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Pathways to coexistence with the semiarid: peasant agriculture and food security in the backwoods of QuiterianÃpolis - Cearà / Caminhos para a convivÃncia com o semiÃrido: agricultura camponesa e seguranÃa alimentar no sertÃo de QuiterianÃpolis â CearÃ

Sulivan Barbosa de Paulo 19 October 2015 (has links)
Peasant agriculture, in the backwoods of CearÃ, in recent years, has improved its quality by means of distributing social technologies of living with sim-arid applied to its territory. In this context the peasantry we know in Brazil is characterized by the different social and production relations developed in there. Fated to disappear by many, despite political, economic and social adversities, the peasantry develops ways to overcome them in the beginning of the XXI century. In order to point out the survival strategies of the peasants of the semi-arid of CearÃ, this research investigates, in the scope of the qualitative research of participants, the experiences developed by rural farmers of the QuiterianÃpolis, in CearÃ. Examining the theorists who discuss about the peasantry in Brazil and abroad, we search, by means of particular look, the understanding of its nuances. The fieldwork was significant because it presents the social technologies of living with the semi-arid and their results for the people involved, providing life quality such as food and nutritional security, both considered fundamental aspect of this process. Finally, we verify that the peasantry not only keeps alive in present time but brings back ancient knowledge, allying then to the social technologies, adding an aspect of innovation, connecting tradition to modern times as a mechanism of perpetuating peasantsâ live. / A agricultura camponesa nos sertÃes cearenses tem, nos Ãltimos anos, dado saltos de qualidade impulsionados por meio da difusÃo das tecnologias sociais de convivÃncia com o semiÃrido aplicadas a este territÃrio. Nesse contexto, o campesinato que conhecemos no Brasil se caracteriza por sua multiplicidade de sujeitos envolvidos, bem como pelas distintas relaÃÃes sociais e de produÃÃo que aà se reproduzem. Fadado, por muitos, ao desaparecimento, este se reinventa nesse inÃcio do sÃculo XXI diante das adversidades polÃticas, econÃmicas e sociais. Com o objetivo de destacar as estratÃgias de sobrevivÃncia dos camponeses do semiÃrido cearense, essa pesquisa investiga, no Ãmbito da pesquisa participante qualitativa, as experiÃncias desenvolvidas por agricultores do espaÃo rural de QuiterianÃpolis, CearÃ. Revendo os teÃricos que discutem o campesinato no mundo e no Brasil, buscamos, por meio de um olhar particular, entender suas nuances. O trabalho de campo foi significativo por apresentar as tecnologias sociais de convivÃncia com o semiÃrido e quais seus resultados para as populaÃÃes envolvidas, proporcionando qualidade de vida, sobressaindo-se daà a seguranÃa alimentar e nutricional como ponto fundamental desse processo. Finalmente, verificamos que o campesinato, ao longo dos Ãltimos anos, vem se diversificando, o que nos permite afirmar que este se mantÃm na atualidade ao mesmo tempo em que resgata os antigos saberes, aliando-os Ãs tecnologias sociais, dando um aspecto de inovaÃÃo, unindo o tradicional ao moderno como mecanismo de perpetuaÃÃo.
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Quality modeling of Poti River water / Modelagem da qualidade da Ãgua do Rio Poti

Antonio Alves de Oliveira Filho 28 November 2014 (has links)
nÃo hà / The disorderly growth of the capital of PiauÃ, marked mainly by housing occupancy on the banks of river Poti and the existence of clandestine connections of raw sewage in rainwater drainage pipes, has contributed significantly to the pollution of the waters of the river basin of the ParnaÃba River (semiarid region Brazil). This research consists of making water quality measuring campaigns in Poti river and sewage released that, via gallery rainwater, focusing on a river stretch of 36.8 km long, located in the city of Teresina / PI, as well as mathematical modeling of water quality of the river based on WHAT-UFMG platform. The research is presented as the first study involving modeling of water quality in a water body of the state of PiauÃ. Modeled components were: dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD) and thermotolerant coliform (TC). The results of field measurements indicated TC parameter discontinuities with respect to CONAMA Resolution n 357/2005. The calibration of the decay coefficients for each parameter resulting in deviations between measured and modeled data of up to 20%, which shows that the QUALUFMG can be used as a basis for predicting the quality of water in rivers located in semiarid regions. The calibrated model was also compared to field data from the literature. Finally, simulations were performed for different flow scenarios (Q10, Q90 and Q7,10), with consistent results and that can be used for the management of water resources in the state of PiauÃ. / O crescimento desordenado da capital piauiense, marcado sobretudo pela ocupaÃÃo habitacional Ãs margens do rio Poti e pela existÃncia de ligaÃÃes clandestinas de esgoto bruto nas tubulaÃÃes de drenagem pluvial, tem contribuÃdo significativamente para a poluiÃÃo das Ãguas da bacia hidrogrÃfica do rio ParnaÃba (regiÃo semiÃrida do Brasil). A presente pesquisa consiste na realizaÃÃo de campanhas de mediÃÃo da qualidade da Ãgua no rio Poti e dos esgotos lanÃados no mesmo, via galeria de Ãguas pluviais, com foco em um trecho do rio de 36,8 km de extensÃo, localizado na cidade de Teresina/PI, bem como na modelagem matemÃtica da qualidade da Ãgua deste rio com base na plataforma QUAL-UFMG. A pesquisa apresenta-se como o primeiro estudo envolvendo modelagem da qualidade da Ãgua em um corpo hÃdrico do estado do PiauÃ. Os componentes modelados foram: oxigÃnio dissolvido (OD), demanda bioquÃmica de oxigÃnio (DBO) e coliformes termotolerantes (CT). Os resultados das mediÃÃes de campo indicaram desconformidades do parÃmetro CT com relaÃÃo à ResoluÃÃo CONAMA n 357/2005. A calibraÃÃo dos coeficientes de decaimento para cada parÃmetro resultou em desvios entre dados medidos e modelados de atà 20%, o que mostra que o QUAL-UFMG pode ser utilizado como base para prediÃÃo da qualidade da Ãgua em rios localizados em regiÃes semiÃridas. O modelo calibrado tambÃm foi comparado a dados de campo obtidos na literatura. Finalmente, foram realizadas simulaÃÃes para diferentes cenÃrios de vazÃo (Q10, Q90 e Q7,10), apresentando resultados coerentes e que podem ser utilizados para a gestÃo dos recursos hÃdricos do estado do PiauÃ.
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Adaptation of streeter model - Phelps for water quality modeling in a large semi-arid basin. / AdaptaÃÃo do modelo de Streeter - Phelps para modelagem da qualidade da Ãgua em uma grande bacia semiÃrida.

Wagner Josà da Silva Mendes 31 October 2014 (has links)
This paper presents an adaptation of the classical model of Streeter-Phelps modeling of Dissolved Oxygen (DO) and Biochemical Oxygen Demand (BOD) in the basin of the Upper Jaguaribe (25,000 km2), State of Ceara, Brazil. The adaptation of the model consisted of the numerical solution of differential equations Streeter-Phelps, considering the effect of incremental flows and sewage releases over the sections, as well as the variability of the sections of rivers and tributaries. For model calibration, including the adjustment of reaeration coefficients (K2) and removal of BOD (Kd), we used the data of the Plan of Management of Waters of the Rio Jaguaribe Basin. Calibration results showed that this simplified model represented well the balance between DO and BOD in a large semi-arid basin, with a good fit for both parameters. For OD, the average deviation was 8.44% and 6.04% by the end and beginning of the rainy season, respectively. As for BOD, the deviations were 18.51% and 30.43% for the two seasons, respectively. In both periods, the OD remained within the standards for Class 2 of Resolution CONAMA 357/2005 throughout the stretch and the BOD breached this limit on a short stretch near the city of Taua. With the already calibrated model were simulated three scenarios: a large full, using as reference flow Q10 of a historical series of Jaguaribe; drought, using the Q50 of the series; and implementation of a WWTP with 80% removal of BOD in all seats. The simulations showed consistent results and that serve as a basis for management of water resources of the study area. / Este trabalho apresenta uma adaptaÃÃo do modelo clÃssico de Streeter-Phelps para modelagem de OxigÃnio Dissolvido (OD) e Demanda BioquÃmica de OxigÃnio (DBO) na bacia do Alto Jaguaribe (Ãrea de 25.000 km2), Estado do CearÃ, Brasil. A adaptaÃÃo do modelo consistiu na resoluÃÃo numÃrica das equaÃÃes diferenciais de Streeter-Phelps, considerando o efeito de vazÃes incrementais e lanÃamentos de esgoto ao longo dos trechos, assim como a variabilidade das seÃÃes dos rios e tributÃrios. Para calibraÃÃo do modelo, incluindo o ajuste dos coeficientes de reaeraÃÃo (K2) e remoÃÃo de DBO (Kd), foram utilizados os dados do Plano de Gerenciamento das Ãguas da Bacia do Rio Jaguaribe. Os resultados da calibraÃÃo mostraram que esse modelo simplificado representou bem o balanÃo entre OD e DBO em uma grande bacia semiÃrida, apresentando um bom ajuste para os dois parÃmetros. Para OD, o desvio mÃdio foi de 8,44% e 6,04% para o fim e inÃcio da estaÃÃo chuvosa, respectivamente. Jà para DBO, os desvios foram de 18,51% e 30,43% para as duas estaÃÃes, respectivamente. Nos dois perÃodos, o OD manteve-se dentro dos padrÃes para Classe 2 da resoluÃÃo CONAMA 357/2005 em todo o trecho e a DBO infringiu este limite em um pequeno trecho prÃximo à cidade de TauÃ. Com o modelo jà calibrado, foram simulados trÃs cenÃrios: uma grande cheia, utilizando como vazÃo de referÃncia o Q10 de uma sÃrie histÃrica do Jaguaribe; estiagem, utilizando o Q50 da sÃrie histÃrica; e, implantaÃÃo de uma ETE com remoÃÃo de 80% de DBO em todas as sedes. As simulaÃÃes apresentaram resultados coerentes e que servem como base para o gerenciamento dos recursos hÃdricos da bacia estudada.
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Valores de referÃncia de qualidade para metais pesados em solos de mangue do Estado do CearÃ: subsÃdios para gestÃo da zona costeira. / Quality reference values for heavy metals in mangrove soils of the State of CearÃ: subsidies for coastal zone management.

Camila Campos Lopes Moreira 27 August 2014 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Currently, activities related to urbanization and industrialization have contributed to increased concentrations of heavy metals in different types of soil. These elements have significant toxicity and can accumulate in the environment, configuring serious risk to human health and ecosystems in general. Thus, there is an increasing concern among countries in adopting an efficient environmental policy and, thus, the determination of natural concentration (background levels) of metals in soils and the consequent establishment of Quality Reference Values (QRV) are reality in some countries, including Brazil. However, there is a lack of studies like these related to soils under mangrove forests in the country, where these areas play very important roles and services in the environment. In this context, the contamination of mangrove soils by heavy metals is one of the major environmental issues today and may even compromise the estuaries throughout its length. Thus, a study was carried out in mangrove soils of the State of Cearà aiming their classification and characterization, beyond the determination of natural levels of metals in these soils and the consequent proposition of their QRV. For this, physical, chemical and mineralogical analyzes were realized, beyond the metals extraction by methods of semitotal digestion (EPA 3051A and aqua regia) and the determination of QRV was performed in accordance with the resolution 420/2009 of CONAMA. The results indicated that the semiarid climate preponderant in this region explains the behavior of the main attributes of these soils (ex: EC, TOC, mineral composition). It was also found that the levels of metals in these soils are influenced by the intensity of anthropogenic interference in the coastal environments, given that mangrove soils of Cearà River estuary, inserted into urban context and subjected to environmental stresses, showed the highest enrichment factors of metals. On the other hand, it was observed that the distribution of these elements in this environment is also regulated by interactions between the metals themselves and with attributes as clay and Fe and Mn oxides. Furthermore, the aqua regia digestion was efficient in extracting metals in these soils, while EPA 3051A, indicated by CONAMA for soil quality assessments, underestimated the available levels of metals in the analyzed soils. Given the above, the natural levels of metals determined in this study can serve as a basis for defining QRV for mangrove soils of the State of CearÃ, assisting the environmental agency in the formulation of a specific legislation for monitoring mangrove areas in the State, thus setting a new perspective for the management of estuarine environments. / Nos dias de hoje, atividades relacionadas à urbanizaÃÃo e à industrializaÃÃo tÃm contribuÃdo para o aumento das concentraÃÃes de metais pesados nos diversos tipos de solo. Tais elementos apresentam relevante toxicidade e podem se acumular no ambiente, configurando sÃrio risco à saÃde humana e dos ecossistemas em geral. Nesse cenÃrio, percebe-se uma preocupaÃÃo crescente dos paÃses em adotar uma polÃtica ambiental eficiente e, dessa forma, a determinaÃÃo da concentraÃÃo natural (nÃveis de background) de metais nos solos e o estabelecimento de valores de referÃncia de qualidade (VRQs) jà sÃo realidade em alguns paÃses, inclusive no Brasil. Entretanto, percebe-se a escassez de estudos dessa natureza que contemplem os solos sob florestas de mangue no paÃs, onde tais Ãreas sÃo bastante expressivas e desempenham importantes funÃÃes e serviÃos no ambiente. Nesse contexto, a contaminaÃÃo dos solos de mangue por metais pesados à uma das grandes questÃes ambientais da atualidade, podendo, inclusive, comprometer os estuÃrios em toda a sua extensÃo. Assim, foi realizado um estudo em solos de mangue do Estado do Cearà visando a classificaÃÃo e caracterizaÃÃo dos mesmos, alÃm da determinaÃÃo dos teores naturais de metais e a consequente proposiÃÃo de seus VRQs. Para isso, foram realizadas anÃlises fÃsicas, quÃmicas e mineralÃgicas, extraÃÃo dos metais por mÃtodos de digestÃo semitotal (EPA 3051A e Ãgua rÃgia) e a determinaÃÃo dos VRQs foi realizada de acordo com o disposto na resoluÃÃo n 420/2009 do CONAMA. Os resultados obtidos indicaram que o clima predominantemente semiÃrido da regiÃo explica o comportamento dos principais atributos desses solos (ex: CE, COT, constituiÃÃo mineralÃgica). Verificou-se ainda que os teores de metais nos solos em questÃo sÃo influenciados pela intensidade da interferÃncia antropogÃnica nos ambientes costeiros, tendo em vista que os solos de mangue do estuÃrio do rio CearÃ, inserido em contexto urbano e submetido a diversos tipos de tensÃes ambientais, apresentaram os maiores fatores de enriquecimento de metais. Por outro lado, observou-se que a distribuiÃÃo de tais elementos nesses solos à tambÃm regida por interaÃÃes entre os prÃprios metais e dos mesmos com atributos como a fraÃÃo argila e os Ãxidos de Fe e Mn. AlÃm disso, a digestÃo por Ãgua rÃgia mostrou-se eficiente na extraÃÃo de metais nesses solos, enquanto o EPA 3051A, indicado pelo CONAMA para avaliaÃÃes de qualidade dos solos, subestimou os teores dos metais disponÃveis nos mesmos. Diante do exposto, os teores naturais dos metais determinados no presente estudo podem servir de base para a definiÃÃo de VRQs para os solos de mangue do Estado do CearÃ, auxiliando o ÃrgÃo ambiental responsÃvel na formulaÃÃo de uma legislaÃÃo especÃfica para o monitoramento das Ãreas de manguezal do Estado, configurando, portanto, uma nova perspectiva para a gestÃo dos ambientes estuarinos.
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Arthropods and attributes soil microbiology in fruit trees en Vale do Curu-CE, Brasil / ArtrÃpodes e atributos microbiolÃgicos do solo em cultivo de fruteiras no Vale do Curu - CE

Jackson de Lima AraÃjo 24 July 2014 (has links)
A major concern related to agricultural management systems used by the man lies on the effects on biological processes in the soil, whose action within ecosystems aiming at the farm, modifies the intensity of these processes under use of techniques that exclusively aim to maximize crop yield. One of the challenges of research in soil biology is precisely understand the impacts on the complex interactions of all soil organisms at the community level by the management that are critical in maintaining soil quality. The objective of this work was to evaluate the influence of management practices on fruit trees (mango, guava and coconut trees) in the composition and distribution of soil arthropods (edaphic macrofauna, mesofauna) and on microbial biomass, the activity and interaction with the chemical, physical and environmental attributes. The study of soil arthropods began in July 2013 and followed until May 2014, with measurements at four periods. Microbiological soil activities were evaluated by the determination of microbial soil properties (RBS, CBM, NBM, NBM / N, qCO2 and qMIC). It was found that the soil arthropods were sensitive to changes arising from different soil tillage systems, allowing it to be used as an important tool to apply as bio-indicators of the quality of edaphic system. The system with guava cultivation proved to be unstable over time in relation to the structure of the community of soil arthropods. The system with coconut tree cultivation allows for better soil quality, increase in abundance and species richness of invertebrate macrofauna. The microbial biomass carbon (MBC), microbial biomass nitrogen (NBM) and the metabolic quotient (qCO2) were the main microbiological soil properties responsible for identifying dissimilarities between areas. Correlations between microbiological and faunal characteristics of the soil were low with significant correlations only between Collembola, NBM and NBM / N. / Uma das grandes preocupaÃÃes relacionadas aos sistemas de manejo agrÃcola adotado pelo homem reside nos efeitos sobre os processos biolÃgicos que ocorrem no solo, cuja aÃÃo dentro dos ecossistemas visando à exploraÃÃo agrÃcola, modifica a intensidade desses processos em virtude do emprego de prÃticas que objetivam exclusivamente a maximizaÃÃo da produÃÃo vegetal. Um dos desafios da pesquisa em biologia do solo à justamente entender os impactos do manejo sobre as complexas interaÃÃes de todos os organismos edÃficos ao nÃvel de comunidade que sÃo fundamentais na manutenÃÃo da qualidade do solo. Objetivou-se avaliar a influÃncia dos manejos em cultivos de fruteiras (mangueira, goiabeira e coqueiro) na composiÃÃo e distribuiÃÃo dos artrÃpodes de solo (mesofauna e macrofauna edÃfica) e sobre a biomassa microbiana, sua atividade e interaÃÃo com os atributos quÃmicos, fÃsicos e ambientais. O estudo dos artrÃpodes edÃficos teve inÃcio em julho de 2013 e seguiu atà maio de 2014, com coletas realizadas em quatro perÃodos. As atividades microbiolÃgicas do solo foram avaliadas mediante as determinaÃÃes dos atributos microbianos do solo (RBS, CBM, NBM, NBM/N, qCO2 e qMIC). Constatou-se que os artrÃpodes de solo mostraram-se sensÃveis as alteraÃÃes ocasionadas pelos sistemas de manejos do solo, possibilitando a sua indicaÃÃo como importante ferramenta para aplicar-se como bioindicadores da qualidade do sistema edÃfico. O sistema com cultivo de goiabeiras mostrou-se instÃvel ao longo do tempo em relaÃÃo à estrutura da comunidade dos artrÃpodes de solo. O sistema com cultivo de coqueiros propicia melhores caracterÃsticas do solo e aumento na abundÃncia e riqueza de espÃcies da macrofauna invertebrada. O carbono da biomassa microbiana (CBM), nitrogÃnio da biomassa microbiana (NBM) e o quociente metabÃlico (qCO2), foram os principais atributos microbiolÃgicos do solo responsÃveis por identificar dissimilaridades entre as Ãreas. CorrelaÃÃes entre as variÃveis microbiolÃgicas e faunÃsticas do solo foram baixas, com correlaÃÃes significativas somente entre Collembola, NBM e NBM/N.
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AnÃlise geoambiental da degradaÃÃo do sistema e subsistemas da microbacia hidrogrÃfica do Riacho Carrapateiras-TauÃ/CE / Analysis geoenvironmental of degradation of the system and subsystems of hydrographic microbasin of carrapateiras stream -TauÃ/CE

Raul Carneiro Gomes 24 September 2015 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A degradaÃÃo ambiental à um dos principais desafios que a humanidade tem enfrentado em favor de sua sobrevivÃncia e manutenÃÃo dos serviÃos ecolÃgicos. Diante disso, a bacia hidrogrÃfica (BH) desponta como um sistema ambiental e unidade de planejamento relevante para a realizaÃÃo de estudos e construÃÃes de propostas em prol de seu manejo ecolÃgico, visando aumentar a compatibilidade entre a capacidade de suporte ambiental e as atividades sÃcio-produtivas. Nas regiÃes semiÃridas, notadamente no Estado do CearÃ, a conservaÃÃo das BH emerge como uma atividade estratÃgica para mitigar a degradaÃÃo ambiental, assegurar a manutenÃÃo da biodiversidade, da disponibilidade hÃdrica, da alimentar e do bem-estar dos cearenses. Por isso, a microbacia hidrogrÃfica (MH) do riacho Carrapateiras foi selecionada como objeto desta pesquisa, a qual tem como objetivo analisar a degradaÃÃo ambiental da MH citada e de seus subsistemas por meio de indicadores biofÃsicos. Para tanto, empregou-se a abordagem sistÃmica, a fim de compreender os elementos e suas inter-relaÃÃes processuais e funcionais. Ademais, foram feitos levantamentos ambientais atravÃs de trabalhos de campo e coletas de amostras que foram analisadas in situ e em laboratÃrios. Portanto, detectou-se que, morfometricamente, a MH estudada compreende uma Ãrea de 2,31 kmÂ, seu riacho principal tem 3,93 km de extensÃo e a sua densidade de drenagem à de 2,51 km.km-Â. Constatou-se que o embasamento cristalino da MH à composto por seis litotipos que envolvem anfibolitos e granitÃides e seus relevos sÃo representados por topos, encostas, fundo de vales e planÃcie fluvial. AlÃm disso, classificaram-se, por meio de 15 perfis, os seguintes tÃxons pedolÃgicos (Neossolos LitÃlicos, Neossolos FlÃvicos, Cambissolos HÃplicos, Luvissolos PÃlicos e Luvissolos Ãrticos). Com relaÃÃo ao levantamento florÃstico, foram identificadas 93 fitoespÃcies pertencentes a 33 famÃlias da vegetaÃÃo classificada como Caatinga arbÃreoâarbustiva em sucessÃo secundÃria. A partir das anÃlises da degradaÃÃo interespecÃficas dos subsistemas topos e das encostas da serra do TecelÃo e Lagoa Seca/Coqueiros, conclui-se que as Ãreas dos transectos T2 e T4 sÃo as mais degradadas dos topos, enquanto que T2 representa o espaÃo mais degradado das encostas das serras citadas respectivamente. Os indicadores biofÃsicos empregados na anÃlise interespecÃfica atestaram que o subsistema mais degradado à planÃcie fluvial. Logo, presentemente, a MH encontra-se em vias de recuperaÃÃo ambiental por falta de mÃo de obra, de investimentos e de precipitaÃÃes abundantes. / Environmental degradation is one of the major challenges that humanity has faced in favor of their survival and maintenance of ecological services. Therefore, the Hydrographic Basin (HB) has emerged as an environmental system and relevant planning unit for carrying out studies and construction of proposals towards its ecological management, to increase compatibility between the ability to support environmental and socio-activities productive. In semiarid regions, notably in the state of CearÃ, the conservation of HB emerges as a strategic activity to mitigate environmental degradation, ensuring the maintenance of biodiversity, water availability, food and well-being of CearÃ. So the Hydrographic Microbasin (HMB) of Carrapateiras stream was selected as the object of this research, which aims to analyze the environmental degradation of HMB cited and their subsystems through biophysical indicators. So, the systemic approach was employed in order to understand the elements and their procedural and functional interrelationships. Moreover, environmental surveys were made through fieldwork and collections of samples that were analyzed in situ and in laboratories. Therefore, it was found that, morphometric, MHB studied covers an area of 2.31 square kilometers, its main stream is 3.93 km long and its drainage density is 2.51 km.km-Â. It was found that the crystalline basement of the HMB consists of six rocks types involving amphibolites and granitoids and its reliefs are represented by tops, slopes, deep valleys and river plains. In addition, qualified-through 15 profiles the following pedologic taxa (Neossolos LitÃlicos, Neossolos FlÃvicos, Cambissolos HÃplicos, Luvissolos PÃlicos e Luvissolos Ãrticos). Regarding the floristic survey have identified 93 phytospecies belonging to 33 families of vegetation classified as trees and shrubs Caatinga in secondary succession. From the analysis of interspecific degradation tops subsystems and Weaver saw slopes serra do TecelÃo and Lagoa Seca/Coqueiros, it is concluded that the areas of transects T2 and T4 are the most degraded of the tops, while T2 is the most degraded area of mountain slopes cited respectively. The biophysical indicators used in interspecific analysis testified that the most degraded subsystem is fluvial plain. Thus, presently, the HMB is in environmental recovery pathways for lack of manpower, investment and abundant rainfall.
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Soil moisture and water availability in the root zone under natural conditions of preserved Caatinga / Umidade do solo e disponibilidade hÃdrica na zona das raÃzes em condiÃÃes naturais de caatinga preservada

Carlos Alexandre Gomes Costa 01 June 2012 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A Ãgua na bacia hidrogrÃfica està distribuÃda em diversos compartimentos importantes no que se refere à ecohidrologia. Muitos estudos em regiÃes semiÃridas apontam os reservatÃrios superficiais como principais compartimentos de Ãgua. Entretanto, a bacia hidrogrÃfica tem maior abrangÃncia que as bacias hidrÃulicas nela contida, e os recursos hÃdricos nos compartimentos distribuÃdos na bacia hidrogrÃfica (como no solo) devem ser analisados nÃo somente no que se refere aos usos ecolÃgicos, mas tambÃm como espaÃo de disponibilidade hÃdrica. Portanto, o objetivo do trabalho foi analisar, com base em medidas e modelagem, a dinÃmica da Ãgua nos solos de uma bacia semiÃrida de Caatinga preservada e seu impacto sobre a disponibilidade hÃdrica. Para isso foi medida, entre outros, a umidade do solo a cada hora, de 2003 a 2010 (2923 dias) na Bacia Experimental de Aiuaba (BEA, 12 kmÂ), totalmente preservada e com precipitaÃÃo mÃdia anual de 560 mm. O monitoramento foi realizado atravÃs de trÃs sensores TDR, um instalado em cada uma das trÃs associaÃÃes entre solo e vegetaÃÃo (SVA) identificadas na bacia. O mÃtodo de investigaÃÃo considerou seis etapas principais: i) determinaÃÃo da profundidade efetiva das raÃzes da Caatinga preservada; ii) calibraÃÃo dos sensores de umidade tipo TDR; iii) representaÃÃo espaÃo-temporal da umidade do solo em cada unidade de SVA; iv) anÃlise da disponibilidade hÃdrica do solo na zona das raÃzes; v) parametrizaÃÃo do modelo hidrolÃgico WASA-SED; e vi) parametrizaÃÃo do modelo hidrolÃgico DiCaSM. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam a importÃncia da abordagem da anÃlise temporal da umidade do solo e da disponibilidade hÃdrica do solo na zona das raÃzes para a manutenÃÃo do bioma Caatinga. Mais especificamente, foi observado que a profundidade efetiva do sistema radicular na BEA oscilou entre 70 e 80 cm nas regiÃes com solos profundos, porÃm, em regiÃes com solos rasos, observou-se que a profundidade efetiva das raÃzes adaptou-se Ãs restriÃÃes, ficando reduzida a menos de 40 cm. AlÃm disso, a anÃlise sazonal demonstrou que, na estaÃÃo de estio, as raÃzes tÃm comprimentos atà 11 cm menores, abrindo, portanto, poros secundÃrios que facilitarÃo a penetraÃÃo da Ãgua nas eventuais chuvas dos meses secos (junho a dezembro), assim como nas primeiras chuvas da estaÃÃo Ãmida. Nas duas SVAs cujos solos sÃo profundos e cuja vegetaÃÃo à densa, a Ãgua no solo encontra-se ânÃo-disponÃvelâ (isto Ã, abaixo do ponto de murcha permanente â WP) em quase nove meses ao ano (72% do tempo); e somente durante trÃs meses ao ano (25%) a Ãgua no solo encontra-se disponÃvel. Nos 3% restantes do ano (cerca de 10 dias) hà Ãgua gravitacional nessas SVAs. Na SVA cujo solo à raso e cuja vegetaÃÃo à esparsa, a dinÃmica da Ãgua no solo à diferente: o tempo em que hà Ãgua gravitacional, disponÃvel e nÃo disponÃvel à praticamente o mesmo (quatro meses ao ano). Isso se deve, entre outros, à baixa umidade do solo no ponto de murcha permanente do neossolo litÃlico; e à sua restrita espessura, gerando saturaÃÃo muito mais frequentemente que nos demais solos que â ao contrÃrio deste â dispÃem de drenagem profunda. A depleÃÃo da Ãgua no solo sob condiÃÃes de umidade abaixo do ponto de murcha foi outro resultado importante desta pesquisa. Nas duas associaÃÃes com solos profundos e vegetaÃÃo densa, observou-se â ao longo de todo o perÃodo investigado â decaimento contÃnuo da umidade atà que a mesma se aproximasse assintoticamente da umidade residual. AnÃlise mais detalhada demonstrou que a reduÃÃo da umidade do solo entre o WP e a umidade residual sempre obedecia ao decaimento exponencial. Na associaÃÃo com solo raso e vegetaÃÃo esparsa observou-se que a umidade nÃo caÃa para valores inferiores ao WP, mesmo sujeita ao mesmo rigor climÃtico das demais associaÃÃes. Considerando-se: (i) que em solo tÃo seco, a drenagem à improvÃvel; e (ii) que os processos associados de percolaÃÃo e evaporaÃÃo tampouco devam ser os responsÃveis pela retirada de Ãgua do solo (posto que o fenÃmeno nÃo se observa na SVA cujo solo à raso e, portanto, mais quente); levanta-se a hipÃtese que o secamento do solo nessas condiÃÃes deva ser causado por extraÃÃo de Ãgua pela vegetaÃÃo. Isso reforÃaria a tese de que a Caatinga dispÃe de adaptaÃÃo para sobreviver mesmo em condiÃÃes de estresse hÃdrico. Os modelos hidrolÃgicos WASA-SED e DiCaSM nÃo conseguiram representar adequadamente a dinÃmica temporal da Ãgua nos solos da BEA. No entanto, os modelos reproduziram satisfatoriamente as curvas de permanÃncia da umidade dos solos, permitindo representar a disponibilidade hÃdrica na zona das raÃzes para fins de planejamento. Por fim, logrou-se avaliar â quantitativa, espacial e temporalmente â a disponibilidade hÃdrica do solo. Esta à da mesma ordem de grandeza da disponibilidade de um reservatÃrio superficial Ãtimo. Em termos quantitativos, a disponibilidade no solo chega a ser quase cinco vezes superior à do reservatÃrio superficial, entretanto, a garantia associada da Ãgua superficial (90%) à bem superior à permanÃncia da Ãgua disponÃvel na BEA: apenas 28% nas Ãreas com solos profundos e 65% nas Ãreas com solos rasos. / Regarding ecohydrology, the catchment water is distributed over several important compartments. Many studies in semiarid re gions indicate the surface reservoirs as the main water compartments. However, the watershed has greater scope than the water reservoirs contained therein, and water resources in compartments distributed in the watershed (like in soil) should be analyzed not only with regard to ecological uses, but also as spaces of water availability. Therefore, the object ive of this work was to analyze, based on measurements and modeling, the water dynamics in th e soils of a semi-arid basin in preserved Caatinga, and its impact on water availability. Wit h this in mind, it was measured, among others, the soil moisture, every hour, from 2003 to 2010 (2923 days) in the Aiuaba Experimental Basin (AEB, 12 km Â), fully preserved and with average annual rainfall of 560 mm. Monitoring was carried out through three TDR se nsors, one installed in each of the three soil and vegetation associations (SVA) identified in the basin. The research method considered six main steps: i) assessment of the eff ective root depth of preserved Caatinga ii) calibration of humidity TDR sensors iii) space-time representation of soil moisture in each SVA unit iv) analysis of soil water availability in the root zone, v) parameterization of the WASA-SED hydrological model, and vi) parameterizati on of the DiCaSM hydrological model. The results of this research indicate the importance of addressing the temporal analysis of soil moisture and soil water availability in the root zone to maintain the Caatinga biome. More specifically, it was observed that the effecti ve depth of the root system on AEB ranged between 70 and 80 cm in areas with deep soils, but in areas with shallow soils, it was observed that the effective depth of the roots had adapted to the constraints, having been reduced to less than 40 cm. Furthermore, the season al analysis showed that in the dry season, the roots have lengths up to 11 cm smaller, openin g, therefore, secondary pores that facilitate the penetration of what little rain water falls in the dry months (June-December), as well as in the first rains of the wet season. In the two SVAs whose soils are deep and the vegetation is dense, the soil water is 'not available' (ie below the permanent wilting point - WP) during nearly nine months a year (72% of the time), and on ly during three months of the year (25% of the time) the soil water is available. In the re maining 3% of the year (about 10 days) there is gravitational water in these SVAs. In the SVAs whose soil is shallow and whose vegetation is sparse, the dynamics of soil water are different : the time when there is gravitational water, available and unavailable, is practically the same (four months a year). This is due to, among other things, the low soil moisture at the permanen t wilting point of the Udorthent, and to its limited thickness, generating saturation much more frequently than in others that - unlike this one - have deep drainage. The depletion of soil wat er under conditions of moisture below the wilting point was another important result of this research. In the two associations with deep soils and thick vegetation, it was observed â throu ghout the observation period â continuous fall of moisture level until it approached asymptot ically the residual moisture. More detailed analysis showed that the reduction of soil moisture between the WP and the residual moisture level always followed the exponential decay. It was observed, in the association of shallow soil and sparse vegetation, that the moisture did not fall to below the WP, even subjected to the same rigorous climate of the other associations . Considering: (i) that in such a dry soil, the drainage is unlikely, and (ii) that the associated processes of percolation and evaporation should not be responsible for the removal of soil w ater either (since the phenomenon is not observed in SVAs whose soil is shallow and therefor e warmer) , it is raised the hypothesis that the soil drying under these conditions must be caused by water extraction by vegetation. This would strengthen the argument that the Caating a has adapted to survive under water stress. The hydrological models WASA-SED and DiCaSM failed to adequately represent the temporal dynamics of soil water in the AEB. However , the models did satisfactorily reproduce the retention curves of soil moisture, al lowing the representation of the water availability in the root zone for planning purposes . Finally, we managed to evaluate - quantitatively, spatially and temporally â the soil water availability. This availability is of the same order of magnitude of the availability of an o ptimal surface reservoir. The availability in the soil, in quantitative terms, can be almost five times higher than that of the surface reservoir. However, the security associated with su rface water (90%) is much higher than the water permanence available in the AEB: just 28% in areas with deep soils and 65% in areas with shallow soils.

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