Continuidade e distribuição espacial da umidade do solo em bacia hidrográfica da Serra da Mantiqueira

Abstract

RESUMOO entendimento associado à continuidade espacial da umidade do solo é imprescindível para compreensão e predição de fenômenos relacionados aos processos hidrológicos. A metodologia geoestatística tem sido empregada muitas vezes, para estudos desta natureza. Neste contexto, o semivariograma é utilizado para modelar a continuidade espacial de uma variável para, seu posterior mapeamento. O objetivo no presente estudo foi modelar a continuidade espacial da umidade do solo em uma bacia hidrográfica experimental na região da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais, e posteriormente o mapeamento da umidade do solo ao longo do tempo. Os modelos de semivariograma exponencial, esférico e gaussiano, foram ajustados por Mínimos Quadrados Ordinários, Mínimos Quadrados Ponderados e Máxima Verossimilhança, testando sua aderência pelo grau de dependência espacial e validação cruzada. O modelo exponencial apresentou melhor ajuste em 59% dos casos. O grau de dependência espacial médio foi de 88%, conferindo forte grau de dependência à estrutura de continuidade espacial. O mapeamento da umidade do solo mostrou comportamento fortemente associado ao uso do solo e condições topográficas. Palavras-chave: semivariograma, validação cruzada, mapeamento, geoestatísticaSpatial continuity and distribution of soil moisture in a watershed of the Mantiqueira Range ABSTRACT The knowledge related to the spatial continuity of the soil moisture is essential for understanding and prediction of the hydrological processes. The geostatistical methodology has often been applied in such studies. In this context, the semi-variogram is used to model the spatial continuity of a specific variable for its mapping. This work aimed to model the spatial continuity of soil moisture in an experimental watershed located in Mantiqueira Range, MG, and then to generate map of soil moisture through the year. Exponential, spherical and gaussian semi-variogram models were fitted applying the Ordinary Least Square, Weighted Minimum Square and Maximum Likelihood methodologies, testing their adherence based on the Spatial Dependence Degree and database from Cross-Validation procedure. The exponential model presented better performance in 59% of the situations. The mean Spatial Dependence Degree was 88%, showing a strong dependence degree to the spatial continuity structure. The soil moisture mapping demonstrated behavior strongly associated to the land use and topographical conditions.

Padrão espaço-temporal da umidade volumétrica do solo em uma bacia hidrográfica com predominância de latossolos

“…Avila et al (2010b), analisando a estabilidade temporal da umidade superficial do solo sob diferentes usos (Mata Atlântica, pastagem e vegetação de várzea), concluíram que na vegetação de várzea, mesmo na estação seca, há maior dispersão da diferença relativa média e tal comportamento está relacionado à maior umidade do solo nessa condição de seu uso, comparável aos demais ambientes. Segundo esses mesmos autores, esse comportamento ocorre provavelmente devido à influência pronunciada da condutividade hidráulica, a qual é sensivelmente reduzida com pequenas reduções da umidade do solo.…”

“…As tendências temporais podem ocorrer devido a possíveis mudanças graduais no uso do solo, bem como à própria alteração de seu comportamento, ocasionados eventualmente pelo manejo do solo, podendo produzir alterações na estacionariedade da série histórica (Avila et al, 2010b). A estatística do teste de Spearman (T) pode ser obtida por: Na primavera (Figura 3b), período em que ocorre aumento do armazenamento de água no solo, o ajuste dos quatro modelos exponenciais foi semelhante (leituras 7, 8,10 e 11), havendo pequena diferença no ajuste do modelo exponencial referente à mensuração número 9, o que indica, contudo, boa aproximação em relação aos demais ajustes.…”

“…A variabilidade espacial da umidade do solo tem sido estudada por vários pesquisadores (Paz González et al, 2000;Gómez-Plaza et al, 2001;Western et al, 2004;Timm et al, 2006;Avila et al, 2010a;Mello et al, 2011), bem como a variabilidade temporal da umidade do solo em função das estações do ano (Grayson et al, 1997;Famiglietti et al, 1998;Western et al, 1998;Western & Blöschl, 1999;Goméz-Plaza et al, 2000). No entanto, nota-se grande diversidade nos resultados, o que demonstra a carência de estudos conduzidos sob as mais diversas condições edafoclimáticas.…”

“…Contudo, segundo Gómez-Plaza et al (2000), esse conceito tem que ser analisado num maior número de ambientes e em diferentes escalas. Avila et al (2010b), estudando a variabilidade espacial da umidade superficial do solo ao longo do tempo, em diferentes situações de uso do solo na região da Serra da Mantiqueira, MG, observaram que os pontos semelhantes ao comportamento médio da área, ou seja, os pontos escolhidos para posterior monitoramento, diferiram-se em relação aos períodos seco e chuvoso, além de verificar diferenças da estabilidade temporal em função do uso do solo. Vieira et al (2010), num estudo semelhante, observaram variações no intervalo entre amostras para caracterização da variabilidade espacial e da estabilidade temporal do conteúdo de água no solo como função do seu uso.…”

Calibração De Um Sensor De Umidade Do Solo De Baixo Custo

“…A umidade do solo é um dos elementos mais relevantes no controle dos processos hidrológicos, visto que exerce influência na geração do escoamento superficial, na evaporação do solo e na transpiração das plantas (ÁVILA et al, 2010).…”