ABSTRACT Bulk density (BD) is a soil physical property used as a soil quality indicator and variations in this measurement influence soil water content and carbon stock estimates. This study aims to compile a database of samples of bulk density, textural fractions, and organic carbon values, as well as evaluate the accuracy of published pedotransfer functions (PTF) that predict bulk density, and propose a hierarchical PTF to predict the bulk density of Brazilian Soils. The performance of eleven PTFs and the newly proposed PTFs were evaluated and compared using the root mean square error (RMSE) and coefficient of determination (R2) based on a testing soil database collected from the literature. We noticed a slight improvement in accuracy when organic carbon and coarse and fine sand fractions were included as predictors alongside silt and clay. The best results with existing PTFs were obtained by PTF-A in Tomasella and Hodnett (1998) (RMSE = 0.20 g cm–3) and PTF-F in Benites et al. (2007) (RMSE = 0.17 g cm–3). Our proposed PTFs use textural fractions and organic carbon as predictors in a hierarchical form. The proposed PTF-4, which uses fine sand, coarse sand, clay, and organic carbon, presented the lowest value for RMSE (0.14 g cm–3) for BD prediction.

RESUMO A bacia do alto Rio Teles Pires está localizada na região de fronteira agrícola no norte de Mato Grosso, onde significativas mudanças no uso e cobertura do solo vem ocorrendo, o que, por sua vez, pode resultar em alterações importantes na dinâmica hidrológica da bacia. Dados climáticos e hidrológicos são escassos na bacia, o que gera dificuldades para a gestão sustentável dos recursos hídricos nesta região estratégica. No presente trabalho, avaliamos o desempenho do Modelo de Grandes Bacias (MGB-IPH) para a estimativa da disponibilidade hídrica da bacia do alto Teles Pires, visando o suporte à tomada de decisões para a gestão hídrica no ecótono Amazônia-Cerrado. O modelo MGB-IPH foi calibrado e validado utilizando séries históricas de três estações hidrométricas presentes na bacia. Para avaliação da qualidade do modelo, foram empregados os índices estatísticos de desempenho de Nash-Sutcliffe (NS) e a porcentagem BIAS (PBIAS). Com base nos resultados é possível afirmar que a utilização do modelo MGB-IPH possibilita a estimativa das vazões mínimas e máximas da bacia do alto Teles Pires de forma satisfatória. As curvas de continuidade das vazões diárias simuladas pelo modelo apresentaram um bom ajuste com os dados observados. Os resultados demonstram a aplicabilidade do modelo MGB-IPH como ferramenta de apoio à avaliação e gestão dos recursos hídricos na bacia.

ABSTRACT The upper Teles Pires River basin is located in the Brazilian agriculture frontier in the north of Mato Grosso state and has experienced significant changes in land use and cover, which can cause major changes in its hydrological dynamics. Climatic and hydrologic data are scarce in the region, which poses uncertainties in the decision-making process aiming at the sustainable management of water resources in this strategic area. The aim of this study was to evaluate the performance of the Large-Scale Distributed Hydrological Model (MGB-IPH) to assess water availability of the upper Teles Pires basin and support water resource management in the Amazon-Cerrado ecotone. The MGB-IPH model was calibrated and validated using data from three streamflow stations available in the basin. In order to verify the model performance, the Nash-Sutcliffe (NS) and the PBIAS statistical parameters were applied. Our results show that, by using the MGB-IPH model with generally available data, the maximum and minimum flow regimes can be successfully assessed in the upper Teles Pires basin. The continuity curves of daily flow simulated by the model showed a good fit with the observed flow. Overall, the results demonstrated the applicability of the MGB-IPH model for water resource assessment and management in the basin.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi analisar a dinâmica de uso das terras na região do Cerrado de 2002 a 2013. Essa análise foi baseada nas interpretações de imagens do satélite Landsat realizadas pelo Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira (Probio) e pelo projeto TerraClass Cerrado 2013, coordenados pelo Ministério do Meio Ambiente. Em 2002, 38,9% do Cerrado eram cobertos por algum tipo de atividade antrópica. Em 2013, essa percentagem passou para 43,4%. Um dos grandes destaques é o surgimento de uma nova fronteira agrícola na região norte da área de estudo, conhecida como Matopiba.

Abstract: The objective of this work was to analyze land use dynamics in the Brazilian Cerrado region from 2002 to 2013. This analysis was based on the interpretation of Landsat satellite images carried out by the projects Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira (Probio) and TerraClass Cerrado 2013, both coordinated by Ministério do Meio Ambiente. In 2002, 38.9% of the Cerrado was covered by some type of anthropic activity. In 2013, this percentage increased to 43.4%. One of the main highlights is the emergence of a new agricultural frontier in the northern region of the study area, known as Matopiba.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o mapeamento de área de cana‑de‑açúcar por meio de série temporal, de seis anos de dados do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), oriundos do sensor Vegetation, a bordo do satélite "système pour l'observation de la Terre" (SPOT). Três classes de cobertura do solo (cana‑de‑açúcar, pasto e floresta), do Estado de São Paulo, foram selecionadas como assinaturas espectro‑temporais de referência, que serviram como membros extremos ("endmembers") para classificação com o algoritmo "spectral angle mapper" (SAM). A partir desta classificação, o mapeamento da área de cana‑de‑açúcar foi realizado com uso de limiares na imagem-regra do SAM, gerados a partir dos valores dos espectros de referência. Os resultados mostram que o algoritmo SAM pode ser aplicado a séries de dados multitemporais de resolução moderada, o que permite eficiente mapeamento de alvo agrícola em escala mesorregional. Dados oficiais de áreas de cana‑de‑açúcar, para as microrregiões paulistas, apresentam boa correlação (r² = 0,8) com os dados obtidos pelo método avaliado. A aplicação do algoritmo SAM mostrou ser útil em análises temporais. As séries temporais de NDVI do sensor SPOT Vegetation podem ser utilizadas para mapeamento da área de cana‑de‑açúcar em baixa resolução.

The objective of this work was to assess sugarcane area mapping using six‑year‑old time series of normalized difference vegetation index (NDVI) data from the Vegetation sensor on board of the "système pour l'observation de la Terre" (SPOT) satellite. Three land cover classes (sugarcane, pasture, and forest), from the state of São Paulo, Brazil, were selected as reference spectral‑temporal signatures, which were used as endmembers for spectral classification with the algorithm spectral angle mapper (SAM). Based on this classification, sugarcane areas were mapped by applying thresholds on the sugarcane rule image from the SAM, generated from values from the reference spectra. Results show that the SAM algorithm can be applied to time series of moderate resolution multi‑temporal data, allowing for the efficient mapping of an agricultural crop in a mesoregional scale. Official data from sugarcane areas for the microregions of the state of São Paulo are well correlated (r² = 0.8) with the data obtained with the evaluated method. SAM is a useful algorithm for time series analysis. NDVI time series from the SPOT Vegetation sensor can be used for low-resolution sugarcane area mapping.

O objetivo deste trabalho foi avaliar um método simples, semiautomatizado, para o mapeamento de áreas agrícolas no Estado do Mato Grosso. A transformada de Fourier foi aplicada sobre séries temporais de produtos dos índices de vegetação do sensor "moderate resolution imaging spectroradiometer" (Modis). Este procedimento permite avaliar a amplitude das alterações periódicas da resposta da vegetação no tempo e identificar áreas com forte variação sazonal relacionadas à produção agrícola. Foram geradas máscaras anuais das áreas agrícolas de 2006 a 2009 e feitas estimativas de área cultivada em cada município, por sensoriamento remoto. Houve boa concordância com dados oficiais de área plantada, principalmente para municípios com mais de 10% de área agrícola (R² = 0,89), mas baixa concordância para municípios com menos de 5% de área agrícola (R² = 0,41). A metodologia avaliada pode ser utilizada para o mapeamento anual de áreas agrícolas extensas nos grandes centros produtores do Brasil.

The objective of this work was to evaluate a simple, semi‑automated methodology for mapping cropland areas in the state of Mato Grosso, Brazil. A Fourier transform was applied over a time series of vegetation index products from the moderate resolution imaging spectroradiometer (Modis) sensor. This procedure allows for the evaluation of the amplitude of the periodic changes in vegetation response through time and the identification of areas with strong seasonal variation related to crop production. Annual cropland masks from 2006 to 2009 were generated and municipal cropland areas were estimated through remote sensing. We observed good agreement with official statistics on planted area, especially for municipalities with more than 10% of cropland cover (R² = 0.89), but poor agreement in municipalities with less than 5% crop cover (R² = 0.41). The assessed methodology can be used for annual cropland mapping over large production areas in Brazil.

Este trabalho discute os efeitos das mudanças do uso do solo na biogequímica dos rios da bacia de drenagem do rio Ji-Paraná (Rondônia). Nesta região, a distribuição espacial do desmatamento e das propriedades do solo resultam em sinais diferentes, possibilitando a divisão dos sistemas fluviais em três grupos: rios com águas pobres em íons e baixo impacto; rios com conteúdo iônico intermediário e impacto médio e rios com elevados conteúdo iônico e impacto antropogênico. As características biogeoquímicas dos rios têm relação significativa com a área de pasto, melhor parâmetro para prever a condutividade elétrica (r² = 0,87) e as concentrações de sódio (r² = 0,75), cloreto (r² = 0,69), potássio (r² = 0,63), fosfato (r² = 0.78), nitrogênio inorgânico (r² = 0.52), carbono inorgânico (r² = 0.81) e carbono orgânico (rain ² = 0.51) dissolvidos. Cálcio e magnésio tiveram sua variância explicada pelas características do solo e pastagem. Nossos resultados indicam que as mudanças observadas na micro-escala constituem "sinais biogeoquímicos" gerados pelo processamento do material nas margens dos rios. A medida em que os rios evoluem para ordens superiores, os sinais persistentes nos canais fluviais estão mais associdados às características da bacia de drenagem (solos e uso da terra). Apesar dos efeitos das mudanças observadas no uso do solo não serem ainda detectáveis na macro-escala (bacia amazônica), a disrupção da estrutura e funcionamento dos ecossistemas é detectável nas micro e meso escalas, com alterações significativas na ciclagem de nutrientes nos ecossistemas fluviais.

In this article we present the results of the effects of land use change on the river biogeochemistry of the Ji-Paraná basin (Rondônia). In this region, the spatial distribution of deforestation and soil properties result in different biogeochemical signals, allowing the division of the fluvial systems into three groups: rivers with low ionic concentration and low impact; rivers with intermediate ionic content and medium impact; and rivers with high ionic content and anthropogenic impact. River biogeochemical characteristics present a significant correlation with pasture area, the best predictor for electric conductivity (r² = 0,87), sodium (r² = 0,75), chloride (r² = 0,69), potassium (r² = 0,63), phosphate (r² = 0,78), and dissolved inorganic nitrogen (r² = 0,52), inorganic carbon (r² = 0,81) and organic carbon (r² = 0,51). For calcium and magnesium, both soil properties and pasture explained most of the observed variability. Our results indicate that the changes observed at the micro-scale constitute "biogeochemical signals" generated by the material processing at the riparian zones. As the rivers evolve to higher orders, the persistent signals in the fluvial channels are very closely related to the drainage basin characteristics (soils and land use), which, in turn, become the determinant of these systems dynamics. While at the macro-scale (the whole basin) the effects of land use changes are not yet detectable in the Amazon, the disruption of the structure and functioning is occuring at the micro and meso scales, with significant alterations of nutrient cycling in fluvial ecosystems