Simulação da expectativa de perdas de solo em microbacia sob diferentes manejos florestais

Castro, A.G.; Valério Filho, M.

doi:10.1590/S0100-06831997000300010

Resumos

Este estudo foi designado a avaliar, por meio de simulação cartográfica em Sistema de Informações Geográficas (SIG), o impacto de diferentes estratégias de manejo florestal na escala de uma microbacia hidrográfica. O projeto foi desenvolvido em uma pequena microbacia (2,8 km²), localizada na porção norte do litoral capixaba (Estado do Espírito Santo), inserida em um a área de plantação industrial de eucalipto pertencente ao complexo agroindustrial da Aracruz Celulose S.A. A avaliação dos impactos potenciais foi efetuada por meio da aplicação da equação universal de perdas de solo (EUPS), sendo diferentes cenários simulados com base no processamento digital da base primária de dados (dados ancilares relativos a cobertura pedológica, relevo, clima e vegetação). A simulação considerou quatro diferentes estratégias de manejo, variando de uma situação mais crítica (completa ausência de qualquer técnica conservacionista) até uma abordagem mais próxima da situação atualmente observada (onde diferentes técnicas de manejo têm sido empregadas). Os primeiros resultados permitem denotar a adequacidade do uso dessas técnicas de investigação prospectiva em suporte ao manejo operacional de florestas de produção. Todavia, alguns cuidados devem ser adotados quanto ao alcance desta abordagem, especificamente quanto ao modelo EUPS e, ainda, a uma tendência à dispersão multiplicativa de erros detectada durante o processamento digital.

erosão; equação universal de perdas de solo; sistema de informações geográficas; simulação; floresta de produção

A cartographic simulation in a Geographical Information System (GIS) was used to evaluate the environmental impacts of different forest management strategies on a watershed scale. The project was conducted in a small (2 km²) watershed located at northern coast of the State of Espírito Santo, Brazil, which is inserted in an area of eucalypt-clone plantation comprised by the agro-industrial complex Aracruz Celulose S.A. Potential impacts were assessed by applying the Universal Soil Loss Equation (USLE) in a GIS, where different scenarios were simulated by primary data processing (auxiliary data relating to the surface soil, relief, climate and vegetation). The simulation considered four different management strategies: from the worst possible situation, such as the complete absence of any conservation practice, to a more realistic assumption where management techniques are currently applied. First results demonstrated the adequacy of these technologies for prospective investigations and as guidelines to operational management of forest plantations. Nevertheless, caution must be taken concerning the scope of this approach, specially regarding the USLE model, and the multiplicative error dispersion trend during data processing.

erosion; soil loss; USLE; GIS; simulation; modelling; forest

SEÇÃO VI - MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA

A.G. Castro^I; M. Valério Filho^II

^IEcólogo, Estudante de Doutorado em Ciências da Engenharia Ambiental, Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada, EESC, Universidade de São Paulo, Caixa Postal 359, CEP 13560-590 São Carlos (SP)

^IIEngenheiro-Agrônomo, Pesquisador Titular, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Caixa Postal 515, CEP 12227-010 São José dos Campos (SP). Bolsista do CNPq

RESUMO

Este estudo foi designado a avaliar, por meio de simulação cartográfica em Sistema de Informações Geográficas (SIG), o impacto de diferentes estratégias de manejo florestal na escala de uma microbacia hidrográfica. O projeto foi desenvolvido em uma pequena microbacia (2,8 km²), localizada na porção norte do litoral capixaba (Estado do Espírito Santo), inserida em um a área de plantação industrial de eucalipto pertencente ao complexo agroindustrial da Aracruz Celulose S.A. A avaliação dos impactos potenciais foi efetuada por meio da aplicação da equação universal de perdas de solo (EUPS), sendo diferentes cenários simulados com base no processamento digital da base primária de dados (dados ancilares relativos a cobertura pedológica, relevo, clima e vegetação). A simulação considerou quatro diferentes estratégias de manejo, variando de uma situação mais crítica (completa ausência de qualquer técnica conservacionista) até uma abordagem mais próxima da situação atualmente observada (onde diferentes técnicas de manejo têm sido empregadas). Os primeiros resultados permitem denotar a adequacidade do uso dessas técnicas de investigação prospectiva em suporte ao manejo operacional de florestas de produção. Todavia, alguns cuidados devem ser adotados quanto ao alcance desta abordagem, especificamente quanto ao modelo EUPS e, ainda, a uma tendência à dispersão multiplicativa de erros detectada durante o processamento digital.

Termos de indexação: erosão, equação universal de perdas de solo, sistema de informações geográficas, simulação, floresta de produção.

SUMMARY

A cartographic simulation in a Geographical Information System (GIS) was used to evaluate the environmental impacts of different forest management strategies on a watershed scale. The project was conducted in a small (2 km²) watershed located at northern coast of the State of Espírito Santo, Brazil, which is inserted in an area of eucalypt-clone plantation comprised by the agro-industrial complex Aracruz Celulose S.A. Potential impacts were assessed by applying the Universal Soil Loss Equation (USLE) in a GIS, where different scenarios were simulated by primary data processing (auxiliary data relating to the surface soil, relief, climate and vegetation). The simulation considered four different management strategies: from the worst possible situation, such as the complete absence of any conservation practice, to a more realistic assumption where management techniques are currently applied. First results demonstrated the adequacy of these technologies for prospective investigations and as guidelines to operational management of forest plantations. Nevertheless, caution must be taken concerning the scope of this approach, specially regarding the USLE model, and the multiplicative error dispersion trend during data processing.

Index terms: erosion, soil loss, USLE, GIS, simulation, modelling, forest.

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AGRADECIMENTOS

Agradecemos à Empresa Aracruz Celulose S.A. o apoio e suporte, sem os quais a realização deste estudo não seria possível. Em particular, às Gerências de Pesquisa, Floresta e Meio Ambiente, cujos integrantes colaboraram decisivamente na elaboração e execução desta pesquisa.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em março de 1996

Aprovado em maio de 1997

AGNIHOTRI, R.C. & YADAV R.C. Effects of different land uses on infiltration in ustifluvent soil susceptible to gully erosion. Hydrol. Sci. J., 40:395-406, 1995.
ASHRAF, M.S. & BORAH, D.K. Modeling pollutant transport in runoff and sediment. Trans. ASAE, St. Joseph, 35:1789-1797, 1992.
BERTONI, J. & LOMBARDI NETO, F. Conservação do solo. 3.ed. São Paulo, Ícone, 1992. 395p.
BURROUGH, P.A. Principles of geographic information systems for land resources assessment. Oxford, Clareton, Press, 1986. 245p.
CHANG, C.C.; ATWOOD, J.D.; ALT, K. & MCCARL, B.A. Economic impacts of erosion management measures in coastal drainage basins. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 49:606-611, 1994.
DONZELI, P.L.; VALERIO FILHO, M.; PINTO, S.A.F.; NOGUEIRA, F.P.; ROTTA, C.L. & LOMBARDI NETO, F. Técnicas de sensoriamento remoto aplicadas ao diagnóstico básico para planejamento e monitoramento de microbacias hidrográficas. Instituto Agronômico de Campinas, 1992. p.91-119. (Documentos IAC, 29)
FU, B. & GULINCK, H. Land evaluation in an area of severe erosion: Loess Plateau of China. Land Degrad. Rehab., Amsterdam, 5:33-40, 1994.
GUERRANT, D.G.; MILLER, W.W.; MAHANNAH, C.N. & NARAYANAN, R. Soil processes and chemical transport. J. Environ. Qual., 20:396-402, 1991.
LARNEY, F.J.; IZAURRALDE, R.C.; JANZEN, H.H.; OLSON, B.M.; SOLBERG, E.D.; LINDWALL, C.W. & NYBORG, M. Soil erosion - crop productivity relationships for six Alberta soils. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 50:87-90, 1995.
LO, A.; EL-SWAIFY, S.A. & ROSE, C.W. Analysis of erodibility of two soils using a process model. Soil Sci. Soc. Am. J., Madison, 52:781-784, 1988.
MCCOOL, D.K.; FOSTER, G.R.; MUTCHLER, C.K. & MEYER, L.D. Revised slope length factor for the Universal Soil Loss Equation. Trans. ASAE, St. Joseph, 32:1571-1576, 1989.
MELLEROWICZ, K.T.; REES, H.W.; CHOW, T.L. & GHANEM, I. Soil conservation planning at the watershed level using the Universal Soil Loss Equation with GIS and microcomputer technologies: a case study. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 49:194-200, 1994.
MOSTAGHINI, S.; GIDLEY, T.M.; DILLAHA, T.A. & COOKE, R.A. Effectiveness of different approaches for controlling sediment and nutrient losses from eroded land. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 49:615-620, 1994.
OLSON, K.R.; LAI, R. & NORTON, L.D. Evaluation of methods to study soil erosion-productivity relationships. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 49:586-590, 1994.
PELLETIER, R.E. Evaluating nonpoint pollution using remotely sensed data in soil erosion models. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 40:332-335, 1984.
PRATO, T. & WU, S. Erosion, sediment, and economic effects of conservation compliance in an agricultural watershed. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 46:211-214, 1991.
QUINE, T.A.; NAVAS, A.; WALLING, D.E. & MACHIN, J. Soil erosion and redistribution on cultivated and uncultivated land near Las Bardemas in the Central Ebro River Basin, Spain. Land Degrad. Rehab., Amsterdam, 5:41-55, 1994.
SAVABI, M.R. Modeling subsurface drainage and surface runoff with WEPP. J. Irrig. Drain. Eng., New York, 119:801-813, 1993.
SHARMA, K.D. & SINGH, S. Satellite remote sensing for soil erosion modeling using the ANSWERS model. Hydrol. Sci. J., Minnesota, 40:259-272, 1995.
SOILEAU, J.M.; TOUCHTON, J.T.; HAJEK, B.F. & YOO, K.H. Sediment, nitrogen, and phosphorus runoff with conventional - and conservation - tillage cotton in a small watershed. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 49:82-89, 1994.
WISCHMEIER, W.H. Use and misuse of the universal soil loss equation. J. Soil Wat. Conserv., Ankeny, 31:5-9, 1976.
WISCHMEIER, W.H. & SMITH, D.D. Predicting rainfall erosion losses - a guide to conservation planning. USDA/ARS, Washington, 1978. 58p. (Agricultural Handbook, 537)