Efeitos da Ocupação e Uso do Solo na Ecohidrologia de Pequenas Bacias Hidrográficas

Transcrição

1 Efeitos da Ocupação e Uso do Solo na Ecohidrologia de Pequenas Bacias Hidrográficas Maria Ilhéu T. Batista, P. Matono, J. Corte-Real, E. Sampaio

2 As alterações do Uso de Solo e Coberto Vegetal apresentam um papel muito importante no fenómeno das mudanças globais, com grandes implicações na integridade ecológica dos ecossistemas. Em Portugal este processo tem sido acompanhado sobretudo por drivers socioeconomicos, como as mudanças na agricultura, demografia e politicas. Albufeira de Alqueva Antes Depois

3 O território do Sul de Portugal caracterizou-se durante séculos pelo dominio dos sistemas agro-florestais extensivos (montado). Análise das Dinâmicas da Ocupação do Solo, do Sector Agrícola e da Comunidade Rural. Tipologia de Áreas Rurais No entanto nas últimas décadas, observou-se uma acelerada alteração dos usos de solo, no sentido da intensificação da agricultura, associada construção de albufeiras (Alqueva maior lago artificial da Europa 4300 he3).

4 Mudanças no uso de solo em Portugal

5 Apesar do crescente reconhecimento dos impactos dos sistemas agrícolas intensivos, tem-se assistido a um forte incentivo à produção dirigido à intensificação de diversas culturas, nomeadamente pela Politica Europeia Agrícola Comum (PAC) Os sistemas de produção agrícola intensivos são caracterizados por uma elevada densidade de plantas, uso de fertilização, pesticidas, rega sistemática, mecanização, com incorporação de grandes quantidades de energia e água à custa dos recursos naturais

6 A intensificação da agricultura pode causar grandes impactos ambientais e afectar a integridade dos ecossitemas terrestres e aquáticos: Erosão do solo Excessivo escoamento superficial para as massas de água superficial Eutrofização Degradação de Habitat s (siltation) Sobre-exploração dos recusrsos hidricos (já escassos) Contaminação da água Perda de biodiversidade Poluição difusa do solo e da água: - fertilização irracional, mobilização do solo excessiva - rega - uso de pesticidas

7 Objectivos: Avaliar o efeito do uso e ocupação do solo em duas pequenas bacias hidrográficas relativamente a: i) composição do solo, ii) qualidade da água e iii) integridade do biota aquático (fauna piscícola) Apesar de preliminar, pretende-se apoiar as orientações dos decisores políticos e técnicos no domínio da: agricultura gestão da água

8 LEVANTAMENTO DO PROBLEMA - alterações na taxa de infiltração; - alterações no teor em matéria orgânica do solo - alteração da textura do solo - alteração da capacidade de armazenamento de água no solo - alteração da fertilidade química - input da carga de sedimentos e fertilizantes nos rios (fosfatos e nitratos) - aumento da sedimentação dos cursos de água (siltation) - colmatação dos habitat aquáticos - degradação da qualidade da água - alteração do regime hidrológico - perda de Integridade do Biota aquático

9 Estudo de caso Area de Estudo Sul de Portugal - Região Alentejo Duas pequenas bacias piloto bacia hidrográfica do rio Sado e rio Guadiana Azambuja-Degebe Valverde-Alcaçovas (BHSado) ,83ha BHSado BHGuadiana (BHSGuadiana) ,86ha

10 Análise preliminar - SIG Caracterização das bacias Localização na Carta Militar Portuguesa Localização nos ortofotomapas digitais de 2010 Cálculo do MDE (modelo digital de elevação) Carta de declives Carta de exposição de encostas Carta de direção e acumulação de escoamento

11 ANÁLISE preliminar (seleção dos locais de amostragem)

12 ANÁLISE preliminar (seleção dos locais de amostragem) Modelo digital de Terreno

13 ANÁLISE preliminar (seleção dos locais de amostragem)

14 ANÁLISE preliminar (seleção dos locais de amostragem)

15 ANÁLISE preliminar (seleção dos locais de amostragem)

16 Carta de ocupação e uso do solo à escala 1:10 000, legenda Corine Land Cover Nível 5, agregado ao nível 3 (Batista 2011))

17 Indice de Vegetação NDVI (Normalised Difference Vegetation Index) imagens do satélite Landsat NDVI=(IVP-V)/(IVP+V) IVP e V, representam, respetivamente, os valores das refletâncias nas bandas do infravermelho próximo e do vermelho. Os valores do NDVI variam entre -1 e +1, +1 - níveis elevados de vegetação, i.e., maior capacidade fotossintética 0- ausencia de vegetação -1 - indicam a presença de água no solo.

18 Usos de solo dominantes nos locais de amostragem Representatividade na bacia Gradiente pressão ambiental Montado Agro-florestal Pastagens (gado bovino) Olival intensivo

19 Locais de amostragem Amostragem realizada em 2012 Primavera /mensal -Solos - 20 locais. - Qualidade ecológica e Fauna piscícola- 10 locais de rio Monitorização mensal

20 Metodologia - Análise SIG Cálculo do proporção da classe de ocupação e uso do solo (CAP): Nas sub-bacias de cada ponto da rede hídrica Na interseção entre a sub-bacia e a área de influência de 1000 m (buffer 1k) Na interseção entre a subbacia e a área de influência de 2000 m (buffer 2k) Cálculo do uso na proximidade do ponto (buffer de 100 m)

21 Metodologia - Solos - Classe textural (proporção relativa de areia, limo e argila) - ph (reação do solo) - MO (% do teor de matéria orgânica no solo) - Bases de troca (cmol + kg -1 ) - Ca ++ (cálcio) - Mg ++ (magnésio) - Na + (sódio) - K + (potássio) -S ( soma das bases Ca+Mg+Na+K (cmol + kg -1 )) - T (capacidade de troca catiónica) (cmol + kg -1 ) - V (% do grau de saturação com bases) -P 2 O 5 (fósforo assimilável em mg kg -1 ) - H + (acidez de troca) (cmol + kg -1 ) Índice qualidade do solo Fertilidade Química Drenagem

22 Metodologia Ecossistema aquático Qualidade da água (monitorização mensal) : temperatura, conductividade, ph, oxigenio dissolvido, turbidez (STS) Fosfato P 2 O 5 (mg/l), Nitritos - NO 2 - (mg/l), nitratos - NO 3 - (mg/l), amonia - NH 4 + (mg/l) Cla, CBO5 (Carêncioa biologica de oxigenio) Pressões antrópica: (Refcond Directiva Europeia Quadro da Água): Uso solo, urbanização, integridade galeria ripária, conectividade, carga sedimento, regime hidrologico, condição morphologica, massas de água artificiais, toxicidadde e acidificação, contaminação organica e enrequecimento em nutrientes.

23 Metodologia Ecossistema aquático Caracterização biofisica Habitat Largura do troço (média e max.) Profundidade troço (média e max.) Ensombramento Vegetação ripária Proporção de macro-habitats Variáveis regionais-larga escala Mineralização Área de drenagem Distância à nascente Altitude Escoamento médio anual

24 Ictiofauna Metodologia Ecossistema aquático - Capturas com pesca eléctrica Vagueando em troços com baixa-média profundidade Barco em zonas profundas Identificação à espécies e medida dos exemplares in situ com posterior libertação Abundância piscícola padronizada em função da área e tempo de pesca densidade (numero peixes/ 100m 2 )

25 Intensificação agrícola Padrões de Uso solo das bacias Resemblance: D1 Euclidean distance (MDS) AZ6 2D Stress: 0 BH Sado (Valverde Alcaçovas) Bacia Guadiana Sado AZ1 Terras aráveis irrigadas aráveis n irrigadas T aráveis irrigadas Terras aráveis ñ irrigadas Olival Olivais AZ5 AZP Vinhas AZ4 Pastagem Pastagens Planos de água Floresta de resinosas VAL3 Agro-florestal (montado) Montado com pastagem sob-coberto (gado) Zonas agro-florestais - montados Cult anuais e permanentes Floresta de folhosas Florestas mistas ALC1 ALC2 BH Guadiana (Azambuja)

26 Verão Primavera Padrões de Vegetação (NDVI) Culturas agrícolas Arvenses

27 Uso de solo das bacias composição do solo (MDS) AZ6 Resemblance: D1 Euclidean distance 2D Stress: 0 T aráveis e n Culturas irrigadas e não irrigadas Uso local olival pastagem montado com pastagem AZ1 H P K Mediana AZ5 AZP AZ4 Ligeira Fertilização Origem exógena VAL3 T Div de usos S SQI Mg Na Pastagens Pastagens MO ph Pesada ALC1 ALC2 Zonas agro-florestais - montados Sistemas agro-florestais

28 Uso solo das bacias Qualidade da água Resemblance: D1 Euclidean distance MDS AZ6 T aráveis irrigadas e n Culturas irrigadas e não irrigadas 2D Stress: 0 Uso local olival pastagem montado com pastagem AZ1 Cond NO3 NO2 AZ5 AZP AZ4 P2O5 Od eutrofização C orgânica Pastagens VAL3 ph NH4 C morfológica C sedimento Zona ripária R hidrológico Temp SST ALC1 ALC2 Clor a BOD Zonas agro-florestais - montados 100% Sistemas agro-florestais 80% Qualidade da água Usos múltiplos 60% 40% 20% 0% olival pastagem montado com pastagem A - Excelente B - Boa C - Razoável D - Má E - Muito Má

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33 -0.8 XV Encontro da Rede de Estudos Ambientais de Países de Língua Portuguesa CCA2 32% 1.0 Uso solo das bacias Fauna Piscícola CCA AZ1 Espécies exóticas alterações de habitat aquático Pastagens VAL3 O2 dissolvido AZP ALC1 AZ4 Sp tolerantes Sp nativas Riqueza Diversidade Culturas irrigadas e não irrigadas T aráveis irrigadas e n irrigadas Qualidade ecológica Condutividade SST ALC2 Zonas Sistemas agro-florestais AZ5 AZ6 NO3-1.0 CCA1 62% 1.0

34 Pastagens permanentes e a produção de gado (vacas) aumentou consideravelmente nas últimas 4 decadas (10% para 30%) Land use change (1979e2009) - Portugal. Sources: Eurostat, 2009; DGRF/AFN, 2007.

35 Síntese Usos solo vs solo, água, biota aquático As pastagens são benéficas para o solo mas conduzem à degradação da qualidade da água e perda de integridade do biota aquático, devido ao excessivo input de m.o. associado ao escoamento superficial. Pressões múltiplas: galeria ripária, alterações hidromorfológicas. Os usos de solo mais intensivos, associados a culturas irrigadas afetam negativamente a composição do solo e da qualidade da água.

36 Conservação ativa e desenvolvimento sustentável A gestão das bacias hidrográficas deve integrar uma visão de compromisso entre as mudanças nos usos de solo associados à intensificação dos sistemas agroflorestais e a conservação dos recursos naturais e ecossistemas, por forma promover o desenvolvimento sustentável da agricultura.

37 Conservação ativa e desenvolvimento sustentável -Planeamento agricola à escala da bacia hidrográfica -Aposta na formação de técnicos da administração local e agricultores -Medidas de mitigação de impactos -Manuais de boas práticas específicos para os agricultores -Solo: mobilização, rega, fertilização, etc -Rios: manutenção ou reabilitação da galeria ripária, limitação do acesso do gado à linha de água, estruturas de retenção de escoamento superficial e sedimentos finos, etc

38 Kalandula TUA SAKIDILA