Estudo em ambiente carstico no cerrado: erosão hídrica, mudanças de uso e cobertura da terra e processos hidrossedimentológicos

Abstract

A principal causa da degradação dos solos no mundo é a erosão hídrica. Esse fenômeno promove uma vasta perda de solo agricultável anualmente. No Brasil, especialmente no Cerrado, o acelerado processo de desmatamento coloca em risco uma série de serviços ecossistêmicos. As mudanças de uso e cobertura da terra são ainda mais sensíveis em regiões de geomorfologia carstica, devido a variedade de áreas de recarga fluvial e subterrânea, que se conectam por vezes distantes da nascente, o que torna as áreas a jusante vulneráveis a impactos como a perda de nutrientes, piora da qualidade das águas subterrâneas, a diminuição das vazões e a sedimentação das cavernas. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar a perda de solo por erosão hídrica no contexto das mudanças de uso e cobertura da terra nas últimas décadas em uma bacia hidrográfica dominada por feições carsticas no Cerrado brasileiro, e medir o balanço hidrossedimentológico na entrada e saída da caverna Extrema, que possui características genéricas das feições carsticas da região nordeste do Estado de Goiás. Para tanto, a tese foi organizada em capítulos: o capítulo 1 é a introdução sobre o tema, apresentação dos problemas, hipóteses e objetivos; no capítulo 2 foi realizada uma busca bibliográfica para identificar as principais metodologias usadas na avaliação da dinâmica hidrossedimentológica em sistemas carsticos, que resultou no artigo 1; o capítulo 3 consistiu na aplicação de modelos indiretos para a obtenção de taxas de perdas de solo em diferentes escalas espaciais e temporais, o que resultou nos artigos 2 e 3; no capítulo 4 é apresentado um balanço hidrossedimentológico da entrada (sumidouro) e saída (ressurgência) da caverna Extrema, um célula carstica representativa que explica o contexto do carste regional, resultando no artigo 4; e o capítulo 5 é dedicado as últimas considerações e perspectivas futuras. Para a avaliação das perdas de solo em escala menor (1:500.000) optou-se pela equação universal de perda de solo revisada (artigo 2). Na bacia ocorreu um aumento gradativo da perda de solo nas últimas quatro décadas, com acréscimo mais expressivo (63%) entre 1990 e 2000, com taxas que variaram de 20,57 a 32,30 Mg ha−1 year−1 , respectivamente. No período entre os anos de 1990 e 2021 houve o desmatamento de 151.440 hectares, áreas que foram convertidas em sua maioria para o cultivo de pastagem (52%), o que pode estar associado com o aumento da perda de solo. Em uma escala maior (1:60.000), uma microbacia experimental dominada por feições carsticas foi avaliada para o ano de 2021 (artigo 3) usando o modelo de erosão potencial (EPM), que indicou perda de solo média de 6,09 Mg ha ano-1 e máxima de 104.04 Mg ano-1 , dos quais cerca de 16.967 Mg ano-1 (16%) são materiais retidos em depressões cársticas no interior da microbacia, e o restante conduzido por enxurrada para o interior das cavernas e no leito dos rios. Como forma de compreender a dinâmica da produção de sedimentos na região, o monitoramento do sumidouro e ressurgência da caverna Extrema foi realizado entre os anos de 2019 e 2021 (artigo 4). Na ressurgência os resultados demostraram que a caverna Extrema é retroalimentada por materiais ora advindos de depósitos em camadas superiores (cavernas) ora advindos de dolinas adjacentes. O material expelido tem como principal fonte a caverna Tarimba, que possui depósitos de sedimentos abrasivos, e que também foram encontrados na ressurgência da caverna Extrema, interconectadas pelo fluxo subterrâneo perene. No sumidouro, houve a maior concentração de partículas menores (argila e silte), associadas a processos de erosão e escoamento de encosta e do leito. A descarga sólida (Qss) média entre os eventos de cheia variou de 1,082 t dia-1 no sumidouro a 1,630 t dia-1 na ressurgência. Isso indicou que um terço (0,548 t dia-1 ) é transportado pelo conduto carstico. Esse diagnóstico demostra a sensibilidade dos parâmetros de escoamento e infiltração superficial nas áreas de recarga, por exemplo, frente as mudanças de uso e cobertura da terra, que pode ter reflexos significativos sobretodo o sistema a jusante. É importante destacar que o monitoramento em ambiente c\rstico requer grande esforço logístico, no planejamento e na execução de técnicas em campo. De tal modo, os dados dessa pesquisa podem servir como subsídio a pesquisas futuras nas regiões do Cerrado brasileiro.