Análise do comportamento hidrológico em distintos usos da terra na região noroeste do Paraná

Orientador : Prof. Dr. Nivaldo Eduardo RizziTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 15/09/2014Inclui referênciasÁrea de concentração : Conservação da naturezaResumo: O presente estudo teve como objetivo avaliar a efetividade do ecossistema floresta na manutenção dos processos hidrológicos que participam ativamente da erosão, do transporte, e da deposição de sedimentos no leito dos rios, visando dar mais consistência ao planejamento do uso da terra e eficiência aos trabalhos de controle da erosão hídrica do solo em bacias hidrográficas. A avaliação foi realizada comparandose o comportamento do processo hidrológico de escoamento superficial em quatro diferentes usos do solo característicos da região noroeste do Estado Paraná: cobertura florestal e três culturas agrícolas (café, mandioca e pastagem). Os trabalhos foram realizados através de um experimento de chuvas simuladas repetidas para cada uso do solo em três bacias hidrográficas da região. Foram investigados os parâmetros físicos dos solos que se correlacionariam com os resultados obtidos do processo hidrológico para os diferentes usos pesquisados. Os solos com cobertura florestal apresentaram maiores coeficientes de infiltração com significativas diferenças em relação aos outros usos do solo. Essas diferenças foram documentadas pelo estudo, o qual mostrou que unidades de áreas com cobertura florestal resultaram em 9,71 vezes menos escoamento superficial que áreas cultivadas com pastagens; 7,86 vezes menos escoamento superficial que áreas cultivadas com café e 5,56 vezes menos escoamento superficial que áreas cultivadas com mandioca. Os resultados dos parâmetros físicos do solo que foram influenciados pelo uso da terra, especialmente para a macroporosidade, mostraram o solo sob cobertura florestal apresentando, em valores absolutos (média), 0,105 m3m-3 mais volume de macroporos (MaP) do que os solos dos demais sistemas de cultivo. No domínio dos macroporos da estrutura do solo (DMap) os resultados mostraram valores para a porosidade estrutural dos solos sob cobertura florestal 3,33 vezes maiores que os obtidos para a cultura da mandioca; 2,48 vezes maiores dos que obtidos nas pastagens e 1,51 vezes maiores que aqueles obtidos no cultivo do café. Os resultados comprovaram, dada à significativa correlação estatística encontrada, que as mudanças estruturais do solo influenciam os processos hidrológicos. Identificam claramente a eficiência da cobertura florestal na contenção do escoamento superficial, apresentando respostas com pouca probabilidade de serem superadas pelas práticas de manejo adotadas nos demais cultivos estudados. O conhecimento produzido pelo estudo, na determinação da dimensão dos efeitos da floresta no seu meio físico, caracteriza-se como essencial para o planejamento da extensão e da espacialização da área florestal, notadamente por ser essa estratégia concorrente em espaço com os outros usos da terra. Desta forma, é possível incrementar e dar segurança ao estabelecimento de modelos de uso da terra se valendo da influência positiva do ecossistema floresta nos processos hidrológicos; melhorando as iniciativas de recuperação de áreas com o propósito da conservação da biodiversidade; desenvolvendo os indicativos para a definição de boas práticas de manejo de áreas agrícolas e; apoiando a legislação ambiental que estabelece as necessidades mínimas de áreas com cobertura florestal por unidade de planejamento.Abstract: The present study attempted to evaluate the effectiveness of the forestry ecosystem on the maintenance of the hydrological processes, which has active participation on river's erosion, transport, and sedimentation, to support better the land use planning, and the works of the soil's hydrological erosion control in a watershed. An experiment was made by comparing the runoff's behavior for four different typical land uses of the Northwest region of the State of Paraná: forest cover and three agricultural crops (coffee, cassava and pastureland). The work was done through of a simulated rainfall experiment replicated on three different watersheds, for each land use. The soils' physical parameters were investigated to observe possible correlations with the result obtained from the hydrological process. The soils under forest cover showed greater infiltration coefficient, with significant difference to other land uses. These differences were documented by the research, showing that unit area with forest cover resulted in 9,71times less runoff than area with pasture, 7,86 times less runoff than area with coffee crop, and 5,56 times less runoff than area with cassava crop. The results of the soil's physical parameters, which were affected by the land use, especially for the soil macroporosity (Macro), showed that soil under forest cover have 0,105 m3m-3 more macroporos volume than the soils under other crop systems. In the soil's structural macropores domain (Dmacro) the results showed a soil structural porosity under forest cover statistically different from soils under other treatments. The values obtained for forests showed 3,33 times higher values than those obtained for cassava crop; 2,48 times higher than those obtained for pasture; and 1,51 times higher than those obtained for coffee crop. The results proved, with significant statistical correlation, that soil's structural changes influence the hydrological processes. The results show the forest cover efficiency to develop ideal soil structure to reach effective control in erosive processes, showing responses that virtually are not possible to be superseded by the management practices adopted on the other cropping systems studied. The knowledge developed by the study, defining the range of the forest's effect on its environment, characterizes itself as essential to plan forest cover regarding to size area, and spatial distribution, especially due to forest cover approach is concurrent with other land uses. By this research will be possible to improve, and to give reliance in the establishment of land use models with forest's ecosystem as support for hydrological processes, to improve recovering areas for biodiversity conservation, to develop the indicatives for best management practices, and to support environmental law for the establishment of minimal necessities of the forest cover area