Os estudos da erosão em Cuba assumiram relativa importância nos anos 70 e 80 nos trabalhos de levantamento relacionados com o mapa de solos do Instituto do Solo (1973), MINAGRI (Ministerio de Agricultura, 1982), Riverol (1985) e Soca (1987), que foram baseados em estudos de perfis típicos de cada agrupamento (Táxon superior da classificação) de solo, tomando-se como um indicador-chave a relação profundidade relativa dos horizontes genéticos A e B.
Outros especialistas como Hernandez et al. (1980), Ascânio et al. (1983), Pérez et al. (1984) investigaram sobre a erosão em solos Pardos com Carbonatos de Cuba, escolhendo como indicadores, a potencia dos horizontes A e B, o teor de matéria orgânica e a lavagem dos horizontes em perfis padrões. Shepashenko et al. (1982), Shepashenko et al. (1984), Riverol (1989), Riverol e Shepashenko (1989), utilizaram os indicadores de profundidade, composição mecânica, estrutura, teor de húmus, composição do complexo absorvente, e assim por diante, para fazer uma avaliação quantitativa que permitira determinar a resistência antierosão dos principais solos de Cuba, avaliando cada tipo de solo em uma escala de 0 - 100 pontos, apud Vega (2006). Em geral, os métodos e índices utilizados no trabalho do Instituto de Solo (MINAGRI, 1982) para determinar o grau de erodibilidade dos solos não foram realizados de uma forma abrangente. A profundidade, por exemplo, foi superestimada como índice de diagnóstico fundamental, o que se expressou nos mapas de erosão atual e potencial, produzidos por Riverol (1989) e Riverol e Shepashenko (1989), apud Vega (2006).
Nesta abordagem, foi determinado que os maiores danos por erosão em Cuba estavam localizados na região mais ocidental na província de Pinar del Rio em solos Ferralíticos-cuarcíticos (ultisoles), na região central da área pré-montanhosa do
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Escambray com solos Pardos Grisáceos (inceptisoles); e nas regiões pré-montanhosas do Leste, em solos Pardos com Carbonatos e sem Carbonatos, de acordo com o mapa atual da erosão dos solos de Cuba (RIVEROL et al, 1989). Tais afirmações são consistentes com estudos relacionados à suscetibilidade dos solos cubanos ao processo de erosão.
Após uma fase inicial de trabalho no diagnóstico da erosão, o Instituto de Solos de Cuba, apoiado por sua rede de estações, conduziu estudos nessas regiões para quantificar as perdas de solo pela erosão sob diferentes usos agrícolas e determinar a eficácia das medidas e dos sistemas integrais de medidas, desenvolvidas com base na experimentação em lotes de escoamento superficial, segmentos em micro-bacias e áreas de produção (PEÑA et al 1998).
A primeira experiência em Cuba no uso de modelos de erosão foi desenvolvida em 1986 por Planas para analisar a aplicabilidade da USLE. Em seu estudo foi explicada a metodologia para o cálculo do fator R da equação (erosividade das chuvas) a partir de dados coletados nos pluviógrafos do país que foi a base para a construção de um mapa de isoerosivas na escala 1: 250 000 para toda Cuba.
Em 1999, foi realizado um estudo do comportamento da erosão em Pinos natural, associado e não associado a culturas, determinando-se alguns índices hidrológicos, juntamente com a análise estatística de cada sub-bacia e a correlação entre essas variáveis durante as seqüências de culturas diferentes e entre volume de escoamento superficial e precipitação. O resultado mostrou que o efeito positivo foi a seqüência de culturas na atenuação do escoamento superficial, agindo como uma medida de conservação (PONCE et al., 1999).
Entre os primeiros trabalhos realizados em Cuba no uso, calibração e validação dos modelos agrohidrológicos estão o SWACROP, DRAINMOD, SWAP, MACRO e o STIC. A primeira contribuição foi a utilização em condições tropicais do modelo SWACROP de Wesseling et al., (1989) para estimar o rendimento e uso da água para a batata variedade Desiree em solos lateríticos (RUIZ, 1998, 1999).
Mais tarde, o modelo SWAP (Van Dam et al, 1997) foi calibrado, validado e usado para cana-de-açúcar buscando estimar o rendimento das culturas diante às mudanças do clima, solo ou o plantio. Os resultados da união deste com um sistema de
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informação geográfica foram apresentados na Universidade Agrária de Havana e aplicada em áreas de CAI Hector Molina, que também foi usado no México, Venezuela, Equador e Jamaica através de projetos internacionais (RUIZ et al., 2002; UTSET et al., 2003). Estes modelos foram concebidos para estimar o rendimento das culturas, de acordo com Ruiz et al (2006).
Alguns anos mais tarde, Vallejo e Martinez (2000), Geler (2000) e Reyes (2004) retomaram o modelo USLE e RUSLE, implementando-os em aplicações de SIG. Foi realizado o cálculo da erosão hídrica atual em uma área do município de Moa usando o modelo USLE. O cálculo foi feito de forma automatizada utilizando um Sistema de Informação Geográfica (SIG) em formato raster por unidades discretas (pixels) 25 x 25 metros. O resultado foi um mapa de perda de solo por erosão hídrica para toda a área industrial de Moa e zonas adjacentes, incluindo quase todos os depósitos lateríticos de níquel da região, onde, segundo Vallejo e Martinez (2000), a maior perda de solo ocorre nos cânions dos rios, já que o grau de erosão hídrica nessas áreas é muito elevado (> 200 t / ha /ano). A menor perda de solo na área, ou seja, grau leve e moderado (<10 e 10 - 50 t / ha ano, respectivamente), ocorre na zona norte, onde o terreno é suave e os valores de C e K são baixos, com exceção de R que é alto para toda a área de estudo.
Também em 2000 Geler realizou, como parte do programa de mestrado entre o ITC (International Institute for Geo-information Science and Earth Observation), WU (Wageningen University) e o IGT (Instituto de Geografia Tropical), uma aplicação do modelo RUSLE na bacia do rio Sabinal, região Alora, Santa Lucia, Espanha, onde se desenvolveu um modelo dinâmico piloto baseado na equação empírica (USLE) que descreve os riscos de erosão dos solos devido à mudanças na gestão do uso da terra e práticas de conservação. O modelo foi implementado em ambiente SIG, em modo raster (Arc / Info e ArcView), utilizando diferentes cenários de estudo. Os resultados da simulação sugerem que a degradação da paisagem é reduzida quando há adoção de práticas de conservação. Conseqüentemente, a implementação de um modelo dinâmico em um SIG demonstrou a capacidade e confiabilidade destes para a previsão do risco de erosão do solo, quando se muda o uso da terra. Dado esse procedimento, o mapeamento da erosão existente e/ou sua previsão no tempo e no espaço, desempenha um papel importante na determinação da variabilidade espacial dos
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fenômenos, tornando-se uma ferramenta essencial para o planejamento da conservação dos solos.
Reyes (2003) desenhou uma aplicação de USLE incorporada ao SIG como uma extensão do software. O aplicativo usa a programação orientada a objeto e manipula as classes espaciais e de atributos, dados vetoriais e, quando necessário, estes são convertidos para formato raster para aproveitar desta forma, as vantagens do modelo raster para as análises espaciais. O aplicativo é apresentado com uma interface semelhante ao resto das extensões do software. Este procedimento é utilizado em estudos realizados na província de Camagüey, com resultados importantes para a compreensão da situação apresentada pelos solos da área e propostas de medidas para promover a sua recuperação.
Outra experiência em estudos de erosão foi realizada utilizando técnicas 137Cs para estimar as taxas de erosão em solos agrícolas na província de Camagüey (BRIGIDO e GARANDILLA, 1999) e no oeste do país, onde os resultados foram validados e comparados com as técnicas tradicionais (GIL et al 2004). Foram usados modelos proporcionais, de balanço massa e de balanço de massa simplificado no cálculo das taxas de erosão, sendo que no último caso, os modelos fora, aplicados a três segmentos em uma bacia hidrográfica. Estes modelos permitem a avaliação das taxas de erosão do solo de acordo com os níveis de 137Cs presentes. Para este efeito, identificou-se uma área na província de Pinar del Río, município San Juan y Martinez, relacionada com o cultivo de tabaco. Os resultados mostraram valores da erosão e acúmulo muito semelhantes aos determinados por métodos tradicionais que permitiram identificar a região como uma área com erosão generalizada.
Mais recentemente, Ruiz et al. (2006) usou a RUSLE para quantificar as perdas de solo na bacia do rio Cuyaguateje. Este trabalho foi feito no âmbito de um projeto de cooperação entre a Universidade Agrícola de Havana, GIAF (Cuba) e da Universidade de Ghent (Bélgica), intitulado "Criar capacidades para desenvolver um programa de água e conservação do solo na bacia do rio Cuyaguateje no oeste de Cuba", cujo principal objetivo foi reduzir a degradação da terra e da água e problemas associados à agricultura e ao meio ambiente na bacia do rio Cuyaguateje na província de Pinar del Rio.
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Nesta bacia podem ser vistas afetações pela degradação do solo, água e paisagem. Os solos da bacia apresentam 43,7% da área física, na categoria de fortemente erodidos e 34,5% ligeiramente erodida, para um total de 78,2% entre pouco a fortemente erodidos. Através do uso das tecnologias de sensoriamento remoto (imagens de satélite Landsat 7) foi determinada a mudança de uso da terra e a influência deste no desenvolvimento do processo de erosão (ACOSTA et al., 2007). Outros fatores de RUSLE, erosividade (R), erodibilidade (K), topografia (LS), (fator C) foram determinados por Almozara et al. (2007), Alonso et al. (2007) e Leal et al. (2007). Esses fatores foram utilizados para determinar a erosão potencial da área a partir dos mapas criados para cada variável. Utilizando a relação de tolerância da erosão do solo foi estimada a perda de potencial risco de erosão, e a partir desses fatores foram criados mapas de cada variável que foram utilizados para determinar a erosão potencial da área. A partir da relação de tolerância da perda de solo com a erosão potencial, foi estimado o risco de erosão. As características topográficas da bacia foram determinadas a partir do MDE, elaborado automaticamente, em ambiente SIG. Em geral, o grau de risco de erosão laminar e em sulcos é muito alto, com valores medios de 1.364 t / ha / ano, influenciado principalmente pela alta erosividade das chuvas predominantes na bacia e típica de todos os países tropicais. Os valores do Fator R obtidos para a bacia Cuyaguateje foram de aproximadamente entre 8.200 e 18.000 MJ mm ha-1 h-1. Os resultados do estudo desta bacia apontaram que aproximadamente 96% da área da bacia está sob o efeito de chuvas com alto potencial erosivo.
No ano de 2006, como parte de uma tese de doutorado, VEGA conduziu um estudo com base em estimativas de erosão hídrica e cársico-erosiva a partir de índices de diagnóstico para avaliar a erosão dos solos Ferralíticos Rojos na província de Havana. Isto sugere um método qualitativo que inclui um Índice de Carsificação, usando a cartografia temática de fatores em SIG.
Vega testou em seu trabalho a execução do método CORINE (1992), para avaliar qualitativamente a erosão potencial e real, exigindo modificações, e incluindo um índice de Carsificación que objetivamente considerasse a influência dos processos de cársico - erosivos. Como resultado, o novo método proposto foi o EVERC (VEGA e FEBLES, 2006). Quantificou-se pela primeira vez em Cuba, a magnitude das perdas
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dos solos Ferralíticos Rojos e dos subtipos associados, pelos efeitos da erosão hídrica e cársico - erosiva, utilizando um modelo de erosão empírico: o modelo MMF (MORGAN et al, 1984. e MORGAN, 2001). Foram obtidos como resultado valores que excedem os limites admissíveis em termos de erosão, durante uma seqüência histórica entre 1986-2006, realizada no Centro de Inseminação Artificial "Rosafe Signet", com uma variação média entre 13,4 - 17,4 t / ha / ano, o que mostra o desenvolvimento progressivo dos processos cársico-erosivos. Entre os resultados estão os mapas de riscos de erosão atual e potencial em regiões cársticas da província de Havana pela aplicação do método CORINE (1992), os mapas de risco da erosão atual e potencial na bacia Mampostón, aplicando o método EVERC e a comparação dos resultados com aqueles obtidos pelo método tradicional geográfico-comparativo (FEBLES, 1988; GOUNOU e FEBLES, 1997) em VEGA (2006).
A integração de diferentes métodos, como o geográfico-comparativo, geofísica e morfo-edáficos, e a cartografia temática de fatores ambientais em ambiente SIG, complementados com métodos de erosão, permite avaliar objetivamente e em uma maior escala geográfica a erosão potencial e atual dos solos nas regiões agropecuárias de Cuba, assim como, determinar a sua influência na mudança das propriedades do solo. Este permitira identificar os processos de degradação da terra, com vistas à criação de indicadores de sustentabilidade agro-ecológica nas regiões para uso pecuário (FEBLES e VEGA, 2008).
Outra aplicação da metodologia CORINE (CORINE, 1992) foi realizada na cidade de San Andres, província de Pinar del Rio para determinar índices de erosão dos solos aplicando a análise em um SIG. Com base na distribuição espacial dos valores dos índices foram construídos mapas de índice de erosividade, erodibilidade, topografia e cobertura vegetal para calcular o risco de erosão atual e potencial (DIAZ et al 2008).
Outros trabalhos que não são dedicados diretamente à modelagem da erosão hídrica desenvolvidos por autores como GAREA, 2002, 2003; RIVERO et al., 2002, 2004; CUADRADO, 2005; MOLINA, 2010; PONCE, 2004; BALMASEDA, 2006; BALMASEDA e PONCE, 2007, 2008; VANTOUR et al., 2009) estão relacionados com estudos integrais sobre a degradação e conservação dos solos usando as geotecnologias e aos diagnósticos ambientais territoriais e caracterização dos recursos
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do solo (JAIMEZ, et al., 2003, 2004). Há ainda outros trabalhos relevantes que foram destinados a estudos agro-meteorológicos sobre desastres e risco de seca perante as mudanças climáticas, tais como o desenvolvido por Roque (2006) e Solano (2006).
No período de 2001-2003, Garea desenvolveu e validou um método chamado Soma Combinação e Decomposição de Identificadores (GAREA, 2003) para a gestão de informações sobre o solo nas regiões montanhosas de Cuba por técnicas digitais. Neste trabalho foi definido e desenhado o conteúdo das bases de dados espaciais e de atributos e suas formas de integração para implementar o Sistema de Informação de Solo nas regiões montanhosas de Cuba. Foi obtido pela primeira vez a escala de 1:100.000, para o maciço Nipe-Sagua-Baracoa, a partir da síntese e integração sob uma abordagem sistêmica das informações resultantes da investigação conduzida no estudo dos solos na região, buscando o aumento da eficiência no processo decisório em seu uso e conservação.
Em 2004, concluiu-se o desenvolvimento do Sistema Integrado SIMONIT (RIVERO et al., 2004), composto por cinco módulos: informação, soluções, tomada de decisão, monitoramento e análise de impactos. O sistema responde ao problema de como enfrentar, sob um enfoque sistêmico, a degradação dos solos e de outros componentes do meio ambiente, bacias hidrográficas e unidades de produção agropecuária. Aplicou-se o conceito de SIG, combinado com um conjunto de metodologias, novos tipos de saídas e produtos para tomadores de decisão, especialistas e técnicos das unidades de produção. Este sistema no módulo de Tomada de Decisão utiliza o método chamado de Soma Combinação e Decomposição de Identificadores, desenvolvido por Garea (2002, 2003).
O SIMONIT foi validado e posteriormente generalizado para diferentes regiões de Cuba, dentre elas as bacias Guantanamo-Guaso (RIVERO et al., 2002), na planície sul da província Pinar del Rio (GÁLVEZ et. al., 2005), em um setor da bacia hidrográfica do rio Guanabo em Havana (CUADRADO, 2005) em um setor da bacia hidrográfica Almendares-Vento, em Havana (MOLINA, 2006) e mais recentemente na bacia do rio Chambas em Ciego de Ávila (LOPEZ et al., 2008). Nesta última, os resultados obtidos na bacia destacaram que nas seções do sul e centro da bacia, mais de 70% das áreas, têm categorias de erosão desde moderados a muito forte.
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Em estudos sobre a degradação do solo, dada à necessidade de saber a quantidade de reservas de carbono orgânico em solos minerais de Cuba, foi projetada e aplicada uma metodologia para a estimativa das reservas de carbono orgânico (RCOs) a partir de informações de perfis de solo e generalização espacial do estoque de carbono calculado. A generalização espacial do cálculo do estoque de carbono para toda Cuba foi alcançada através de um método de interpolação classificatório, utilizando a tecnologia SIG, com base no mapa de solos e no mapa topográfico, ambos em escala 1: 250.000 (PONCE, 2004).
Outros trabalhos tem sido associados com as estratégias a seguir para a inclusão de informações edafologicas na Infraestrutura de Dados Espaciais da República da Cuba, usando mapa do solos nacional a escala 1:25.000 (BALMASEDA, 2006). Este se relaciona com a utilização das normas ISO 19.100 de informação Geográfica e Geomática, para documentar os dados pedológicos, implementando um modelo conceitual e o perfil de metadados das informações edafológicas do Mapa de Solos Nacional, escala 1:25.000. Este modelo facilitará e agilizará o uso desses dados por múltiplos usuários num ambiente em rede dentro dos princípios de interoperabilidade (BALMASEDA e PONCE, 2007, 2008).
Avaliações ambientais territoriais têm sido realizados em vários municípios de Havana. Como um trabalho relevante destaca-se o Atlas ambiental do municipio San Antonio de los Baños, onde se obtiveram diferentes mapas, tais como os de uso agrícola, genético do solo, principais processos de degradação (erosão atual e potencial), agro-produtividade dos solos, uso potencial e aptidão do solo e contaminação dos solos por diferentes causas. Em todos esses estudos o uso de SIG e sensoriamento remoto têm dominado na concepção e implementação de tecnologias avançadas (JAIMEZ et al., 2003, 2004).
Mais recentemente, têm sido realizados estudos agro-meteorológicos sobre desastres e risco de seca perante as mudanças climáticas, onde a seca foi estudada dentro dos problemas ambientais da província de Camagüey. Neste estudo a seca é considerada como um desastre, a partir da qual se obteve um conjunto de mapas utilizando ferramentas SIG, incluindo o mapa de afetações pela seca meteorologica na província, a vulnerabilidade da população diante do referido fenômeno, e o impacto
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deste sobre o setor agropecuario, a natureza e a própria economia (ROQUE, 2006). Estudos para a avaliação científica dos riscos associados com a ocorrência de seca meteorológica e agrícola em Cuba e República Dominicana, foram desenvolvidos como parte de um projeto conjunto entre o Instituto de Meteorologia da República de Cuba e do Bureau Nacional de Meteorologia da República Dominicana, intitulado "Desenvolvimento e Adaptação às Mudanças Climáticas". Neste caso, a aplicação de SIG em Cuba, gerou um grande número de mapas (mais de 1900), onde a maioria deles se encontram em seqüência, com uma extraordinária informação agroclimática digital sobre importantes índices de interesse para a agricultura, entre os quais se destacam, o diagnóstico da seca agrícola, intensificação, espalhação, extensão espacial e temporal da mesma, tanto a nível local e nacional (SOLANO et al., 2006).
Um outro trabalho utilizando tecnologia SIG em estudos dos solos, foi realizado sobre as características edafo-climáticas e zoneamento agro-ecológico das Montanhas de Guaniguanico.O resultado foi um mapa escala 1:100.000 em formato digital dos Agrupamentos e tipos de solos, em ambiente SIG, e os mapas de zoneamento agro- ecológico para a produção de café, culturas mistas, frutas e floresta, e para a quantificação de todas as áreas potenciais para as culturas na região analisada (VANTOUR et al., 2009).
Finalmente, e de grande importância para o país, foi desenvolvido o projeto LADA, que teve como objetivo validar as metodologias para avaliaçao da degradação da terra em nível local, nacional e global implementado em seis países-piloto em todo o mundo, Senegal, África do Sul, Tunísia, China, Argentina e Cuba.
Os métodos avaliados são baseados em abordagens participativas, multi- disciplinares e combinações de estudos de campo e sensoriamento remoto. Eles têm sido usados para identificar e mapear a degradação da terra, identificar as suas causas diretas e indiretas e as ações para a gestão sustentável dos processos de degradação da terra para deter ou reverter estes processos, através da análise das pressões, do estado, das causas e impactos em cada tipo de uso principal de terra em todo o país. Localmente, o LADA-Cuba realizou um inventário sistemático nas áreas mais representativas de Camaguey, Las Tunas, Granma e Guantánamo, sobre o estado da Terra, em todos os seus aspectos (saúde do solo, quantidade e qualidade da água,
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estado da vegetação e da biodiversidade, entre outras coisas) (CITMA / LADA 2010). Destacam-se, os esforços que o país está fazendo para desenvolver métodos de estudo da degradação das terras, com o progresso, especialmente na última década. No entanto, o uso de modelos hidro-sedimentológicos com base física, apoiada pelas tecnologias SIG e o sensoriamento remoto para avaliar a erosão do solo, é muito pouco difundido, apesar dos benefícios comprovados da utilizaçao destes métodos.
Devido à insuficiência ou falta de estudos nesta área foi levado em conta a necessidade da utilizaçao de modelos hidrológicos de base fisica para simular os processos hidro-sedimentológicos em bacias hidrográficas superficiais para diferentes cenários de cobertura e uso da terra em diferentes períodos.