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Desempenho dos modelos chuva-vazão TopModel e Dynamic TopModel no trecho alto da bacia hidrográfica do Rio Preto / MG
(UFVJM, 2021) Pires, Og Jacy Caboaçu; Matosinhos, Cristiano Christófaro; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Matosinhos, Cristiano Christófaro; Terra, Fabrício da Silva; Barral, Uidemar Morais
Os modelos hidrológicos de relação chuva-vazão são capazes de simular as vazões de bacias hidrográficas a partir de variáveis de chuva e evapotranspiração. Esses modelos destacam-se por sua facilidade de execução e produção de resultados satisfatórios, podendo incorporar a variabilidade espacial das características hidrológicas. Este estudo objetivou comparar o desempenho dos modelos TopModel (TM) e Dynamic TopModel (DTM) na bacia do rio Preto/MG, considerando a influência da resolução do modelo digital de elevação (MDE). A bacia do rio Preto pertence à bacia hidrográfica do rio Jequitinhonha e está localizada no estado de Minas Gerais, apresentando cerca de 95,20% da sua área em unidade de conservação de proteção integral (Parque Estadual do Rio Preto). A calibração dos modelos foi realizada a partir de dados diários de chuva e evapotranspiração potencial de outubro do ano de 2000 a dezembro de 2009. Para a validação, foi considerado o intervalo entre dezembro de 2009 e outubro de 2018. Na calibração, considerando o MDE da imagem SRTM (resolução espacial de 30 metros), o modelo TM registrou coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) de 0,52 e R2 de 0,53, enquanto DTM apresentou NSE de 0,08 e R2 igual a 0,15. Os erros médios quadrático (RMSE) e absoluto (MAE) foram de, respectivamente, 3,56 e 1,34 mm para o TM e de 4,90 e 2,64 mm para o DTM. Na validação, TM apresentou NSE de 0,45 e R² de 0,46, enquanto DTM apresentou NSE de 0,13 e R2 de 0,18. Os erros médios quadrático (RMSE) e absoluto (MAE) foram de, respectivamente, 3,82 e 1,35 mm para o TM e de 4,83 e 2,00 mm para o DTM. A utilização da imagem ALOS-PALSAR (12,50 metros) indicou resultados ambíguos, com piora discreta de desempenho para TM e melhora representativa para DTM. A caracterização do relevo influenciou no resultado, com resoluções mais detalhadas, ocasionando em maiores efeitos relacionados ao DTM. De forma geral, a simplicidade adotada pelo modelo TM apresentou melhor desempenho, contudo com resultados abaixo do aceitável para a caracterização da relação chuva-vazão no alto da bacia do rio Preto. Neste contexto, sugere-se a utilização de modelos menos complexos como o TM para simular chuvas de longo prazo na região de estudo.
Efeito de fontes e doses de ácidos húmicos na produção do feijão (Phaseolus vulgaris L.)
(UFVJM, 2015) Barral, Uidemar Morais; Silva, Alexandre Christófaro; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Silva, Alexandre Christófaro; Campos, José Ricardo da Rocha; Silva, Enilson de Barros; Barbosa, Mauricio Soares
A matéria orgânica (MOS) do solo consiste de uma mistura de compostos em vários estágios de decomposição, resultante da degradação biológica de resíduos de plantas e animais, e da atividade de microrganismos, denominados substâncias húmicas (SHs). Essas substâncias fracionadas em ácidos fúlvicos (AF), ácidos húmicos (AH) e humina (H), de acordo com sua solubilidade em meio ácido ou básico. Os AH têm sido usados como fertilizantes aplicados diretamente no solo ou via foliar, principalmente por influenciarem o metabolismo das plantas. Objetivou-se com este trabalho avaliar em feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), a influência de fontes e doses diferentes de AH, na produção, crescimento radicular e absorção de nutrientes e biodisponibilidade de nutrientes no solo. O experimento foi conduzido utilizando o delineamento em blocos casualizados com 15 tratamentos, sendo estes as fontes de AH (turfa - 1, composto - 2 e produto comercial - 3) e as doses de AH (0, 2, 8, 16 e 32 kg ha-1), com quatro repetições. Foram avaliadas: altura das plantas (cm), diâmetro do caule (cm), teor de clorofila (µg cm-2) e teor de macro e micronutrientes nas folhas no florescimento do feijoeiro e ao fim do experimento, peso de sementes (g), massa seca da parte aérea e de raízes (g), número de vagem por planta e de sementes por vagem e no solo: pH em água e teores de matéria orgânica, P, K, Ca, Mg, Al e H+Al. A aplicação de AH reduziu o crescimento e produção de grão, com aumento das doses em cada fonte, seguindo a ordem fonte 3 > fonte 1 > fonte 2. Os teores de P, K, Cu, Fe, Mn e Zn nas folhas foram influenciados pelas doses de todas as fontes de AH. Houve redução para maioria dos nutrientes quantificados nas folhas com aumento das doses de AH. Os teores de P e K se elevaram no solo, com a aplicação de AH. Para condições testadas, não se recomenda utilização de AH para cultura do feijoeiro.
Estudo multi-proxy de um registro de vereda do Parque Nacional de Brasília (DF) com fins de reconstituição do paleoambiente e paleoclima do Brasil Central
(UFVJM, 2022) Viana, Carolina Batista de Oliveira; Horák-Terra, Ingrid; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Horák-Terra, Ingrid; Terra, Fabrício da Silva; Barral, Uidemar Morais
As veredas são valiosos arquivos das mudanças ambientais e climáticas do passado. Esta dissertação apresenta atributos morfológicos, físicos e químicos, além da composição elementar e isotópica de um testemunho de vereda (286 cm) de idade Pleistocênica (superior a 28.000 anos) do Parque Nacional de Brasília (Distrito Federal, Brasil). A Análise por Componentes Principais foi aplicada aos dados obtidos para identificar os principais fatores e processos que controlam a evolução da vereda e inferir as principais alterações paleoambientais. Três componentes principais foram identificadas, onde CP1 está relacionada ao acúmulo relativo de matéria orgânica versus acúmulo de material mineral local, condição estritamente relacionada à estabilidade da bacia e vegetação associada (plantas C3 e C4); CP2 está relacionada à ação dos processos de decomposição da turfa; e CP3 está relacionada à incorporação de material inorgânico por meio de deposição de poeira de fontes regionais. Foram verificadas cinco fases de alterações paleoambientais: I) anterior a 28.917 anos cal AP; II) 28.917-17.942 anos cal AP; III) 17.942-10.384 anos cal AP; IV) 10.384-2.182 anos cal AP; e V) 2.182 anos cal AP até o presente. O cenário ao redor da vereda transitou de um ambiente com vegetação mais aberta sob condições mais secas (plantas C4) e grande instabilidade local e regional passando a momentos com misturas de plantas de condições secas e úmidas (plantas C3+C4). Depois disso, retorno ao predomínio de plantas C4 com alta expressão do processo de decomposição de turfa e alta entrada de material mineral regional, até momentos com aumento expressivo de plantas C3 com alto acúmulo de matéria orgânica e estabilidade ambiental (local e regional). Os resultados sugerem que esta vereda é um ecossistema complexo que apresenta grande potencial para estudos de reconstituição ambiental e mudanças climáticas e deve, portanto, ser protegido.
Estudos preliminares da utilização de substâncias húmicas na atenuação da fitotoxidez por arsênio
(UFVJM, 2020) Santos, Jefferson Luiz Antunes; Dobbss, Leonardo Barros; Busato, Jader Galba; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Dobbss, Leonardo Barros; Terra, Fabrício da Silva; Heringer, Rodrigo de Almeida; Barral, Uidemar Morais
O arsênio (As) representa grande risco ambiental e sua fitorremediação tem sido apontada como uma boa técnica para recuperação de ambientes contaminados. Dentro desse ponto de vista, as substâncias húmicas (SH) podem ser utilizadas para amenizar a toxidez por As, contribuindo em sistemas de fitorremediação. O objetivo geral deste trabalho de tese foi avaliar se SH isoladas de vermicomposto apresentam capacidade de amenizar a fitotoxidez de As e aumentar sua fitoextração, utilizando-se eucalipto citriodora (Corymbia citriodora Hill & Johnson) e milho (Zea mays L.) como plantas indicadoras. Neste sentido foram desenvolvidos os seguintes objetivos específicos: (1) Avaliar se SH podem modificar a arquitetura do sistema radicular, estimular o crescimento, aumentar a robustez e aliviar o estresse promovido pelo As em C. citriodora; (2) Verificar se há atenuação de estresses nutricionais e fisiológicos promovidos pelo As em plantas de milho, aumentando seu potencial de fitoextração; (3) Estudar os efeitos das SH na amenização dos efeitos tóxicos do As sobre a bioenergética de plântulas de milho, no âmbito da extrusão radicular de H+ e da atividade de enzimas do estresse oxidativo. Foram realizados três experimentos, sendo o primeiro com plantas C. citriodora e os demais com Z. mays. Os experimentos foram precedidos de ensaios para determinação da melhor concentração-resposta de SH e da concentração tóxica por As e então foram aplicados os tratamentos: Controle, SH, As e As+SH acompanhados de solução nutritiva. No primeiro trabalho foi observado que SH apresentaram capacidade de modificar a arquitetura do sistema radicular, a biomassa, a robustez e aliviar os efeitos danosos do As ao crescimento. No segundo, SH aumentaram a fitoextração de As e atenuaram seu estresse. A taxa de fotossíntese sofreu redução pelo estresse por As e foi atenuado pela ação das SH. A condutância estomática e eficiência do uso da água também sofreram reduções pelo estresse por As, mas não foram atenuadas pelo tratamento com SH. A concentração interna de CO2 aumentou com o estresse por As e foi amenizada pela ação das SH. As elevações das concentrações de P, Fe, Cu, Mn e Ni promovidas em resposta ao estresse por As, foram atenuadas pela ação das SH. As plantas tratadas com SH apresentaram menores concentrações de As, mas, como em contrapartida aumentaram a biomassa, pode-se afirmar que a fitoextração aumentou. No terceiro, foi observado que SH alteraram a bioenergética. Os efeitos do As (extrusão radicular de H+ e da atividade das enzimas do estresse oxidativo) foram aliviados pelas SH. As evidências experimentais obtidas com os resultados deste trabalho de tese evidenciaram que SH apresentaram capacidade de amenizar a fitotoxidez de As e também aumentar sua fitoextração.
Hidrologia e fluxo de carbono em turfeiras tropicais de montanha
(UFVJM, 2018) Barral, Uidemar Morais; Silva, Alexandre Christófaro; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Silva, Alexandre Christófaro; Rocha, Wellington Willian; Campos, José Ricardo da Rocha; Matosinhos, Cristiano Christófaro
Turfeiras são ecossistemas formados pela acumulação de tecidos vegetais em ambientes com condições anaeróbicas. Suas principais características definidoras são o solo orgânico e a retenção de água. São as propriedades hidrológicas das turfeiras que permitem a sua existência continuada. Entender a hidrologia das turfeiras é fundamental para estes ecossistemas, já que é provavelmente a condição mais importante relacionada à ecologia, ao desenvolvimento, às funções e aos seus processos de formação. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento hidrológico e o fluxo de carbono em turfeiras tropicais de montanha e a influência da antropização nestes ecossistemas. Foram instalados sete medidores de nível em duas turfeiras situadas no Chapadão do Couto (MG), com intervalo de registro de trinta minutos, sendo quatro em turfeira protegida pelo Parque Estadual do Rio Preto e três em uma turfeira antropizada do alto curso do rio Araçuaí, utilizada para pastejo animal e que sofre queimadas frequentes. Também foram coletadas, a cada dois meses, amostras de água em três pontos em cada turfeira, nas quais foram analisados: Sólidos solúveis totais; Potencial de oxidorredução; temperatura; pH; oxigênio dissolvido; condutividade elétrica; demanda química de oxigênio; turbidez; cloro total; fósforo; potássio; ferro total; Alumínio; nitrato; amônia e carbono orgânico total. No exutório da área de recarga hídrica de cada turfeira foi medida a vazão, também a cada dois meses. Parâmetros climáticos da área dos estudos foram obtidos com instalação de uma estação meteorológica com registros tomados a cada hora. Com os dados obtidos pelos medidores de nível foram calculados a amplitude de variação e variação do lençol freático. Também foi calculado o rendimento específico para as turfeiras estudas, relacionando a precipitação e a variação na elevação do lençol freático. Os dados foram analisados por fatorial/componente principal para se obter os principais processos influenciadores da qualidade da água em cada turfeira. Os valores de rendimento especifico foram correlacionados com a vazão em cada turfeira. Também foi usada regressão múltipla para obter uma equação que melhor representasse a vazão em cada área. A estatística multivariada permitiu a identificação de processos que influenciam a qualidade da água, sendo que em áreas protegidas, o principal processo influenciador da qualidade das águas de suas turfeiras é a decomposição da matéria orgânica e as turfeiras em áreas sem proteção a qualidade da água é influenciada pela erosão da área de recarga. A proteção das turfeiras ainda reduz a variação do lençol freático, além de torna-las mais produtivas, em relação a quantidade de água por unidade de área e protege sua capacidade de retenção de água dos efeitos antrópicos, principalmente incêndios. Turfeiras tropicais de montanha são bastante sensíveis a antropização, que provoca redução do estoque de carbono, diminuição do volume de água armazenado e degradação da qualidade de suas águas. Desta forma, a preservação é de fundamental importância para estes ecossistemas.
Influência do uso e ocupação da terra na qualidade da água da bacia hidrográfica do Rio Paraúna - MG
(UFVJM, 2021) Pacheco Neto, Wallace Maciel; Matosinhos, Cristiano Christófaro; Baggio Filho, Hernando; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Matosinhos, Cristiano Christófaro; Baggio Filho, Hernando; Catuzzo, Humberto; Barral, Uidemar Morais
A avaliação da relação entre o uso da terra e a qualidade de água pode fornecer informações importantes para o diagnóstico correto da situação ambiental de uma bacia hidrográfica, bem como para o planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos nessas áreas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do uso e ocupação da terra na qualidade das águas superficiais do Rio Paraúna. A bacia do rio Paraúna, pertencente à bacia do rio das Velhas, apresenta histórico de degradação pela mineração no passado, com predomínio atual da agropecuária. Foram analisados 28 parâmetros de qualidade de água nos períodos seco e chuvoso entre 2019 e 2020, em 14 estações de coleta na bacia do Rio Paraúna. Os dados de qualidade da água foram avaliados em relação à violação de padrões ambientais da Classe 1 e em relação à variabilidade espacial (testes de correlação de Spearman) e temporal (testes de sazonalidade de Wilcoxon) e análises multivariadas (análises dos componentes principais e agrupamento hieráqurico). A relação dos parâmetros de qualidade da água o percentual de ocupação das principais classes de uso e ocupação da terra foi feita a partir de testes de correlação de Spearman. Os parâmetros cor, turbidez, pH, manganês, zinco e ferro violaram os limites estabelecidos pela legislação. Os parâmetros temperatura, pH, turbidez, oxigênio dissolvido, manganês e detergente LAS, apresentaram tendência significativa de aumento em direção à foz do rio Paraúna. As análises indicaram que a sazonalidade é o fator mais relevante para explicar a variabilidade dos dados de diversos parâmetros, com maiores teores no período chuvoso. A correlação dos parâmetros com o uso e ocupação da terra indicou que as áreas ocupadas por florestas e afloramentos rochosos contribuem para a melhoria da qualidade das águas, exceto para o oxigênio dissolvido, indicando influência da decomposição do material vegetal na redução desse parâmetro. Áreas de agricultura e pastagem, contribuem para o aumento do teor de grande parte dos parâmetros avaliados. As áreas urbanas, mesmo em pequena proporção na área de estudo, apresentaram correlação direta com aumento de detergente, amônia e, diferente do esperado, apresentaram maiores concentrações de oxigênio dissolvido, indicando que a capacidade de autodepuração dos rios da bacia ainda não foi superada. Os resultados demonstram que o controle de fontes difusas é o fator mais relevante para a manutenção da qualidade da água na bacia. De modo geral, a qualidade das águas na bacia do Rio Paraúna apresenta boa qualidade, mantendo sua condição de contribuir para a melhoria da qualidade das águas do Rio das Velhas.
Origem e evolução fitogeográfica dos capões de mata associados aos ecossistemas de turfeiras da Serra do Espinhaço Meridional - MG
(UFVJM, 2021) Gonçalves, Thamyres Sabrina; Silva, Alexandre Christófaro; Mendonça Filho, Carlos Victor; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Silva, Alexandre Christófaro; Calegari, Marcia Regina; Grazziotti, Paulo Henrique; Barral, Uidemar Morais
O objetivo foi compreender a dinâmica evolutiva dos Capões na paisagem. Estes conhecimentos podem subsidiar estratégias de conservação dos ecossistemas de turfeiras de montanhas tropicais e mostram como diferentes elementos interagem na formação da paisagem. Etapas da pesquisa: a) vegetação: caracterização florística, fitogeográfica, fenológica, coleção de referência de fitólitos; b) solo: deposição de serrapilheira, análises isotópicas de 13C e 15N, fitólitos, datações por 14C, caracterização morfológica e geoquímica. O estudo foi realizado em quatro Capões, dois em um ecossistema de turfeira no distrito de Pinheiro (Diamantina -MG), no limite com o Parque Estadual do Biribiri, e outros dois em um ecossistema de turfeira da nascente do Rio Preto, em uma superfície de aplainamento conhecida como Chapadão do Couto, no Parque Estadual do Rio Preto (São Gonçalo do Rio Preto – MG), onde as altitudes são de 1.240 e 1.600 m respectivamente. Em cada área foram estudados dois Capões, um inserido totalmente dentro da turfeira e outro na transição para o Campo Limpo Seco. Os resultados mostram que a vegetação possui uma estrutura diferente em cada Capão, com variações na intensidade da deposição de serrapilheira e diferenças no processo de dispersão de sementes. Apresentam composição florística que inclui espécies de Mata Atlântica, Cerrado e Floresta Amazônica, majoritariamente de fitofisionomias de florestas estacionais disjuntas do domínio tropical atlântico. Algumas espécies produzem fitólitos e nunca haviam sido estudadas sobre essa produção. As análises isotópicas de δ13C na matéria orgânica do solo sugerem que a vegetação na zona de fluxo hídrico superficial dos ecossistemas de turfeira aparentemente sempre foi mais arborizada, com maior contribuição de plantas C3, com ciclos de expansão e retração dos Capões, evidenciados pela variação na contribuição de plantas C4 no sinal isotópico da MOS. Os teores de δ15N sugerem que o lençol freático passou por muitas oscilações, tornando os Capões ora mais ora menos influenciados por ele. A morfologia dos testemunhos mostrou a existência de processos de acúmulo de matéria orgânica e sedimentação de material mineral distintos em todos os Capões, ao que se supõe bastante influenciados pela posição pedogeomorfológica de cada Capão.
Reconstituição paleoambiental do norte de Minas Gerais através da Vereda Pau Grande, Parque Nacional Grande Sertão Veredas - MG
(UFVJM, 2020) Trindade, Rosália Nazareth Rosa; Horák Terra, Ingrid; Silva, Alexandre Christófaro; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Horák Terra, Ingrid; Terra, Fabrício da Silva; Barral, Uidemar Morais
O interesse por desvendar a história pretérita tem motivado o estudo de ambientes que preservam sequências de acúmulo de matéria orgânica, o que faz das veredas excelentes arquivos do paleoambiente e do paleoclima. Caracterizadas pela presença da palmeira buriti, e ocorrendo especialmente dentro do bioma Cerrado, as veredas encontram-se encaixadas ao longo de vales pouco profundos sobre as chapadas e chapadões do Brasil central. Poucos são os estudos de reconstituição que utilizam registros deste ambiente, e escassos são os conhecimentos para esta região. Sendo assim, o objetivo geral deste trabalho foi estudar um testemunho de solo da vereda Pau Grande (PG), inserida no Parque Nacional Grande Sertão Veredas (Chapada Gaúcha-MG), com fins de reconstituir o cenário pretérito da região norte de Minas Gerais, em uma abordagem multi-proxy, incluindo a obtenção de dados polínicos e geoquímicos (elementar e isotópico) combinados com estratigrafia, datações 14C e estatística multivariada. A idade mais antiga, obtida da base do material orgânico do testemunho, foi de 33.347 anos cal AP, indicando que a formação do solo orgânico deu-se a partir do Pleistoceno Tardio. A partir da análise conjunta dos proxies, foi possível inferir cinco principais fases de mudanças paleoambientais. Fase I, entre ~34.000 - 27.408 anos cal AP, indicando alta instabilidade na bacia da vereda (momentos de forte erosão no local), alternâncias das vegetações com plantas C4 (típicas de um ambiente mais seco e mais aberto) e vegetações com mistura C3+C4 o que infere um clima seco nessa fase. Fase II, ~27.408 - 11.182 anos cal AP, englobando o Último Máximo Glacial (UMG), apresentou sinal essencialmente de plantas C4, rebaixamento do lençol freático e aumento da relação C/N, sugerindo que provavelmente o ambiente foi mais seco nesta fase em comparação à Fase I (e também o mais seco do registro Pau Grande). Fase III, ~11.182 - 6.043 anos cal AP, abrangendo a transição Pleistoceno-Holoceno inferior e Holoceno médio em que o ambiente no geral foi mais úmido em relação às fases anteriores II e I, devido ao sinal δ13C evidenciar um provável aumento de plantas C3, aumento da matéria orgânica, presença de uma matéria orgânica mais humificada e mais halogenada e redução das taxas de decomposição da matéria orgânica. Fase IV, ~6.043 - 1.291 anos cal AP, incluindo o Holoceno médio até o Holoceno superior, caracterizando a fase mais úmida dos últimos 34 mil anos, com o maior predomínio de plantas C3, vegetação de mata úmida com estrato arbóreo bem desenvolvido, e é o momento mais estável local e regionalmente. Nessa fase houve desenvolvimento expressivo da vereda com a expansão da Mauritia flexuosa (buriti) e Mauritiella armata (xiriri). Fase V, ~1.291 anos cal AP até o presente, onde houve um retorno ao aumento das plantas C4, o aumento mais expressivo de algas, a presença de um Cerrado com a vereda e aumento da instabilidade no ambiente local (retorno a erosão na bacia). Assim houve um ressecamento do ambiente em relação a fase anterior e a presença da vereda pode indicar clima semiúmido e quente, como ocorre atualmente na região. A partir desse estudo houve um melhor entendimento da história evolutiva da paisagem, cujo o conhecimento poderá adicionar novas inferências para o modelo peleoclimático brasileiro e prover informações para o Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio) e para os programas de preservação de veredas.