CAPÍTULO 2 - MÉTODOS DE POTENCIAL DE USO CONSERVACIONISTA,
2.2. Material e Métodos
2.2.2. Procedimentos Metodológicos
Os procedimentos metodológicos do presente estudo foram divididos em duas etapas. A primeira consistiu na elaboração de planos de informação das variáveis ambientais a partir de banco de dados públicos. A segunda etapa caracterizou-se pela elaboração do (i) PUC e o cruzamento com o mapa de uso e ocupação da terra para geração de um mapa conflitante de uso da terra denominado PUCconflito, (ii) FAP e FAE e (iii) PNE e EUPS (Figura 2.2). Todos os processos, em ambiente SIG, foram realizados no software livre QGIS 3.10.0 (QGIS 2021).
Figura 2.2 - Procedimentos metodológicos esquemáticos.
Fonte: O autor.
2.2.2.1 Variáveis ambientais
Para a declividade, normalmente gera-se um Modelo Digital de Elevação (MDE), pelo uso imagens raster da base Copernicus. A fonte primária de dados apresenta 30 m de resolução. O mapa de declividade foi confeccionado a partir MDE na plataforma de SIG.
Os dados litológicos foram obtidos no sítio da Companhia de Desenvolvimento Econômico de Minas Gerais (CODEMIG), das folhas geológicas Diamantina, Presidente Kubitschek, Serro, Rio Vermelho, Curumataí, Carbonita, Itacambira e Bocaiúva, em escala de 1:100.000. Dados de classes de solos foram obtidos pelo Mapa de Solos de Minas Gerais (UFV et al. 2010) na escala 1:650.000.
Os dados de pluviosidade foram obtidos do Atlas Pluviométrico do Brasil, gerado a partir dos dados de seis Estações Pluviométricas existentes na área de estudo ou em áreas adjacentes, (CPRM 2016) considerando o ano de 2019, em Isoetas de Precipitações Médias Mensais. Os dados das estações foram especializados, onde primeiramente converteu-se as linhas de isoetas em pontos, para em seguida realizar-se a espacialização, pelo método Inverse Distance Weighted – IDW.
A hierarquia fluvial foi obtida a partir do MDE, com o qual gerou-se a direção de fluxo e fluxo acumulado, necessários para a definição das ordens dos rios. Com as hierarquias definidas adotou-se o método do sistema de classificação introduzido por Strahler (1952), que considera os canais de primeira ordem aqueles que não apresentam tributários, a partir da confluência de dois rios de 1ª ordem, forma-se um segmento de 2ª ordem. A confluência de dois rios de 2ª ordem define um rio de 3ª ordem e assim por diante. Quando dois rios de ordens diferentes se juntam, prevalece a maior ordem.
Para o uso e ocupação da terra utilizou-se a base de dados do MapBiomas, coleção 7, para o ano de 2019. Classes vinculadas à agricultura foram agrupadas com pastagem. As classes foram divididas em: Cerrado, Floresta, Afloramento rochoso, Silvicultura, Agropecuária (que englobou pastagem e culturas agrícolas anuais e perenes, além de mosaicos de agricultura e pastagem), Infraestrutura Urbana/Mineração e Solo Exposto.
Os dados de Erosividade da chuva (Fator R) foram obtidos por meio do software netErosividade, e têm objetivo a obtenção dos valores mensais e anual da Erosividade da chuva para qualquer localidade do Estado de Minas Gerais (MOREIRA et al. 2008). Obtiveram-se
dados da série histórica das estações dos municípios de Diamantina, Datas, Couto de Magalhães de Minas, Olhos D’água, Bocaiúva e Itacambira (Anexo I) para o ano de 2019. Esses dados foram utilizados para obter os valores de índices de erosão (EI) (Anexo I) e o fator R (Tabela 1.5). Este fator é o somatório dos EI mensal de cada estação (Tabela 2.1).
Tabela 2.1 – Estações e variações de índices de erosão (EI) e do fator R (Erodibilidade).
Estação J F M A M J J A S O N D Fator R
1 918 304 666 269 87 13 23 6 81 519 1008 1047 4941
2 591 278 317 204 53 7 4 6 81 140 331 490 2502
3 974 460 666 269 92 22 24 7 81 518 1041 1238 5392
4 804 278 660 296 72 7 14 8 81 515 843 662 4197
5 589 278 302 217 54 7 14 5 81 147 400 490 2583
6 411 278 247 127 51 7 17 5 81 133 336 491 2182
1- Diamantina (Long. 7982726, lat. 648018); 2 – Olhos D’água (Long. 8076734, 651908,5); 3- Datas (7960602;
642595,9); 4- Couto de Magalhães de Minas (8001399; 661950,8); 5-Bocaiúva (8108996; 626607,7); 6 Itacambira (8113050; 680947,8). Janeiro; F- fevereiro a D- Dezembro.
Para a obtenção da erodibilidade dos solos (Fator K) da porção cimeira da bacia do rio Jequitinhonha, utilizou-se o mapa de solos do estado de Minas Gerais (UFV et al. 2010) na escala 1:650.000 e pesos de erodibilidade das classes de solos semelhantes aos encontrados na bacia, disponíveis na literatura e inseriram-se os dados de erodibilidade das classes encontradas para a área de estudo (Tabela 2.2).
Tabela 2.2 - Classes de solos da porção cimeira da bacia do Alto Jequitinhonha (JQ1) (UFV et al. 2010) e referências da literatura para atribuição de pesos para erodibilidade e Fator K para a porção cimeira da bacia do Alto Jequitinhonha (JQ1), Minas Gerais.
CLASSE DE SOLO REFERÊNCIA Fator
K Afloramento Rochoso + Cambissolo Háplico Corrêa et al. (2015) 0,0691 Afloramento De Rocha (50 %) + Neossolo Litólico Corrêa et al. (2015) 0,044
Cambissolo Háplico Lima et al. (2016) 0,0691
Latossolo Vermelho-Amarelo Castro Junior (2008) 0,016
Latossolo Vermelho Lima et al. (2016) 0,0131
Latossolo Vermelho + Cambissolo Háplico Lima et al. (2016) 0,046
Argissolo Vermelho-Amarelo Lima et al. (2016) 0,0537
Neossolo Litólicos Lima et al. (2016) 0,044
Neossolo Quartzarênico Corrêa et al. (2015) 0,084
Neossolo Flúvico Ribeiro, Alves (2007) 0,042
O fator LS foi obtido a partir do Modelo Digital de Elevação (MDE) no programa QGIS, na opção LS factor, field based. Os valores quanto mais próximos de zero, menor o escoamento superficial. Os valores de CP foram obtidos em pesquisa à literatura (BUENO, STEIN 2004) para condições de cobertura do solo semelhantes às encontradas na porção cimeira da bacia do Jequitinhonha (Tabela 2.3).
Tabela 2.3 - Valores de CP condições de cobertura e uso do solo da porção cimeira da bacia do Alto Jequitinhonha (JQ1).
CLASSE CP FATOR CP
Água 0
Solo exposto 1
Floresta 0,00013
Cerrado 0,042
Áreas agrícolas 0,025
Silvicultura 0,0026
Afloramento rochoso 0,00001
Fonte: Bueno, Stein (2004)
As variáveis ambientais, fontes e seus usos nas metodologias PUC, PUCconflito, FAP, FAE, PNE e EUPS encontram-se no Quadro 2.1.
Quadro 2.1 - Variáveis ambientais e fatores, fontes e seus usos nas metodologias PUC, PUCconflito, FAP, FAE, PNE e EUPS.
VARIÁVEIS AMBIENTAIS/
FATORES
Fonte PUC conflito PUC FAP FAE PNE EUPS
Declividade Copernicus DEM X X X X X
Classe de Solo
Mapa de solos do estado de
Minas Gerais (escala – 1:650.000) X X X X
Litologia
Folhas Diamantina, Presidente Kubitschek, Serro, Rio Vermelho,
Curumataí, Carbonita, Itacambira e Bocaiúva (escala de 1:100.000).
X X X X
Hierarquização
fluvial Copernicus DEM X X
Pluviosidade Atlas Pluviométrico
X X
Uso e ocupação do
terreno MapBiomas
X X X
Fator R
netErosividade X X
Fator K Mapa de solos do estado de
Minas Gerais (escala – 1:650.000) X X Fatores LS
Copernicus DEM X X
Fatores CP MapBiomas X
2.2.2.2. Elaboração do PUC, PUCconflito, FAP, FAE, PNE e EUPS
Para obtenção do Potencial de Uso Conservacionista (PUC) foram seguidos os procedimentos metodológicos propostos por Costa et al. (2017, 2019) com pesos internos ponderados para Litologia, Declividade e Classes de solo para a porção cimeira da Bacia do rio Jequitinhonha (Tabela 2.4). Os dados foram convertidos em formato raster e reclassificados no ambiente SIG.
Posteriormente, foi aplicada a álgebra de mapas para a confecção do PUC de acordo com a Equação 1 (Capítulo 1). Neste trabalho foi realizado um cruzamento do PUC com o uso e ocupação da terra para gerar um mapa de conflito de uso da terra, o qual denominou-se PUCconflito.
Tabela 2.4 - Pesos internos da porção cimeira da Bacia do Alto Jequitinhonha (JQ1) das variáveis ambientais declividade, classes de solo e litologias, utilizados para o PUC e FAP.
DECLIVIDADE
Relevo Área (%) Pesos PUC Pesos FAP
Plano (0 – 3%) 8,38 5 1
Suave Ondulado (3 – 8%) 22,76 4 2
Moderadamente Ondulado a Ondulado
(8 – 20%) 36,54
3 3
Forte ondulado (20 -45%) 26,41 2 4
Montanhoso à escarpado (>45%) 5,91 1 5
LITOLOGIA
Classe Área (%) Pesos PUC Pesos FAP
Alternância de quartzito 0,79 1,2 3
Aluvião 1,86 1,2 4
Calcário 0,01 4,1 4
Filito 0,09 1,4 2
Gnaisses 0,80 1,7 1
Granodiorito + monzogranitos 0,10 1,8 1
Metabásicas 3,59 2,8 2
Metaconglomerado 0,02 1,5 3
Metadiamictito (granulação e pureza
variadas) 18,49 1,2 3
Quartzito e subordinadamente filito 43,50 1,2 3
Sedimentos Inconsolidados (colúvio
alúvio e elúvio) 22,76 1,2 4
Silito/Argilito/Metassiltito 2,30 1,3 3
Xisto 5,70 1,3 3
SOLO
Classe Área (%) Pesos PUC Pesos FAP
Afloramento Rochoso / Cambissolo
Háplico 43,90 2,6 5
Afloramento De Rocha (50 %) / Neossolo
Litólico 0,01 1,2 5
Cambissolo Háplico 28,18 2,6 4
Latossolo Vermelho-Amarelo 1,86 4,7 1
Latossolo Vermelho 24,16 4,7 1
Argissolo Vermelho-Amarelo 0,02 4,0 3
Neossolo Litólico 0,07 1,2 5
Neossolo Quartzarênico 1,02 1,2 5
Neossolo Flúvico 0,78 1,2 5
Fonte: Costa et al. (2017, 2019); França, (2018); França e Mucida (2022)
Para o cálculo do FAP utilizaram-se os fatores naturais ponderados: Declividade, Litologia, Classes de solo, Hierarquia Fluvial e Pluviosidade, conforme metodologia de França (2018);
França et al. (2020). O FAE foi obtido a partir do FAP adicionado ao uso de ocupação da terra
ponderado (Tabela 1.4, Capítulo 1) segundo metodologia de França e Mucida (2022). Para a determinação da Fragilidade Ambiental Potencial e a Emergente, executou-se uma adaptação a proposta metodológica de Ross (1994) elaborada por França; Mucida (2022). Para a geração dos mapas de FAP e FAE aplicaram-se as equações 2 e 3, respectivamente (Capítulo 1). Os pesos de importância para variáveis ambientais utilizadas estão dispostos nas Tabelas 2.4 e 2.5 levaram em consideração trabalhos de fragilidade ambiental desenvolvidos na bacia hidrográfica do rio Jequitinhonha (FRANÇA 2018; FRANÇA et al. 2022; FRANÇA; MUCIDA 2022). Os pesos para a reclassificação do mapa de Uso e ocupação do Terreno são apresentados na Tabela 2.5.
Tabela 2.5 - Pesos internos da porção cimeira da Bacia do Alto Jequitinhonha (JQ1) para as variáveis ambientais FAP (pluviosidade e hierarquização fluvial) e FAE (adição de uso e ocupação da terra).
PLUVIOSIDADE Pesos FAP
Precipitação média anual (mm)
843 1
1004 2
1166 3
1327 4
1489 5
HIERARQUIZAÇÃO FLUVIAL Pesos FAP
Ordens
1ª Ordem 1
2ª Ordem 2
3ª e 4ª Ordens 3
5ª, 6ª e 7ª Ordens 5
CLASSES DE USO E OCUPAÇAO DA
TERRA Pesos FAE
Água 0
Solo exposto 5
Floresta 1
Cerrado 2
Agropecuária 5
Silvicultura 3
Afloramento Rochoso 5
Infraestruturas urbanas/Mineração 5
Fonte: França (2018); França e Mucida (2022).
A PNE foi obtida a partir dos seguintes variáveis: Erosividade da chuva (R), Erodibilidade do solo (K), comprimento da encosta (L), declividade da encosta (S) conforme a Equação 4
(capítulo 1). A EUPS considerou todos os fatores da PNE além da cobertura vegetal (C) e práticas conservacionistas adotadas (P), conforme a Equação 5 (Capítulo 1). O mapa da EUPS utilizou de modelos quantitativos de avaliação da deterioração do solo em conjunto com técnicas de geoprocessamento, a fim de determinar a perda de solo e o risco de erosão na bacia.
2.2.2.3 Mapas de diferença
Com os mapas de todas as metodologias confeccionados foi realizada uma análise pixel a pixel entre eles. Esta análise foi realizada com intuito de observar semelhanças ou discrepâncias entre classes dos métodos. Confeccionou-se mapas com as seguintes associações: PUC vs FAP, PUC vs PNE, PNE vs FAP, PUCconflito vs FAE, PUCconflito vs EUPS e EUPS vs FAE.
Para que a comparação pudesse ser realizadas todos os mapas estavam na mesma projeção cartográfica e os pixels possuíam o mesmo tamanho. Estas informações foram importantes para evitar análise de áreas distintas como semelhantes.
Utilizando a ferramenta “Raster Calculator” as diferenças entre duas metodologias eram geradas. Após isso o mapa era reclassificado em até cinco classes distintas de acordo com a relação entre as metodologias, sendo elas: “Muito Boa”; “Boa”; “Média”; “Ruim”; “Muito Ruim’.
Nas relações “Muito Boa” e “Boa” localizam-se resultados onde não há conflito nos dados das duas metodologias analisadas. Na relação “Média” as metodologias convergem, mas requer atenção. Na classe “Ruim” e “Muito ruim” as metodologias apresentam resultados divergentes, indicando conflito entre ambas.