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FRAGILIDADE AMBIENTAL DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO
DUAS BOCAS - ESPÍRITO SANTO: UMA ANÁLISE INTEGRADA DOS
ELEMENTOS DA PAISAGEM
James Rafael Ulisses dos Santos (a), Eberval Marchioro (b), Edilsa Oliveira dos Santos (c)
(a) Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Geografia - PPGG, Universidade Federal do Espírito Santo-UFES,
[email protected] (b) Professor Drº do Programa de Pós-Graduação em Geografia - PPGG, Universidade Federal do Espírito Santo-
UFES, [email protected] (c) Mestra do Programa de Pós-Graduação em Geografia - PPGEO, Universidade Federal de Sergipe-UFS,
Eixo: Geotecnologias e modelagem aplicada aos estudos ambientais
Resumo
Este trabalho teve por objetivo determinar a fragilidade ambiental da bacia hidrográfica do rio Duas Bocas, Espírito
Santo, Brasil, por meio da integração das seguintes variáveis: declividade, solos, uso e cobertura da terra e precipitação.
Como metodologia o trabalho foi dividido em três etapas, na primeira realizaram-se pesquisas bibliográficas e
cartográficas. A segunda correspondeu aos levantamentos de campo e coleta de dados in loco, e na terceira foram
produzidos os mapas em ambiente dos Sistemas de Informações Geográficas (SIGs). Os resultados demonstraram que
com a integração das variáveis propostas, as classes de fragilidade muito baixa e baixa predominaram nos topos de
morro e fundos de vale a jusante da bacia, já as classes muito alta e alta abrange toda porção central e montante, com
a classe média presente nas vertentes íngremes ao longo da bacia. Contudo, a aplicação dessa metodologia apresentou
resultados satisfatórios para a área de estudo.
Palavras-chave: Fragilidade, Paisagem, Bacias Hidrográficas, Análise Integradora
1. Introdução
A análise integrada dos elementos da paisagem como geologia, geomorfologia, pedologia,
hidrografia, declividade, uso e cobertura da terra e precipitação é fundamental para estudos em
bacias hidrográficas. Assim, as interações dos fatores naturais com as ações humanas tornam-se
indispensáveis quanto a dinâmica, planejamento, gestão e tomada de decisões em estudos de
sistemas ambientais (CRUZ, et al., 2010; SANTOS et al., 2015, CUNHA, 2008).
Para Santos (2004, p.85) “toda ocorrência de evento em uma bacia hidrográfica tanto de
origem antrópica como natural, interfere na dinâmica desse sistema, seja na quantidade dos cursos
de água ou na sua qualidade”. Nesse sentido:
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As bacias hidrográficas podem ser consideradas como sistemas abertos, em termos de
inputs ou autputs de energia, oriundos da precipitação, e de outputs, relacionados à água
e sedimentos oriundos da erosão fluvial e das encostas existentes no âmbito das bacias
(GUERRA; MENDONÇA, 2014, p. 231).
Os ambientes naturais dispõem de condições para permanecer em equilíbrio dinâmico. Mas
com os sucessivos aumentos das intervenções antrópicas, esse equilíbrio passou a ser
constantemente alterado. Cada ambiente tem sua dinâmica estabelecida pelo constante fluxo de
energia e matéria que movimentam os sistemas. Assim, por meio de uma análise integrada, pode-
se obter resultados mais satisfatórios quanto a gestão e planejamento em função das ações humanas.
(CRUZ et al., 2010).
A fragilidade dos ambientes naturais e sua correlação com as ações antrópicas tende a ser
maior ou menor em razão de suas características genéticas. A princípio, em algumas regiões do
planeta, os ambientes naturais comportam-se ou comportavam-se em estado de equilíbrio dinâmico
até o momento em que as sociedades humanas começaram progressivamente a interferir de maneira
cada vez mais intensa na exploração dos recursos naturais (ROSS, 1994).
A paisagem se estabelece como uma unidade da geografia, intrínseca e associada aos fatos
geográficos. Sendo composta por uma integração diversificada de formas físicas e culturais. Desse
modo, toda paisagem é formada de elementos geográficos interconectados. Esses elementos são
subdivididos em domínios, como: os naturais, abióticos (que englobam o substrato rochoso), o
clima, os recursos hídricos e o domínio da ação humana (SAUER, 1998; DOLFUSS, 1973).
Contudo, o presente estudo teve por objeto analisar a fragilidade ambiental da bacia
hidrográfica do rio Duas Bocas, Espírito Santo, por meio da integração de elementos naturais e
antrópicas que compõem a paisagem. Sendo utilizadas para a análise as seguintes variáveis:
declividade, solos, uso e cobertura da terra e precipitação, e assim visando a gestão e o
planejamento ambiental da área.
1.1. Localização da Área de Estudo
A bacia hidrográfica do rio Duas Bocas está localizada entre os municípios de Santa
Leopoldina, Cariacica e Viana, no Estado do Espírito Santo, Brasil. Tem uma área de 92,27 km2,
da qual 18,71 km2 (20,28%) corresponde a Santa Leopoldina, 73,51 km2 (79,67%) a Cariacica e
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0,05 km2 (0,06%) a Viana. Seu perímetro (P) é de 55,69 km. E encontra-se compreendida entre as
coordenadas: 20°12'01.28"(7764921) e 20°17'24.90" (7755681) S e 40°23'06'.35 (355302) e
40°32'07.88" (339683) W. (Figura 1).
É uma sub-bacia da bacia hidrográfica do rio Santa Maria da Vitória, sendo de grande
importância para a região, pois desde a década de 1950 com a construção da atual represa de Duas
Bocas, tornou-se responsável pelo abastecimento de água de uma parcela do município de
Cariacica, este que faz parte da Região Metropolitana da Grande Vitória (RMGV).
Figura 1 – Mapa de localização da área de estudo. Fonte: Elaborado pelos autores (2016)
2. Materiais e Métodos
Como procedimentos metodológicos, para fins de alcançar os objetivos sugeridos, o estudo
foi dividido em três partes. A primeira correspondeu aos levantamentos bibliográficos e
cartográficos, em formato vetorial e matricial (raster). A segunda parte ficou a cargo dos trabalhos
de campo, tendo como propósito verificar as características naturais e antrópicas da área de estudo.
Em campo foram capturadas fotografias para criar um acervo iconográfico e coletados pontos
com as coordenadas da área, com auxílio do Sistema de Navegação Global por Satélite (Global
Navigation Satellite System - GNSS), por meio do equipamento eTrex 10 Garmin, cedido pelo
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Laboratório de Cartografia Geográfica e Geotecnologias - LCGGEO/UFES, e do GPS Essentials
em ambiente dos Sistemas de Informações Geográficas (SIGs), no software ArcGIS 10.1TM. (ESRI,
2012).
A terceira parte constituiu na elaboração dos mapas dos elementos da paisagem e da
fragilidade ambiental, todos na escala cartográfica de 1:70.000 no Sistema de Projeção Universal
Transversa de Mercator - UTM, Datum SIRGAS 2000, Zona 24 S. Na modelagem com a aplicação
do cálculo da álgebra de mapas, foram utilizadas as seguintes variáveis: declividade, solos, uso e
cobertura da terra e precipitação.
Com relação a precipitação, os dados utilizados foram referentes aos totais pluviométricos
da normal climatológica (1983-2013), sendo interpolados em ambiente SIG, no interpolador
Spline. Os intervalos das classes de chuva apresentaram as seguintes variações: 1.307 a 1.377mm,
1.377 a 1.447mm, 1.447 a 1.517m, 1.517 a 1.587mm, 1.587 a 1.657mm. A variável precipitação
foi uma das quatro componentes para o cálculo da fragilidade ambiental. Os dados da precipitação
foram disponibilizados pela Agência Nacional de Águas (ANA) e pelo Instituto Capixaba de
Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural (IMCAPER).
Os dados de uso e cobertura da terra foram disponibilizados em formato vetorial pelo
Instituto Estadual do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos (IEMA). A classificação do uso da
terra teve como base o Ortofotomosaico 2012/2015 em escala 1:10.000 com resolução espacial de
0,25m, sendo adaptado para a área de estudo na escala cartográfica de 1:70.000. E os ajustes da
classificação para a área de estudo baseou-se no manual de Uso da Terra do Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE) de 2006. Foram atribuídos pesos para as classes e convertidas de
vetorial para o raster com resolução espacial do pixel de 10m.
O mapa de solos foi atualizado com base nos dados vetoriais adquiridos do levantamento da
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA de 2013, em uma escala de
1:5.000.000 e adaptado para a área de estudo na escala de 1:70.000, sendo encontradas as seguintes
classes: Cambissolo Háplico, Gleissolo, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho-
Amarelo/Argissolos e Neossolos Litólicos. Para essas classes foram atribuídos pesos e
posteriormente convertidas do formato vetorial para raster com resolução espacial de pixel de 10m.
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O mapa da declividade foi elaborado por meio da interpolação das curvas de nível com
equidistância de 5m x 5m, gerando um Modelo Digital de Terreno (MDT), no Topo To Raster.
Com a criação da declividade na ferramenta Slope, na sequência realizou-se a reclassificada das
classes em Reclassify em ambiente SIG. A reclassificação da declividade baseou-se em Ross
(1994), com intervalos das classes adaptados para se ajustar aos parâmetros altimétricos da bacia.
As curvas de nível foram disponibilizadas pelo Instituto Estadual do Meio Ambiente e dos
Recursos Hídricos (IEMA)
A fragilidade ambiental foi determinada com a aplicação da técnica de álgebra de mapas em
ambiente SIG, a partir do cruzamento das variáveis declividade, solos, uso e cobertura da terra e
precipitação. Para essa técnica de modelagem, no software seguiu-se os seguintes procedimento,
em: ArcMap →ArcTollbox→ Spatial Analyst Tools → Map Álgebra → Raster Calculator.
3. Resultados e discussões
3.1. Precipitação
Bastos et al. (2015) analisando a influência da distribuição de chuva na bacia hidrográfica do
rio Duas Bocas, em função da altitude (efeito orográfico), constataram que o fator topográfico
favoreceu o aumento dos totais pluviométricos acumulados a barlavento nas maiores altitudes,
sendo os intervalos de precipitação total de: 1.307 mm a 1.377mm, 1.377mm a 1.447mm, 1.447mm
a 1.517mm, 1.517mm a 1.587mm, 1.587mm a 1.657 mm (Figura 2).
Neste estudo, os totais pluviométricos acumulados foram referentes a normal climatológica
(1983-2013), que de acordo com Bastos et al. (2015) para a área de estudo foram identificados dois
períodos de chuva característicos, um seco de abril a setembro e outro chuvoso de outubro a março,
sendo que as maiores precipitações foram registradas de novembro e dezembro e as menores de
junho e julho.
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Figura 2 – Mapa da precipitação. Fonte: Elaborado pelos autores (2016).
3.2. Solos
A classe dos Cambissolos Háplicos estão presentes na maior parte das porções central e
montante da bacia, sendo caracterizados pela elevada suscetibilidade aos processos erosivos,
cobrindo relevo dissecado. São solos pouco profundos, onde dificilmente atinge 1 m de solum, com
argilas de atividade média a alta, de variação textual moderada (EMBRAPA, 2013).
A classe dos Gleissolos foi encontrada na planície de inundação no baixo curso do rio
principal, sendo pouco suscetíveis a erosão, com permanente ou periodicamente saturados por
água, exceto em áreas artificialmente drenadas, onde a água permanece parada internamente no
solo, podendo ocorrer saturação por meio do fluxo lateral ou elevando-se por capilaridade,
atingindo a superfície (EMBRAPA, 2013).
A classe dos Latossolos Vermelho-Amarelo cobre boa parte a jusante e uma pequena área a
montante da bacia. Essa classe de solo pode ser encontrada nas mais variadas feições do relevo,
sendo que nessa porção encontra-se em relevo suave ondulado e apresentando pouco suscetível a
erosão. Já a classe dos Latossolos Vermelho-Amarelo associados aos Argissolos está presente em
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uma pequena área da porção central e abrangendo maior extensão a jusante. Apresentou também
baixa suscetibilidade aos processos erosivos (EMBRAPA, 2013).
Os Neossolos Litólicos são encontrados em um pequeno segmento da porção central da bacia,
e assim como os Cambissolos Háplicos, são muito suscetíveis a erosão. Apresenta o horizonte A
ou hístico com 90% (por volume) ou mais de sua massa constituída por fragmentos de rocha com
diâmetro maior que 2mm, em contato lítico ou fragmentário dentro de 50cm da superfície do solo
(EMBRAPA, 2013). (Figura 3).
Figura 3 – Mapa das classes de solos. Fonte: Elaborado pelos autores (2016).
3.3. Uso e Cobertura da Terra
Conforme apresentado na (Tabela 1) a classe de uso da terra mata nativa, que se caracteriza
por corresponder a resquício de vegetação típica da Mata Atlântica, apresentou o maior percentual
com 48,27%, cobrindo uma área de 44,54km2, sendo encontrada principalmente na porção a
montante da bacia, onde abrange praticamente toda a Rebio de Duas Bocas, nas maiores altitudes
e declividades da área.
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Tabela 1 – Classes de uso e cobertura da terra mais recente da área de estudo, com áreas
em km2, ha e percentuais
Fonte: Elaborado pelos autores (2016)
No entanto, foi a partir da implementação da lei nº 2.095 de 12 de janeiro de 1965, que criou
a Reserva Florestal de Duas Bocas, e posteriormente redefinida para Reserva Biológica em 2 de
janeiro de 1991 através da lei nº 4.503 que houve um maior rigor quando ao desmatamento e criação
de novas áreas para agropecuária nas proximidades da REBIO, fato que influenciou diretamente
no entorno e dentro da bacia (NOVELLI, 2010; GOVERNO DO ESTADO DO ESPÍRITO
SANTO,1996)
A classe de pastagem apresentou o segundo maior percentual com 31,51% em uma extensão
de 29,08 km2. Essa classe está presente na porção central e principalmente no baixo curso do rio
Duas Bocas, correspondendo aos fundos de vale e a planície de inundação, e sendo característico
dessa porção a prática da pecuária extensiva, cuja a finalidade destina-se a criação de gado de corte
e/ou leiteiro.
Para tanto, a classe de cultivo agrícola de banana foi a que deteve o terceiro maior percentual
com 6,78% representando uma área de 6,25km2. E como pode ser observado na (Figura 4) está
presente na porção central da área de estudo, nas maiores altitudes e declividade do relevo, e cujos
solos são mais suscetíveis aos processos erosivos, com predominância dos Cambissolos Háplicos.
Uso e Cobertura da Terra Área
km2
Área
ha (%)
Afloramento Rochoso 1,16 115,99 1,26
Brejo 2,11 211,29 2,29
Cultivo Agrícola de Banana 6,25 625,45 6,78
Cultivo Agrícola de Café 1,66 165,77 1,80
Cultivo Agrícola – Coco Bahia 0,25 25,72 0,27
Edificação 2,15 215,19 2,33
Jaqueira 0,14 13,58 0,15
Macega 2,02 201,83 2,19
Massa d´Água 0,67 67,21 0,73
Mata Nativa 44,54 4453,53 48,27
Outros Cultivos Agrícolas Anuais 1,37 136,94 1,48
Pastagem 29,08 2907,54 31,51
Silvicultura 0,51 51,03 0,55
Solo Exposto 0,36 35,81 0,39
Total 92,27 9226,88 100
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Figura 4 – Mapa de uso e cobertura da terra. Fonte: Elaborado pelos autores (2016)
3.4. Declividade
No mapa da declividade (Figura 5), pode ser observado que as menores declividade
encontram-se na porção a jusante estando associadas a planície de inundação e fundos de vale com
intervalos de < 6% a 12% em relevo plano e suave ondulado. Já as maiores declividades que variam
de 12% a 30% e de 30% a > 60% foram verificadas nas porções central e montante em relevo forte
ondulado, montanhoso e escarpado.
Figura 5- Mapa de declividade. Fonte: Elaborado pelos autores (2016).
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3.5. Fragilidade Ambiental
A fragilidade ambiental da área de estudo como demonstrado na (Figura 6), determinou as
porções com maiores e menores graus de fragilidade em função dos elementos naturais e antrópicos
da paisagem. Desse modo, verificou-se que as classes de fragilidade muito baixa e baixa
corresponde a porção jusante da bacia, especificamente nos topos de morros, fundos de vale e
planície de inundação, caracterizando-se por apresentar relevo plano e suave ondulado e com
declividade pouco acentuada, contribuindo assim, para as inundações durante os períodos
chuvosos. Já a classe média é verificada nas vertentes íngremes sujeitas a movimentos de massa.
Nesse segmento as classes de solos predominantes são do Latossolos Vermelho-amarelo,
Latossolos Vermelho-Amarelos associados com Argissolos e Gleissolos, sendo pouco suscetíveis
a erosão. O uso da terra predominante é de pastagem, e a precipitação apresentou intervalos de
1.307 mm a 1.377mm, 1.377mm a 1.447mm, 1.447mm a 1.517mm.
Na porção central da bacia predominaram a classe de fragilidade muito alta, sendo
corroborado pela declividade elevada e com a presença de Cambissolos Háplicos, que são muito
suscetíveis aos processos erosivos. O uso da terra, tem forte presença do cultivo agrícola de banana.
Já com relação a porção montante, a classe de fragilidade de maior destaque foi a alta, com menor
intensidade para classe muito alta. E mesmo com presença de mata nativa a fragilidade a montante
foi alta devido a forte dissecação do relevo e declividade acentuada, atrelado aos Cambissolos
Háplicos, e precipitação com intervalos de 1.517mm a 1.587mm, 1.587mm a 1.657 mm.
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Figura 6 – Mapa da fragilidade ambiental. Fonte: Elaborado pelos autores (2016)
4. Considerações finais
Com esse estudo pode-se demonstrar que por meio da análise integrada dos elementos físicos
e antrópicos que compõem a paisagem, pode-se determinar a fragilidade ambiental da bacia
hidrográfica do rio Duas Bocas, visando auxiliar num diagnóstico das consdições de conservação,
formas de uso da terra, degradação dos solos e aspectos socioeconômicos, podendo com isso,
contribuir na elaboração de prognósticos com o propósito de corroborar em tomadas de decisão.
Contudo, a metodologia aplicada para determinara a fragilidade ambiental apresentou
resultados bastante satisfatórios, condizentes com as características naturais da área. Em ambiente
SIG, sendo uma ferramenta fundamental para estudos que integralizam variáveis, foi possivel
anlisar as porçães com maior ou menor graus de fragilidade da paisagem. No entanto, trata-se de
um método que possibilita adaptações das variáveis conforme a finalidade do estudo.
5. Referências Bibliográficas
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