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21/02/2017 11º Sinageo APLICAÇÃO DO ÍNDICE DE POSIÇÃO TOPOGRÁFICA NA PREDIÇÃO DOS SOLOS DA SUBBACIA DO RIO CAPRICÓRNIO…

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APLICAÇÃO DO ÍNDICE DE POSIÇÃO TOPOGRÁFICA NA PREDIÇÃODOS SOLOS DA SUB-BACIA DO RIO CAPRICÓRNIO (NOROESTE DOPARANÁ)

AutoresNowatzki, A. (UFPR) ; Oliveira, J.G. (UFPR) ; Santos, L.J.C. (UFPR)

ResumoOs solos da região noroeste do estado do Paraná, apresentam grande intensidade de processos erosivos, sobretudo nas transições entre os Latossolos eArgissolos. O Mapeamento Digital de Solos pode auxiliar no detalhamento dos mapas pedológicos existentes, pois a partir de atributos topográ�cos extraídos doModelo Digital do Terreno, pode-se predizer a ocorrência de classes de solos. O atributo Índice de Posição Topográ�ca (IPT) compartimenta a vertente emporções mais próximas dos fundos de vales e dos terços superiores próximos dos divisores de águas. Aplicado na sub-bacia do ribeirão Capricórnio, este índicemostrou grande representatividade na distribuição dos Latossolos e Argissolos. Por tabulação cruzada, o IPT foi combinado com a Clinogra�a gerando trêsgrupos: Latossolos nos terços superiores e médios das vertentes e com baixos declives; Argissolos, nos terços inferiores e de declives mais acentuados; oterceiro grupo foi considerado uma transição entre os dois primeiros.

Palavras chavesMapeamento Digital de Solos; Modelo Digital do Terreno; Índice de Posição Topográ�ca

IntroduçãoA região noroeste do Estado do Paraná, distingue-se por apresentar processos acelerados de erosão hídrica a partir da década de 1950, sobretudo com apresença signi�cativa de voçorocas (MANGUEIRA et al., 2013). Estes processos acelerados ocorrem em função das características físico-naturais da região.Inserido no Terceiro Planalto Paranaense (MAACK, 1981), o Grupo Caiuá é um conjunto rochas sedimentares do Cretáceo que se estendem ao longo do noroesteparanaense (FERNANDES et at., 2013; COUTO, 2015). Nakashima (1999) destaca que o relevo desta região é uniforme e suave, com planaltos escalonados,inclinados levemente em direção ao vale do rio Paraná. Na região existem solos de diversas espessuras, em geral com textura variando de muito arenosa a média-argisola, o que faz com que a suscetibilidade a processos erosivos seja alta. Conforme o mapeamento realizado pela EMBRAPA e IAPAR (2008) (1:250.000), nonoroeste do Estado, ocorrem dois tipos de solos: Latossolos (L) e Argissolos (P). Nakashima (1999) mapeou os principais sistemas pedológicos dessa região,permitindo uma visão da distribuição desses sistemas e suas correlações com o relevo e as feições erosivas. Este autor destaca que os processos erosivos sãoagressivos nos terços inferiores das vertentes, onde os Argissolos se localizam, e evoluem em direção à montante (predominância dos Latossolos). Deste modo,saber com maior precisão aonde são os limites destes dois solos na vertente é de suma importância para evitar que mais processos erosivos possam seintensi�car na região. Para uma melhor representação cartográ�ca da distribuição dos solos, pode ser utilizado o Mapeamento Digital de Solos (MDS). Estemétodo baseia-se em integrar parâmetros geomorfométricos denominados atributos topográ�cos. Esses atributos são calculados diretamente do Modelo Digitaldo Terreno (MDT) e que quando combinados, geram compartimentos que podem predizer a ocorrência de um determinado tipo de solo na paisagem (NOWATZKIet al. 2014; SILVEIRA et al., 2012; McBRATNEY et al., 2003; McBRATNEY et al., 2000; MOORE et al., 1993). O MDS auxilia na de�nição de unidades pedológicashomogêneas, de acordo com um modelo geomorfológico e têm mostrado um potencial para a predição de ocorrência dos tipos de solos. Esta técnica auxiliar emlevantamentos de solos, constitui uma evolução no entendimento das relações pedologia-geomorfologia e consequentemente, uma ferramenta importante paraidenti�car e mapear áreas de solos homogêneos (SIRTOLI et al., 2008). Para Lagacherie e Voltz (2000), uma das possibilidades do MDS é utilizar a modelagempara extrapolar os limites das classes de solos mapeadas digitalmente para áreas adjacentes e não mapeadas, no caso daquelas com o mesmo padrãogeomorfológico e geológico, resultando em ganho de informações geradas previamente em áreas de referência. O MDS, assim como o levantamento tradicional,faz uso de informações coletadas ou disponíveis em pontos de observação de solos. Essas informações são utilizadas para ajustar um modelo quantitativo com

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variáveis relativas às condições do ambiente nos mesmos locais e o modelo ajustado é depois empregado para predizer propriedades do solo ou classes de solospara o restante da área (LAGACHERIE, 2008). A área de estudo (�gura 01) é uma sub- bacia hidrográ�ca do rio Capricórnio (69,5km²), localizada entre osmunicípios de Cruzeiro do Oeste e Tapejara. Esta área foi escolhida por existir um mapeamento preexistente, bem como ser de fácil acesso para os trabalhos decampo. Segundo o mapeamento de EMBRAPA e IAPAR (2008), são encontrados no segundo nível categórico Latossolos Vermelhos (LV) com 27,8% da área eArgissolos Vermelhos (PV) com 72,2%. Os objetivos do trabalho são: organização da base cartográ�ca; criação do MDT; geração do Índice de Posição Topográ�ca(IPT) e Clinogra�a; integração dos atributos por meio da tabulação cruzada; confecção do Mapa Digital de Solos da área de estudo.

Material e métodosCom base nos dados planialtimétricos (1:50.000), disponibilizados pelo Instituto de Terras Cartogra�a e Geociências (ITCG) e de hidrogra�a (Instituto das Águasdo Paraná), foi gerado o MDT para a área de estudo a partir do software ArcGIS 9.3 (ESRI, 2009), através da ferramenta Topo to Raster disponível no móduloSpacial Analyst tools, que se baseia no método de interpolação denominado Topogrid proposto por Hutchinson (1988). A resolução horizontal (tamanho de pixel)do MDT foi de uma célula de 20 metros, pois é o valor da equidistância das curvas de nível utilizada. O Índice de Posição Topográ�ca (IPT), proposto por Weiss(2001), é um atributo topográ�co derivado de um algoritmo que mensura a diferença entre a elevação de um ponto central e a média da elevação ao seu redor(vizinhança) com um raio predeterminado. Para Silveira e Silveira (2014) a análise de vizinhança pode ser feita por uma janela circular (empregada no presentetrabalho com o valor de 30 pixels), anular (proposta original), retangular ou irregular. Neste trabalho, o procedimento foi realizado a partir da ferramenta FocalStatistics, presente também no modulo Spacial Analyst tools do software ArcGIS 9.3 (ESRI, 2009). Silveira (2015) destaca que os valores positivos obtidos peloIPT representam locais que são mais elevados que a média do seu entorno, caracterizando, os divisores topográ�cos em geral. Já os valores negativosrepresentam os locais mais rebaixados em relação à sua vizinhança, caracterizando vales ou depressões. Os valores próximos a zero obtidos pelo IPTrepresentam as superfícies de declive constante. Como o IPT é diretamente afetado pelo fator de escala, os valores resultantes do índice (e, consequentemente,as classi�cações derivadas), variam de acordo com os valores de raio adotados. A etapa de de�nição do raio de análise da vizinhança, portanto, deve estarassociada as características físicas da área de estudo e ao nível de detalhe pretendido pelo pesquisador (SILVEIRA, 2015; SILVEIRA e SILVEIRA, 2014, WEISS,2001). De acordo com Weiss (2001) e Silveira e Silveira (2014) a discretização dos valores contínuos do IPT para a determinação de classes morfológicas, podeser feita considerando os valores de desvio padrão (DP). É considerado portanto o particionamento de uma única matriz resultante com valores de IPT e resultaem 6 classes possíveis: Cristas (>1DP), Vertentes superiores (>0,5 e ≤1DP), Vertentes intermediárias (> -0,5 e < -0,5DP; Declividade < 5 graus), Áreas planas (≥ -0,5e ≤ - 0,5DP; Declividade ≥ 5 graus), Vertentes inferiores (≥ -1 e < 0,5DP) e Vales (< -1DP). Deste modo, a discretização foi realizada para a bacia do rio Capricórniocom a divisão em duas classes com valores de até -8 para a classe de IPT 1, e valores acima de +8 para a classe IPT 2. Com o intuito de melhorar ainda mais apredição da distribuição dos solos na bacia em questão, foi utilizado também o atributo topográ�co primário Clinogra�a (MOORE, 1993). Construído a partir daanálise das distâncias entre curvas de nível, este atributo representa, de forma contínua, a inclinação e as formas do relevo (SANTOS, 2004). Para o presentetrabalho foi adotada a discretização de classes com valores até 12% e acima de 12%. Para a integração de duas ou mais variáveis por superposição de mapas ouálgebra de mapas, foi empregada a técnica da tabulação cruzada (TOMLIN, 1983). Esta técnica indica o conjunto de procedimentos de análise espacial emgeoprocessamento que produz novos dados a partir de funções de manipulação aplicadas a um ou mais mapas (SILVEIRA et al., 2012). Neste trabalho foi feita atabulação entre as duas classes de IPT com as duas de Clinogra�a, gerando quatro grupos (11, 21, 12 e 22). Para validação do mapeamento digital em campo, foirealizada no dia 7 de Julho de 2015 uma investigação em topossequências, ou seja, uma transeção do topo até a base da vertente, por meio de sondagens comtrado holandês.

Resultado e discussãoA partir da discretização dos atributos IPT e Clinogra�a, foram mapeadas duas classes para ambos os atributos (Figura 2). Os valores do IPT encontram-se entre-32 e 21, sendo que a média �cou em 0,2 o que comprova a homogeneidade do relevo, pois de acordo com a metodologia deste índice, os valores próximos dezero signi�cam áreas com declives constantes e neste caso, mais suavizadas. Os valores de IPT entre -8 e -32 (classe 1) representam as porções de terço inferiordas vertentes, aonde localizam-se grande parte dos Argissolos da região, conforme foi destacado por Nakashima (1999). Essas porções se situam nos fundos devales, e tiveram uma distribuição maior ou menor, de acordo com a topogra�a da vertente. Os demais valores (classe 2), entre -8 e 21 representam as áreas com aprovável ocorrência dos Latossolos. A discretização da Clinogra�a foi marcada por valores de 0% a 12% (classe 1), locais de provável ocorrência de Latossolos. Aespacialização da classe 2 ocorre nas áreas mais declivosas da sub-bacia (12% e 36%), que se distribuem nas proximidades dos terços inferiores das vertentes,locais aonde há uma pequena quebra de declive e podem indiciar a ocorrência de Argissolos. Ao longo da sub-bacia, a média geral da Clinogra�a é de 8%,característica de relevos aplainados. Este resultado expõe a ideia de que possa haver uma superestimação da classe de Argissolos no mapeamento de solos daEMBRAPA e IAPAR (2008), pois tanto o IPT, quanto a Clinogra�a destacam o quanto as características do relevo aplainado do Noroeste in�uencia na distribuiçãodos Argissolos apenas nos terços inferiores. Tendo como base os dois atributos supramencionados, foi feita a matriz de tabulação cruzada, que resultou emquatro classes e em seguida agrupada em três grupos de predição de ocorrência de classes de solos, conforme a �gura 3. Conforme a matriz de tabulação, ascombinações 11 e 21 resultaram no Grupo 1, que se referem a distribuição dos Argissolos da bacia e ocuparam 13,8% do total da área. A combinação 12representou os Latossolos, ocupando a maior parte da bacia com 73,4%. Por �m, a combinação 22 foi enquadrada no Grupo 3 que se refere a porções com solosde transição de Latossolos para Argissolos, ocupando 12,8%. Na veri�cação de campo, foram percorridos aproximados 800 metros e feitas oito tradagens.Partindo do terço superior da vertente veri�cada, as quatro primeiras tiveram uma grande homogeneidade em relação a uma coloração avermelhada e texturaarenosa. Essas informações se mostraram coerentes com o mapeamento digital realizado, pois elas se enquadram no grupo 2, referentes aos Latossolosmapeados. A partir da quarta tradagem, observou-se uma maior presença de argila no horizonte B mas não o su�ciente para diagnosticar um horizonte B textural,característico de um Argissolo. Esses aspectos são característicos de solos em transição, que aparecem no quarto nível categórico da EMBRAPA (2006), comopor exemplo, um possível Latossolo Vermelho distró�co argissólico, ou um Argissolo Vermelho distró�co latossólico. No mapa digital de solos, essas classes seespacializam no grupo 3. Nos três últimos pontos (terço inferior da vertente), acredita-se que seja um Argissolo pois foi encontrado uma maior presença de argilano horizonte B logo abaixo de um horizonte super�cial bastante arenoso. Para uma caracterização mais minuciosa necessitam ser feitas análisesgranulométricas para comprovar o gradiente textural entre os dois horizontes veri�cados. A �gura 4 ilustra a disposição das tradagens ao longo da vertente, bemcomo a distribuição dos grupos gerados pelo mapeamento digital de solos nesta porção da bacia.

Figura 1



Localização da sub‐bacia hidrográfica do rio Capricórnio

Figura 2

Atributos topográficos da sub‐bacia do rio Capricórnio

Figura 3



Grupos de solos preditos pelo MDS

Figura 4



Tradagens realizadas na área de estudo e os grupos gerados pelo MDS. Legenda: Latossolos = L e Argissolos = P

Considerações FinaisA partir dos resultados apresentados pelo MDS, juntamente com a veri�cação de campo, pode-se concluir que o Índice Topográ�co de Posição se apresentousatisfatório para representar a distribuição dos Latossolos e dos Argissolos na região noroeste do estado do Paraná. Combinado com a clinogra�a, este índicepode ser usado em outras áreas a �m de melhor predizer a ocorrência dos solos. Entretanto, os valores utilizados na discretização não podem ser generalizadospara toda a extensão dos solos provindos dos arenitos do noroeste paranaense, pois mesmo com a homogeneidade do relevo e das classes de solosencontradas, Nakashima (1999) aponta que existem diversos sistemas pedológicos na região, com vertentes de diferentes características, o que faz com que omapeamento digital de solos venha ser repensado para cada um desses sistemas. A partir da análise dos mapeamentos pedológicos preexistentes, pode- sea�rmar que existe uma superestimação na ocorrência dos Argissolos ao longo da área de estudo. Tanto a partir dos resultados do mapeamento digital, quanto naveri�cação de campo, foi notado que o relevo se mostra bastante plano, o que permite a�rmar que haja na realidade uma maior ocorrência de Latossolos naregião.



Agradecimentos

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