CADERNO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Agrarian Sciences Journal

Adoção de multicritérios para análise da suscetibilidade erosiva em sub-bacias

hidrográﬁcas da Serra da Mantiqueira, sul de Minas Gerais

Derielsen Brandão Santana

, Rodrigo Santos Moreira

, Taya Cristo Parreiras

, Luis Felipe Pigatto Miranda

Silva

, Alexandre Elias de Miranda Teodoro

, Talyson Melo Bolelli

, Guilherme Henrique Expedito Lense

Ronaldo Luiz Mincato

Resumo

A erosão hídrica é uma das principais causas de degradação dos solos tropicais, cujo estudo requer a compreensão

de algumas variáveis, como relevo, uso e ocupação do solo, classes de solo e presença de atividades antrópicas. A

maioria dos estudos sobre erosão é baseada na utilização de modelos empíricos com técnicas de Geoprocessamento

e Sensoriamento Remoto, que permitem identiﬁcar as regiões mais propensas à erosão. Esse estudo visa utilizar a

análise multicritérios para identiﬁcar a suscetibilidade à erosão hídrica em duas sub-bacias hidrográﬁcas localizadas

na Serra da Mantiqueira, sul de Minas Gerais, Brasil. Para isso, foi elaborada uma análise multicritérios a partir de

três elementos: relevo, uso e ocupação do solo e classes de solo. Os resultados demonstraram que as sub-bacias

Ribeirão São Bento e Ribeirão José Lúcio apresentam susceptibilidade à erosão classiﬁcadas como média e baixa,

respectivamente. Logo, o mapa de suscetibilidade à erosão hídrica pode ser utilizado como uma ferramenta eﬁciente

no planejamento sustentável agrícola e ambiental da área.

Palavras-chave: Erosão hídrica. Uso e ocupação do solo. Planejamento ambiental.

Multicriteria adoption for erosive susceptibility analysis in sub-basins of Serra da Manti-

queira, southern Minas Gerais

Abstract

Water erosion is one of the main causes of degradation of tropical soils, whose study requires the understanding of

some variables, such as relief, land use and occupation, soil classes and the presence of anthropic activities. Most

erosion studies are based on the use of empirical models with Geoprocessing and Remote Sensing techniques, which

allow the identiﬁcation of the most erosion prone regions. . This study aims to use multicriteria analysis to identify

susceptibility to water erosion in two watersheds located in the Serra da Mantiqueira, southern Minas Gerais, Brazil.

For this, a multicriteria analysis was elaborated from three elements: relief, land use and occupation and soil classes.

The results showed that the Ribeirão São Bento and Ribeirão José Lúcio sub-basins have erosion susceptibility classiﬁed

Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0003-2484-9984

Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-7443-94

Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0003-2621-7745

Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-5961-0717

Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0002-1001-4145

Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-6077-5623

Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0002-3560-9241

Universidade Federal de Alfenas. Alfenas, MG. Brasil.

https://orcid.org/0000-0001-8127-0325

*Autor para correspondência: ronaldo.mincato@unifal-mg.edu.br

Recebido para publicação em 31 de outubro de 2019. Aceito para publicação em 10 de dezembro de 2019.

Santana, D. B. et al.

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as medium and low, respectively. Thus, the erosion susceptibility map can be used as an efﬁcient tool for sustainable

agricultural and environmental planning of the area.

Key words: Water erosion. Land and use occupation. Environmental Planning.

Introdução

Na economia nacional, a agricultura e o agro-

negócio contribuíram com 23,5% do Produto Interno

Bruto (PIB) do país em 2017 (CNA, 2018). O café foi o

5º produto brasileiro no ranking de exportação de bens

do agronegócio (CACAFÉ, 2017). Foram exportadas 30,7

milhões de sacas de café de 60 kg, gerando receita total

de US$ 5,2 bilhões (CECAFÉ, 2017).

Minas Gerais concentra a maior parte da área

produtiva, cerca de 1,23 milhões de hectares (CONAB,

2018), especialmente nas regiões Sul e Centro Oeste,

com produção total de 16 044 sacas em 2018 (CONAB,

2018). Nessa região, os municípios de Cambuquira e

Conceição do Rio Verde possuem sua economia baseada

na produção cafeeira devido à altitude propícia para o

cultivo, ao clima favorável, ao tipo de solo abundante e

o histórico produtivo desde o século XX. Em 2010, em

Conceição do Rio Verde, o café representou 43,2% no

total da produção agrícola; em Cambuquira foi de 73,4%

(IPEA, 2012). Sendo assim, estudos que avaliam o estado

de conservação e a degradação dos solos são importantes

para direcionar práticas de manejo agrícola cada vez mais

sustentáveis.

Atualmente, uma das principais causas de de-

gradação dos solos brasileiros é a erosão hídrica (De-

chen et al., 2015). A erosão hídrica faz parte do ciclo

hidrossimentológico e está associada ao intemperismo

das rochas e posterior desprendimento, transporte e

deposição de material do solo pela ação da chuva (Wei

et al., 2017). A erosão hídrica impacta negativamente a

produtividade agrícola devido à remoção de nutrientes e

matéria orgânica do solo, causando prejuízos econômicos

e impactando de forma negativa a qualidade do ambiente

(Lal, 2014).

A intensidade da erosão hídrica em uma área

depende de alguns fatores, dentre os quais merecem

destaque o clima, a cobertura vegetal, o relevo, as pro-

priedades intrínsecas do solo e as atividades antrópicas.

Esses fatores estão interligados entre si e atuam de forma

concomitante (Fernández e Vega, 2016).

Para compreender e mapear o processo erosivo,

diversos métodos tem sido criados e aprimorados. Um dos

métodos frequentemente utilizados é a análise multicrité-

rios, que consiste na deﬁnição e cruzamento de variáveis

espaciais distintas. Esse método possibilita identiﬁcar as

áreas propensas à ocorrência de erosão, analisar as variá-

veis de maior inﬂuência e buscar medidas de atenuação

(Silva e Machado, 2014). A análise multicritérios tem

sido amplamente empregada no mapeamento de risco

ambiental e planejamento urbano, obtendo resultados

satisfatórios (Valladares et al., 2012).

Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi

utilizar a análise multicritérios para identiﬁcar os índices

de suscetibilidade à erosão hídrica nas sub-bacias hidro-

gráﬁcas Ribeirão São Bento e José Lúcio, aﬂuentes do

Rio Verde, localizadas nos Municípios de Cambuquira e

Conceição do Rio Verde, respectivamente, na Serra da

Mantiqueira, sul de Minas Gerais, Brasil. Os critérios

escolhidos foram o relevo, o uso e ocupação do solo e as

classes de solo. Os critérios e os índices de suscetibilidade

foram adaptados segundo a metodologia de Valladares

et al (2012).

Material e métodos

A área de estudo está localizada nas altitudes

elevadas da Serra da Mantiqueira, no sul de Minas Gerais.

Corresponde a duas sub-bacias hidrográﬁcas, Ribeirão São

Bento e Ribeirão José Lúcio, nos Municípios de Cambu-

quira e Conceição do Rio Verde, respectivamente. A área

total é de 1.688,31 ha. A sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão

São Bento possui 332,92 ha e está localizada nas coorde-

nadas UTM 7584090 a 7581000 N e 474500 a 476500

E, e a sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão José Lúcio possui

1355,39 ha e está localizada nas coordenadas 7575500 a

7570000 N e 479000 a 483800 E, Datum SIRGAS 2000,

Zona 23 K (Figura 1).

O clima da região, segundo a classiﬁcação de

Köppen, é mesotérmico úmido, subtipo tropical de al-

titude (Cwb), apresentando temperatura anual média

de 20°C e precipitação anual total variando de 1.480

a 1.700 mm (Sparovek et al., 2007). A principal ativi-

dade agrícola presente nas sub-bacias é a cafeicultura,

favorecida pelo clima e altitude propícios e o histórico

de produção (CONAB, 2018). As demais classes de uso

e ocupação do solo são mata nativa, pastagem, outras

culturas (eucalipto, macadâmia e mogno), carreadores,

benfeitorias e hidrograﬁa.

Os mapas foram produzidos no ArcGis 10.2 (ESRI,

2014). O mapa de uso e ocupação dos solos foi obtido de

imagens do satélite Landsat-8 TM (Thematic Mapper),

bandas TM6, TM5, e TM4, órbita 219/75, do United States

Geological Survey (USGS, 2017); de imagens do Google

Earth e de áreas mapeadas pela Ipanema Coffees. Todas

as imagens utilizadas são de junho do ano de 2017.

A classiﬁcação de uso e ocupação do solo foi

realizada em duas etapas; primeiramente em laborató-

rio, a partir das imagens disponibilizadas pela Ipanema

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Coffees e, posteriormente, nos levantamentos de campo.

Em laboratório, as imagens foram inseridas no software

ArcGis 10.2 (ESRI, 2014), onde realizou-se a classiﬁcação

automatizada de uso e ocupação dos solos. Após esse

procedimento, foi realizada a classiﬁcação visual de uso

e ocupação dos solos, buscando maior conﬁabilidade.

Com os mapas impressos, os dados foram veriﬁcados e

corrigidos nos levantamentos de campo.

Figura 1 – Localização da área de estudo

As altitudes variaram de 849 a 1096 m para a

sub-bacia Ribeirão São Bento e 893 a 1339 m para a

sub-bacia Ribeirão José Lúcio, respectivamente. O Mo-

delo Digital de Elevação (MDE) foi produzido a partir

da interpolação das curvas de nível extraídas da carta

topográﬁca de Varginha (1979), com a ferramenta Topo to

Raster do ArcGis 10.2 (ESRI, 2014). A resolução espacial

escolhida foi de 12,5 x 12,5 m.

O mapa de declividade foi gerado a partir do MDE

pela ferramenta Slope do ArcGis 10.2 (ESRI, 2014). As

unidades de relevo foram classiﬁcadas conforme a Em-

brapa (2018), em relevo plano (0-3%), suave ondulado

(3-8%), ondulado (8-20%), forte ondulado (20-45%) e

montanhoso (45-75%).

O mapa digital das classes de solo foi produzido

com base no Mapa de Solos do Estado de Minas Gerais,

escala 1:650.000 (UFV et al., 2010). O relevo foi o atributo

chave de diferenciação das classes de solos (McBratney

et al., 2003).

Os mapas de suscetibilidade erosiva seguiram

uma análise multicritério dos principais atributos que

inﬂuenciam a erosão hídrica adaptados de Valladares et

al. (2012). Os atributos foram declividade, com peso 30,

uso e ocupação do solo, com peso 35, e classes de solo,

com peso 35. Foram atribuídos valores de um a dez, com

elementos mais resistentes a erosão recebendo valores

próximos a um, e elementos menos resistentes a erosão

recebendo valores próximos a dez (Tabela 1).

Os mapas de susceptibilidade erosiva foram

produzidos por meio da ferramenta Raster Calculator. A

equação foi inserida no ArcGis 10.2 (ESRI, 2014) e está

apresentada a seguir: (Equação 1)

(D x 0,3) + (UO x 0,35)+(CS x 0,35) (Eq. 1)

Em que: D - declividade; UO - uso e ocupação do solo e CS - classe de solo.

Na sub-bacia Ribeirão São Bento predomina o

cultivo do café, enquanto na sub-bacia Ribeirão José Lú-

cio predomina a mata nativa, ocupando 49,35% da área

(Tabela 2). Os carreadores encontram-se distribuídos nas

duas sub-bacias com função de escoamento da produção

cafeeira.

O relevo da sub-bacia Ribeirão São Bento é mais

acentuado, onde predomina o relevo forte ondulado,

enquanto na sub-bacia Ribeirão José Lúcio predomina

o relevo ondulado. O relevo montanhoso existe apenas

na sub-bacia Ribeirão São Bento. Essa classe recebeu

valor 10 na análise multicritério no quesito declividade

(Tabela 1), aumentando a suscetibilidade erosiva.

O mapa das classes de solo é ilustrado na Figura

5 e as áreas correspondentes estão na Tabela 4.

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Tabela 1 – Tabela de multicritérios para construção do mapa de suscetibilidade a erosão hídrica na área de estudo

Declividade – peso 30 Uso e ocupação – peso 35 Classe de solo – peso 35

Classiﬁcação (%) Valor Classiﬁcação Valor Classiﬁcação Valor

0 – 3 1

3,1 – 5 2 Mata nativa 3 LVd 3

5,1 – 12 4 Pastagem 6

12,1 – 15 5 Café 7

15,1 – 20 6 Outras culturas 8

20,1 – 45 8 Carreadores 10 CX 8

>45 10

Fonte: adaptado de Valladares et al. (2012).

Resultados e discussão

A ﬁgura 2 ilustra os mapas de uso e ocupação dos solos das duas sub-bacias hidrográﬁcas estudadas.

Figura 2 – Mapas de uso e ocupação do solo da área de estudo

A – Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão São Bento, Município de Cambuquira, MG. B - Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão José Lúcio, Município de Con-

ceição do Rio Verde, MG.

Em que: Outras culturas refere-se ao eucalipto plantado morro abaixo, mogno e macadâmia.

Nas duas sub-bacias predominam as classes LVd3

e LVd2, respectivamente, na sub-bacia Ribeirão São Bento

e José Lúcio. O LVd recebeu valor 3 e o CX valor 8.

Os mapas de susceptibilidade à erosão são apre-

sentados na Figura 6 e a intensidade da suscetibilidade

erosiva na Tabela 5.

Na sub-bacia Ribeirão São Bento predomina a

suscetibilidade média. Essa suscetibilidade predomina

no café com relevo forte ondulado e classe de solo LVd3.

A suscetibilidade alta ocorre nos carreadores, em relevo

montanhoso e na classe de solo CX1. A suscetibilidade

baixa ocorre principalmente na mata nativa em relevo

ondulado e classe de solo LVd1. Os resultados podem ser

comparados aos resultados obtidos por Sousa (2013) e

Santos e Aquino (2017), nos quais as áreas com susce-

tibilidade erosiva alta possuem cobertura vegetal redu-

zida e maiores declividades. Os resultados são similares

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porque a cobertura vegetal atenua o escoamento super-

ﬁcial, reduzindo o carreamento das partículas do solo,

enquanto o solo exposto, compactado pelo uso intensivo

de máquinas agrícolas, tem a capacidade de inﬁltração

de água reduzida, favorecendo o escoamento superﬁcial.

Na sub-bacia Ribeirão José Lúcio predomina

suscetibilidade baixa. Essa suscetibilidade predomina na

mata nativa com relevo plano e suave ondulado e classes

de solo LVd1 e LVd2. A suscetibilidade alta ocorre nos

carreadores, em relevo forte ondulado e na classe de solo

CX1. A suscetibilidade média ocorre principalmente no

café em relevo ondulado e classe de solo LVd3. Esses

resultados estão de acordo com os obtidos por Silva e

Machado (2014) e Meirelles et al. (2018). Os Latossolos

obtiveram suscetibilidades erosivas menores se compa-

rados aos Cambissolos por possuírem teores inferiores

de areia, sendo assim solos mais desenvolvidos e mais

resistentes aos processos erosivos (Bertol e Almeida,

2000).

Tabela 2 – Uso e ocupação do solo nas Sub-bacias da área de estudo

Sub-bacia Ribeirão São Bento Sub-bacia Ribeirão José Lúcio

Tipo Área (ha) Área (%) Tipo Área (ha) Área (%)

Carreadores 19,88 5,97 Carreadores 80,20 5,91

Benfeitorias 1,17 0,34 Benfeitorias 18,18 1,22

Café 147,74 43,55 Café 543,94 40,26

Mata nativa 94,46 27,82 Mata nativa 669,01 49,35

Pastagem 75,95 22,31 Pastagem 34,05 2,52

- - - Outras culturas 23,18 1,72

TOTAL 332,92 100 TOTAL 1355,39 100

O MDE da área de estudo é ilustrado na ﬁgura 3.

Figura 3 – Modelos Digitais de Elevação (MDE) da área de estudo

A – Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão São Bento, Município de Cambuquira, MG. B – Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão José Lúcio, Município de Con-

ceição do Rio Verde – MG.

Santana, D. B. et al.

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O mapa de relevos é ilustrado na ﬁgura 4:

Figura 4 – Mapas de relevo da área de estudo

A - Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão São Bento, Município de Cambuquira, MG. B – Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão José Lúcio, Município de Con-

ceição do Rio Verde, MG.

Tabela 3 – Classes de relevo e declividade da área de estudo

Sub-bacia Ribeirão São Bento Sub-bacia Ribeirão José Lúcio

Relevo

Declividade

(%)

Área

(ha)

Área (%) Relevo

Declividade

(%)

Área

(ha)

Área (%)

Plano 0 – 3 3,62 1,08 Plano 0 – 3 80,22 5,97

SO 3 – 8 26,83 8,05 SO 3 – 8 359,78 26,78

Ondulado 8 – 20 124,34 37,33

Ondula-

8 – 20 771,09 57,40

FO 20 – 45 171,57 51,51 FO 20 – 45 132,10 9,45

Montanhoso 45 – 75 6,66 4,53 - - - -

TOTAL 332,92 100 TOTAL 1355,39 100

Em que: SO - relevo suave ondulado; FO - relevo forte ondulado.

Todos os fatores analisados inﬂuenciam a susceti-

bilidade erosiva. A classe de solo CX1 é mais suscetível à

erosão que o LVd, pois além das propriedades intrínsecas

(textura mais arenosa), também localiza-se nos locais que

possuem maiores declividades (Bertol e Almeida, 2000).

Em relação ao uso e ocupação do solo, a Sub-bacia

Ribeirão José Lúcio possui 49,35% da área coberta de

mata nativa. Logo, a mata nativa corroborou para o pre-

domínio da suscetibilidade baixa, enquanto na Sub-bacia

Ribeirão São Bento a taxa de mata nativa é de 27,32%.

Nos dois locais as áreas de carreadores apresentaram

suscetibilidade erosiva alta, consequência da presença

do solo exposto.

Os resultados obtidos demonstram que as ações

antrópicas nas sub-bacias estudadas inﬂuenciam dire-

tamente na suscetibilidade erosiva com a substituição

das áreas de mata nativa por café, consequentemente

aumentando as áreas de solo exposto nos carreadores nas

entrelinhas do plantio. A retirada de cobertura vegetal

reduz a força coesiva das partículas do solo e aumenta a

sua compactação, reduzindo a capacidade de inﬁltração

da água, intensiﬁcando o escoamento superﬁcial e os

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processos erosivos. Portanto, é preciso também adotar

práticas de manejo conservacionista, principalmente em

locais de declividade elevada, nos quais a velocidade do

escoamento superﬁcial é alta, como demonstrado no

trabalho de Corrêa et al., 2016.

Figura 5 – Mapa de classes de solo da área de estudo

A - Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão São Bento, Município de Cambuquira, MG. B - Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão José Lúcio, Município de Con-

ceição do Rio Verde, MG.

Em que: SIV - Solos Indiscriminados de Várzea; CX1 - Cambissolo Háplico; LVd1 - Latossolo Vermelho distróﬁco em relevo plano e suave ondulado;

LVd2 - Latossolo Vermelho distróﬁco em relevo ondulado; LVd3 - Latossolo Vermelho distróﬁco em relevo forte ondulado.

Tabela 4 - Classes de solo nas Sub-bacias da área de estudo

Sub-bacia Ribeirão São Bento Sub-bacia Ribeirão José Lúcio

Tipo Área (ha) Área (%) Tipo Área (ha) Área (%)

CX1 7,59 2,27 CX1 94,10 6,94

LVd1 20,86 6,26 LVd1 121,16 8,88

LVd2 108,11 32,47 LVd2 411,90 30,43

LVd3

SIV

151,56

44,80

45,55

13,45

LVd3

SIV

676,03

52,20

49,87

3,90

TOTAL 332,92 100 TOTAL 1355,39 100

Em que: CX1 - Cambisslo Háplico; LVd1 - Latossolo Vermelho distróﬁco em relevos plano e suave-ondulado; LVd2 - Latossolo Vermelho distróﬁco

em relevo ondulado; LVd3 - Latossolo Vermelho distróﬁco em relevo forte-ondulado; SIV - Solos Indiscriminados de Várzea.

Por ﬁm, as áreas analisadas não possuem proble-

mas sérios relacionados a erosão do solo em sua grande

maioria. Contudo, alguns locais necessitam de maio-

res cuidados, especialmente onde há solo exposto nas

maiores declividades em presença do CX1. Nesses locais,

recomenda-se manter a cobertura vegetal nativa ou o

plantio de culturas em curvas de nível, visando diminuir

o escoamento

superﬁcial e os processos erosivos decorrentes

Conclusão

As Sub-bacias Ribeirão São Bento e Ribeirão José

Lúcio apresentaram susceptibilidade à erosão classiﬁca-

das como média e baixa, respectivamente. Logo, o mapa

de suscetibilidade à erosão hídrica obtido pela análise

multicritérios pode ser utilizado como uma ferramenta

eﬁciente para o planejamento agrícola e ambiental em

bacias hidrográﬁcas.

Agradecimentos

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal

de Nível Superior (CAPES) pelo ﬁnanciamento ao estudo

Santana, D. B. et al.

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- Código Financeiro 001 e à bolsa concedida ao primeiro

autor.

Ao grupo Ipanema Coffees por ceder a área de

estudo e pelo ﬁnanciamento na realização da pesquisa.

Figura 6 – Mapas de suscetibilidade erosiva da área de estudo

A - Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão São Bento, Município de Cambuquira, MG. B - Sub-bacia hidrográﬁca Ribeirão José Lúcio, Município de Con-

ceição do Rio Verde, MG.

Tabela 5 – Suscetibilidade erosiva da área de estudo

Sub-bacia Ribeirão São Bento Sub-bacia Ribeirão José Lúcio

Suscetibilidade erosiva Suscetibilidade erosiva

Área (ha) Área (%) Área (ha) Área (%)

Alta 27,97 8,40 Alta 170,31 12,56

Média 190,92 57,34 Média 490,20 36,16

Baixa 114,03 34,26 Baixa 694,88 51,28

TOTAL 332,92 100 TOTAL 1355,39 100

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