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INTRODUÇÃO

O recurso solo é de grande importância para o desenvolvimento humano, as primeiras civilizações que se desenvolveram e obtiveram progresso alocavam suas moradias em áreas próximas a grandes rios, localização geográfica definida não só pela disponibilidade hídrica, mas também pela fertilidade das terras ao entorno. Porém, o solo, quando em desequilíbrio com o ambiente, pode passar por diversos processos que causam sua degradação. Dentre esses processos, estão a erosão, a lixiviação, a acidificação e a salinização (LEPSCH, 2010).

Segundo a FAO (2015), cerca de 33% dos solos aráveis do mundo estão degradados. Ainda segundo o mesmo relatório, as principais causas dessa degradação estão relacionadas aos processos erosivos, em especial os causados pela ação da água.

Na região noroeste do estado do Paraná, os solos possuem basicamente textura arenosa, que resultam em erosões hídricas laminares (que afetam as camadas superficiais dos solos) e lineares (nas formas de sulcos, ravinas e voçorocas). Esses processos, por sua vez, geram consequências sociais e econômicas à população envolvida (SUCEAM, 1994 apud WESTPHALEN, 2008).

Partindo desse contexto, a área de estudo abordada nas discussões do trabalho é o município de Paranavaí, localizado na região noroeste do estado do Paraná, à margem norte do Rio Ivaí (Figura 1). A seleção da área para estudo foi feita a partir das bases cartográficas disponíveis, sendo que o município possui o mapa de solos em escala 1:50.000 (FASOLO et al. 1988). Outro critério utilizado para a seleção da área de estudo foi o trabalho realizado por Mangueira (2014), sendo que nesse trabalho a autora encontrou 46 feições erosivas para o município de Paranavaí.

Do ponto de vista geológico, o município se localiza principalmente na área de ocorrência das rochas do grupo Caiuá, com idade mesozoica e origem sedimentar (Fernandes et al. 2012). Encontra-se situado na unidade morfoescultural do terceiro planalto paranaense, sub-unidade planalto de Paranavaí, caracterizado pela baixa dissecação do relevo e topos aplainados (SANTOS, 2006). Quanto à altimetria, o município tem variação de 230m a 550m.

Segundo a classificação climática de Köppen, Paranavaí se localiza no clima Cfa (clima temperado úmido com verão quente), com temperaturas médias anuais entre 22 e 24°C e a precipitação anual média fica entre 1200 e 1400mm, nas porções mais ao norte do município, e entre 1400 e 1600mm, nas partes centrais e sul (IAPAR, 1994).

As características do meio físico, bem como os processos de ocupação da no noroeste do estado do Paraná, caracterizam a região como de alta ocorrência de problemas relacionados à erosão hídrica (WESTPHALEN 2008).

A proposta do presente trabalho se baseia na premissa de que na região noroeste do estado do Paraná as erosões lineares hídricas afetam tanto as atividades urbanas quantos as rurais (MANGUEIRA, 2017), portanto, um levantamento de áreas que são naturalmente suscetíveis a esses processos pode surgir como uma ferramenta em ações que visem à conservação dos solos.

Existem diversos trabalhos em que as relações do meio físico são preditas através da integração de variáveis geomorfológicas, criando produtos sobre a fragilidade/vulnerabilidade ambiental. (SPORL, 2006; SANTOS E SOBREIRA, 2008; MESQUITA et al. 2010; RIBEIRO E CAMPOS, 2007; WROBLEWSKI E PAULA, 2015).

Logo, o objetivo do presente trabalho foi produzir uma carta de suscetibilidade a erosões, adaptando o método proposto por Crepani (2001), para o município de Paranavaí – PR, buscou-se utilizar um modelo digital de terreno para extração dos atributos topográficos, e a carta de solos em escala semidetalhada, 1:50.000 (FASOLO et al. 1988).

MATERIAIS E MÉTODOS

Crepani et al. (2001) utiliza componentes do meio físico como relevo, clima, geologia, pedologia e vegetação para fazer inferências quanto às relações entre morfogênese e pedogênese em unidades de paisagem natural. Cada elemento possui uma relevante importância na estabilidade das unidades de paisagem, a Geologia é utilizada para entender a história da evolução geológica do ambiente onde a unidade se encontra, e as informações relativas ao grau de coesão das rochas que a compõem. A geomorfologia oferece, para a caracterização da estabilidade das unidades de paisagem natural, as informações relativas à Morfometria, que influenciam de maneira marcante os processos ecodinâmicos ocorrem nas vertentes. A Pedologia fornece informações quanto ao grau de evolução dos solos. A vegetação ‘’representa a defesa da unidade de paisagem contra os efeitos dos processos modificadores das formas de relevo (erosão)’’. Os dados climatológicos representam informações a cerca da quantidade e da duração das chuvas ao longo do ano nas unidades de paisagem (CREPANI et al. p. 13,14,15, 2001).

A equação proposta por Crepani et al. (2001), define que a vulnerabilidade de uma área é definida pela soma das vulnerabilidades dos componentes do meio físico (Equação 1).

onde: V = Vulnerabilidade; G = Geologia; S = Solos; Vg = Vegetação e C = Clima.

O método proposto por Crepani et al. (2001) tem como objetivo a identificação de áreas vulneráveis à perda natural de solo, sendo comumente utilizado na definição de áreas suscetíveis a processos erosivos laminares. Porém, como o objetivo do trabalho é analisar as diferenças ao longo do município, os valores de suscetibilidade para os atributos vegetação, geologia e clima não foram levados em consideração, visto sua baixa variação espacial no município (Figura 2).

Deste modo, foram isolados apenas os elementos do meio físico que tem relevância direta nos processos erosivos para a área em estudo, sendo eles: Relevo e Solos. Logo, o método proposto por Crepani et al. (2001) será simplificado, de modo a principal contribuição do autor para o presente artigo ser a técnica de atribuição de pesos as classes dos atributos do meio físico.

O mapa de solos (Figura 3) utilizado neste trabalho foi elaborado por Fasolo et al. (1988). na escala 1:55.000. A elaboração de levantamentos de solos nesta escala (semidetalhados) tem-se por finalidade a obtenção de informações básicas para implantação de projetos de colonização, loteamentos rurais, estudos integrados de bacias hidrográficas, entre outros objetivos. Toda a base encontrava-se em formato analógico, foi convertida em ambiente SIG para formato digital, georreferenciada e transformada em arquivo vetorial utilizando o software Arcgis 10.3. O mapa utilizava o sistema de classificação de solos anterior e foi convertida para a atual classificação (Embrapa, 2006).

Na área de estudo, os solos predominantes são os Latossolos e os Argissolos, sendo que os Argissolos representam cerca de 560km2, enquanto os Latossolos ocupam cerca de 480km2. Os Neossolos Quartzarêrnicos, por sua vez, ocupam cerca de 130km2; os Gleissolos, 4km2. (Quadro 1)

Para a variável geomorfologia, foram analisados atributos topográficos (Perfil de curvatura e declividade), sendo que para e elaboração desses índices, foi gerado um modelo digital do terreno (MDT). O MDT é uma representação com valores numéricos que indicam a altimetria local através de uma matriz regular (MOORE et al. 1993; TOMLIM, 1983; WEISS, 2001; McKENZIE e RYAN, 1999; McBRATNEY et al. 2003).

Para a geração do MDT, foram utilizadas curvas de nível, com equidistância de 20m, pontos cotados e hidrografia, obtidos do Instituto de Terras Cartografia e Geociências do Paraná (ITCG) e da agência Águas Paraná na escala 1:50.000. O MDT foi gerado no software Arcgis 10.3, utilizando o algoritmo ANUDEM, o algoritmo foi selecionado por ser hidrologicamente consistente, essa ferramenta parte do método de interpolação denominado Topogrid proposto por Hutchinson (1989) a qual se baseia em um algoritmo que remove reentrâncias, falsas depressões, possibilitando que o modelo possua áreas com livre escoamento superficial (SILVA et al., 2017). A definição de célula do MDT se deu após a aplicação do cálculo proposto por Hengl (2006), sendo definido o tamanho de 15m.

A declividade ou clinografia (α) diz respeito ao grau do terreno em relação ao plano. O agrupamento dos valores em categorias se deu por meio de adaptações nas classes sugeridas em Crepani et al. (2001), com base nas características locais do relevo. Para a área de estudo foram divididas quatro classes, de 0 a 2 %, de 2 a 6%, de 6 a 20 % e maiores que 20%. O perfil de curvatura se refere à forma de vertente, podendo ser convexa, côncava ou retilínea (SIRTOLI et al. 2008). Ambas as informações se encontram ilustradas na figura 4.

A influência do perfil de curvatura está relacionada, principalmente, ao controle que as formas do relevo exercem na distribuição de águas e materiais solúveis ao longo das vertentes (CHAGAS, 2006). As áreas côncavas se localizam, principalmente, nos fundos de vale, enquanto as porções convexas se localizam em topos e em partes de maior declividade. Nas porções de vertente côncavas, existe uma tendência maior a concentração da água em fluxos, aumentando as chances de erosão nesses locais.

Após a definição e organização das bases cartográficas utilizadas, bem como a definição dos pesos para os atributos (Quadros 1,2 e 3), a soma matricial dos mapas foi efetivada. A soma foi realizada em ambiente SIG, através da calculadora matricial “raster calculator’’ do software Arc Gis, modulo Arc Map 10.3. A relação dos mapas foi feita por meio da fórmula (Equação 2) a seguir e os pesos atribuídos foram aplicados de acordo com a fragilidade de cada classe nos atributos (Tabela 1):

Os resultados foram discretizados em 5 classes (Tabela 1), partindo dos ambientes menos suscetíveis para os mais suscetíveis (CREPANI et al. 2001). Os intervalos foram adaptados dos originais propostos para se adequar as características naturais da área em estudo.

onde S = Suscetibilidade.

Para validação dos resultados encontrados no mapa de suscetibilidade, foi utilizado o mapa de feições erosivas produzido por Mangueira (2014). Foram identificadas 918 feições erosivas na região do noroeste do Estado, sendo 46 localizadas no município de Paranavaí (Figura 2).

RESULTADOS

A partir do cruzamento matricial dos atributos anteriormente citados, obteve-se o mapa de áreas suscetíveis a processos erosivos para o município de Paranavaí (Figura 5 e tabela 2).

• Suscetibilidade Muito baixa: esse grupo engloba os Nitossolos e a planície do rio Paranapanema, a declividade é baixa e os solos bem drenados no caso dos Nitossolos ou constantemente alagados dos Gleissolos, logo, é a área com menor suscetibilidade à ocorrência de erosões. Isso ocorre quando se compara as erosões com a unidade em questão, sendo que nenhuma erosão das mapeadas por Mangueira (2014) se encontra nesse grupo.

• Suscetibilidade Baixa: dentro desse grupo, estão, principalmente, os topos e as áreas com declividade abaixo de 6% e quanto aos solos há maior ocorrência dos latossolos. Cerca de 10% da área das erosões se encontra nessa unidade. Sendo assim, as erosões dentro dessa classe podem ser entendidas como em processo avançado de evolução (erosão remontante), pois se encontram próximas aos seus divisores topográficos.

• Suscetibilidade Moderada: esse grupo se localiza nos terços médios das vertentes, principalmente em áreas de Latossolos e Argissolos. Geralmente as declividades encontradas estão acima de 6% e as vertentes são retilíneas. Esse grupo tem a maior concentração de feições erosivas, abrangendo cerca de 54% dessas erosões.

• Suscetibilidade Alta: os solos dessa classe são principalmente os Argissolos e os Neossolos Quartzarenicos. Quanto à declividade, é maior que 20% nas porções com Argissolos e acima de 6% nas porções com Neossolos. Cerca de 33% da área das erosões rurais de Paranavaí estão nessa unidade.

• Suscetibilidade Muito Alta: nessa área, encontram-se os Neossolos Quartzarenicos, a declividade é maior que 20% e as vertentes predominantemente côncavas. Nesse grupo, estão 3% das erosões mapeadas. A área pequena dessa classe acontece devido aos Neossolos terem sua ocorrência em fundos de vale ou cabeceiras de drenagem, sendo que nessas porções a declividade é majoritariamente baixa, portanto, as características naturais que levam a máxima suscetibilidade à erosão natural no município são de rara ocorrência.

Os resultados gerados demonstram que a maior parte do município se enquadra na classe de suscetibilidade moderada, sendo que nesse grau de suscetibilidade podem ocorrer resultados expressivos em perda de solo conforme ressalta Borges et al. (2009). A aplicação do método proposto por Crepani et al. (2001) é comumente feita para produção de sedimentos.

CONCLUSÕES

Como o objetivo do trabalho era avaliar as relações entre solo/relevo e as feições erosivas identificadas por Mangueira (2014) a técnica de integração de variáveis proposta por Crepani et al. (2001) pode ser utilizada, visto que o autor sistematiza a distribuição de pesos a classes de suscetibilidade dos determinados elementos do meio físico.

Os resultados gerados no presente trabalho atingiram os objetivos propostos e se mostraram condizentes com a literatura. As classes de suscetibilidade a erosão Alta e Muito alta, somadas, representam 24% do município, sendo que, nelas, concentra-se 26% das erosões mapeadas por Mangueira (2014). Nessas classes, os tipos de solos, em conjunto com as características topográficas como declividade e perfil de curvatura, tornam as áreas naturalmente mais propícias à ocorrência dos processos erosivos lineares.

A classe de moderada suscetibilidade a erosão representam cerca de 40% do município e ocorre uma concentração de 54% das feições erosivas. Isso mostra que para essa região a ocorrência das erosões está relacionada também as atividades antrópicas, como agricultura e pastagem, conforme aponta Mangueira (2014).

Por fim, destaca-se a aplicabilidade do método proposto por Crepani et al. (2001) para avaliações de cunho ambiental, bem como que adaptações na metodologia se mostraram coerentes na análise de diferentes fenômenos espaciais. Cabe ressaltar que a utilização de um mapa de solos em escala de semidetalhe possibilitou uma maior confiabilidade nos resultados gerados.

O método proposto por Crepani et al. (2001) é comumente utilizado para estimar a produção de sedimentos, logo, sua utilização é feita para processos erosivos de cunho laminar, as variáveis propostas pelo autor, dependem de bases cartográficas em escalas de detalhe, em escalas como a do presente trabalho, as variações espaciais no aspecto geológico e fitogeográfico são pouco expressivas tornando a sua utilização desnecessária.

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