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Avaliação da estabilidade temporal da umidade do solo e sua persistência ao longo do tempo em escala de parcela na região
semiárida do nordeste brasileiro
José Roberto Lopes da Silva; Abelardo A.A. Montenegro; Henrique Vasconcelos Guerra Alvares; Lilian Danielle da Silva
Introdução
Elevada Variabilidade Climá6ca (irregularidade da chuva, elevada taxa de evaporação)
Degradação Ambiental
Carência de Informações Hidrológicas
Monitoramento dos processos ecohidrológicos
Região Semiárida do Nordeste Brasileiro
Introdução
A umidade do solo é um componente crucial na determinação da disponibilidade de água para atmosfera e desempenha papel importante nos processos hidrológicos de superIcie e transporte de sedimentos devido à sua relevante par6cipação na separação da precipitação em infiltração e escoamento superficial. Além disso, exerce influência na interação solo-‐planta-‐atmosfera, especialmente na evapotranspiração e na interferência dos processos vinculados à erosão hídrica, sendo, portanto, de grande u6lidade para extensa faixa de aplicações visando à conservação do solo e da água (Sur et al., 2013; BoWeron et al., 2013; Ávila et al., 2010; Ávila et al., 2011).
Obje6vo O presente trabalho teve por obje6vo avaliar a
estabilidade temporal da umidade do solo e sua persistência ao longo do tempo na camada subsuperficial (0-‐0,20m) em parcelas experimentais instaladas em Argissolo Amarelo Distrófico [pico, na Bacia Hidrográfica Representa6va do Alto Ipanema, região semiárida do Estado de Pernambuco.
Material e Método
Caracterís6cas da Área de Estudo
Sonda de nêutrons
Tubo de acesso
PD PCN
Precipitação Média 700 mm/ano
Evaporação Média 1.590,00 mm/ano
PD – Parcela Descoberta PCN – Parcela com Cobertura Natural
Detalhamento da Unidade Experimental
Comprimento: 11 m
Largura: 4,5 m
Declividade: 5%
8 tubos de acesso
Tubo de Acesso
Argissolo Amarelo Eutrófico [pico
Prof. Horiz. Areia (%)
Argila (%)
Silte (%)
Dp (g/cm³)
Ds (g/cm³)
Ksat (cm/h)
0 – 17 Ap 34,24 29,09 36,67 2,66 1,73 13,12 17 - 92 AB 24,91 40,43 34,67 2,70 1,74 15,90 92 - 150 B 18,24 43,09 38,67 2,72 1,75 7,60
Análise da Estabilidade Temporal da Umidade do Solo
Buscou-‐se avaliar a estabilidade temporal da umidade do solo e se o provável ponto estável se mantém ao longo do tempo, bem como se o mesmo é influenciado pela estação chuvosa.
Conforme Figueiredo et al. (2009) a Estação chuvosa compreende de Janeiro a Julho ( ocorre mais de 75% da precipitação total anual) e a Estação Seca: Agosto a Dezembro. Período de invesAgação: Janeiro de 2011 a Dezembro de 2013 Monitoramento em escala mensal
Em que, ij é o valor de umidade na posição i no momento j; j é a umidade média de todas as posições
no espaço, no momento j e a média da variável no instante j, foi calculada pela Equação 2:
Para cada posição i, foi calculada a média dos valores de diferença relativa (Equação 3), em que m é o
número de meses analisados.
m
1jiji m
1j
jijij
Diferença Rela6va Média N
1iijj N
1Desvio-‐Padrão
m
1j
2iiji 1m
1
Eq. 2 Eq. 1 Eq. 4 Eq. 3
Técnica U6lizada para Análise da Estabilidade
A técnica proposta por Vachaud et al. (1985), baseada no cálculo da diferença rela6va a qual permite a análise dos desvios entre os valores observados individualmente no espaço e a média entre eles (Equação 1).
A validação do ponto do ponto estável foi realizada através da análise da correlação entre a média do ponto estável e a média dos demais pontos.
Resultados
Resultados
PCN6PCN1 PCN4 PCN2 PCN3 PCN5 PCN7
PCN8
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2013-‐CHUVOSO-‐PCN
PCN6 PCN2 PCN1 PCN3 PCN4PCN5 PCN7
PCN8
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2012-‐CHUVOSO-‐PCN
PCN6 PCN5 PCN2 PCN7 PCN1PCN4 PCN8 PCN3
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2013-‐SECO-‐PCN
PCN1 PCN2 PCN3 PCN4PCN5 PCN6 PCN7 PCN8
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2012-‐SECO-‐PCN
PCN2 PCN7 PCN5PCN6
PCN4 PCN8 PCN1 PCN3
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,802011 -‐ SECO -‐PCN
PCN4 PCN6PCN3
PCN2 PCN5 PCN7 PCN8 PCN1
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2011-‐CHUVOSO-‐PCN
Diferença rela6va média e seus respec6vos desvios-‐padrão no tempo, para umidade do solo a 0,20 m de profundidade e seus respec6vos desvios-‐padrão para Parcela com Cobertura Natural (PCN)
y = 0.912x + 0.007R² = 0.994
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
PCN4
Média dos demais pontos
2012-‐CHUVOSO
y = 0.901x + 0.012R² = 0.999
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
PCN 5
Média dos demais pontos
2011-‐ SECO
Resultados
Diferença rela6va média e seus respec6vos desvios-‐padrão no tempo, para umidade do solo a 0,20 m de profundidade e seus respec6vos desvios-‐padrão para Parcela Descoberta (PD)
PD1 PD6 PD7 PD2PD5 PD3 PD4 PD8
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2011-‐SECO-‐PD
PD1 PD6 PD2 PD5PD4 PD3
PD7 PD8
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2012-‐SECO-‐PD
PD6 PD1 PD2 PD5 PD4PD3
PD7
PD8
-‐0,8
-‐0,6
-‐0,4
-‐0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
2013-‐SECO-‐PD
PD2 PD1 PD3 PD4 PD6 PD5 PD7 PD8
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2011-‐CHUVOSO-‐PD
PD6 PD1 PD2PD5 PD3
PD4 PD7
PD8
-‐0,80
-‐0,60
-‐0,40
-‐0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
2012-‐CHUVOSO-‐PD
PD2 PD1 PD6
PD4 PD5PD3
PD7
PD8
-‐0,8
-‐0,6
-‐0,4
-‐0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
2013-‐CHUVOSO-‐PD
y = 0.635x + 0.028R² = 0.955
0.000.020.040.060.080.10
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
PD3
Média dos demais pontos
2012-‐SECO
y = 1.244x -‐ 0.021R² = 0.990
0.000.020.040.060.080.100.120.140.16
0.00 0.05 0.10 0.15
PD5
Média dos demais pontos
2012-‐CHUVOSO
Conclusões
Existe estabilidade temporal da umidade do solo, sendo possível iden6ficar os pontos de monitoramento que representam adequadamente a média da umidade, bem como existe persistência dos pontos estáveis ao longo do tempo para as condições de coberturas inves6gadas.
A estabilidade temporal não foi influenciada pelos períodos seco e chuvoso e nem pela cobertura existente, porém a área com cobertura natural apresentou menores desvios em relação à média.
Referências ÁVILA, L.F.; MELLO, C.R.; SILVA, A.M. “Estabilidade temporal da umidade do solo em uma bacia hidrográfica na região da Serra da ManHqueira, Minas Gerais”. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.34, p.2001-‐2009, 2010. ÁVILA, L.F.; MELO, C.R.; MELLO, J.M.; SILVA, A.M. “Padrão espaço-‐temporal da umidade volumétrica do solo em uma bacia hidrográfica com predominância de Latossolos”. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.35, p.1801-‐1810, 2011. BOTTERON, C. DAWES, N.; LECLÈRE, J.; SKALOUD, J.; WEIJS, S.V.; FARINE, P.A. “Soil Moisture & Snow ProperHes DeterminaHon with GNSS in Alpine Environments: Challenges, Status, and PerspecHves”. Remote Sensing, v.5, p.3516-‐3543, 2013. FIGUEIREDO, A.C.; MONTENEGRO, A.A.A.; PINA, A.P.; SILVA, J.R.L.; FONTES JÚNIOR, R.V.P.; MORENO, A. V.; SILVA, V.P. GOMINHO, M.F.A.; CORRÊA, M.M. “Análise comparaHva do regime pluviométrico em regiões semiáridas (Arquipélago de Cabo Verde e Agreste do Nordeste Brasileiro)”. In: 9º SILUSBA (Simpósio de Hidráulica e Recursos Hídricos dos Países de Língua Oficial Portuguesa), Benguela, Angola, 2009.
SUR, C.; JUNG, Y.; CHOI, M. “Temporal stability and variability of field scale soil moisture on ÁVILA, L.F.; MELLO, C.R.; SILVA, A.M. “Estabilidade temporal da umidade do solo em uma bacia hidrográfica na região da Serra da ManHqueira, Minas Gerais”. Revista Brasileira de Ciência do
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