Embrapa: Pesquisadores geram mapas de suscetibilidade e vulnerabilidade dos solos brasileiros à erosão hídrica

Um estudo inédito da Embrapa identificou e mapeou as áreas suscetíveis e vulneráveis à erosão hídrica em todo o território brasileiro, gerando mapas que foram disponibilizados à sociedade na plataforma tecnológica do Programa Nacional de Levantamento e Interpretação de Solos no Brasil (PronaSolos). Os mapas nacionais de erodibilidade, suscetibilidade e vulnerabilidade dos solos à erosão hídrica são acessados facilmente por meio de um sistema de informações geográficas (SigWeb), e podem subsidiar o setor produtivo e o poder público na priorização e seleção de áreas para programas ou ações de conservação, recuperação ou reinserção de áreas com potencial produtivo. 

O método foi desenvolvido por uma equipe de pesquisadores e analistas da Embrapa Solos (RJ), formada por especialistas em ciência do solo, agrometeorologia, planejamento regional e agricultura digital. O trabalho contou com apoio de bolsistas do programa de doutorado em meio ambiente da Universidade Estadual do Rio de Janeiro (UERJ/PPGMA). 

Além da plataforma do PronaSolos, os mapas e as respectivas informações técnicas também estarão disponíveis para consulta pública na Infraestrutura de Dados Espaciais da Embrapa (GeoInfo).  

Subsídios aos tomadores de decisão

De acordo com a especialista em geomática e agricultura digital da Embrapa Margareth Simões, que coordenou o processamento computacional do estudo, caracterizar a erosão do solo e avaliar custos e benefícios de práticas que promovam a sua prevenção são fundamentais para informar e subsidiar os tomadores de decisão, e também para apoiar políticas públicas orientadas à mitigação desse problema, que causa muitos prejuízos para a agropecuária nacional. “É o que preconiza a FAO [Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura] e é esse o objetivo principal desse trabalho de caracterização da erosão hídrica do solo nos estados brasileiros”, ressalta.

“O mapa de avaliação da vulnerabilidade dos solos à erosão hídrica é um modelo espacial importante, capaz de identificar áreas que demandam ações para mitigar processos erosivos em escala regional. Quando acessado na plataforma do PronaSolos, pode ser confrontado com algumas unidades de planejamento, como bacias hidrográficas”, explica o pesquisador da Embrapa Silvio Bhering, coordenador do portfólio de projetos de Solos do Brasil. 

Os mapas

O mapa da suscetibilidade dos solos à erosão hídrica do Brasil expressa a sensibilidade dos solos à erosão provocada pela água em sua ambiência, ou seja, considerando a situação topográfica, ou relevo da paisagem, e as condições climáticas às quais estão submetidos. Os níveis de suscetibilidade são representados em cinco classes nominais de intensidade: muito baixa; baixa; média; alta e muito alta.

Já o mapa da vulnerabilidade dos solos à erosão hídrica do Brasil mostra o grau de vulnerabilidade dos solos aos processos erosivos considerando o nível de exposição em função da cobertura vegetal natural ou do uso agropecuário. Os níveis de vulnerabilidade são representados pelas mesmas cinco classes de intensidade. Dois mapas estão disponíveis, um com informações de 1986 e outro de 2019, permitindo a comparação nesse intervalo de quase quatro décadas. 

O mapa de erodibilidade dos solos do Brasil, também disponível na plataforma, expressa a capacidade do solo de resistir à erosão provocada pela água a partir de características intrínsecas, como a composição granulométrica, estrutura, conteúdo de carbono orgânico na camada superficial, permeabilidade, profundidade efetiva do solo e a presença ou ausência de camada compactada e pedregosidade. Esse modelo, ressaltam os pesquisadores, não considera fatores extrínsecos aos solos, como condições climáticas, relevo e cobertura vegetal.

As ameaças da erosão

A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO/ONU) aponta que a erosão causada pela água, pelo vento ou pelo preparo inadequado do terreno é a maior ameaça à saúde do solo e aos seus serviços ecossistêmicos em diversas regiões do mundo, prejudicando a produção de alimentos, a disponibilidade futura de terras para a agricultura e a qualidade da água. Logo, a erosão afeta diretamente a saúde humana, a biodiversidade do planeta e a subsistência do meio rural.

Vários estudos apontam que em áreas agrícolas a erosão do solo reduz sua capacidade de infiltração, disponibilidade e drenagem da água, prejudica a profundidade de enraizamento das plantas e favorece a perda de água, solo, matéria orgânica, fertilizantes e nutrientes. 

Além disso, de acordo com especialistas, as partículas deslocadas dos locais erodidos causam sedimentação e poluição de águas superficiais, bloqueio de cursos d’água e destruição de infraestruturas, causando perdas econômicas significativas para produtores e toda a sociedade.

As fontes dos dados

Para o processamento e a análise espacial dos dados, que geraram os mapas nacionais com informações inéditas, a equipe utilizou o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS); bases de dados de solos disponibilizadas por Embrapa e Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE); o mapeamento de pastagens degradadas do Laboratório de Processamento de Imagens e Geoprocessamento da Universidade Federal de Goiás (Lapig/UFG); e os mapas anuais de uso e cobertura da terra da plataforma MapBiomas (coleção 5.0).

Metodologias utilizadas  

As metodologias para os cálculos da suscetibilidade e da vulnerabilidade dos solos à erosão hídrica do Brasil utilizaram uma modelagem conceitual de integração temática, baseadas em conhecimento especialista.

Para o mapeamento da suscetibilidade, foram utilizados como modelos de entrada o mapa de erodibilidade dos solos do Brasil, carta temática gerada pela Embrapa Solos a partir da interpretação pedológica, considerando componentes do Mapa de Solos do Brasil, escala 1:250.000, lançado pelo IBGE em 2018; e o mapa de erosividade das chuvas do Brasil, desenvolvido pela Embrapa Solos com base nas estimativas de erosividade da chuva anual para todo o País, a partir dos dados mensais de precipitação da rede de Zoneamento Agrícola do Risco Climático (ZARC) e do Serviço Geológico do Brasil (CPRM).

“Também foram utilizadas para o mapa de suscetibilidade as classes de declividade geradas a partir de um modelo digital do terreno com 30 metros de resolução espacial, com base nos dados do Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), da Nasa“, acrescenta o pesquisador da Embrapa Rodrigo Demonte Ferraz.

Já a metodologia para cálculo da vulnerabilidade usou como modelos de entrada o mapa da suscetibilidade dos solos à erosão hídrica do Brasil desenvolvido neste estudo e o mapa de uso e cobertura da terra do MapBiomas. Foram produzidos dois mapas de vulnerabilidade, um com dados de 1986 e outro de 2019. Dessa forma, utilizando os recursos de visualização da plataforma do PronaSolos, pode-se comparar a evolução da vulnerabilidade à erosão hídrica dos últimos 34 anos em todo o País. 

Tanto para o mapeamento da suscetibilidade quanto para os da vulnerabilidade, foram desenvolvidos modelos baseados em conhecimento especialista, calculados em matrizes com pixels de 30 x 30 metros e, ao fim, segmentados em cinco classes de intensidade. Todo o processamento foi realizado por meio da plataforma do Google Earth Engine (GEE).

“O grande diferencial em termos computacionais desse trabalho foi o desenvolvimento de algoritmos na plataforma Google Earth Engine (GEE). No ambiente GEE podemos processar nossos algoritmos na nuvem, a qualquer tempo, em ambiente baseado em computação paralela. Sem esse recurso, não teríamos conseguido realizar todos os cálculos com a resolução espacial de 30 metros para todo o Brasil”, explica Margareth Simões.

Estimativa de erosividade da chuva do Brasil

Um dos estudos que subsidiaram a criação dos mapas nacionais de vulnerabilidade e suscetibilidade dos solos à erosão hídrica apresentou a estimativa de erosividade da chuva anual de todo o Brasil. Pesquisadores da Embrapa Solos e bolsistas da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) utilizaram dados mensais de precipitação da rede de Zoneamento Agrícola do Risco Climático (ZARC) e do Serviço Geológico do Brasil (CPRM). No total, foram utilizados dados de 3.659 estações pluviométricas, sendo 3.294 da rede ZARC e 365 da CPRM. 

De acordo com Evaldo de Paiva Lima, pesquisador da Embrapa Solos que atua na Unidade de Execução de Pesquisa (UEP) de Recife, a erosividade para o Brasil foi determinada a partir das equações do índice de erosividade compiladas, principalmente, em um trabalho acadêmico de 2012. Essas equações deram origem a pontos no ambiente SIG do ArcGIS, um sistema de informações geográficas para trabalhar com mapas. “Com o estabelecimento dos vínculos entre as equações utilizadas e as estações pluviométricas, o próximo passo foi calcular, na planilha eletrônica, o índice de erosividade para cada um dos meses e estações pluviométricas. O somatório do índice de erosividade de cada mês resultou na erosividade da chuva anual de cada estação”, explica.

A partir desses resultados pontuais, os pesquisadores geraram o mapa de estimativa de erosividade da chuva anual, por meio de um método de interpolação espacial de dados. Esse mapa foi reclassificado, de acordo com um trabalho acadêmico sobre hidrossedimentologia prática de 2008, em cinco classes de erosividade anual: baixa, média, média-forte, forte e muito forte.

Plataforma tecnológica do PronaSolos

A versão 1.0 da plataforma tecnológica do PronaSolos foi lançada neste mês e reúne, por meio de um sistema de informações geográficas (SigWeb), mapas e dados de solos produzidos ao longo dos últimos 60 anos por Embrapa, CPRM, IBGE, órgãos estaduais e regionais e universidades. 

De acordo com Silvio Bhering, responsável pelo desenvolvimento da plataforma tecnológica do PronaSolos, com a nova ferramenta é possível ter acesso ao acervo de estudos de mapeamentos de solos do Brasil e de perfis de solos em um único local, de maneira organizada e sistematizada. O sistema SigWeb também possibilita a combinação, de forma fácil e ágil, de dados e informações diversas, por meio da integração de mapas temáticos com unidades de planejamento, como bacias hidrográficas e biomas. “Uma nova versão da plataforma vai incorporar novos estudos, além de outras funcionalidades ao sistema, que permitirão a recuperação e a integração seletiva de mapas e de dados de solos”, acrescenta.

Como explica José Carlos Polidoro, pesquisador da Embrapa e coordenador do comitê executivo do PronaSolos, a entrega da plataforma tecnológica marca o início do funcionamento do Sistema Nacional de Informação de Solos, conforme solicitado pelo Tribunal de Contas da União (TCU) em 2015, por meio de acórdão, e previsto no decreto que criou o programa em 2018.