Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Soil erosion is a natural process of the morphogenesis of strands and continually happens on the earth\'s surface. The onset of erosion depends on the interaction of influential variables in the process, as the rainfall erosivity, soil property, plant cover, slope characteristic and soil management. The sheet erosion; is caused when the energy of the flow surface is larger than the cohesive forces which keep soil particles together. This type of erosion happen in a diffuse manner without developing visible channeled flow, however, may cause significant loss of soil during a single rainfall event. This study aimed to estimate soil loss by sheet erosion in the catchment area of UHE Amador Aguiar I, inserted into Araguari River Basin-MG through the Universal Soil Loss Equation model (USLE). Mathematical models of erosion have been proven effective in quantitative and qualitative assessment of soil losses, with relevance in predictive modeling of agricultural areas and also areas with reservoirs for water exploration. In this context, the use of these models, along with the field investigation of variables evaluated, brings an important contribution to the diagnosis of a watershed. The USLE combined with a Geographic Information System - GIS enables the quantification of losses from soils under various physiographic conditions. The calculation of the annual soil loss for the study area was achieved through the elaboration of thematic maps of the components of USLE, namely: Factor R; Factor K; factor LS; Factor C and Factor P. The components of USLE were evaluated on an individual basis, in this context, the annual erosivity average for the area is approximately 8881.9 MJ.mm.ha-1 year-1, considered high according to the classification of Mello et al. (2007). Latossolos have medium to high erodibility (K factor), while the Argissolos and Cambissolos have very high erodibility, above 0,051 t.ha.h / ha.MJ.mm. These recent pedological types are distributed in patches of relief with steep slopes, in an area of Canyon, showing great susceptibility to water erosion. The topographic factor (LS) showed large variations, reaching values higher than 80, due to the predominance of steep slopes near the bottom of Araguari River valley. In the study area pastures have greater coverage, however, the land use is also characterized by areas of woody vegetation and agriculture. Accordingly, for the vegetation cover (Factor C) classes adopted were: 0 (soil protection) and 1 (soil without protection), moreover the conservation regarding practices (P factor), values ranged from 0 to 0.5 respectively. The annual estimated rate of erosion varies according to the physiographic features of the area, reaching the maximum of 23,5 t.ha-¹.year-¹. in the perspective, this study may contribute to the management bodies of de basin, since it will indicate the amount of soil loss simultaneously highlighting the areas most susceptible to sheet erosion. / A erosão do solo é um processo natural de morfogênese das vertentes e acontece continuamente sobre a superfície terrestre. O desencadeamento dos processos erosivos depende da interação das variáveis influentes no processo, como a erosividade da chuva, propriedade do solo, cobertura vegetal, característica da encosta e manejo do solo. A erosão laminar é originada quando a energia do escoamento superficial é maior que as forças de coesão que mantêm as partículas do solo juntas. Esse tipo de erosão ocorre de forma difusa, sem o desenvolvimento de fluxos canalizados visíveis, entretanto, pode ocasionar perdas significativas de solos durante um único evento pluviométrico. O presente trabalho teve como objetivo estimar a perda de solo por erosão laminar na área de influência da UHE Amador Aguiar I, inserida na Bacia do Rio Araguari-MG, através do modelo Universal Soil Loss Equation (USLE). Os modelos matemáticos de erosão têm se mostrado eficazes na avaliação quantitativa e qualitativa de perdas de solos, apresentando relevância na modelagem preditiva de áreas agrícolas e também de áreas com reservatórios para exploração hídrica. Neste contexto, a utilização desses modelos, juntamente com a averiguação em campo das variáveis avaliadas, traz importante contribuição para o diagnóstico de uma bacia hidrográfica. A USLE aliada a um Sistema de Informação Geográfica SIG possibilita a quantificação de perdas de solos sob as diversas condições fisiográficas. O cálculo da perda anual de solos para a área de estudo foi conseguido por meio da elaboração de mapas temáticos dos componentes das USLE, a saber: Fator R; Fator K; Fator LS; Fator C e Fator P. Os componentes da USLE foram avaliados de maneira individualizada, neste contexto, a erosividade média anual para a área é de aproximadamente 8881,9 MJ.mm.ha-1 ano-1, considerada alta de acordo com a classificação de MELLO et al.,(2007). Os Latossolos possuem erodibilidade (Fator K) média a alta, enquanto os Argissolos e os Cambissolos possuem erodibilidade muito alta, acima de 0,051 t.ha.h/ha.MJ.mm. Esses últimos tipos pedológicos estão distribuído em trechos de relevo com declividades acentuadas, em área de Canyon, apresentando grande susceptibilidade à erosão hídrica. O fator topográfico (LS) apresentou grande variação, atingindo valores superiores a 80, devido à predominância de declives acentuados próximos ao fundo do vale do Rio Araguari. Na área de estudo as pastagens possuem maior abrangência, porém, o uso do solo é caracterizado também pelas áreas de vegetação arbórea e pela agricultura. Nesse sentido, para a cobertura vegetal (Fator C) as classes adotadas foram: 0 (proteção do solo) e 1 (solo sem proteção), quanto as práticas conservacionistas (Fator P), os valores variaram de 0 a 0,5 respectivamente. A taxa anual de erosão estimada oscila conforme as características fisiográficas da área, alcançando o valor máximo de 23,5 toneladas por ano. Nesta perspectiva, este trabalho poderá contribuir com os órgãos gestores da bacia, visto que indicará a quantidade de solo perdida evidenciando simultaneamente as áreas mais susceptíveis a erosão laminar. / Mestre em Geografia

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-15T12:47:57Z No. of bitstreams: 1 Jose Roberto Lopes da Silva.pdf: 3751979 bytes, checksum: d1e5aa84305eb1d047e5f172594d52cf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T12:47:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Roberto Lopes da Silva.pdf: 3751979 bytes, checksum: d1e5aa84305eb1d047e5f172594d52cf (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Financiadora de Estudos e Projetos - Finep / The semiarid region of Brazilian Northeast is characterized by presenting spatio-temporal variability of meteorological and hydrological variables, and in recent years comes to checking an increase of degraded areas in the region because of intensive soil use and absence of conservation practices. The inappropriate use of soil associated with climate change is unleashing and accelerating desertification processes. The characterization of the dynamics of hydrological and sedimentological processes in these regions become essential, since there is great shortage for a database in the semiarid watersheds that can support the management of water resources and soil conservation and provide subsidies for the use of models and generate future scenarios. Within this context the present research aims to evaluate the efficiency of conservation practices alternative and low cost in reducing soil loss and water as well as in maintaining soil moisture and dynamic surface temperature, through the investigation of hydrological and sedimentological processes in plot scale under different conditions of use and vegetation cover in semiarid region, in order to subsidize actions for the management and conservation of water and soil. The research was conducted in the County of Pesqueira, Agreste region of Pernambuco. Moisture dynamics, water loss and soil were evaluated in the following conditions of use: Plot with Natural Cover (PCN), Plot with Bare Soil (PD), Plot with Barrier of forage Palm (PBP) and Plot with Mulching (PCM). The results showed that the use of mulching as compared to bare soil promoted reduction of soil surface temperature during the day and increase overnight. The mulch was effective in reducing runoff and erosion control. The use of the barrier with forage palm was efficient in reducing soil loss, and proved to be a promising technique for conservation region. Among the conditions of covers evaluated the plot with bare soil was the one with the higher correlation between precipitation and runoff. In general the portion with forage palm (PBP) had moisture levels above the other treatments, showing to be a catchment system in situ efficient for the evaluated local conditions, mainly after the establishment of rain. The temporal stability of the moisture has been identified, and the stable points correlated well with the global average, with coefficients of determination (R²) above 0.90, the same can be used accurately to estimate soil moisture measurements in future. The Hydrus-1D model was able to simulate successfully moisture dynamics in the soil over time for the conditions of bare soil and natural cover, at a depth of 20 cm. Based on the analyzed period database it has been possible to present monthly values of soil moisture reference to investigated conditions, and thus subsidize studies of hydrological and sedimentological modeling in the region. / A região semiárida do Nordeste Brasileiro é caracterizada por apresentar variabilidade espaço-temporal das variáveis meteorológicas e hidrológicas, e nos últimos anos vem-se verificando um aumento de áreas degradadas na região em função do uso intensivo do solo e ausência de práticas de conservação. O mau uso do solo associado às variações climáticas vem desencadeando e acelerando os processos de desertificação. A caracterização da dinâmica dos processos hidrológicos e sedimentológicos nessas regiões tornam-se essenciais, uma vez que existe grande carência de um banco de dados em bacias hidrográficas do semiárido, que possam dar suporte à gestão de recursos hídricos e a conservação do solo, e fornecer subsídios para utilização de modelos e geração de cenários futuros. Dentro deste contexto a presente pesquisa visa avaliar a eficiência das práticas conservacionistas alternativas e de baixo custo na redução da perda de solo e água, bem como na manutenção da umidade do solo e dinâmica de temperatura superficial, através da investigação dos processos hidrológicos e sedimentológicos em escala de parcela sob diferentes condições de uso e cobertura vegetal em região semiárida, a fim de subsidiar ações voltadas para o manejo e conservação da água e do solo. A pesquisa foi desenvolvida no Município de Pesqueira, região Agreste do Estado de Pernambuco. A dinâmica de umidade, as perdas de água e solo foram quantificadas nas condições de: Parcela com Cobertura Natural (PCN), Parcela com solo Descoberto (PD), Parcela com Barramento de Palma forrageira (PBP) e Parcela com Cobertura Morta (PCM). Os resultados encontrados mostraram que o uso da cobertura morta em comparação ao solo descoberto promoveu redução da temperatura da superfície do solo durante o dia e acréscimo durante a noite. A cobertura morta foi eficiente na redução do escoamento superficial e no controle da erosão. O uso do barramento com palma forrageira apresentou eficiência na redução da perda de solo, e mostrou ser uma técnica conservacionista promissora para a região. Dentre as condições de coberturas avaliadas, a parcela com solo descoberto foi a que apresentou a maior correlação entre a precipitação e o escoamento superficial. De forma geral a parcela com barramento de palma forrageira (PBP) apresentou níveis de umidade acima dos demais tratamentos, mostrando-se ser um sistema de captação in situ eficiente para as condições locais avaliadas, principalmente após o estabelecimento da chuva. A estabilidade temporal da umidade foi identificada, e os pontos estáveis apresentaram boa correlação com a média global, com coeficientes de determinação (R²) superiores a 0,90, podendo os mesmos ser utilizados de forma precisa na estimativa da umidade do solo em medições futuras. O modelo Hydrus-1D foi capaz de simular de forma satisfatória a dinâmica de umidade no solo ao longo do tempo para as condições de solo descoberto e cobertura natural, na profundidade de 20 cm. Com base no banco de dados do período analisado foi possível apresentar valores mensais de referência da umidade do solo para condições investigadas, e desta forma subsidiar estudos de modelagem hidrológica e sedimentológica na região.

Com os problemas crescentes em relação aos recursos hídricos e aos conflitos de uso da água no Brasil, a necessidade de implantação de políticas que visem à mitigação desses problemas, se tornou evidente e crucial. Neste sentido, o conceito de Pagamentos por Serviços Ambientais (PSA) tem adquirido força e se difundido ao redor do mundo. O município de Extrema, em Minas Gerais, foi pioneiro, ao implantar a primeira iniciativa municipal brasileira de PSA, conhecida como programa Conservador das Águas, que se fundamenta na relação existente entre a floresta e os serviços prestados por ela em relação à conservação do solo, quantidade e qualidade de água. A primeira sub-bacia do município de Extrema onde se deu início às práticas de conservação previstas do referido projeto, foi a sub-bacia das Posses, devido ao fato desta possuir a menor cobertura vegetal. Nessa sub-bacia, concomitantemente com outras práticas, foram implantados cerca de 150 ha de matas ciliares (APP), 280 ha de mata de topo (MT), 300 ha de reserva legal (RL), bem como, práticas de conservação do solo em toda a sua área (cerca de 1200 ha). Tendo em vista não só a importância da implantação, mas também da avaliação dos programas/projetos de PSA, o presente estudo foi realizado objetivando-se, avaliar a perda de solo na sub-bacia onde teve início o programa Conservador das Águas, visando determinar a potencialidade que a adoção do conceito de PSA terá para a conservação do solo dessa sub-bacia, bem como otimizar o provimento do serviço ambiental de conservação do solo em função do tamanho e localização da área de floresta. Nesse sentido, considerando-se, entre outros fatores, as práticas conservacionistas previstas e a situação de uso e cobertura do solo na sub-bacia das Posses, antes e após a implantação do Programa Conservador das Águas, analisaram-se a efetividade, no que concerne a redução de perda de solo, de 36 cenários diferentes de uso e cobertura do solo. Para isso, utilizou-se um Sistema de Informações Geográficas (SIG) para espacialização e confecção dos diferentes planos de informação (tipos de solo, declividade, precipitação, uso e cobertura do solo, etc.) e a Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), para a estimativa da perda de solo. Como resultados, verificou-se, que, a otimização da conservação do solo pode ser feita adotando-se práticas conservacionistas na pastagem; a expectativa de perda média de solo na sub-bacia das Posses para as condições de uso e cobertura do solo, antes e após a implementação do programa Conservador das Águas, foi de, respectivamente, 30,63 Mg ha-1 ano-1 e 7,06 Mg ha-1 ano-1; com a implantação do programa Conservador das Águas a expectativa de redução de perda de solo na sub-bacia das Posses é de 91%. / Issues concerning water resources in Brazil have risen recently, therefore implementing policies aimed at mitigating this situation has become a sine qua non condition. In this context, the concept of Payment for Environmental Services (PSA) has become widespread and considered around the world. The municipality of Extrema, in Minas Gerais state, was the first city in Brazil to implement a PSA program, known as Conservador das Águas, which focuses on the benefits provided by forests for the soil conservation and water quantity and quality. The first watershed of Extrema was Posses, where the implementation of polices of this program were started, once this watershed has the lower vegetal cover. In this watershed, 730 ha of forest were implemented; 150 around the main river and its tributaries (APP), 280 ha in the highest parts of watershed (MT); 300 ha of Legal reserves and practices of soil conservation were applied in the whole watershed. Considering not the implementation, but also the assessment PSA projects, this study aimed to evaluate soil losses in Posses watershed and determine the potential of PSA concept to conserve soil in this watershed, besides to maximize the environmental service for soil conservation given the size and location of the forest. Therefore, it was analyzed the effectiveness, concerning to soil conservation, of 36 different scenarios related to soil use and forest cover. To that end, a Geographic Information System (SIG) was used to process the distinct data system plan (soil types, slop, rainfall, soil use and cover, etc.) and the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) to estimate soil losses. Results show that conservation could be optimized with the implementation of soil conservation practices on pasture; soil losses of Posses watershed were estimated prior and after the implementation of Conservador das Águas program, and showed 30.63 Mg ha-1 ano-1 and 7.06 Mg ha-1 ano-1 respectively. After implementation of Conservador das Águas program, the expectative of soil losses reduction is 91%.

Deforestation of the Brazilian savanna (Cerrado) region has caused major changes in hydrological processes. These changes in water balance and soil erosion are still poorly understood, but are important for making land management decisions in this region. Therefore, it is necessary to understand the magnitudes of hydrological processes and soil erosion changes on local, regional and continental scales, and the consequences that are generated. The main objective of the study presented in this doctoral thesis was to better understand the mechanism of hydrological processes and soil erosion in the Cerrado. To achieve that, I worked with different scales (hillslope, watershed and continental) and using data from experimental field, laboratory, and remote sensing. The literature review reveals that the annual rainfall erosivity in Brazil ranges from 1672 to 22,452 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. The smallest values are found in the northeastern region, and the largest in the north and the southeastern region. I found that the canopy interception may range from 4 to 20% of gross precipitation and stemflow around 1% of gross precipitation in the cerrado. The average runoff coefficient was less than 1% in the plots under cerrado and that the deforestation has the potential to increase up to 20 fold the runoff coefficient value. The results indicate that the Curve Number method was not suitable to estimate runoff under undisturbed Cerrado, bare soil (hydrologic soil group A), pasture, and millet. Therefore, in these cases the curve number is inappropriate and the runoff is more aptly modeled by the equation Q = CP, where C is the runoff coefficient. The water balance from the remote sensing data across the Brazilian Cerrado indicates that the main source of uncertainty in the estimated runoff arises from errors in the TRMM precipitation data. The water storage change computed as a residual of the water budget equation using remote sensing data (TRMM and MOD16) and measured discharge data shows a significant correlation with terrestrial water storage change obtained from the GRACE data. The results show that the GRACE data may provide a satisfactory representation of water storage change for large areas in the Cerrado. The average annual soil loss in the plots under bare soil and cerrado were 15.25 t ha-1 yr-1 and 0.17 t ha-1 yr-1, respectively. The Universal Soil Loss Equation cover and management factor (C-factor) for the plots under native cerrado vegetation was 0.013. The results showed that the surface runoff, soil erosion and C-factor for the undisturbed Cerrado changes between seasons. The greatest C-factor values were found in the summer and fall. The results found in this doctoral thesis provide benchmark values of the water balance components and soil erosion in the Brazilian Cerrado that will be useful to evaluate past and future land cover and land use changes for this region. In addition, I conclude that the remote sensing data are useful to evaluate the water balance components over Cerrado regions, identify dry periods, and assess changes in water balance due to land cover and land use change. / O desmatamento nas regiões de Cerrado tem causado intensas mudanças nos processos hidrológicos. Essas mudanças no balanço hídrico e erosão do solo são ainda pouco entendidas, apesar de fundamentais na tomada de decisão de uso e manejo do solo nesta região. Portanto, torna-se necessário compreender a magnitude das mudanças nos processos hidrológicos e de erosão do solo, em escalas locais, regionais e continentais, e as consequências dessas mudanças. O principal objetivo do estudo apresentado nesta tese de doutorado foi de melhor entender os mecanismos dos processos hidrológicos e de erosão do solo no Cerrado Brasileiro. Para tanto, utilizou-se diferentes escalas de trabalho (vertentes, bacias hidrográficas e continental) e usando dados experimentais in situ, de laboratório e a partir de sensoriamento remoto. O estudo de revisão de literatura indica que a erosividade da chuva no Brasil varia de 1672 to 22,452 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. Os menores valores encontram-se na região nordeste e os maiores nas regiões norte e sudeste do Brasil. Verificou-se que os valores de interceptação da chuva variam de 4 a 20% e o escoamento pelo tronco aproximadamente 1% da precipital total no cerrado. O coeficiente de escoamento superficial foi menor que 1% nas parcelas de cerrado e o desmatamento tem o potencial de aumentar em até 20 vezes esse valor. Os resultados indicam que o método Curve Number não foi adequado para estimar o escoamento superficial nas áreas de cerrado, solo exposto (grupo hidrológico do solo A), pastagem e milheto. Portanto, nesses casos o uso do CN é inadequado e o escoamento superficial é melhor estimado a partir da equação Q = CP, onde C é o coeficiente de escoamento superficial. O balanço hídrico a partir de dados de sensoriamento remoto para todo o Cerrado Brasileiro indica que a principal fonte de incerteza na estimativa do escoamento superficial ocorre nos dados de precipitação do TRMM. A variação de água na superfície terrestre calculada como o residual da equação do balanço hídrico usando dados de sensoriamento remoto (TRMM e MOD16) e valores observados de vazão mostram uma correlação significativa com os valores de variação de água na superfície terrestre provenientes dos dados do GRACE. Os dados do GRACE podem representar satisfatoriamente a variação de água na superfície terrestre para extensas regiões do Cerrado. A média anual de perda de solo nas parcelas de solo exposto e cerrado foram de 15.25 t ha-1 yr-1 and 0.17 t ha-1 yr-1, respectivamente. O fator uso e manejo do solo (fator C) da Universal Soil Loss Equation para o cerrado foi de 0.013. Os resultados mostraram que o escoamento superficial, erosão do solo e o fator C na área de cerrado variam de acordo com as estações. Os maiores valores do fator C foram encontrados no verão e outono. Os resultados encontrados nesta tese de doutorado fornecem valores de referência sobre os componentes do balanço hídrico e erosão do solo no Cerrado, que podem ser úteis para avaliar o uso e cobertura do solo atual e futuro. Além disso, conclui-se que os dados de sensoriamento remoto apresentam resultados satisfatórios para avaliar os componentes do balanço hídrico no Cerrado, identificar os períodos de seca e avaliar as alterações no balanço hídrico devido à mudanças de uso e cobertura do solo.

COSTA, Alexandre Gomes da. Umidade do solo e disponibilidade hídrica na zona das raízes em condições naturais de caatinga preservada. 2012. 182 f. : Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, 2012. Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-02T16:07:05Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_cagcosta.pdf: 15315410 bytes, checksum: 38127bb5784afef6034c271f1422f7b4 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-08-02T16:07:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_cagcosta.pdf: 15315410 bytes, checksum: 38127bb5784afef6034c271f1422f7b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T16:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_cagcosta.pdf: 15315410 bytes, checksum: 38127bb5784afef6034c271f1422f7b4 (MD5) Previous issue date: 2012 / 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 ²), 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 – throu ghout the observation period – 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 – 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. / A água na bacia hidrográfica está distribuída em diversos compartimentos importantes no que se refere à ecohidrologia. Muitos estudos em regiões semiáridas apontam os reservatórios superficiais como principais compartimentos de água. Entretanto, a bacia hidrográfica tem maior abrangência que as bacias hidráulicas nela contida, e os recursos hídricos nos compartimentos distribuídos na bacia hidrográfica (como no solo) devem ser analisados não somente no que se refere aos usos ecológicos, mas também como espaço de disponibilidade hídrica. Portanto, o objetivo do trabalho foi analisar, com base em medidas e modelagem, a dinâmica da água nos solos de uma bacia semiárida de Caatinga preservada e seu impacto sobre a disponibilidade hídrica. 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 km²), totalmente preservada e com precipitação média anual de 560 mm. O monitoramento foi realizado através de três sensores TDR, um instalado em cada uma das três associações entre solo e vegetação (SVA) identificadas na bacia. O método de investigação considerou seis etapas principais: i) determinação da profundidade efetiva das raízes da Caatinga preservada; ii) calibração dos sensores de umidade tipo TDR; iii) representação espaço-temporal da umidade do solo em cada unidade de SVA; iv) análise da disponibilidade hídrica do solo na zona das raízes; v) parametrização do modelo hidrológico WASA-SED; e vi) parametrização do modelo hidrológico DiCaSM. Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam a importância da abordagem da análise temporal da umidade do solo e da disponibilidade hídrica do solo na zona das raízes para a manutenção do bioma Caatinga. Mais especificamente, foi observado que a profundidade efetiva do sistema radicular na BEA oscilou entre 70 e 80 cm nas regiões com solos profundos, porém, em regiões com solos rasos, observou-se que a profundidade efetiva das raízes adaptou-se às restrições, ficando reduzida a menos de 40 cm. Além disso, a análise sazonal demonstrou que, na estação de estio, as raízes têm comprimentos até 11 cm menores, abrindo, portanto, poros secundários que facilitarão a penetração da água nas eventuais chuvas dos meses secos (junho a dezembro), assim como nas primeiras chuvas da estação úmida. Nas duas SVAs cujos solos são profundos e cuja vegetação é densa, a água no solo encontra-se ‘não-disponível’ (isto é, abaixo do ponto de murcha permanente – WP) em quase nove meses ao ano (72% do tempo); e somente durante três meses ao ano (25%) a água no solo encontra-se disponível. Nos 3% restantes do ano (cerca de 10 dias) há água gravitacional nessas SVAs. Na SVA cujo solo é raso e cuja vegetação é esparsa, a dinâmica da água no solo é diferente: o tempo em que há água gravitacional, disponível e não disponível é praticamente o mesmo (quatro meses ao ano). Isso se deve, entre outros, à baixa umidade do solo no ponto de murcha permanente do neossolo litólico; e à sua restrita espessura, gerando saturação muito mais frequentemente que nos demais solos que – ao contrário deste – dispõem de drenagem profunda. A depleção da água no solo sob condições de umidade abaixo do ponto de murcha foi outro resultado importante desta pesquisa. Nas duas associações com solos profundos e vegetação densa, observou-se – ao longo de todo o período investigado – decaimento contínuo da umidade até que a mesma se aproximasse assintoticamente da umidade residual. Análise mais detalhada demonstrou que a redução da umidade do solo entre o WP e a umidade residual sempre obedecia ao decaimento exponencial. Na associação com solo raso e vegetação esparsa observou-se que a umidade não caía para valores inferiores ao WP, mesmo sujeita ao mesmo rigor climático das demais associações. Considerando-se: (i) que em solo tão seco, a drenagem é improvável; e (ii) que os processos associados de percolação e evaporação tampouco devam ser os responsáveis pela retirada de água do solo (posto que o fenômeno não se observa na SVA cujo solo é raso e, portanto, mais quente); levanta-se a hipótese que o secamento do solo nessas condições deva ser causado por extração de água pela vegetação. Isso reforçaria a tese de que a Caatinga dispõe de adaptação para sobreviver mesmo em condições de estresse hídrico. Os modelos hidrológicos WASA-SED e DiCaSM não conseguiram representar adequadamente a dinâmica temporal da água nos solos da BEA. No entanto, os modelos reproduziram satisfatoriamente as curvas de permanência da umidade dos solos, permitindo representar a disponibilidade hídrica na zona das raízes para fins de planejamento. Por fim, logrou-se avaliar – quantitativa, espacial e temporalmente – a disponibilidade hídrica do solo. Esta é da mesma ordem de grandeza da disponibilidade de um reservatório superficial ótimo. Em termos quantitativos, a disponibilidade no solo chega a ser quase cinco vezes superior à do reservatório superficial, entretanto, a garantia associada da água superficial (90%) é bem superior à permanência da água disponível na BEA: apenas 28% nas áreas com solos profundos e 65% nas áreas com solos rasos.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joao Paulo Bestete de Oliveira.pdf: 3212989 bytes, checksum: a465cb7680078a4edb0e33c768805550 (MD5) Previous issue date: 2010-07-22 / The control of erosion requires an understanding of the complex interactions between chemical, physical, hydrological and meteorological. Several mathematical models have been developed and improved in objective to predict the magnitude of soil loss by erosion, like the Water Erosion Prediction Project (WEPP). The potential of projected global climate changes to increase the risk of soil erosion, with related environmental consequences is clear, but the real damage is not yet known and needs to be evaluated. It was objectified with this work to evaluate the impact of climate change on soil loss and water catchment in the Espírito Santo. To reach the proposed objectives was held to characterize the watershed area of stream Jaqueira located in the Alegre-ES city, and the lifting of the input files of the WEPP model (climate, soil, land use and management and topography). Subsequently, we obtained the future climate scenarios through the deviations from expected values for the climatic elements (rainfall, solar radiation, maximum and minimum temperatures), according to the HadCM3 global climate model. Finally, we applied the model to predict soil loss and water through the integration of softwares GeoWEPP, TOPAZ and ArcView to current climatic conditions and relating to different time-slices (2020, 2050 and 2080) and emissions scenarios (A2 and B2). The obtained results allowed to conclude that: the current simulated average losses in the watershed of the stream Jaqueira are of 52.9 mm year-1 for the runoff and 17.5 t ha-1 yr-1; in the current scenario, the areas with the largest losses were secondary regeneration and natural grassland; the hillslope 3, by has average slope, land cover influences; is forecast in 2020 A2, B2 2020 B2 and 2050, increase the runoff and the rate of soil loss, when is expected increase in precipitation, is predicted by 2050 A2, 2080 A2 and B2 in 2080, reducing runoff and soil loss rate, even when expected increase in precipitation / O controle do processo erosivo requer o entendimento das interações complexas entre os processos químicos e físicos do solo, além dos hidrológicos e meteorológicos. Diversos modelos matemáticos vêm sendo desenvolvidos e aperfeiçoados com o objetivo de prever a magnitude das perdas de solo por erosão, como o Water Erosion Prediction Project (WEPP). O potencial das mudanças climáticas globais projetadas em aumentar o risco de erosão do solo, com as conseqüências ambientais relacionadas, é claro, mas o real dano ainda não é conhecido e precisa ser avaliado. Objetivou-se com este trabalho avaliar o impacto das mudanças climáticas globais sobre as perdas potenciais de solo e água em microbacia hidrográfica no Espírito Santo. Para tanto, realizaram-se caracterizações climáticas e físicas da área da microbacia do córrego Jaqueira, localizada no município de Alegre-ES, bem como a criação dos arquivos de entrada do modelo WEPP (clima, solo, uso e manejo do solo e topografia). Posteriormente, foram simulados os cenários climáticos futuros através dos valores dos desvios esperados para os elementos climáticos (precipitação, radiação solar, temperaturas máximas e mínimas), de acordo com o modelo climático global HadCM3. Por fim, aplicou-se o modelo para a predição das perdas de solo e água através da integração dos softwares GeoWEPP, TOPAZ e ArcView, para a condição climática atual e referentes a diferentes time-slices (2020, 2050 e 2080) e cenários de emissões (A2 e B2). Os resultados obtidos permitiram concluir que: as perdas médias atuais simuladas na microbacia do córrego Jaqueira são de 52,9 mm ano-1 para o escoamento superficial e de 17,5 t ha-1 ano-1; no cenário atual as áreas que apresentaram maiores perdas foram regeneração secundária e pastagem natural; a encosta 3, por possuir maior declividade média influencia a cobertura vegetal; há previsão, em 2020 A2, 2020 B2 e 2050 B2, de aumento do escoamento superficial e da taxa de perda de solo, quando esperado aumento da precipitação; há previsão, em 2050 A2, 2080 A2 e 2080 B2, de diminuição do escoamento superficial e da taxa de perda de solo, mesmo quando esperado aumento da precipitação

This research was developed with the goal to evaluate the river-head of the hydrographic microbasin at Grilo stream, concerning its conservation state, soil usage and surrounding vegetation aspects. Its main target is to support recovery and preservation acts, evolving sources and riparian vegetation. The study has been carried out in the hydrographic microbasin at Grilo stream, which belongs to Piauitinga river hydrographic sub-basin, located at Boquim and Salgado counties, Sergipe. To identify the river-head were used a map from the region and a GPS device, as well a local inhabitant s aid. The river-head characterization was done considering the conservation state (preserved, disturbed or degraded), water source type (punctual or diffuse), soil usage and most prevalent disturbances in the area. Other sorts of information collected were: specific location, property owner s name and geographical coordination. Out of 65 river-head identified at the remarked area, 95,38% are degraded, 3,08% are disturbed and 1,54% preserved. Concerning the type of water source, punctual sources (66,15%) have been identified more frequently than diffuse ones (33,85%). Most registered kinds of disturbances were weed (48,19%), presence of domestic animals (48,83%) and clear cutting of vegetation (44,19%). Most representative soil usages found are livestockfarming (55,81%) and permanent farming (46,51%). Along vegetation screening, some sources have been selected: three of those among punctually degraded (PDe) and diffusely degraded (DDe) categories, and one among diffusely disturbed (DDi) and punctually disturbed (PDi) categories, where 4 plots of 500m² (10x50m) have been distributed, and the individuals at breast height diameter (DAP at 1,30m from the soil surface) ≥ 5,0cm were measured. The parameters evaluated were: density, dominance, frequency, relevance index, Shannon-Weaver s diversity index (H ), Pielou s equability index (J ), and Jaccard s index (Sj) to evaluate forest resemblance among the river-head. As for local forest diversity, sites which are diffusely concerned in general (62) presented more sorts of species than punctually degraded (33), as well as degraded ones (59) own greater diversity than disturbed ones (32). Referring to sucessional state of vegetation, there has been recorded a majority of climax light-demanding species, in every category studied. Relating to forest resemblance, water source sites have been divided in three groups (PDi1/DDi1/DDe1; PDe1/PDe2/PDe3/DDe2 and DDe3). Species diversity and richness reached greater numbers at the diffusely degraded category. As a result of the studies developed at the Grilo stream hydrographic microbasin and its importance to the region, it is notorious that it requires urgent recovery attitudes evolving these river-head sites. As for phytossociological analysis, some species have shown more capacity to adapt to the conditions of the studied environments (dry and flooded areas), an information that should be taken in account when planning river-head and water streams recovery programs. / Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar as nascentes da microbacia hidrográfica do riacho Grilo, quanto ao estado de conservação, usos do solo e vegetação no entorno dessas áreas, visando dar suporte às ações de recuperação e preservação de nascentes e margens de cursos d água. O estudo foi realizado na microbacia hidrográfica do riacho Grilo, pertencente à sub-bacia hidrográfica do rio Piauitinga, nos municípios de Boquim e Salgado, Sergipe. Para a identificação das nascentes em campo utilizou-se uma carta da microbacia hidrográfica e aparelho GPS, contando também com o auxílio de um morador da região. Para a caracterização, as nascentes foram avaliadas quanto ao estado de conservação (preservada, perturbada e degradada), tipo de reservatório (pontual ou difusa), usos do solo e principais perturbações ocorrentes nas áreas. Ainda foram registradas informações como localização (município e povoado), nome do proprietário e atual coordenada geográfica. De 65 nascentes identificadas na microbacia hidrográfica do riacho Grilo, 95,38% encontram-se degradadas, 3,08% perturbadas e 1,54% preservadas. Com relação ao tipo de recarga, foram identificadas mais nascentes pontuais (66,15%) que difusas (33,85%). Os tipos de perturbações mais encontrados foram plantas invasoras (48,83%), presença de animais domésticos (48,83%) e corte raso da vegetação (44,19%). Os usos do solo mais representativos foram: pecuária (55,81%) e lavouras permanentes (46,51%). Para o levantamento da vegetação foram selecionadas três nascentes nas categorias degradada pontual (DP) e degradada difusa (DD), e uma nas categorias perturbada difusa (PD) e perturbada pontual (PP), onde foram instaladas 4 parcelas de 500m2 (10x50m), sendo amostrados os indivíduos com diâmetro à altura do peito (DAP a 1,30m do solo) ≥ 5,0cm. Os parâmetros avaliados foram: densidade, dominância, freqüência, índice de valor de importância, índice de diversidade de Shannon-Weaver (H ) e eqüabilidade de Pielou (J ), além do índice de Jaccard (Sj) para avaliar a similaridade florística entre as nascentes. Na composição florística das nascentes estudadas na microbacia hidrográfica do riacho Grilo, as difusas apresentaram mais espécies (62) que as pontuais (33), assim como as degradadas (59) mais que as perturbadas (32). Quanto à classificação sucessional, em todas as categorias de nascentes houve predominância de espécies clímax exigentes em luz. Em relação à similaridade florística entre as nascentes, houve a separação em três grupos (PP1/PD1/DD1; DP1/DP2/DP3/DD2 e DD3). A categoria com maiores valores de riqueza e diversidade de espécies foi a degradada difusa. Diante do que foi estudado nas nascentes da microbacia hidrográfica do riacho Grilo e da importância que este representa para a região, é notória a necessidade de adoção de medidas urgentes para recuperação dessas áreas. Na análise fitossociológica foi possível identificar espécies que mostraram-se mais adaptadas aos ambientes seco e alagado, devendo-se seguir essa recomendação em programas de recuperação de nascentes e cursos d água.

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:52:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lino carlos borges.pdf: 491790 bytes, checksum: 99dc54d275a0812ac054dab565c3467d (MD5) Previous issue date: 2008-02-27 / There are several works which aim to equate the agricultural production in function of the best use of natural resources as soil and water, in the attempt of obtaining the maximum of effectiveness in the productive system, and upon this context the evaluation of the potential of using the lands has major importance for a correct planning of agricultural activities. The elaboration of maps of agricultural aptitude is of extreme importance for the sustainable use of soil and water, it should be the first and more important instrument of agricultural planning. Because of this, the elaboration of those maps should be accompanied of a discerning methodological process, focused mainly in the socioeconomic aspects aiming to adequate it to the various levels of soil handling present nowadays. This work has as objectives: 1) Research the applicability of the evaluation system of the lands agricultural aptitude regarding the actual conditions of the agricultural productive process for two areas of the State of Goiás, basin of drainage of Córrego das Pedras and of Ribeirão Jurubatuba (nascent of Ribeirão João Leite) and of the immediate surrounding of the National Park of Emas; 2) Look for latent factors responsible for the large variability of the lands aptitude in the studied areas, and detect the similar samples considering this clustering, using for this multivariate techniques of factor analysis of principal components and discriminative. The work considers quantifying and comparing the elements of production among the various classes of agricultural aptitude, establishing qualitative differences among those aptitude classes and the handling levels, comparing the theoretical model proposed in the studies against the several realities of the researched areas. The data related to the soil types, agricultural aptitude and handling levels recommended were gathered from maps elaborated for the two areas being studied. Data regarding productivity, production costs, land value, gross revenue and local adopted technology were obtained from personal visits and direct interviews with a sample of 52 farm properties for the agricultural year of 2006/2007. Based on the information found in the 52 analyzed samples, the use of factor analysis was shown to be promising, for this study area, being an innovative aspect in the interpretation of data related to the agricultural aptitude. Two techniques of statistical multivariate analysis were used: factor analysis aiming to reduce the columns of the original matrix (variables in study) through the identification of latent factors, synthesizing the common information over all variables; and the discriminant analysis with the objective of classifying the observations, with known data. These analyses indicated that productivity and production cost are related and that a possible explanation for it may be due to the levels of handling and technology, as with the gross income it may be explained by other elements as the business opportunity, market value for the products, and not necessarily with the level of technology. It was verified also a need for establishing greater and more meaningful details regarding the handling levels for the cases of pasture and forestry. Because of the peculiarities and diversity of production systems found in the basin of Ribeirão João Leite, the system of agricultural aptitude of the lands proposed by Ramalho Filho & Beek (1995) was considered insufficient, for suggesting only three handling levels, while the dispersion of the data regarding production, productivity, production cost and gross revenue, demonstrates the need of better discrimination or hierarchization of the handling levels. For the area of the immediate surrounding of the National Park of Emas the system of agricultural aptitude was shown to be more appropriate on the handling levels recommended. The system proposed by Ramalho Filho & Beek (1995), in a certain way, plasters or limits the expectations one could have relative to the potential of certain cultures, soils and used labor force, regarding the productivity and profitability of some agricultural and forestry activities. It was verified also that the handling levels are extremely important, and they should be in greater number and more detailed than the existing 3 handling levels (A,B and C) proposed by Ramalho Filho & Beek (1995). / Vários são os trabalhos que buscam equacionar a produção agrícola em função do melhor aproveitamento dos recursos naturais como solo e água, na tentativa de se obter o máximo de eficácia no sistema produtivo, e dentro desse contexto a avaliação do potencial de uso das terras tem grande importância para o correto planejamento das atividades agropecuárias. A elaboração de mapas de aptidão agrícola é de extrema importância para a utilização sustentável do solo e da água, devendo ser o primeiro e mais importante instrumento do planejamento agropecuário. Por isso, a elaboração desse instrumento deve ser acompanhada de um criterioso processo metodológico, focado principalmente no aspecto sócio-econômico procurando adaptá-lo aos diversos níveis de manejo de solo existentes. Este trabalho tem por objetivos: 1) Pesquisar a aplicabilidade do sistema de avaliação da aptidão agrícola das terras frente à realidade do processo produtivo agropecuário de duas regiões do Estado de Goiás, uma incluindo as bacias hidrográficas do Córrego das Pedras e do Ribeirão Jurubatuba (nascentes do Ribeirão João Leite); e outra do entorno do Parque Nacional das Emas; 2) Encontrar fatores latentes responsáveis pela maior variabilidade de aptidão das terras nas regiões pesquisadas, e detectar as amostras semelhantes mediante esse agrupamento, utilizando para isso técnicas de análise multivariada referente à análise fatorial em componentes principais e discriminante. O trabalho envolve a quantificação e comparação dos fatores da produção entre as diversas classes de aptidão agrícola, estabelecendo as diferenças qualitativas entre as diversas classes e os níveis de manejo, comparando o modelo teórico proposto nos estudos com as diversas realidades das regiões pesquisadas. Os dados relacionados aos tipos de solo e a aptidão agrícola e aos níveis de manejo recomendados foram extraídos de mapas elaborados para as duas regiões estudadas. Os dados de produtividade, custo de produção, valor da terra, receita bruta e tecnologia adotada foram obtidos em visitas e entrevistas diretas a 52 propriedades amostradas no ano agrícola 2006/2007. Com base nas informações obtidas nas 52 amostras, a utilização da análise fatorial mostrou-se bastante promissora, para esse tipo de estudo, constituindo uma inovação na interpretação de dados relacionados à aptidão agrícola. Foram empregadas duas técnicas de análise estatística multivariadas: a análise fatorial com o objetivo de reduzir as colunas da matriz original (variáveis em estudo) através da identificação de fatores latentes, sintetizando a informação comum aos grupos de variáveis; e a análise discriminante com o objetivo de classificar as observações, com dados conhecidos. Essas análises indicaram que a produtividade e o custo de produção estão relacionados, possivelmente, devido aos níveis de manejo utilizados. A renda bruta pode ser explicada por outros elementos como a oportunidade de negócios, valor de mercado do produto, e não necessariamente pela tecnologia adotada. Verificou-se também a necessidade de se estabelecer maior detalhamento nos níveis de manejo para pastagem e silvicultura. Pelas peculiaridades e diversidade de sistemas de produção encontrados na Bacia do Ribeirão João Leite, o sistema de aptidão agrícola das terras proposto por Ramalho Filho & Beek (1995) mostrou-se insuficiente, sugerindo somente três níveis de manejo, enquanto a dispersão dos dados referentes à produção, produtividade, custo de produção e receita bruta, mostra a necessidade de melhor detalhamento ou hierarquização dos níveis de manejo. Para a região do entorno do Parque Nacional das Emas o sistema de aptidão agrícola mostrou-se mais adequado aos níveis de manejo recomendados. O sistema preconizado por Ramalho Filho & Beek (1995), de certa maneira, engessa as expectativas em relação ao potencial de certas culturas, dos solos e da mão-de-obra empregada, com relação à produtividade e rentabilidade de algumas atividades agrosilvopastoris. Verificou-se também que os níveis de manejo são extremamente importantes, devendo ser mais diversos e detalhados do que os 3 níveis de manejo (A,B e C) preconizados por Ramalho Filho & Beek (1995).

Deforestation of the Brazilian savanna (Cerrado) region has caused major changes in hydrological processes. These changes in water balance and soil erosion are still poorly understood, but are important for making land management decisions in this region. Therefore, it is necessary to understand the magnitudes of hydrological processes and soil erosion changes on local, regional and continental scales, and the consequences that are generated. The main objective of the study presented in this doctoral thesis was to better understand the mechanism of hydrological processes and soil erosion in the Cerrado. To achieve that, I worked with different scales (hillslope, watershed and continental) and using data from experimental field, laboratory, and remote sensing. The literature review reveals that the annual rainfall erosivity in Brazil ranges from 1672 to 22,452 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. The smallest values are found in the northeastern region, and the largest in the north and the southeastern region. I found that the canopy interception may range from 4 to 20% of gross precipitation and stemflow around 1% of gross precipitation in the cerrado. The average runoff coefficient was less than 1% in the plots under cerrado and that the deforestation has the potential to increase up to 20 fold the runoff coefficient value. The results indicate that the Curve Number method was not suitable to estimate runoff under undisturbed Cerrado, bare soil (hydrologic soil group A), pasture, and millet. Therefore, in these cases the curve number is inappropriate and the runoff is more aptly modeled by the equation Q = CP, where C is the runoff coefficient. The water balance from the remote sensing data across the Brazilian Cerrado indicates that the main source of uncertainty in the estimated runoff arises from errors in the TRMM precipitation data. The water storage change computed as a residual of the water budget equation using remote sensing data (TRMM and MOD16) and measured discharge data shows a significant correlation with terrestrial water storage change obtained from the GRACE data. The results show that the GRACE data may provide a satisfactory representation of water storage change for large areas in the Cerrado. The average annual soil loss in the plots under bare soil and cerrado were 15.25 t ha-1 yr-1 and 0.17 t ha-1 yr-1, respectively. The Universal Soil Loss Equation cover and management factor (C-factor) for the plots under native cerrado vegetation was 0.013. The results showed that the surface runoff, soil erosion and C-factor for the undisturbed Cerrado changes between seasons. The greatest C-factor values were found in the summer and fall. The results found in this doctoral thesis provide benchmark values of the water balance components and soil erosion in the Brazilian Cerrado that will be useful to evaluate past and future land cover and land use changes for this region. In addition, I conclude that the remote sensing data are useful to evaluate the water balance components over Cerrado regions, identify dry periods, and assess changes in water balance due to land cover and land use change. / O desmatamento nas regiões de Cerrado tem causado intensas mudanças nos processos hidrológicos. Essas mudanças no balanço hídrico e erosão do solo são ainda pouco entendidas, apesar de fundamentais na tomada de decisão de uso e manejo do solo nesta região. Portanto, torna-se necessário compreender a magnitude das mudanças nos processos hidrológicos e de erosão do solo, em escalas locais, regionais e continentais, e as consequências dessas mudanças. O principal objetivo do estudo apresentado nesta tese de doutorado foi de melhor entender os mecanismos dos processos hidrológicos e de erosão do solo no Cerrado Brasileiro. Para tanto, utilizou-se diferentes escalas de trabalho (vertentes, bacias hidrográficas e continental) e usando dados experimentais in situ, de laboratório e a partir de sensoriamento remoto. O estudo de revisão de literatura indica que a erosividade da chuva no Brasil varia de 1672 to 22,452 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. Os menores valores encontram-se na região nordeste e os maiores nas regiões norte e sudeste do Brasil. Verificou-se que os valores de interceptação da chuva variam de 4 a 20% e o escoamento pelo tronco aproximadamente 1% da precipital total no cerrado. O coeficiente de escoamento superficial foi menor que 1% nas parcelas de cerrado e o desmatamento tem o potencial de aumentar em até 20 vezes esse valor. Os resultados indicam que o método Curve Number não foi adequado para estimar o escoamento superficial nas áreas de cerrado, solo exposto (grupo hidrológico do solo A), pastagem e milheto. Portanto, nesses casos o uso do CN é inadequado e o escoamento superficial é melhor estimado a partir da equação Q = CP, onde C é o coeficiente de escoamento superficial. O balanço hídrico a partir de dados de sensoriamento remoto para todo o Cerrado Brasileiro indica que a principal fonte de incerteza na estimativa do escoamento superficial ocorre nos dados de precipitação do TRMM. A variação de água na superfície terrestre calculada como o residual da equação do balanço hídrico usando dados de sensoriamento remoto (TRMM e MOD16) e valores observados de vazão mostram uma correlação significativa com os valores de variação de água na superfície terrestre provenientes dos dados do GRACE. Os dados do GRACE podem representar satisfatoriamente a variação de água na superfície terrestre para extensas regiões do Cerrado. A média anual de perda de solo nas parcelas de solo exposto e cerrado foram de 15.25 t ha-1 yr-1 and 0.17 t ha-1 yr-1, respectivamente. O fator uso e manejo do solo (fator C) da Universal Soil Loss Equation para o cerrado foi de 0.013. Os resultados mostraram que o escoamento superficial, erosão do solo e o fator C na área de cerrado variam de acordo com as estações. Os maiores valores do fator C foram encontrados no verão e outono. Os resultados encontrados nesta tese de doutorado fornecem valores de referência sobre os componentes do balanço hídrico e erosão do solo no Cerrado, que podem ser úteis para avaliar o uso e cobertura do solo atual e futuro. Além disso, conclui-se que os dados de sensoriamento remoto apresentam resultados satisfatórios para avaliar os componentes do balanço hídrico no Cerrado, identificar os períodos de seca e avaliar as alterações no balanço hídrico devido à mudanças de uso e cobertura do solo.