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  • Influência da Evolução do Uso do Solo nos Recursos Hídricos do Estado de Minas Gerais

O QUE É O PROJETO?

O projeto de pesquisa “Influência da evolução do uso do solo nos recursos hídricos do estado de Minas Gerais” foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG) e desenvolvido em parceria com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) no intuito de contribuir ao desenho e avaliação ex ante de políticas públicas agroambientais estaduais através do desenvolvimento de métodos e instrumentos integrados de avaliação do impacto do uso e mudanças no uso da terra nos recursos hídricos do estado, um dos principais componentes para o desenvolvimento sustentável.

IMPORTÂNCIA

O acesso à água potável e a sistemas de saneamento eficientes está entre as principais prioridades da “Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável” das Nações Unidas, posto que a água desempenha um papel fundamental através da sua sinergia com os outros objetivos de Desenvolvimento Sustentável e pela sua importância à manutenção de todos ecossistemas da Terra.  Considerando o panorama atual do balanço entre a demanda (vazão outorgada) e a disponibilidade hídrica (vazão média), o estado de Minas Gerais, subdividido em 17 bacias hidrográficas, encontra-se em situação confortável, com uma relação abaixo de 10%. Entretanto, mesmo no cenário atual, vários segmentos das bacias mineiras já apresentam situação preocupante e crítica. As mudanças no uso do solo afetam a disponibilidade hídrica através da alteração na evapotranspiração, assim como indiretamente na mudança no regime de chuvas. Outro efeito das mudanças no uso do solo são as alterações no escoamento superficial. Como a determinação do volume total para uso consuntivo a ser outorgado é limitada pela vazão fluvial, a determinação da variabilidade espaço-temporal da precipitação e da evapotranspiração, e posteriormente das vazões fluviais, é fundamental para o correto planejamento do uso sustentável dos recursos hídricos.

OBJETIVO

O objetivo deste projeto foi quantificar as demandas de uso consuntivo da água pela vegetação natural e culturas agrícolas e os impactos decorrentes das alterações da cobertura e uso do solo, histórico e futuro – em função de cenários de uso agrícola do solo no estado, sobre a disponibilidade dos recursos hídricos superficiais no estado de Minas Gerais.

INOVAÇÃO

O novo arcabouço de modelagem aqui desenvolvido traz inúmeras possibilidades de avaliação ex-ante de políticas públicas de uso da terra e seus potenciais impactos nos recursos hídricos, como no exemplo da recuperação do passivo ambiental do código florestal em Minas Gerais e planos de ação regionais, como a iniciativa da RENOVA de mitigação dos impactos ambientais causados pelo rompimento da barragem de fundão.

PRODUTOS

A área total de uso agrícola no estado de Minas Gerais foi reduzida em 10,2 Mha de 1990 a 2010. Já a área de cultivos agrícolas no estado passou de 47,5 Mha para 57,1 Mha no mesmo período. As pastagens sempre foram o contribuinte mais importante para o uso agrícola total do solo e estão presentes ao longo de todo o estado de Minas Gerais. Entre 1990 e 2010 elas foram reduzidas de 27,1 Mha para 15,8 Mha, sendo que as naturais foram gradualmente substituídas pelas plantadas nas duas décadas analisadas. Em 1990, o estado de Minas Gerais possuía 17,1 Mha de pastagens naturais e 9,96 Mha de pastagens plantadas. Já em 2010, esses valores foram alterados para 5,2 Mha de pastagens naturais e 10,7 Mha de pastagens plantadas. Quanto às mais importantes commodities agrícolas brasileiras (soja, milho e cana-de-açúcar), a área plantada de soja em Minas Gerais em 1990 era de 0,55 Mha e se expandiu para 1,02 Mha, enquanto nas culturas de milhos houve uma retração de 1,44 Mha em 1990 para 1,19 Mha em 2010. Em 1990, a área plantada de cana era de 0,30 Mha e mais que duplicou nas décadas seguintes, chegando a 0,73 Mha em 2010.
Minas Gerais teria um aumento da área agrícola cultivada em 887 mil hectares, passando de 4,7 milhões de hectares em 2012 para 5,6 milhões de hectares em 2030, o que representaria um crescimento de 19% nesse período. Apesar desse aumento geral, os cultivos de algodão, arroz e feijão teriam significativa redução no estado seguindo a tendência brasileira de diminuição de área devido ao crescimento da produtividade que superaria o aumento de produção. Já o cacau, laranja e trigo teriam pouca alteração na área cultivada no período analisado. Os cultivos mais representativos no estado em 2030 continuariam sendo milho (20%), cana de açúcar (17%), café (19%) e soja (33%). O cultivo de milho reduziria 4% de sua área total cultivada de 2012 a 2030, devido à grande diminuição do cultivo de milho solteiro que superaria a expansão do milho safrinha no estado. A área cultivada de cana de açúcar cresceria 16% de 2012 a 2030. Já o café, neste mesmo período, ampliaria em 140 mil hectares sua área cultivada o que representaria um aumento de apenas 4%. Finalmente, a soja seria o cultivo com maior crescimento em Minas, com a expansão simulada da sua área cultivada em 858 mil hectares, um crescimento de 83% no período analisado. Outros cultivos que, apesar da pequena área que ocupam no estado, teriam expressivo crescimento seriam a banana (43% de aumento) e a mandioca (93% de aumento). Além disso, a área de Florestas Plantadas também teria expansão de 38% na área ocupada no estado, passando de 1,4 para 2,0 milhões de hectares de 2012 a 2030. Observando-se a dinâmica de desmatamento no estado percebe-se que a porção ocupada por Mata Atlântica em Minas Gerais não sofreria alteração. Já no Cerrado e Caatinga haveria a redução de 9% e 7,5% da área de vegetação nativa, o que totalizaria 1,2 milhões de hectares de desmatamento de 2012 a 2030. Por meio da matriz de transição de uso do solo de 2012 para 2030 observa-se que a vegetação nativa perdida cederia lugar principalmente às pastagens. Essas, por sua vez, teriam área total diminuída no período estudado, já que o ganho mencionado seria superado pela perda de área para outros usos, principalmente os cultivos agrícolas. Além da agricultura, a expansão simulada das florestas plantadas e regeneração também se dariam principalmente em áreas anteriormente ocupadas por pastagens.
Na média, o modelo subestimou a radiação líquida e os fluxos de calor sensíveis em -0,41 e -1,15 MJ m² dia-1, respectivamente (a média do saldo de radiação observado foi igual a 10,5 MJ m² dia-1). O fluxo de calor latente foi superestimado em 0,5 MJ m² dia-1, equivalente a 0,2 mm dia-1 de evapotranspiração (o fluxo de calor latente médio observado foi igual a 7,43 MJ m² dia-1, equivalente a 3,03 mm dia-1). A principal divergência entre o modelo e os dados observados ocorre após a colheita, quando o modelo subestima o fluxo de calor sensível e superestima o fluxo de calor latente. O modelo reproduziu bem as características observadas de secamento e redistribuição da umidade no perfil de solo e foi capaz de simular a extração de água pelo sistema radicular até 2 m de profundidade, enquanto os valores observados indicaram absorção em 3 m no período seco (inverno). O modelo não foi capaz de reproduzir adequadamente a respiração do solo que dominou o início do plantio, provavelmente pela maximização da alocação no novo sistema radicular em formação. Durante os ciclos de cana de açúcar os valores simulados representaram bem melhor as observações. As simulações de biomassa ficaram bem próximas do observado dentro do intervalo de incerteza da amostragem, embora os índices de área foliar simulado tenham sido sistematicamente menores. Para os demais usos do solo o modelo ainda está em fase de calibração. Assim, os principais parâmetros fisiológicos foram mantidos segunda a parametrização padrão. Entretanto alguns parâmetros relacionados ao comprimento do ciclo, morfologia e diretamente relacionados aos processos hidrológicos, como, por exemplo, condutividade hidráulica saturada, taxa do escoamento de base e de infiltração, foram alterados de forma a representar as médias da vazão considerando três bacias hidrográficas do Estado de Minas Gerais.
Os resultados do modelo sugerem que o desmatamento pode ter impacto na vazão do rio Doce, os quais variam de acordo com a área de contribuição acima do curso d’água. Na escala micro e meso, a mudança da cobertura do solo em geral leva a uma diminuição da evapotranspiração, particularmente na estação seca, e um aumento no escoamento superficial devido ao menor índice de área foliar de pastagens e culturas, aumento da compactação do solo, diminuição da densidade e profundidade da raiz. Na bacia hidrográfica do Rio Doce, os resultados demonstram que apesar da vazão média anual sofrer uma redução devido à substituição da vegetação nativa por usos antrópicos que possuem menor evapotranspiração, há um significativo aumento da sazonalidade na vazão fluvial. Isto acarreta em maiores vazões na época chuvosa, que podem ocasionar enchentes mais frequentes e severas. Concomitantemente se aguça o déficit hídrico na estação seca, o que pode prejudicar a captação de água para abastecimento urbano e irrigação agrícola.