Rainfall Characterization and Sedimentological Responses of Watersheds With Different Land Uses to Precipitation in the Semiarid Region of Brazil

Abstract

-The objective of this work was to evaluated the precipitation characteristics (depth, I30 and erosivity) and their effects on sediment production in three watersheds under different managements of land use 35-year regenerating Caatinga (RC), thinned Caatinga (TC), which underwent thinning of trees with diameter smaller than 10 cm; and deforested Caatinga (followed by burning and pasture) (DC). The experimente was conducted in the central, tropical semiarid region of the State of Ceará, Brazil. The precipitation events, surface runoff and sediment production were monitored from 2010 to 2015. The precipitation characteristics were subjected to Pearson's correlation at 1 and 5% of significance and the events that produced sediments in each watershed were hierarchically grouped by hierarchical cluster analysis technique. Two hundred precipitation events were recorded, with 23 (RC), 18 (TC) and 43 (DC) events producing sediments. The use of thinning (TC) decreased the sediment production by 53.5%, while the deforestation, burn and pasture cultivation (DC) increased soil losses by 14%, compared with the RC. The sediment production was greatly correlated with the I30 in the three watersheds, denoting the erosion process great dependence on the precipitation intensity.Keywords: Precipitation. Sediment Production. Watersheds. CARACTERISTICAS DAS CHUVAS E RESPOSTAS SEDIMENTOLOGICAS EM DIFERENTES USOS DO SOLO NO SEMIÁRIDORESUMO -Obejtivou-se com este estudo investigar as caracteristicas das chuvas (altura precipitada, I30 e erosividade) e suas correlações com a produção de sedimentos em três microbacias submetidas aos seguintes manejos: Caatinga em Regeneração (CER) há 35 anos; Caatinga Raleada (CRA) passou pelo raleio das árvores com diâmetro menor que 10 cm; Desmatamento/Queima/Plantio de Pastagem (DQP). A área de estudo é representative de região semiárida tropical e está localizada na parte central do estado do Ceará. Foram monitorados eventos puviométricos, escoamento superficial e produção de sedimentosdos anos de 2010 a 2015.As características das chuvas foram submetidas a correlação de Pearson a nível de 1 e 5 % de significância e os eventos que produziram sedimentos em cada microbacia foram agrupados hierarquicamente pela técnica de Análise de Agrupamento Hierárquico. Ao todo foram registrados 200 eventos pluviométricos dos quais 23, 18 e 43 eventos produziram sedimentos nas microbacias CER, CRA e DQP respectivamente. A adoção do manejos de raleamento reduziu a produção de sedimentos em 53,5 %, enquanto que o DQP promoveu um aumento das perdas de solo em 14 % em relação à CER. A produção de sedimentos expressou uma maior correlação com o I30 para as três microbacias expressando a maior dependência do processo erosive da intensidade das chuvas.Palavras-chave: Precipitação pluviométrica. Produção de sedimentos. Micorbacias.

Performance of Conservation Techniques for Semiarid Environments: Field Observations with Caatinga, Mulch, and Cactus Forage Palma

“…Mulch minimizes the impact rain has on soil surfaces [7], which might contribute to improved soil fertility, increase water availability through enhancing infiltration, and reduce evaporation, thus minimizing nutrient losses and also controlling soil temperature variations [4,8,9].…”

Efeito De Diferentes Usos Do Solo Na Erosão Hídrica Em Região Semiárida

“…Isso demonstra que a CR não obteve características que aproximam a perda de água da CP, no entanto conseguiu características que favorecem a diminuição da produção de sedimentos. Ribeiro Filho et al (2017), estudando o escoamento e perda de solo em caatinga regenerada durante cinco anos, observaram que a mesma alcançou 23 eventos de escoamento e erosão, contra 18 de um caatinga manejada. A TA e a PD desempenharam o mesmo comportamento, aumentado a perda de solo em função da maior lâmina de escoamento, sendo a produção de sedimentos da TA muito superior às demais.…”

Temporal dynamics of soil susceptibility to erosion in semiarid watersheds

“…Although there is a close relationship between vegetation development and precipitated blades, in the area of the microbasin, there was an increase of 1,387 ha of exposed soil area, an increase of 218%, which may be related in part to anthropic actions. The results obtained by Zhou et al (2016) andRibeiro Filho et al (2017) in studies conducted in semiarid regions showed that a significant increase in exposed soil area occurs after the vegetation cover has been removed. However, such variation may also be related to distortion evidenced in the areas of "open caatinga" and "exposed soil" (Figure 4), as previously reported.…”

“…Erosion is responsible for the loss of 25 to 40 billion tons of soil per year, promoting the reduction in agricultural productivity and negatively impacting food security and the storage capacity of water and soil nutrients (Food and Agriculture Organization of the United Nations [FAO], 2015). The intensification of human activities in natural resources, mainly in semiarid regions, affects the physical properties of soil and the hydrological and sedimentological processes of river basins, such as water retention, runoff and sediment production (Prasannakumar, Vijith, Abinod, & Geetha, 2012;Ribeiro Filho, Palácio, Andrade, Santos, & Brasil, 2017).…”