ABSTRACT Digital soil mapping (DSM) permits continuous mapping soil types and properties through raster formats considering variation within soil class, in contrast to the traditional mapping that only considers spatial variation of soils at the boundaries of delineated polygons. The objective of this study was to compare the performance of SoLIM (Soil Land Inference Model) for two sets of environmental variables on digital mapping of saturated hydraulic conductivity and solum depth (A + B horizons) and to apply the best model on runoff risk evaluation. The study was done in the Posses watershed, MG, Brazil, and SoLIM was applied for the following sets of co-variables: 1) terrain attributes (AT): slope, plan curvature, elevation and topographic wetness index. 2) Geomorphons and terrain attributes (GEOM): slope, plan curvature, elevation and topographic wetness index combined with geomorphons. The most precise methodology was applied to predict runoff areas risk through the Wetness Index based on contribution area, solum depth, and saturated hydraulic conductivity. GEOM was the best set of co-variables for both properties, so this was the DSM model used to predict the runoff risk. The runoff risk showed that the critical months are from November to March. The new way to classify the landscape to use on DSM was demonstrated to be an efficient tool with which to model process that occurs on watersheds and can be used to forecast the runoff risk.

Normalmente, os plantios florestais com eucalipto encontram-se inseridos em ecossistemas sensíveis como relevo acidentado, solos com baixa fertilidade natural e antigas áreas agrícolas degradadas. Objetivou-se neste estudo, obter os fatores da equação universal de perdas de solo (USLE) e, por meio dela, estimar o risco de erosão hídrica em regiões florestadas com eucalipto simulando alguns cenários. Os fatores da USLE foram obtidos em parcelas instaladas no campo, sob chuva natural, na Bacia do Rio Doce, MG, Brasil e aplicados para avaliar o risco de erosão, usando a USLE no Sistema de Informações Geográficas. A área do estudo apresentou valores de erosividade variando de 10.721 a 10.642 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. Alguns solos (Latossolos) tiveram baixos valores de erodibilidade (2,0 x 10-4 e 1,0 x 10-4 t h MJ-1 mm-1), o fator topográfico variou de 0,03 a 10,57 e o fator cobertura e manejo obtidos para floresta nativa, eucaliptos e pastagem plantada foram 0,09, 0,12 e 0,22, respectivamente. O risco estimado de erosão hídrica no uso atual indicou que a áreas que devem receber mais atenção foram, principalmente, as áreas com maior fator topográfico e áreas de Cambissolo. O planejamento das atividades florestais nessas regiões deve considerar a implantação de outras práticas conservacionistas, além das já utilizadas, reduzindo as áreas de maiores riscos a erosão do solo e aumentando as áreas de risco muito baixo nas áreas de Cambissolo.

Eucalyptus plantations are normally found in vulnerable ecosystems such as steep slope, soil with low natural fertility and lands that were degraded by agriculture. The objective of this study was to obtain Universal Soil Loss Equation (USLE) factors and use them to estimate water erosion risk in regions with eucalyptus planted. The USLE factors were obtained in field plots under natural rainfall in the Rio Doce Basin, MG, Brazil, and the model applied to assess erosion risk using USLE in a Geographic Information System. The study area showed rainfall-runoff erosivity values from 10,721 to 10,642 MJ mm ha-1 h-1 yr-1. Some soils (Latosols) had very low erodibility values (2.0 x 10-4 and 1.0 x 10-4t h MJ-1 mm-1), the topographic factor ranged from 0.03 to 10.57 and crop and management factor values obtained for native forest, eucalyptus and planted pasture were 0.09, 0.12 and 0.22, respectively. Water erosion risk estimates for current land use indicated that the areas where should receive more attention were mainly areas with greater topographic factors and those with Cambisols. Planning of forestry activities in this region should consider implementation of other conservation practices beyond those already used, reducing areas with a greater risk of soil erosion and increasing areas with very low risk.

A perda de solo por erosão hídrica é a principal causa da degradação do solo no Brasil. No entanto, a erosão pode ser reduzida pela presença da vegetação. O cálculo do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (IVDN) permite avaliar o vigor vegetativo de culturas ou vegetação natural o que facilita a identificação de áreas com cobertura vegetal. Esta informação é muito importante para identificar o fenômeno que pode estar ocorrendo em uma determinada área, especialmente aqueles relacionados à degradação do solo por erosão hídrica. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o índice de cobertura vegetal por IVDN e verificar a precisão utilizando o Índice de Cobertura (IC) de Stocking, na sub-bacia das Posses, a qual pertence ao Sistema Cantareira, localizada no município de Extrema, Minas Gerais, Brasil. Para tanto, utilizou-se as imagens Landsat-5 TM. A sub-bacia das Posses mostrou-se alterada quando comparada com a área de entorno. A técnica do IVDN mostrou-se com boa acurácia para identificar os usos que ocorrem na sub-bacia das Posses, sendo validados pela metodologia de Stocking. O mapeamento pelo IVDN permitiu localizar na sub-bacia a distribuição geográfica dos diferentes usos do solo e identificar as áreas críticas em relação à cobertura vegetal, e, assim planejar esforços para recuperação e proteção do solo nas áreas desnudas e com pastagem degradada, visando diminuição dos passivos ambientais. O IC não ultrapassou 40% para a maioria dos usos que ocorrem na sub-bacia (91%), excetuando as áreas de vegetação arbórea.

Soil loss by water erosion is the main cause of soil degradation in Brazil. However, erosion can be reduced by the presence of vegetation. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) makes it possible to identify the vegetative vigor of crops or natural vegetation which facilities the identification of areas with vegetation covers. This information is very important in identifying the phenomena which might be occurring in a particular area, especially those related to soil degradation by water erosion. Thus, the aim of this work was to assess the canopy cover by using NDVI, checking the image accuracy using the Coverage Index (CI) based on the Stocking method, in the Sub-basin of Posses, which belongs to the Cantareira System, located in the Extrema municipality, Minas Gerais, Brazil. Landsat-5 TM images were used. The sub-basin of Posses was very altered in comparison to the surrounding areas. The NDVI technique proved to be a suitable tool to assess the uses that occur in the sub-basin of Posses, as validated by the Stocking methodology. The map derived from NDVI allowed the geographic distribution of different land uses to be observed and allowed for the identification of critical areas in relation to vegetation cover as well. This finding can be used to optimize efforts to recover and protect soil in areas with bare soil and degraded pasture, in order to reduce environmental degradation. The CI has not exceeded 40% for land use classes that occur in the majority of the sub-basin (91%), except in areas of woody vegetation.

O desenvolvimento da erosão hídrica ocorre em resposta ao modo como a água se move através e sobre uma determinada paisagem. O modelo digital de elevação (MDE) deve, portanto, ser o mais preciso possível, uma vez que constitui a base para a análise do relevo. Este trabalho teve como objetivo definir um modelo digital de elevação hidrologicamente consistente (MDEHC) e o método de direção de fluxo mais adequado para a definição da rede de drenagem na sub-bacia do horto florestal Terra Dura, município de Eldorado do Sul, RS. Foram testados os modelos gerados com os interpoladores Topogrid e redes triangulares irregulares (Triangulated Irregular Network -TIN) linear (TIN L) e TIN natural neighbor (TIN NN). A qualidade em relação às análises hidrológicas foi avaliada por meio da comparação das curvas de nível geradas pelos modelos testados com as curvas originais da sub-bacia (escala 1:10.000); da avaliação da quantidade de áreas planas; e da comparação da drenagem gerada pelos modelos a partir dos métodos de direção de fluxo Deterministic (D8) e Deterministic infinity (D∞ ou D infinito) com a drenagem original. Entre os modelos avaliados, o Topogrid apresentou maior consistência hidrológica, verificada na melhor continuidade das curvas de nível (menos arestas) e maior detalhamento da área de drenagem e divisores, acarretando menor quantidade de áreas planas e caminhos de fluxo mais detalhados, independentemente do método de direção de fluxo utilizado. Em relação à rede de drenagem, o método distribuído D∞ obteve melhor desempenho na descrição dos caminhos de fluxo, comparado ao método de direção única D8. O MDEHC Topogrid associado ao método D∞ proporcionou a identificação mais precisa dos caminhos preferenciais do fluxo que formam a rede de drenagem.

The development of water erosion occurs in response to the way water moves through and over a given landscape. The digital elevation model (DEM) must therefore be as accurate as possible, since it is the basis for the analysis of a relief. The objectives of this study were to define a hydrologically consistent digital elevation model (HCDEM) and the most appropriate method to determine the flow direction of the drainage network in the sub-basin of the Terra Dura forest stand, in Eldorado do Sul, RS. The generated models were tested with Topogrid interpolation, Triangulated Irregular Networks (TIN) linear (TINL) and natural neighbor TIN (TIN NN). The quality of the hydrological analysis was evaluated by comparing the contours generated by the test models with the original curves of the sub-basin (scale 1:10.000); assessment of the amount of flat areas; and comparison of the original drainage with that generated by the models using the Deterministic (D8) and Deterministic infinity (D∞ or infinite D) flow direction methods. The hydrological consistency of Topogrid was the best of the studied models, as indicated by the better contour continuity (fewer contact points) and more details of the drainage area and water divides, resulting in a lower number of flat areas and more detailed flow paths, independently of the method used to determine the flow direction. In relation to the drainage network, the description of the flow paths by the D∞ distributed method was better than that by the D∞ single direction method. In conclusion, the Topogrid HCDEM associated with the D∞ method identified the preferential flow paths that form the drainage network most precisely.

RESUMO A erosão hídrica é a principal responsável pela perda da capacidade produtiva dos solos sob florestas plantadas e alteração da quantidade e qualidade da água em sub-bacias. Assim, este trabalho objetivou avaliar a influência dos sistemas de manejo adotados nos plantios florestais com eucalipto (eucalipto em nível - EN, eucalipto em desnível - ED e eucalipto em desnível com queima - EDQ) sobre as perdas de solo e água por erosão hídrica em relação às perdas em floresta nativa (FN), pastagem (PP) e solo descoberto (SD), num Latossolo Vermelho (LV) e Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA), e indicar qual o período mais crítico no manejo do solo, em relação à erosão hídrica, durante o ciclo de cultivo do eucalipto. O estudo foi conduzido em dois municípios: Belo Oriente (LVA) e Guanhães (LV), situados no Vale do Rio Doce, região Centro-Leste do estado de Minas Gerais. Com exceção do sistema SD no LVA, as perdas de solo foram abaixo do limite de tolerância admissível para essas classes de solos, nestas regiões, que são de 11,22 Mg ha-1 ano-1 no LV e de 7,17 Mg ha-1 ano-1 para o LVA. As perdas de água nos sistemas com eucalipto foram menores no plantio em nível, no LVA. Nos sistemas com eucalipto, os períodos iniciais após o plantio apresentam as maiores perdas de solo e água com redução ao final do ciclo. Por outro lado, no LVA os sistemas com solo descoberto e floresta nativa apresentaram aumento das perdas de água com o decorrer do tempo avaliado, indicando adequação dos sistemas com eucalipto.

ABSTRACT Water erosion is the main responsible for decreasing the productive capacity of soils under forest plantations and it changes the amount and the quality of water in sub-basins. Thus, this work aimed to evaluate the influence of management systems adopted in Eucalyptus forest plantations (eucalyptus in contour planting - EN, eucalyptus up and downslope planting - ED, and eucalyptus up and downslope planting with burning - EDQ) on soil and water losses by water erosion and to compare them with losses in native forest (FN), pasture (PP) and bare soil (SD), in a Red Latosol (LV) and Red-Yellow Latosol (LVA), indicating which is the most critical period in relation to water erosion during the cycle of Eucalyptus forest plantation. The study was carried out in two places: Belo Oriente (LVA) and Guanhães (LV), located in ‘Doce’ River Valley, central and eastern region of Minas Gerais State, Brazil. Except for the SD system in the LVA, the average soil losses were below the limit of soil loss tolerance, in such regions, which are 11.22 Mg ha-1 yr-1 for the LV and 7.17 Mg ha-1 yr-1 for the LVA. The water losses in the eucalyptus systems were lower in the contour planting, in the LVA. In the eucalyptus systems, the periods immediately after planting showed the greatest soil and water losses with reduction at the final period. On the other hand, in the LVA, the bare soil and native forest systems increased water losses with the advancing of the evaluation period, indicating adequacy of Eucalyptus systems.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade de agregados, em solos tropicais sob cultivo de eucalipto e vegetação nativa, e avaliar as relações entre a estabilidade de agregados e alguns atributos químicos e físicos do solo. Foram estudados Argissolos, Cambissolo, Latossolos e Plintossolo dentro de três regiões com cultivo de eucalipto, nos estados do Espírito Santo, Rio Grande do Sul e Minas Gerais. Para cada região, os solos com vegetação nativa foram comparados aos solos com preparo mínimo sob plantio de eucalipto. A estabilidade de agregados foi determinada por meio da técnica da curva característica da umidade em alta energia (HEMC), isto é, a curva de retenção de umidade na sucção muito baixa. Este método compara a resistência dos agregados à quebra em uma escala relativa de zero a um. Deste modo, a estabilidade de agregado em diferentes solos e práticas de manejo pode ser diretamente comparada. A razão de estabilidade de agregados foi maior que 50% em todos os solos estudados o que indica que o índice de estabilidade de agregados é alto tanto nas áreas com cultivo de eucalipto quanto naquelas com vegetação nativa. Isto sugere que o manejo do solo adotado para o eucalipto não modifica substancialmente este atributo. Nesses solos, a razão de estabilidade de agregados não mostra boa correlação com o conteúdo de argila ou de matéria orgânica. Entretanto, a matéria orgânica do solo mostra uma positiva correlação com o conteúdo de argila e com a capacidade de troca de cátion.

The objective of this work was to evaluate the aggregate stability of tropical soils under eucalyptus plantation and native vegetation, and assess the relationships between aggregate stability and some soil chemical and physical properties. Argisols, Cambisol, Latosols and Plinthosol within three eucalyptus-cultivated regions, in the states of Espírito Santo, Rio Grande do Sul and Minas Gerais, Brazil, were studied. For each region, soils under native vegetation were compared to those under minimum tillage with eucalyptus cultivation. The aggregate stability was measured using the high-energy moisture characteristic (HEMC) technique, i.e., the moisture release curve at very low suctions. This method compares the resistance of aggregates to slaking on a relative scale from zero to one. Thus, the aggregate stability from different soils and management practices can be directly compared. The aggregate stability ratio was greater than 50% for all soils, which shows that the aggregate stability index is high, both in eucalyptus and native vegetation areas. This suggests that soil management adopted for eucalyptus cultivation does not substantially modify this property. In these soils, the aggregate stability ratio does not show a good relationship with clay or soil organic matter contents. However, soil organic matter shows a positive relationship with clay content and cation exchange capacity.

Um fator muito atuante no processo erosivo e considerado de grande importância é o fator R, denominado erosividade da chuva. Esse fator é um dos componentes da equação universal de perdas de solo. Estudos de variabilidade espacial têm sido realizados almejando definir a distribuição espacial do fator R para determinada região. Objetivou-se com este trabalho calcular a erosividade da chuva (fator R - EI30) e gerar os mapas de espacialização desta. O estudo foi realizado em áreas experimentais de plantios de eucalipto localizadas em nove municípios, no Vale do Rio Doce, região centro-leste do Estado de Minas Gerais. Foram utilizados dados pluviográficos referentes ao período de janeiro de 2005 a dezembro de 2008. A espacialização da erosividade foi feita com base nos princípios da geoestatística, e a interpolação dos dados, por meio da krigagem. Os índices de erosividade anual variaram de 7.970 a 18.646 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. O alcance para o índice de erosividade mensal variou de 10 a 177 km, e o anual foi de cerca de 52 km.

A very active and influential parameter in the erosive process is the R factor, called rainfall erosivity. This factor is one of the components of the universal soil loss equation. Studies in spatial variability have been conducted in an attempt to define the spatial distribution of the R factor for a given region. This study aimed to calculate the rainfall erosivity (R factor - EI30) to generate spatial maps. The study was conducted in experimental areas of eucalyptus stands in nine counties of the Rio Doce Valley, Central-Eastern region of Minas Gerais state, Brazil. Rainfall data from January 2005 to December 2008 were used. Erosivity was spatialized according to geostatistical principles and data interpolation using kriging. The annual rainfall erosivity indexes ranged from 7,970 to 18,646 MJ mm ha-1 h-1 year-1 . The reaching distance of the monthly erosivity index varied from 10 to 177 km, and was 52 km for the annual index.

Entre os fatores climáticos que interferem na erosão hídrica, a precipitação pluvial, expressa pela erosividade da chuva, é o de maior importância. Portanto, seu conhecimento torna-se fundamental na recomendação de práticas de manejo e conservação do solo que visem à redução da erosão hídrica. Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram: a) determinar a erosividade da chuva e sua distribuição, na região do Vale do Rio Doce, MG, para nove sub-regiões; b) estimar o índice EI30 mensal, no período de 1969 a 2005, para os municípios de Ferros e Guanhães e c) determinar o tempo de retorno dos índices mensais e anuais de erosividade. O valor médio de erosividade obtido foi de 12.913 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, sendo classificado como muito alto. Entre as sub-regiões, os valores de erosividade variaram de 8.243 a 26.676 MJ mm ha-1 h-1 ano-1. O período crítico em relação à erosão hídrica, em razão da ocorrência de chuvas erosivas, é de janeiro-março e novembro-dezembro, contribuindo com 88,6% da erosividade anual. De abril a outubro, praticamente inexiste a ocorrência de erosividade crítica. Os valores máximos individuais estimados para os tempos de retorno de 1, 10, 50 e 150 anos foram de 5.508, 15.534, 18.110, 19.632 e 5.542, 17.653, 20.954, 22.931 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, para Ferros e Guanhães, respectivamente. A determinação dos valores de erosividade ao longo do ano permite identificar os meses nos quais os riscos de perdas de solo e água são mais elevados, o que exerce relevante papel no planejamento das práticas conservacionistas.

Among the climatic factors that interfere in water erosion, precipitation, expressed by the rainfall erosivity, is of great importance. Therefore, its knowledge becomes fundamental for the recommendation for soil management and conservation practices that seek the reduction of water erosion. In that context, the objectives of this work were: a) to determine the rainfall erosivity and its distribution at Rio Doce Valley, Minas Gerais State, for nine sub-regions, b) to estimate the monthly EI30 index in the period from 1969 to 2005 for Ferros and Guanhães counties, and c) to determine the return periods of the monthly and yearly erosivity indexes. The average erosivity value obtained was 12.913 MJ mm ha-1 h-1 year-1, being classified as very high. Among the sub-regions, the erosivity values varied from 8.243 to 26.676 MJ mm ha-1 h-1 year-1. The critical periods in relation to water erosion due to the occurrence of erosive rains are January-March and November-December, contributing with 88.6% of the annual erosivity. From April to October, the occurrence of critical erosivity practically does not exist. The estimated individual maximum values for the return periods of 1, 10, 50, and 150 years were of 5.508, 15.534, 18.110, 19.632, and 5.542, 17.653, 20.954, 22.931 MJ mm ha-1 h-1 year¹ for Ferros and Guanhães, respectively. The determination of the erosivity values throughout the year allows to identify the months in which the risks of soil and water losses are higher, which is important for planning the conservation practices.