Modelagem de processos erosivos em área de contatos geológicos no Alto Paranaíba

Abstract

O objetivo do estudo foi averiguar a relação da dinâmica erosiva com os aspectos ambientais do município de Lagoa Formosa, com ênfase na geologia. Para tanto, foi necessário mapear o uso e ocupação do solo e a probabilidade de ocorrência de processos erosivos através de técnicas de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto, além da caracterização dos solos amostrados na região. Para a obtenção dos mapas, foram utilizadas técnicas de mineração de dados através do algoritmo Random Forest para selecionar as covariáveis mais importantes para a classificação do uso e ocupação do solo e para a predição dos processos erosivos. As covariáveis foram obtidas por meio de dados do IBGE, CODEMIG e EMBRAPA, além de imagens Landsat-8 e SRTM, e foram trabalhadas no software R e ArcGIS 10.1. Em campo, foram amostrados seis perfis de solos, com coleta de amostras para cada horizonte. Em laboratório, foram realizadas análises físicas como granulometria, argila dispersa em água, densidade aparente, densidade de partículas, cor dos solos, e estabilidade de agregados via seca e via úmida, além de análises químicas de rotina, metais pesados e carbono orgânico total, e análises mineralógicas da fração argila e da terra fina seca ao ar (TFSA) pelo ataque sulfúrico e pela fluorescência de raios-X. Em Lagoa Formosa, a maior parte do município está ocupada com atividades agropecuárias, sendo que as pastagens influenciam majoritariamente o desenvolvimento de voçorocas e solo exposto, que são os processos erosivos identificados para a região. As análises dos solos mostraram sua relação com o material de origem, sendo mais um indicador da importância da geologia para o desenvolvimento dos solos e dos processos erosivos. A predição dos processos erosivos selecionou a distância dos contatos geológicos, sendo mais uma evidência da sua importância para seu desenvolvimento. As voçorocas da região estão relacionadas ao contato da Formação Lagoa Formosa com as Coberturas Elúvio- Coluvionares principalmente pela diferença textural, que facilita o avanço erosivo em subsuperfície. O solo exposto é resultado da formação de solos rasos sobre as rochas da Formação Lagoa Formosa que estão majoritariamente horizontalizadas, que dificultam a infiltração da água e consequentemente a pedogênese. Há apenas a formação de horizonte A de baixa fertilidade natural, que não se mantem em eventos pluviométricos de alta intensidade e/ou contínuos.

This study aimed to investigate the relations between the erosive dynamics and the environmental aspects of the Lagoa Formosa county, focusing on the geology. For that matter, the land use and land cover and the probability of erosion processes were mapped using Geoprocessing and Remote Sensing techniques, and samples of soil profiles collected on field were analyzed for its characterization. The maps were obtained through data mining techniques using the Random Forest algorithm to select the most important co-variables to the land use and land cover classification and to the prediction of erosion processes. The co-variables were obtained with IBGE, CODEMIG and EMBRAPA and with Landsat-8 and SRTM imagery that were processed on the R software and ArcGIS 10.1. On field, six soil profiles were described and sampled in each horizon. On the laboratory, physical analysis were made to characterize granulometry, water dispersed clay, bulk density, soil color, and aggregate stability on dry and humid conditions. Routine chemical analyses were made including heavy metals and total organic carbon. The mineralogical analyses were determined through sulfuric attack and x-ray fluorescence to the clay fraction and air dried soil samples ( 2 mm). In Lagoa Formosa, the major area of the county is based on farming activities, where pastures influence greatly the development of gullies and exposed soil, these two being the erosion process identified to the area. The soil analyses showed its relation to the parent material, being another indicator of the importance of geology to the development of soils and erosive processes. The prediction of the erosion processes selected the distance from the geological contacts, another evidence of its importance to development of erosion. The gullies are related to the contact between the Lagoa Formosa Formation with the sedimentary covers from the Tertiary, mostly because of the textural difference among them, which makes easier for the erosion to advance in subsurface. The exposed soil is a result of shallow soils generated above the rocks of the Lagoa Formosa Formation that are mostly horizontalized that tend to hamper the water infiltration and consequently the pedogenesis. There is only the formation of an A horizon of low natural fertility that is removed in events of intense and/or continuous rain.