convencional Mob. reduzida 20

21 Exemplo: Perda de solo por erosão, em pastagens (sequeiro) Ensaio A (pastagem melhorada) Ensaio B (pastagem semeada) kg/ha / / / kg ha / / / sem fertilização 5 adubação completa Ensaio D (pastagem semeada) 7 fertilização orgânica com 8 t/ha de lama residual urbana (LRU) de ETAR kg ha L0 L1 L2 L0 sem fertilização / / /2004 L1 12 t/ha de LRU L2-24 t/ha de LRU 21

22 Riscos de salinização do solo em Portugal 22

23 A salinização é um processo de degradação do solo que consiste na acumulação de sais. Conduz geralmente à desertificação das terras e é um dos riscos ambientais mais importantes que ocorre em todos os continentes, nomeadamente em regadios instalados em zonas de clima árido, semi-árido e também sub-húmido seco. 23

24 Distribuição dos solos salinos em Portugal - Salinização natural ou primária ( a ha), relacionada com toalhas freáticas marinhas e/ou efeitos das marés -Salinização antropogénica ou secundária ( ha), referente à acumulação de sais provenientes das águas de rega e/ou de fertilizantes 24

25 A maior parte dos regadios do Sul de Portugal situa-se em zonas de clima semi-árido (perímetros do Caia, Roxo, Silves e Alvor) ou sub-húmido seco (perímetros do Divor, Vale do Sado, Campilhas e Alto Sado), ou em zonas abrangidas por ambas aquelas classes climáticas (perímetro de Odivelas e os Blocos de rega de Alqueva). As zonas semi-áridas baixo superavit hídrico anual menor probabilidade de lavagem dos sais veiculados pela água de rega apenas pela acção das chuvas outono-invernais. 25

26 A salinidade do solo é devida a diferentes causas: 1. Ao próprio material originário que sofre o processo de meteorização (salinidade primária ou residual) e que se pode verificar sob condições áridas e semi-áridas; 2. À inundação com água do mar (áreas costeiras); 3. Deposição de sais transportados pelo vento; 4. Rega com águas salinas e nomeadamente em solos com drenagem inadequada; 5. Contaminação com águas salinas industriais ou por origem agrícola (fertilizantes); 6. Repasses ( seepage ) de zonas de maior declive para zonas de menor cota e que atravessam ou transportam sais. No entanto, a maior parte dos solos salinos forma-se em consequência do fluxo capilar ascensional de águas subterrâneas. 26

27 Classes de salinidade do solo Classe de salinidade ECe (ds m -1 ) Teor de sal (g/100g terra seca) Não salino 0 2 0,05 0,1 Ligeiramente salino 2 4 0,1 0,2 Moderadamente salino 4 8 0,2 0,4 Fortemente salino ,4 0,8 Muito fortemente salino > 16 > 0,8 27

28 28 A definição do risco de salinização do solo exige: 1- Identificação e inventariação dos solos nas regiões de aridez mais pronunciada, através de: caracterização dos solos condições naturais de drenagem profundidade, dinâmica e características da toalha freática qualidade da água utilizada na rega tipos de uso e formas de exploração do solo 2- Monitorização, para a prevenção da degradação do solo e da qualidade das águas superficiais e subterrâneas ou do ambiente O controlo do nível da toalha freática A medição periódica da salinidade e teor de Na e Mg do solo e da água (de rega e freática); A observação da germinação, desenvolvimento e produtividade das culturas 3- Medidas preventivas, que promovam uma adequada gestão do solo e da rega

29 Graus de susceptibilidade dos principais grupos ou famílias de solos a diferentes riscos ambientais (declive entre 0 e 2%) FAO (1998) Cardoso (1974) Susceptibilidade dos solos Salinização Erosão Leptossolos Px(d), Vx(d) B A Cambissolos Ppg, Pg, Par(p) B A Vc, Pc, Vct, Pct, Vcx, Pcx, At Vertissolos Cb, Bp M B Bvc, Bpc M B Cp, Cpv M B Luvissolos Vx, Px, Sr, Pv, Pmg, Pgn, Vagn, Vgn Pm, Vm A M Vcc, Pvc,Vcv, Scv M B Pac, Vcm M B Pag, Pagn, Pagx, Pmh, Vag, Pagc, Pdg B M A B A M a A Gleissolos Cd, Pcz A B Fluvissolos A, Aa A B A Alta M Moderada B - Baixa 29

30 : Empreendimento de Dessalgamento reconhecimento geral dos solos de sapal, génese, caracterização, classificação e cartografia; estudo das técnicas de recuperação de sapais; dessalgamento em regime de sequeiro e de regadio; correcção dos solos salgados - necessidade de correctivos; evolução dos solos salgados recuperados; adaptação de culturas aos salgados recuperados; estudo económico da recuperação de sapais e outros : diagnóstico e cartografia e de solos salgados, dinâmica da água e dos solutos no solo, estudos da qualidade de água de rega e seus efeitos na solução do solo, no solo e no subsolo : Avaliação da tolerância de diferentes espécies de plantas à salinidade do solo e da água de rega através do cultivo de plantas hortícolas alternativas (produtividade e impacto de rega salina) e de espécies forrageiras (tolerância à salinidade), em condições diferentes de salinidade do solo e com aplicação de águas de rega de salinidade variável. 30

31 MODELAÇÃO A modelação dos sais no perfil de solo constitui uma ferramenta indispensável na mitigação dos riscos de salinização/sodicização do solo (movimento da água e o transporte de solutos na região saturada e insaturada do solo). Há diversos modelos numéricos e analíticos disponíveis, capazes de prever, no curto e longo prazo, os efeitos da qualidade da água de rega sobre as propriedades do solo, o rendimento das culturas, a qualidade das águas subterrâneas e o ambiente. O modelo HYDRUS-1D (Šimůnek et al., 2008) é um dos modelos numéricos mais utilizados na simulação do movimento da água e do transporte de solutos na região insaturada do solo. Este modelo permite prever ainda os impactos do aumento da salinidade do solo nas concentrações dos fertilizantes (N-NO 3 - e N-NH 4+ ) no solo e nos lixiviados para as águas subterrâneas. 31

32 Modelação de água e solutos Resultados: Catiões solúveis (20-40 cm) Na concentration (mmol (c) L -1 ) HYDRUS-1D ( ) I I I Time Ca concentration (mmol (c) L -1 ) Mg concentration (mmol (c) L -1 ) I I I Time I I I Time

33 Modelação de água e solutos Parcela I-A (maior aplicação de águas salinas) Parcela I-C (rega apenas com águas de melhor qualidade)

34 A agricultura é uma actividade que implica riscos para o ambiente, quando as práticas culturais são inadequadas. Por exemplo, a utilização desregrada de adubos inorgânicos e pesticidas e os resíduos orgânicos gerados nas explorações agrícolas e pecuárias podem ser fontes de contaminação e de poluição ambiental. A agricultura tem, contudo, um papel fundamental na produção de alimentos e de outros bens indispensáveis à vida e ao bem-estar das populações.

35 SOLO: RECURSO NATURAL LIMITADO, FACILMENTE DEGRADÁVEL E PERECÍVEL O uso do solo é condicionado pela sua própria natureza, relevo e clima. O uso impróprio e a gestão inapta são as causas principais de degradação (física, química e biológica), geralmente devida à ignorância das limitações do solo, dos riscos de degradação ou dos métodos para a suster. (Declaração de Princípios sobre o Solo Português - Sociedade Portuguesa da Ciência do Solo)

36 36 OBRIGADO