The life-time concept as a tool for erosion tolerance definition

ABSTRACT

By definition, erosion tolerance should consider the conservation of the soil as a natural resource essential for crop production. Erosion rates greater than soil renewal will cause soil depth loss. A minimum soil depth was defined as the depth in which the inputs (fertilizers, crop residues) and management technology (irrigation, improved genetic crop quality) were insufficient to prevent economic productivity loss. Thus, erosion rates greater than soil formation are acceptable only during the time in which the soil does not reach the minimum depth. We have defined this time period as life-time. The life-time concept was applied to the Ceveiro watershed (1,945 ha) located in a sugarcane growing region in the Southeast of Brazil Erosion rates were estimated with the Universal Soil Loss Equation and soil depths were measured by field surveys. Depth change and life-time calculations, considering a soil formation rate of 0.2 mm y-1, and assuming the present scenario of land use and a minimum soil depth of 1.0 m were made using the Geographic Information System. Land use represented 1,319 ha (68%) of sugarcane, 346 ha (18%) of forests and 278 ha (14%) of pasture. The area in which soil erosion was less than soil formation (not associated to long term impacts) represented 475 ha (24%), which included the total forest areas and 48% of pastures. The total sugarcane area had erosion rates greater than soil formation. The area with erosion rates greater than soil formation rates and soil depth less than 1.0 m, which resulted in a life-time equal to zero (soil erosion impacts are presently irreversible) was 832 ha (42%). This area was composed of 702 ha of sugarcane and 130 ha of pastures. The remaining area (erosion greater than formation and soil depth > 1.0 m) represented 638 ha (32%), which was composed of 620 ha of sugarcane and 18 ha of pasture. The half-lifetime for the watershed was estimated as 350 yr. The life-time concept was effective to evaluate the extreme soil degradation risk of the Ceveiro watershed in an integral and reliable form.

RESUMO

Por definição, a tolerância de perda de terra por erosão deve considerar a preservação do solo como um recurso natural essencial para a produção das culturas. Taxas de erosão do solo superiores a sua renovação ocasionam diminuição da sua espessura. Uma espessura mínima foi definida como sendo a espessura abaixo da qual os insumos (fertilizantes, resíduos de culturas) e a tecnologia de manejo (irrigação, culturas geneticamente melhoradas) são insuficientes para manter economicamente a produtividade. Assim, taxas de erosão maiores do que a formação podem ser aceitas somente durante o tempo no qual não foi atingida a espessura mínima. Este período foi definido como tempo-de-vida. O conceito de tempo-de-vida foi aplicado na bacia do Ceveiro (1.945 ha), localizada em Piracicaba no sudeste do Brasil. O cálculo do tempo de vida foi realizado usando Sistema de Informações Geográficas. Para isto foram utilizadas estimativas das taxas de erosão pela Equação Universal de Perda de Solo e das profundidades do solo obtidas em levantamento de campo. Foram consideradas ainda uma taxa de formação de 0,2 mm ano-1, uma profundidade mínima do solo de 1,0m, e o cenário atual de uso da terra. Ò uso da terra se distribui em 1.319 ha (68%) de cana-de-açúcar, 346 ha (18%) de florestas e 278 ha (14%) de pastagens. A área na qual a erosão foi menor do que a formação (área não associada a impactos irreversíveis) representou 475 ha (24%). Esta área inclui o total de florestas, 48% das pastagens e nenhuma área de cana-de-açúcar. A área com taxas de erosão maiores do que a formação e profundidade do solo menor que 1,0 m, representou 832 ha (42%), nos quais o tempo de-vida é igual a zero (impactos irreversíveis da erosão no tempo atual). O uso da terra nesta situação se compõe de 702 ha de cana-de-açúcar e 130 ha de pastagens. Para a área restante de 638 ha (32% da bacia) onde a erosão é maior do que formação e profundidade do solo é maior do que 1,0 m, foi estimado o tempo necessário para que 50% da área atingisse a profundidade mínima do solo. Este tempo, definido como meia-vida, foi estimado em 350 anos, sendo que nesta situação se enquadram 620 ha de cana-de-açúcar e 15 ha de pastagem. O conceito de tempo-de-vida mostrou-se eficiente na avaliação de maneira integral e confiável do risco extremo de degradação da Microbacia Hidrográfica do Ceveiro.