Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Padrões espaciais da variação edáfica em uma floresta de terra firme na
Amazônia Central
Carlos Henrique Souza Celes1; João Baptista Silva Ferraz1; Niro Higuchi1; Fernanda Coelho
de Souza1
1
Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Av. André Araújo, 2936, Aleixo, 69060-001, Manaus –AM, Brasil
{fernanda.coelho, carlos.celes, jferraz, niro}@inpa.gov.br
Abstract.The spatial pattern of edaphic variation in Amazon region is poorly known. Considering
the difficulties in collecting and analyzing soils samples, we evaluated the use of SRTM as a digital
elevation model and the altitudes measured in field, related to soil textures. We considered a mosaic
of edaphic patches, reflecting differences in topography of geological formation in a small area. The
relationship between SRTM data and clay content was 82.75%, and among altitude measured in field
and clay content was 75.84%. Despite the varying heights of trees with soil texture and the
interference in radar penetration, altitude and the digital elevation model were good predictors of
soils conditions.
Palavras-chave: SRTM, topography, soil texture, clay, Central Amazon. SRTM, topografia, textura
dos solos, argila e Amazônia Central.
1. Introdução
Ao longo de toda Bacia Amazônica os solos variam desde Spodosols, Oxisol e Histosol
pobres até Ultisol, Inceptisol, Entisol e Eutrophic Histosol férteis (Phillips et al., 2004), no
entanto, a região da Amazônia Central é caracterizada por solos extremamente
intemperizados e frequentemente de baixa fertilidade (Chauvel et al., 1987; Jordan,1987;
Luizão, 1989; Ferraz et al., 1998; Luizão 2007). Mesmo nestas áreas de solos pobres, existe
uma variação edáfica relacionada à topografia. Na região central da bacia a topografia é
fortemente correlacionada com a textura dos solos (Chauvel et al., 1987),
Mesmo em uma pequena escala existe uma grande variação quanto aos nutrientes do solo,
textura e drenagem. Em áreas mais elevadas ocorrem geralmente solos argilosos, sendo
substituídos gradativamente por solos de textura mais arenosa nos vales. Pequenas variações
nas características dos solos e topografia influenciam diretamente no estoque de carbono,
biomassa, composição de espécies e consequentemente na variação de processos ecológicos
em florestas de terra-firme (Ferraz et al., 1998; Luizão et al., 2004; Kinupp e Magnusson,
2005; Castilho et al., 2006; Costa et al., 2008).
Grandes esforços são realizados para coleta de solos em áreas pequenas, no entanto,
considerando que a topografia está intimamente relacionada á variação edáfica, padrões
observados para textura de solos em uma pequena escala podem ser extrapolados para áreas
maiores. De maneira geral, dados de topografia podem ser obtidos com maior facilidade
quando comparado aos de solos. A topografia representada por valores de altitude acima do
nível do mar podem ser extraídas de imagens de radar, Shuttle Radar Topographic Mission
(SRTM). O modelo digital de elevação (MDE) do SRTM é disponível para 80% do planeta
e sua resolução para América do sul é de 3”, aproximadamente 90 m. Essa base de
informações é de extrema importância para estudos na região amazônica, onde dados
altimétricos em escalas mais finas são escassos (Schietti et al., 2007). A altitude é utilizada
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para indicar a posição ao longo de uma sequência topográfica, permitindo utilizar a
topografia como uma medida indireta da variação textural dos solos.
O entendimento destes padrões e processos que variam ao longo da paisagem podem
ajudar na extrapolação de resultados precisos para áreas maiores. Desta forma, se as
características dos solos representadas pelos teores de areia, argila e silte estiverem
relacionadas com os valores de altitude, a topografia poderá ser utilizada como um bom
preditor da variação edáfica textural. Neste contexto, o presente trabalho busca avaliar se a
topografia é um bom preditor das características de textura dos solos em pequenas escalas e
extrapolar a variação edáfica para áreas maiores, permitindo o entendimento de padrões e
processos ao longo da paisagem.
2. Metodologia do trabalho
2.1. Área de estudo
O estudo foi realizado na bacia do rio Cuieiras em uma floresta de terra firme localizada
na Estação Experimental de Silvicultura Tropical do Instituto Nacional de Pesquisas da
Amazônia (E.E.S.T/INPA), Núcleo ZF-2 (Figura 1). A área está situada 90 km a noroeste de
Manaus, Brasil, nas coordenadas Latitude -02º35’ S e Longitude -60º12’ W com base no
mapa do Radambrasil (folha SA-20-Z-B). O acesso a área é feito através da estrada vicinal
localizada no km 50 da Rodovia BR-174 que liga Manaus-AM a Boa Vista-RR. De maneira
geral a topografia da região é caracterizada por planos suaves, apresentando diferentes
compartimentos topográficos: baixios que sofrem influência de cursos de água, vertentes
caracterizadas por elevada declividade e platôs localizados geralmente nas áreas mais
elevadas (Higuchi, et al., 1998; Higuchi et al., 2004).
Figura 1: Localização do Transecto na Estação Experimental de Silvicultura Tropical (EESTZF2), Manaus.
2.2. Base de dados
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Os dados de solos são provenientes do estudo de Ferraz et al., (1998). Foram coletadas 45
amostras a 30 cm de profundidade ao longo de um transecto de 2.500 m. As coletas foram
feitas após a remoção da camada de folhas, o solo foi seco ao ar, retirado restos de raízes e
peneirado, as análises de granulometria e nutrientes foram realizadas Laboratório Temático de
Solos e Plantas do INPA.
Os solos encontrados em áreas de platô são de textura argilosa e classificados como
Latossolos Amarelos; nas áreas de encosta estes solos variam de argilosos nas áreas próximas
aos platôs a areno-argilosos nas áreas mais próximas aos baixios, sendo classificados como
Podzólicos Vermelho-Amarelos. Nas áreas de baixios os solos são de textura arenosa,
Arenossolos Hidromórficos (Ferraz et al., 1998).
A área de estudo consiste em um mosaico edáfico, refletindo a grande variação que pode
ser encontrada mesmo em uma pequena escala. A variação textural dentro dos 2.500 m
amostrados é bastante elevada, com areia variando de 5 a 85% e teores de argila entre 0.9 a
78%.
A topografia da área é variável, com áreas altas e planas de platô, vertentes e áreas de
menor altitude, baixios. A altitude varia de aproximadamente 77 a 121 metros sobre o nível
do mar. Os dados de topografia são provenientes de imagens SRTM e da altitude medida em
campo.
Em campo foram mensuradas as cotas altimétricas com auxílio de um clinômetro. As
medidas foram tomadas a cada 20 m ao longo do transecto de 2500 m de comprimento. Todas
as medidas foram feitas em relação à estrada.
2.3. Análise
A fim de avaliar a relação entre o gradiente edáfico e a topografia, testamos a correlação
entre altitude proveniente da imagem SRTM e cotas altimétricas medidas em campo com
textura dos solos, representadas pelos teores de areia e argila. Utilizando a altitude e os dados
de solos coletados nos 2500 m foram ajustadas equações para extrapolar a variação edáfica
para toda a área da Estação Experimental de Silvicultura Tropical (EEST-ZF2) de 22 mil
hectares.
3. Resultados e Discussão
Na área amostrada 81.98% da variação dos dados SRTM foram explicados pelo teor de
areia dos solos e 82.75% pelo teor de argila (Figura 2). Estes resultados indicam, de maneira
geral, uma relação entre os gradientes edáfico e topográfico. Quanto maior a altitude, maior o
teor de argila dos solos, sendo substituído gradativamente, nas áreas mais inclinadas de
vertente, por solos areno-argilosos e solos bastante arenosos nas áreas de baixio próximas aos
cursos d’água. Parte da variação não explicada pelos modelos (areia: y= -1.9308x + 231.12 e
argila: 1.8601x – 144.45) pode estar relacionada com a precisão dos valores de altitude, pois
os dados do SRTM são sensíveis em relação à vegetação. No entanto, apesar da influência do
dossel da floresta nos valores de altitude, a topografia esteve fortemente relacionada à
variação textual dos solos. Na Figura 3 podemos observar que há outro fator que não está
sendo explicado pela equação. As áreas planas nos baixios mais altos apresentam um maior
teor de areia, quando comparadas às áreas declivosas com valores de cotas mais baixos.
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Figura 2: Relação entre o gradiente de solos, representados pelos valores de areia e argila em
relação à altitude derivada do SRTM. Figura 3: Relação entre o gradiente de solos, representado pelos valores de areia e argila e as
cotas altimétricas medidas em campo.
Confirmada a forte relação (82.75%) entre topografia e teor de argila nos solos foi
possível extrapolar a variação edáfica para toda área da EEST (Figura 4). Considerando a
amplitude de variação de textura dos solos, representada pelos teores de argila, entre 5 e 85%,
houve a necessidade de truncar nestes valores máximos e mínimos. Áreas que apresentaram
valores de altitude superiores à amplitude de variação considerada na amostragem receberam
um valor máximo, e para os valores de cotas inferiores às amostradas foi atribuído o valor
fixo mínimo de 5%.
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Figura 4: Mapa com os teores de areia para a área de estudo.
A área amostrada compreende um mosaico edáfico e topográfico com condições que
variam em concentrações de nutrientes e textura de solo. Considerando a elevada
heterogeneidade espacial, e a forte relação entre altitude e textura dos solos, foi possível
predizer a variação edáfica da área. Esta extrapolação dos padrões edáficos para escalas
maiores pode auxiliar no entendimento e detecção dos padrões vegetacionais, visto que a
composição florística é estruturada espacialmente por fatores topográficos e edáficos
(Carneiro et al., 2004; Costa et al., 2005; Costa et al., 2009). A heterogeneidade espacial da
vegetação está relacionada aos solos e topografia, que por sua vez é um fator determinante do
microclima, representados pela temperatura, luz e umidade.
Diversos trabalhos têm confirmado que é possível utilizar dados de sensoriamento remoto
com parâmetros da vegetação (Castilho et al., 2006; Costa et al., 2008; Toledo et al., 2009),
para informações de solos estes resultados também mostraram êxito. No entanto, como a
textura dos solos não é totalmente explicada pela altitude, sugere-se utilizar modelos digitais
de elevação que desconsiderem o dossel da floresta nas estimativas de altitude e levem em
contas outras características topográficas como a declividade e a curvatura do terreno.
4. Conclusão
Mesmo em uma pequena escala a topografia está fortemente relacionada à variação
edáfica, quanto maior a altitude, maiores o teores de argila dos solos e menores o teores de
areia. Estes resultados permitiram extrapolar informações de textura dos solos para áreas
maiores, com base em valores de altitude. A elaboração de mapas de áreas maiores como as
da EEST do INPA podem servir como base para entendimento de padrões e processos em
escalas maiores. No entanto, todas as interpretações de extrapolação devem ser feitas com
cautela, pois apesar da área de estudo compreender um mosaico edáfico com grande variação
na textura dos solos, nem todas as cotas altimétricas da área de estudo tiveram amostras de
solo coletadas e as informações de altitude derivadas do SRTM sofrem influência da altura
do dossel.
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Agradecimentos
Ao CNPq pela bolsa concedida. Ao INCT Madeiras da Amazônia e ao Projeto Carbon
Dynamics in Amazon Forest (CADAF) pelo apoio e financiamento.
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