Hugo Machado Rodrigues 1 Marcelo Wermelinger Lemes 2 Helena Patena Mendonça Vieira 3 Reiner Olíbano Rosas 4 Ana Valéria Freire Allemão Bertolino 5 (1) Graduando em Geografia, UFF, bolsista FAPERJ, (hugomr@id.uff.br); (2) Mestrando em Geografia, UFF; (3) Graduanda em Geografia UFF; (4) Diretor do Instituto de Geociências, UFF e (5) Professor adjunto, UERJ/FFP Análise dos processos erosivos em domínios de Morro Rebaixado e Colina Dissecada na sub-bacia Santo Antônio do Maratuã Silva Jardim/ RJ 1 - INTRODUÇÃO A erosão é a mais preocupante forma de degradação do solo, principalmente quando causada pela água e a enxurrada a ela associada. Esse fenômeno ocorre em geral a partir da interferência antrópica sobre este recurso natural (Silva et al., 2005a), sendo a erosão, a lixiviação, a compactação do solo e a perda de matéria orgânica (MO), exemplos desses processos em sistemas agrícolas (Bezdicek et al., 1996). Smith e Wischmeier (1962) ressaltam que quatro fatores e suas inter-relações são considerados determinantes da taxa de erosão hídrica: o clima, principalmente a precipitação pluviométrica; o solo, principalmente sua resistência à desagregação, a topografia, notadamente o grau do declive e o comprimento de rampa; e a cobertura do solo. Qualquer um destes fatores pode sozinho, determinar um problema capaz de provocar erosão hídrica e como os três primeiros fatores não podem ser modificados facilmente, a cobertura do solo e o manejo das culturas, assumem um importante papel no que se refere ao controle da erosão provocada pela chuva. As pesquisas sobre erosão têm como finalidade medir a influência dos diferentes fatores determinantes desse processo, possibilitando estimar as perdas de solo e selecionar práticas que reduzam estas perdas ao máximo. Para alcançar esses propósitos é necessário 1
o conhecimento do processo, avaliando a taxa, extensão e frequência da erosão no campo. Segundo Boardman (2003), os dois principais propósitos do estudo da erosão dos solos: a) controle do processo e b) preservação do recurso. Assim observou-se em estudos anteriores que o uso intenso da Bacia Hidrográfica do Rio São João vem gerando problemas ambientais, principalmente relacionados a desmatamento e agricultura que são apontados como as principais causas de erosão do solo, traduzidos na degradação química e como também a diminuição da qualidade da água. Portanto a busca pela compreensão deste processo e a reversão em alguns casos, depende da formação de uma visão holística voltada para a relação homem-meio, tendo especial preocupação com a preservação do recurso natural solo. O comprometimento do abastecimento hidrológico da região causa impactos diretos na economia local, uma vez que está voltada para a agropecuária. Vale ressaltar que a Bacia do Rio São João é responsável pelo abastecimento da represa de Jurtunaíba que abastece parte da Região dos Lagos. A parcela de erosão é uns dos métodos diretos de determinação das perdas de solo por erosão, atuando na representação de fatores mensuráveis, já que se tem uma área conhecida e que pode representar o tratamento e manejo direcionado de acordo com as necessidades da pesquisa (Bertolino, 2004, Morais, 2011). Estudos realizados por (Morais, 2011) apontam perdas de solo significativas nas encostas das colinas dissecadas da bacia do Rio São João, portanto o aprofundamento do estudo da erosão nesta área contribuiria para preservação deste recurso bem como da qualidade do solo que estão diretamente relacionados com da qualidade de vida da população, com o entendimento das dinâmicas ambientais e de suas relações com a organização do território. Sendo necessário para a elaboração de medidas para diagnosticar eventos relacionados às mudanças nas estruturas das paisagens que afetam a população. A Sub-bacia Santo Antônio do Maratuã, com uma área total de 2.781 ha, está inserida nos limites do municipio de Silva Jardim, tendo acesso pela BR 101 (km 224 norte). O acesso se da pela Fazenda Vale do Cedro onde são desenvolvidas atividades agropecurárias, genética de gado leiteiro e pesquisas sobre erosão (Figura 1). 2
Esta sub-bacia está inserida dentro dos limites do município de Silva Jardim que conta com uma população de 22.158 habitantes (IBGE, 2011), faz divisa com os municípios de Casimiro de Abreu, Nova Friburgo, Rio Bonito, Cachoeiras de Macacu e Araruama. Ocupa uma área total de 938,336 km². Dentre as localidades mais importantes inscritas no território municipal (todas próximas a Serra do Mar), estão Quartéis ou Aldeia Velha, Bananeiras e Gaviões. Figura 1: Mapa de localização onde podem ser observadas as vias de acesso, a hidrografia e a delimitação da Sub-bacia Santo Antônio do Maratuã. 2 OBJETIVOS O Objetivo dessa pesquisa é gerar subsídios para o entendimento dos processos hidrológicos e dos mecanismos erosivos que são fundamentais para o desenvolvimento de metodologias para o controle da erosão no solo das vertentes de colinas dissecadas na Estação Experimental de Pesquisas sobre Erosão (EEPE/UFF/UERJ). Foram mensuradas as perdas de água e solo em parcelas de erosão com cobertura vegetal de gramíneas sob diferentes domínios geomorfológicos, a fim de 3
verificar a variabilidade do processo de erosão. Como também foi realizado o monitoramento pluviométrico. 3 METODOLOGIAS Para esta fase do trabalho utilizou-se uma gama de métodos para as analises diversas, desta forma, a seguir estão todas as etapas separadamente para um melhor entendimento por parte do leitor. 3.1 PERDA DE ÁGUA E SOLO Para está análise foram instaladas áreas experimentais denominadas parcelas de erosão Wischmeier (Meyer e Wischmeier, 1969), delimitadas por chapas galvanizadas, com dimensão de 22 x 4m, totalizando 88m 2, conectadas a caixas coletoras, a fim de mesurar as perdas de água e de solo por erosão superficial. As parcelas são distribuídas da seguinte maneira: Uma no domínio de Morro Rebaixado (MR) e uma no domínio de Colina Dissecada (CD) ambas com cobertura de capim quicuia (Brachiaria Docubens) sendo o tipo de cobertura vegetal predominante na área de estudo como demonstra Lemes (2014). Essa cobertura é mantida uma altura em torno de 5 a 10 cm. A braquiária é uma espécie perene que se adapta a muitos tipos de solo e exige pouca fertilidade do mesmo e ocorre em grande parte das áreas de Latossolos. A quantificação da perda de água e solo será determinada pelo método direto (Bertoni e Lombardi Neto, 1990), através da coleta de material retido na caixa coletora, onde há um recipiente calibrado para a aquisição das alíquotas. A quantificação de água e solo perdida foi determinada pelo método direto por meio da coleta do solo transportado pelo escoamento superficial na extremidade final da caixa de contenção do solo, na qual a extremidade inferior está conectada a um tanque de sedimentação com capacidade para até 2000 litros. Os dados foram obtidos na Estação Experimental de Pesquisas sobre Erosão (EEPE) do Departamento de Geografia da Universidade Federal Fluminense. 3.2 PROCEDIMENTOS DE FILTRAGEM DOS SEDIMENTOS 4
Para filtragem das alíquotas coletadas em campo, a solução água+sedimento é separada passando-a através de um papel de filtro, pré-pesado, de malha conhecida. A recomendação internacional é a utilização de filtros com malha de no mínimo 0,45 µm de material inerte (acetato de celulose). No procedimento acopla-se o conjunto filtrante num manifold provido de pequena bomba de vácuo. Após a filtragem da alíquota de amostra os filtros são secos em estufa, a 100ºC por até uma hora, sendo em seguida pesados novamente. A diferença entre o peso inicial e o peso final é a concentração do material em suspensão, que é então obtida em gramas por litro (g/l). 3.3 ÍNDICES PLUVIOMÉTRICOS As entradas de chuva na EEPE foram mensuradas através da instalação de dois pluviômetros simples com proveta de vidro milimetrada. Os equipamentos de mensuração de chuvas forneceram registros contínuos até a presente data, pois a pesquisa esta em pleno processo de desenvolvimento. 4 RESULTADOS PRELIMINARES O clima da região é tropical úmido. A distribuição das chuvas na área exibe uma forte variação espacial e temporal. Isto ocorre devido à ação combinada das mudanças das massas de ar que atuam sobre a região ao longo do ano, com as diversificadas características ambientais das bacias. Segundo os dados das médias dos totais mensais de pluviosidade (Figura 2 e 3), observa-se na região dois valores mensais marcantes e muito úmidos que são os meses de janeiro que obteve 481,41mm e novembro 261,78 mm. Para os outros meses foram observados 39,60 mm (fevereiro), 131,27 mm (março), 152,41 mm (abril), 116,50 mm (maio), 80,34 mm (junho), 64,55 mm (julho) 15,66 mm (agosto), 62,90 mm (setembro), 45,20 mm (outubro), 65,57 mm (dezembro). Os monitoramentos das descargas líquidas e sólidas do escoamento superficial nas parcelas experimentais ocorreram no mesmo período referente à pluviosidade Quando classificada a média dos escoamentos de acordo com as classes de chuva 5
(Figura 2 e 3), verifica-se que em ambas parcelas a média do escoamento aumenta proporcionalmente ao aumento das alturas de chuva. As precipitações que geraram mais escoamento na parcela de Morro Rebaixado e Colina Dissecada foram as classes de 481,41 mm e as de 261,78 mm. Na figura 2 observa-se que a erosão superficial em domínio de Morro rebaixado concentra-se nos meses de janeiro e novembro com um total de 0,27ton/ha e de 0,15ton/ha respectivamente. Na figura 3 observa-se com comportamento similar na parcela instalada em domínio de Colina Dissecada, onde a erosão superficial também se concentrou nos meses de janeiro e novembro com um total de 0,8ton/ha tanto para o mes de janeiro como para novembro. Os meses de fevereiro, maio, agosto e outubro não registraram perdas de solo por erosão superficial, corroborando com a ideia de que independentemente do domínio geomorfológico a cobertura vegetal e os índices pluviométricos são fatores predominantes na produção de sedimentos. 6
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Figura 2: Distribuição do total mensal dos índices pluviométricos e da taxa de erosão superficial da parcela em domínio de Morro Rebaixado no ano de 2012. 8
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Figura 3: Distribuição do total mensal dos índices pluviométricos e da taxa de erosão superficial da parcela em domínio de Colina Dissecada no ano de 2012. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BERTOLINO. A. V. F. A. Influência do Manejo na Hidrologia de Solos Agrícolas em Ambiente Serrano: Paty do Alferes RJ. Tese de doutorado, UFRJ, Rio de Janeiro, 178p. 2004 BERTONI, J. E LOMBARDI NETO, F. Conservação do solo. 4 a ed. São Paulo: Ícone, 355 p. 1999. BEZDICEK, D.F.; PAPENDICK, R.I.; Lal, R. Introduction: importance of soil quality to health and sustainable land management. In: Doran, J.W.; Jones, A.J. (ed). Methods for assessing soil quality. Madison: Soil Science Society of America, p.1-8, 1996 (SSSA. Special Publication, 49). BOARDMAN, J. Socio-economic factors in soil erosion and conservation. Environmental Science & Policy 6, p. 1 6, 2003. EMBRAPA. Manual de Métodos de Análise de Solos. SNLC, 210p. (1997). MEYER, L. D. E WISCHMEIER, W. H. Mathematical simulation of the process of soil erosion by water. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, v. 12, 1969. MORAIS, N. B. Processos hidroerosivos em encostas de colinas com pastagem na bacia hidrográfica do alto curso do rio São João, Rio de Janeiro./ Neiva Barbalho de Morais Niterói: [s.n.], 2011. Dissertação (Mestrado em Geografia) Universidade Federal Fluminense, 2011. OLIVEIRA, L.B. de.; PAULA, J.L. de. Contribuição da física de solo aos estudos sobre manejo e conservação do solo. Rio de Janeiro: EMBRAPA-SNLCS, 1983. 23p. (EMBRAPA-SNLCS. Documentos, 6). Prado, H. Manejo dos Solos: descrições pedológicas e suas implicações. Nobel, São Paulo, 1991. SILVA, J. A., Fatores Físicos, Ocupação Urbana e Seu Inter-Relacionamento no Estabelecimento de Áreas de Risco à Deslizamentos/Jociana Alves da Silva. São Gonçalo UERJ/FFP - DGEO, 2005. 10
WISCHMEIER, W.H.; SMITH, D.D. 1962. Soil loss estimation as a tool in soil and water management planning. International Association of Scientific Hydrology Publication. 11