Erosão e conservação dos solos

O solo é estudado pelas mais variadas ciências, logo a sua definição vai depender da ciência e da finalidade do seu estudo.

Para a geografia solo é entendido como o suporte físico das atividades humanas e como suporte biofisico quer de ecossistemas naturais, quer de atividades agrícolas, florestais e extrativas.

Os solos correspondem a corpos naturais que ocupam a parte superficial da terra, derivando as suas carateristicas do efeito integrado do clima, relevo e matéria viva atuando sobre o material parental ao  longo de um determinado período de tempo.

Funções do solo:

• recurso básico para a produção de alimentos

• regula a distribuição armazenamento, escoamento e infiltração da água, contribuindo para a diminuição do risco de cheias

• ação filtrante e protetora da água subterrânea

• minimiza a poluição agroquímica e a eutrofização dos cursos de água

• favorece a redução das alterações climáticas 

• manutenção da biodiversidade

• capacidade de retenção da água diminuindo a necessidade de irrigação agrícola

• impacto positivo na saúde de pessoas e animais, ao aumentar o teor de nutrientes nos alimentos e diminuir os resíduos de pesticidas

• substrato para as infra-estruturas essenciais ao desenvolvimento sócio-económico

Degradação dos solos:

• erosão

• mineralização das matérias orgânicas

• contaminação

• impermeabilização

• compactação

• redução da biodiversidade

• salinização

• intensificação da agricultura, práticas inadequadas

• alteração do perfil natural (cortes e aterros)

• expansão das atividades (industria, turismo, áreas urbanas)

• cheias e movimentos em massa

1 - Erosão

F (erosividade + erodibilidade)

erosividade - capacidade de um determinado processo provocar erosão ( processos - precipitação e o escoamento)

erodibilidade - capacidade de maior ou menor facilidade de um material ser erodido (materiais  - carateristicas, topografia, vegetação, técnicas de cultivo, uso do solo)

Erosão consiste na remoção de particulas do solo, por agentes como a água e o vento, que as transporta para outros locais. este processo implica uma redução da espessura do solo, perda das funções e em extremo a perda do próprio solo.

Fatores de erosão:

Estes fatores são intensificados pela intensificação das atividades humanas.

Erosão Hídrica:

• Splash - é um tipo de erosão que provoca a remoção de partículas do solo deslocando-as a pequenas distâncias. Para que ocorra este tipo de erosão é necessário que a chuva tenha intensidade e energia suficientes dependendo da dimensão da gota, velocidade, distribuição, ângulo e direção, intensidade, frequência e duração.

• Sheet wash -  este tipo de erosão acontece quando a precipitação é intensa não tendo o solo capacidade de total absorção e infiltração. É um tipo de escorrência superficial cujas marcas só são visíveis ao fim de um longo período de tempo.

• Rill wash - este tipo de erosão é causado pela concentração de água em inúmeros e estreitos canais resultantes da precipitação que se infiltra em fissuras existentes ou por ela provocadas, podendo ocorrer  numa forma horizontal ou vertical. Caso não seja combatido atempadamente evolui para gully.

• Gully - resulta do alargamento de canais, rill wash, processo que uma vez iniciado dificilmente se controla.

2. Mineralização da matéria orgânica

A manutenção da matéria orgânica no solo é bastante importante do ponto de vista fisico-quimico dado que contribui para a manutenção da sua estrutura, melhora a infiltração e retenção da água, aumenta a capacidade de troca, contribui para um acréscimo de produtividade.

3 - Contaminação

Deposição atmosférica, usos abusivo de fertilizantes químicos, perdas durante os processos industriais e a deposição imprópria de resíduos

pode ser:

Local - associada a fontes confinadas (ex. exploração mineira)

Difusa -  associada a deposição atmosférica, recilagem, tratamento inadequado de águas residuais e resíduos, certas práticas agrícolas 

levam a uma contaminação da cadeia alimentar , dos vários ecossistemas e recursos naturais colocando em risco a biodiversidade e saúde humana

4 - Impermeabilização

Construção de infra-estruturas que traduzem o crescimento sócio-económico da sociedade (ex. áreas urbanas, vias de comunicação)

5 - Compactação

Pressão mecânica derivada do uso de máquinas ou sobre pastoreio. compactação das camadas mais profundas  do solo e muito difícil

de inverter

A compactação reduz o espaço poroso, deteriorando a sua estrutura e e consequentemente dificultando a penetração e desenvolvimento de raízes, capacidade de armazenamento de água, arejamento, atividade biológica e fertilidade

6 - Redução da Biodiversidade

O solo é um meio vivo e dinâmico constituindo o habitat de muitos seres vivos com padrões genéticos únicos. A atividade biológica depende da quantidade de matéria orgânica presente no solo, elimina agentes patogénicos, decompõe a matéria orgânica e poluentes assim como contribui para a manutenção das propriedades físicas e bioquímicas necessárias para a fertilidade e estrutura do solo


7 - Salinização

Acumulação de sais solúveis de sódio, magnésio e cálcio nos solos reduzindo a sua fertilidade, resulta em particular da irrigação e exploração excessiva de água subterrâneas em áreas costeiras

8 - Cheias e movimentos em massa

As cheias e desabamentos de terra  são na sua maioria acidentes naturais intimamente relacionados com a gestão do solo, causando erosão, sobrecarga de sedimentos, danos em edifícios e infra-estruturas e perda de recursos do solo, com subsequente impacte sobre as atividades e vidas humanas

O Solo é composto por:

Matéria mineral - fragmentos de partículas de de formas e dimensões muito variáveis, desde seixos e cascalho até materiais extremamente finos como os siltes e argilas.

Matéria orgânica - representa até cerca de 5% do volume de um solo: intervém na sua formação e condiciona o seu comportamento em relação de plantas (fertilidade) e micro-organismos, ao influenciar a circulação e armazenamento de água e as trocas catónicas.

Água:

Higroscópica - fortemente retida por forças eletroquímicas  (adsorção) de adesão a partículas coloidais formando películas muito finas. Não está disponível para as plantas só sendo removida por aquecimento do solo/seca prolongada

Capilar - constitui películas em torno das partículas e preenche os microporos. É apenas retida por forças de capilaridade, não se movendo por ação da gravidade. Pode ser absorvida pelas plantas.

Gravitacional - ocupa os macroporos e drena por ação da gravidade. Não é retida pelo solo: drena muito rapidamente, não permanecendo no solo por períodos superiores a 2/3 dias.

AR

Nas camadas superiores do solo o ar é constituido por: Oxigénio; Dióxido de carbono; Azoto e Vapor de água.

Ao longo de um perfil o CO2 aumenta diminuindo o O2

Fatores de formação do solo

Os solos formam-se a partir das rochas, materiais não consolidados (perfis alteração, depósitos) ou detritos orgânicos.

Esta formação ocorre por meio de dois processos: alteração e desenvolvimento de horizontes

Alteração - pode ser física ou química

Física - comporta a descompressão, crescimento de cristais (crióclastia, haloclastia), insolação (termoclastia) humidificação/dessecação, abrasão.

Química - hidrólise, hidratação, carbonatação e oxidação e rdução

Desenvolvimento de horizontes - a formação do solo é definida como um conjunto de modificações físicas e químicas do material alterado, englobando: adição de matéria orgânica, perdas de materiais devidas a lixiviação, translocação de argilas e materiais dissolvidos entre horizontes, transformações no contexto dos horizontes (dissolução, precipitação, diminuição da matéria orgânica)

Estes são os processos específicos da formação dos solos, levando a sua diferenciação em horizontes.

Resumidamente a formação do solo  começa pela degradação mecânica da rocha por agentes climáticos e biológicos, continua com a meteorização química dos fragmentos e finaliza com a progressiva incorporação da matéria orgânica.

Horizontes dos solos


São camadas sobrepostas com diferentes características, evidenciado limites normalmente irregulares, mas sensivelmente paralelas à superfície.  (O, A, E, B, C, R)

Superfície do solo

O - horizonte superficial de  material orgânico. pode conter mais de 20% da matéria orgânica em diferentes graus de decomposição


Zona eluvial
A - horizonte rico em húmus e partículas  minerais, mais escuro que os anteriores e sujeito à influências do clima, plantas e animais.


E - horizonte eluvial ou de lixiviação, de cor clara e rico em minerais resistentes à alteração


Zona iluvial
B - horizonte iluvial - acumulação de produtos lixiviados do horizonte E, ou de produtos de alteração  (Fe, Al, Mn). Pouco afetado pela erosão natural e pela ação do homem, geralmente fora do alcance das raízes. Matéria orgânica quase ausente


C - formado pelos detritos minerais provenientes da degradação da rocha mãe


R - material consolidado ou rocha não alterada




Propriedades físicas do solo:


Textura - arenosa, siltosa, argilosa
Estrutura - granular, laminar, anisoforme ou em bloco, prismática
Cor:

• cores escuras indicam a presença e matéria orgânica e estão relacionadas com o horizonte A. Por iluviação pode aparecer no horizonte B.

• cores vermelhas indicam condições de boa drenagem e arejamento do solo. Estão relacionadas com a presença óxido de Fe.

• cores castanhas/amarelas  podem indicar condições de boa drenagem, mas com regime mais húmido. Relacionadas com a presença de hidróxido Fe

• cores claras indicam a presença de materiais claros (caulinite, quartzo). Podem resultar de lixiviação

• Cores acizentadas indicam condições de saturação do solo com água (redução do Fe)

Propriedades relacionadas com a textura e estrutura:

Porosidade - conjunto de espaços vazios entre as partículas ou agregados do solo. Para além de ser condicionada pela textura (% de areia, silte e argila), depende da estrutura (arranjo das partículas), compactação e teor de matéria orgânica

Permeabilidade - é a maior ou menor facilidade de circulação da água através dos solos. É controlado pela dimensão e conetividade dos poros ou vazios.

Coesão - medida da resistência do solo, com ligação à estrutura. solos pouco coesos  são constituídos por partículas independentes, possuindo geralmente um teor elevado de areia; solos coesos e muito coesos são geralmente ricos em argila, que pelas suas propriedades coloidais, favorecem a agregação das partículas

Plasticidade e adesividade - propriedades diretamente relacionadas com o teor de argilas no solo

Infiltração - pode ser entendida como um processos de entrada de água, em sentido vertical, na superfície dos solos. A capacidade de infiltração resulta  da conjução de fatores como a textura e a estrutura do solo, o seu teor inicial de humidade, percentagem de matéria orgânica ou as suas condições superficiais. 

No entanto, as caraterísticas da precipitação (sobretudo a intensidade, dimensão e velocidade terminal das gotas de chuva), associadas a fatores como o declive, vegetação e uso do solo, interferem de forma mais ou menos intensa e direta, sobre as taxas de infiltração.  

Métodos e técnicas associados ao estudo dos processos de erosão hídrica dos solos


Erosão: degradação, fragmentação e remoção  de partículas do solo ou rocha, por ação de vários processos e agentes erosivos, influenciada pelas condições do meio e as caraterísticas dos materiais.


Erosão  = f (erosividade + erodibilidade)


erosividade - maior ou menor capacidade de  dado processo provocar erosão; São fatores de erosão a precipitação (tamanho, velocidade, ângulo e direção das gotas de chuva, intensidade, frequência e duração) e escoamento


erodibilidade -  maior ou menor vulnerabilidade de um solo à erosão; são fatores de erodibilidade a topografia, caraterísticas do solo, uso do solo e técnicas de cultivo




Universal Soil Loss Equation (USLE 1965)
A = R x K x Ls x C x P




R - precipitação e escoamento em função da localização geográfica
K - erodibilidade do solo (textura, estrutura, matéria orgânica, permeabilidade)
LS - comprimento e declive da vertente
C - vegetação/sistema de cultivo. capacidade relativa do solo e dos sistemas de cultivo em termos de perda de solo
P - prática cultural de suporte (técnica de cultivo)


A USLE também pode estar representada como:


E = R x K x L x S xC x P


Sendo que o L é o comprimento e o S o declive, mas aqui surgindo separados


A USLE permite estimar o grau de erosão média anual a longo prazo numa dada área, com base no padrão de precipitação, tipo de solo, topografia, sistema e práticas de cultivo

Este modelo tem algumas limitações, foi criado para ser aplicado em áreas agrícolas mas também pode aplicado a usos do solo distintos.