ABSTRACT: Data Mining techniques play an important role in the prediction of soil spatial distribution in systematic soil surveying, though existing methodologies still lack standardization and a full understanding of their capabilities. The aim of this work was to evaluate the performance of preprocessing procedures and supervised classification approaches for predicting map units from 1:100,000-scale conventional semi-detailed soil surveys. Sheets of the Brazilian National Cartographic System on the 1:50,000 scale, “Dois Córregos” (“Brotas” 1:100,000-scale sheet), “São Pedro” and “Laras” (“Piracicaba” 1:100,000-scale sheet) were used for developing models. Soil map information and predictive environmental covariates for the dataset were obtained from the semi-detailed soil survey of the state of São Paulo, from the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE) 1:50,000-scale topographic sheets and from the 1:750,000-scale geological map of the state of São Paulo. The target variable was a soil map unit of four types: local “soil unit” name and soil class at three hierarchical levels of the Brazilian System of Soil Classification (SiBCS). Different data preprocessing treatments and four algorithms all having different approaches were also tested. Results showed that composite soil map units were not adequate for the machine learning process. Class balance did not contribute to improving the performance of classifiers. Accuracy values of 78 % and a Kappa index of 0.67 were obtained after preprocessing procedures with Random Forest, the algorithm that performed best. Information from conventional map units of semi-detailed (4th order) 1:100,000 soil survey generated models with values for accuracy, precision, sensitivity, specificity and Kappa indexes that support their use in programs for systematic soil surveying.

RESUMO O presente trabalho teve por objetivos: (i) determinar e mapear os teores dos micronutrientes (cobre - Cu, ferro - Fe, manganês - Mn e zinco - Zn) em solos do Estado do Ceará; (ii) avaliar atributos do solo relacionados à disponibilidade dos micronutrientes; (iii) avaliar, por krigagem ordinária, a dependência espacial dos teores dos micronutrientes. A área estudada está localizada na região central do Ceará, na bacia do Rio Banabuiú. Amostras de solo foram coletadas, nas camadas superficiais e subsuperficiais, para determinação dos atributos químicos, granulometria, e dos teores de micronutrientes, extraídos com solução de Mehlich-1. Os pontos dos principais tipos de solos da região foram espacializados. Os resultados foram submetidos a análises descritivas e análises de correlação de Pearson. Foram testados os semivariogramas que tiveram os melhores ajustes, utilizando o método de krigagem ordinária, e elaborados os mapas de variabilidade espacial. Os maiores teores de média, máximo e mínimo para Cu e Fe se encontram nas camadas subsuperficiais, e para Mn e Zn nas camadas superficiais. Nas camadas superficiais, a maioria dos solos apresentam Fe, Mn e Zn em teores adequados à produção agrícola, e Cu apresenta teores nas classes médio a baixo. Os micronutrientes apresentaram correlações significativas positivas, principalmente, com os atributos dos solos e entre si. Cu, Fe, Mn e Zn apresentam dependência espacial classificada como média a forte, nas camadas superficiais e subsuperficiais.

ABSTRACT The aim of the present work was to: (i) determine and map the micronutrient content (copper - Cu, iron - Fe, manganese - Mn and zinc - Zn) in soils of the State of Ceará; (ii) evaluate soil attributes related to micronutrient availability; and (iii) evaluate, by ordinary kriging, the spatial dependence of the micronutrient content. The study area is located in the central region of Ceará, in the basin of the River Banabuiú. Soil samples were collected in the surface and subsurface layers to determine the chemical attributes, granulometry, and micronutrient content, extracted with Mehlich-1 solution. The sites of the principal types of soil in the region were spatialised and the results submitted to descriptive analysis and Pearson correlation analysis. The semivariograms with the best fit were tested using the ordinary kriging method, and the maps of spatial variability were prepared. The highest values for the mean, maximum and minimum levels of Cu and Fe are found in the subsurface layers, while for Mn and Zn, they are found in the surface layers. In the surface layers, the majority of soils present Fe, Mn and Zn in levels suitable for agricultural production, while the levels of Cu are classified as medium to low. The micronutrients showed a significant positive correlation, especially with the soil attributes and with each other. Cu, Fe, Mn and Zn are classified as having medium to strong spatial dependence in the surface and subsurface layers.

ABSTRACT Lithological and geomorphological variations determine formation of soils with different mineralogical constitutions and can influence the distribution of potentially toxic elements (PTE). The aim of this study was to determine the contents of PTE and mineralogical assemblages along soil profiles of different classes and parent materials and to investigate the association among these factors in the São Francisco sedimentary basin in the northern part of the state of Minas Gerais (Brazil). Eight soil pedons of different classes that developed from different parent materials (limestone, siltstone, phyllite, alluvial-colluvial sediments, detrital cover, and rhythmite) were studied in two lithotoposequences. Soil morphological, particle-size, and chemical analyses were carried out for soil characterization and classification. A mineralogical investigation was carried out by X-ray diffraction on soil sand, silt, and clay fractions. Potentially toxic elements were extracted by microwave-assisted acid digestion (EPA 3015A method) and determined in an ICP-OES. Soil mineralogy showed relevant interactions between pedogenesis and morphogenesis. Quartz is the main mineral in the sand and silt fractions, with varying amounts of weatherable primary minerals, whereas kaolinite is the main mineral in the clay fraction, followed by 2:1 clay minerals and oxides. The main soil properties associated with PTE variability were pH, redox environment, mineral and organic reactive surfaces, and clay content. The unique patterns of PTE distribution per pedon and differences in PTE contents in soils from the same parent material, but with different pedogenic evolution, showed that pedogenic processes influence PTE distribution. Mainly Mn, Ni, Pb, and Ba were influenced by parent material, especially limestone, siltstone, and detrital cover, but Cd, As, and Cu were also influenced. To a lesser extent, Mo was influenced by phyllite and Cr by detrital cover and phyllite. Rhodic Ferralsol (Latossolo Vermelho Distrófico típico) was the only taxonomic class to show class association with PTE. The association of Ferralsols (Latossolos) with Cd, Mn, Ni, Pb, Ba, As, and Cu and the low contents of these elements in soils of this class suggest that pedogenic processes common to Ferralsol (Latossolo) evolution are responsible for decreasing levels of these PTE.

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes estratégias para a predição da distribuição de classes de solo em mapas pedológicos digitais de áreas sem dados de referência, na bacia sedimentar do São Francisco, no Norte de Minas Gerais. As estratégias incluíram: o detalhamento da legenda, o treinamento por observações em campo, a ampliação do conjunto de treinamento e o uso de diferentes algoritmos de mineração de dados. Foram elaboradas quatro matrizes, diferenciadas pelo volume de dados, para o aprendizado dos algoritmos, e pelo nível taxonômico das classes de solo a serem preditas. Avaliou-se o desempenho dos algoritmos de aprendizado de máquina - Random Forest, J48 e MLP -, associados a procedimentos de discretização, balanceamento de classes, seleção de variáveis e expansão do conjunto de treinamento. O balanceamento de classes, a discretização de variáveis por frequências iguais e o algoritmo Random Forest apresentaram os melhores desempenhos. A extensão da representatividade das observações em campo, que presume uma área de treinamento mais ampla, não trouxe ganho preditivo. A generalização taxonômica para subordem diminui a fragmentação dos polígonos mapeados e aumenta a acurácia dos mapas pedológicos digitais. Quando são produzidos após treinamento por observações de solo in situ, na área de mapeamento, os mapas pedológicos digitais têm valores de acurácia equivalentes aos dos treinados em mapas preexistentes.

Abstract The objective of this work was to evaluate different strategies for the prediction of soil class distribution on digital soil maps of areas without reference data, in the sedimentary basin of San Francisco, in the north of the state of Minas Gerais, Brazil. The strategies included: taxonomic generalization, training by field observations, training set expansion, and the use of different data mining algorithms. Four matrices were developed, differentiated by the volume of data for machine learning and by soil taxonomic levels to be predicted. The performance of the machine learning algorithms - Random Forest, J48, and MLP -, associated with discretization, class balancing, variable selection, and expansion of the training set was evaluated. Class balancing, variable discretization by equal frequencies, and the Random Forest algorithm showed the best performances. The representativeness extension of field observations, that assumes a larger training area, brought no predictive gain. Soil taxonomic generalization to the suborder level reduces the fragmentation of mapped polygons and improves the accuracy of digital soil maps. When generated by training on in situ soil observations at the mapping area, digital soil maps are as accurate as those trained on preexistent maps.

Conhecer a composição florística e a estrutura da vegetação é imprescindível quando se trata da conservação da biodiversidade e das condições ambientais. Foi realizado um levantamento florístico e estrutural da vegetação arbórea em um gradiente fisionômico de mata ribeirinha em área de Cerrado, Campinas - SP, em 25 parcelas, distribuídas em cinco transectos, localizados perpendicularmente a um córrego. Foram encontrados 971 indivíduos (65 mortos em pé), pertencentes a 35 famílias e 80 espécies, sendo um único indivíduo de espécie exótica (Citrus limon – limão-vinagre) e um número muito maior de indivíduos de espécies ameaçadas (Luetzelburgia guaissara, Myroxylon peruiferum eTrichilia hirta) indicando que a área de estudo na Fazenda Santa Elisa mantém muito das características originais de sua vegetação nativa. O pequeno número de espécies exclusivas do Cerrado na área de estudo indica que ambientes ribeirinhos representam uma condição muito diferente em relação àquelas do Cerrado. Com exceção de áreas paludícolas, que são mais homogêneas e floristicamente semelhantes devido à adaptação a maiores restrições ambientais, as fisionomias florestais ribeirinhas comparadas mostraram grande heterogeneidade florística, mesmo considerando-se apenas aquelas localizadas em áreas de Cerrado. Isso enfatiza a importância de se estudar a flora das florestas ribeirinhas de cada região em particular, especialmente quando as ações de restauração ou de gestão são necessárias. No fragmento de transição floresta ribeirinha-cerrado da Fazenda Santa Elisa, as espécies exclusivas de florestas ribeirinhas, embora com diferentes densidades, foram encontradas em todo o gradiente até o limite da área de estudo, mostrando que a vegetação deve ser preservada até uma distância de pelo menos 50 m a partir do rio, a fim de manter o ambiente ribeirinho.

Knowledge on floristic composition and vegetation structure is essential to preserve plant biodiversity and environmental conditions. A floristic and structural survey of woody vegetation was carried out in a physiognomic gradient of riparian forest of Cerrado vegetation, Campinas - SP. We sampled 25 plots, distributed along five transects, located perpendicularly to a stream. We found 971 individuals (65 standing dead trees) distributed among 35 families and 80 species. We recorded one single individual of exotic species (Citrus limon – rangpur) and a large number of individuals of endangered species (Luetzelburgia guaissara, Myroxylon peruiferum andTrichilia hirta) indicating that the Santa Elisa study area retains much of the original characteristics of its native vegetation. The small number of exclusive Cerrado species in the study area indicates that riverine environments represent a very different condition in relation to that of the Cerrado. Except for swampy areas, which are more homogeneous and floristically similar to each other due to adaptations to greater environmental constraints, the riverine forest physiognomies showed greater internal floristic heterogeneity, even considering only those located in Cerrado areas. This emphasizes the importance of studying riverine forests flora for each particular region, especially when restoration or management actions are needed. At the Santa Elisa riverine-cerrado transition fragment, riparian species were found throughout gradient up to the limit of the study area showing that a distance of at least 50 m far from the stream should be preserved in order to keep the riparian environment.

O mapeamento digital de solos permite prever padrões de ocorrência de solos com base em áreas de referência e no uso de técnicas de mineração de dados para modelar associações solo-paisagem. Os objetivos deste trabalho foram produzir um mapa pedológico digital por meio de técnicas de mineração de dados aplicadas a variáveis geomorfométricas e de geologia, com base em áreas de referência; e testar a confiabilidade desse mapa por meio de validação em campo com diferentes sistemas de amostragem. O mapeamento foi realizado na folha Botucatu (SF-22-Z-B-VI-3), utilizando-se as folhas 1:50.000, Dois Córregos e São Pedro, como áreas de referência. Variáveis descritoras do relevo e de geologia associadas às unidades de mapeamento pedológico das áreas de referência compuseram a matriz de dados de treinamento. A matriz foi analisada pelo algoritmo PART de árvore de decisão, do aplicativo Weka (Waikato Environment for Knowledge Analysis), que cria regras de classificação. Essas regras foram aplicadas aos dados geomorfométricos e geológicos da folha Botucatu, para predição de unidades de mapeamento pedológico. A validação de campo dos mapas digitais deu-se por meio de amostragem por transectos em uma unidade de mapeamento da folha São Pedro e de forma aleatório-estratificada na folha Botucatu. A avaliação da unidade de mapeamento na folha São Pedro verificou confiabilidade, respectivamente, de 83 e 66 %, para os mapas pedológicos digital e tradicional com legenda simplificada. Apesar de terem sido geradas regras para todas as unidades de mapeamento pedológico das áreas de treinamento, nem todas as unidades de mapeamento foram preditas na folha Botucatu, o que resultou das diferenças de relevo e geologia entre as áreas de treinamento e de mapeamento. A validação de campo do mapa digital da folha Botucatu verificou exatidão global de 52 %, compatível com levantamentos em nível de reconhecimento de baixa intensidade, e kappa de 0,41, indicando qualidade Boa. Unidades de mapeamento mais extensas geraram mais regras, resultando melhor reprodução dos padrões solo-relevo na área a ser mapeada. A validação por transectos na folha São Pedro indicou compatibilidade do mapa digital com o nível de reconhecimento de alta intensidade e compatibilidade do mapa tradicional, após simplificação de sua legenda, com o nível de reconhecimento de baixa intensidade. O treinamento do algoritmo em mapas e não em observações pontuais reduziu em 14 % a exatidão do mapa pedológico digital da folha Botucatu. A amostragem aleatório-estratificada pelo hipercubo latino é apropriada a mapeamentos com extensa base de dados, o que permite avaliar o mapa como um todo, tornando os trabalhos de campo mais eficientes. A amostragem em transectos é compatível com a avaliação da pureza de unidades de mapeamento individualmente, não necessitando de base de dados detalhada e permitindo estudos de associações solo-paisagem em pedossequências.

Digital soil mapping allows predicting patterns of soil classes on the basis of well-known reference areas and of data mining techniques to model soil-landscape relationships. The purpose of this study was to (1) generate a digital pedological map using data mining techniques to associate geomorphometric and geology variables with soil classes of traditional soil maps in reference areas and (2) validate these maps by different field techniques. The mapping was carried out using the 1:50.000 Botucatu sheet (SF-22-Z-B-VI-3), and 1:50.000 Dois Córregos and São Pedro sheets (São Paulo, Brazil) as reference areas. Training data - soil mapping units (MU) and topographic and geological variables from the reference areas were analyzed by PART, a decision-tree algorithm found on the Weka (Waikato Environment for Knowledge Analysis) software, producing classification rules, which were applied to the Botucatu sheet. Field validation of the produced digital maps was carried out by transect sampling in the zone of São Pedro and by a stratified-random sampling procedure at Botucatu sheet. Accuracy of the mapping unit at São Pedro was 83 %, for the digital and 66 %, for the traditional soil map with simplified legend. Although analysis generated rules for all MU's of the training areas, not all MU's were predicted on the Botucatu sheet, due to differences in relief and geology between training and mapping areas. Digital soil map of Botucatu had an overall accuracy of 52 %, consistent with reconnaissance soil surveys of low intensity, and a kappa index of 0.41, indicating good quality. Larger mapping units on training areas produced more rules, thus reproducing more accurately soil-landscape pattern of the mapped area Validation at the São Pedro sheet by transect sampling suggested that the digital map is cconsistent to high intensity reconnaissance soil surveys; whereas the traditional map (simplified legend) quality corresponded to that of low-intensity soil surveys. Training of the algorithm on maps, not in field-observed points, reduced accuracy of digital soil map by 14 %. Latin hypercube sampling is adequate for mapping areas with large data bases, allows to evaluate the entire mapped area and imparts efficiency to field work. Transect sampling is adequate to evaluate purity of individual mapping units, requires no detailed data base of predictor variables, and allows studies on soil-landscape relationships in pedosequences.

Acrocomia aculeata is a perennial, fruit-producing palm tree, native to tropical forests. Its fruits have spurred interest because of their significant potential for use in the cosmetic industry and as feedstock for biofuel. In the present study, the genetic structure and mating system in Acrocomia aculeata were analyzed, using eight nuclear microsatellite loci and samples from São Paulo and Minas Gerais states, Brazil. By means of Bayesian analysis, these populations were clustered into two or three groups. A high multilocus outcrossing rate suggests that outcrosses were predominant, although a certain degree of biparental inbreeding also occurred. Thus, although monoecious and self-compatible, there is every indication that A. aculeata bears a mixed reproductive system, with a predominance of outcrossing. Given the genetic structure revealed hereby, future conservation strategies and germplasm collecting should be focussed on sampling and preserving individuals from different clusters.

Os sistemas de avaliação da aptidão ou do potencial agrícola das terras têm sido utilizados nas diversas regiões do Brasil, por várias equipes e com múltiplas aplicações. O objetivo deste trabalho foi avaliar, para solos no Estado do Acre, como diferentes especialistas percebem a importância relativa dos indicadores de um sistema de aptidão agrícola e como eles interpretam esses atributos para a definição das diferentes classes de aptidão. Foram utilizados 10 perfis de solos analisados para a IX Reunião Brasileira de Classificação e Correlação de Solos, localizados entre os municípios de Rio Branco e Cruzeiro do Sul, Amazônia - região caracterizada por sedimentos da Formação Solimões como material de origem dos solos. As interpretações da aptidão agrícola dos solos foram feitas por seis especialistas, os quais avaliaram os indicadores de aptidão agrícola, aplicando cinco graus dos fatores de limitação: deficiência de fertilidade, deficiência de água, deficiência de oxigênio, suscetibilidade à erosão e impedimentos à mecanização. A partir desses fatores, foram estabelecidas as classes e os grupos de aptidão para cada perfil de solo, que foram comparados usando análise discriminante e por similaridade. Os resultados indicaram que as variáveis relacionadas a estoque de nutrientes, tipo de argila, classe textural e de drenagem e relevo local foram as mais relevantes na distinção dos ambientes pelos especialistas. A interpretação da aptidão agrícola por especialistas não foi inteiramente reproduzível para todos os solos, estando sujeita a variações decorrentes da experiência dos avaliadores e de seu conhecimento sobre o ambiente e os diferentes tipos de uso da terra.

Evaluation systems of agricultural land suitability are being used in different regions of Brazil, by distinct teams and with multiple applications. The objective of this study was to evaluate, for soils in the State of Acre, how different experts evaluate the relative importance of indicators of a land suitability system, and how they interpret properties that can define land suitability classes. Ten soil profiles analyzed for the IX Brazilian Soil Classification and Correlation Workshop were used. These soil profiles are located between Rio Branco and Cruzeiro do Sul, municipalities in the Amazon region, with sediments of the Solimões Formation as soil parent material. The land suitability was interpreted by six experts, based on all land suitability indicators, applied in five degrees of limitation for the factors: fertility deficiency, water deficiency, oxygen deficiency, erosion susceptibility, and impediments to mechanization. From these assessments, the groups and classes of land suitability of each soil profile were established, and the results compared by discriminant analysis. The results indicated the variables nutrient stock, clay content, textural class, drainage class and local relief as the most important to discriminate the environments by the experts. The interpretation of land suitability by the experts was not entirely reproducible for all soils, and was subjected to the diverse experience and knowledge of the evaluators about the environment and different land use types.

A morfologia e a classificação do solo estabelecem referenciais em atributos do solo que podem ser usados para inferência de propriedades ou para correlacionar sistemas e resultados de manejo entre sítios sob mesmas condições. Apesar das evidências nesse sentido, atributos morfológicos ainda são criticados por sua subjetividade. O objetivo deste estudo foi validar o uso de atributos morfológicos do solo, usados na taxonomia, como preditores de propriedades físicas mensuráveis e analisadas pela geoestatística, particularmente aquelas que diferenciam horizontes B níticos de B latossólicos. Três perfis de solo selecionados em áreas manejadas com sistema de plantio direto e em preparo convencional sob pousio foram descritos morfologicamente e classificados. Os perfis estudados foram classificados como Latossolo Vermelho distroférrico típico, tanto no sistema de plantio direto (LD) como no cultivo convencional (LC), e como Nitossolo Vermelho distroférrico latossólico (ND), todos de textura muito argilosa. Amostras foram coletadas por horizonte genético, para caracterização físico-hídrica (curva de retenção de água, porosidade e densidade do solo), química e granulométrica. Em uma das paredes do perfil (0,40 x 1,5 m), em uma grade de 80 pontos distanciados de 10 cm, foram realizadas medições de resistência do solo à infiltração de água e de resistência do solo à penetração, para análise de dependência espacial utilizando geoestatística. A estrutura menos desenvolvida e a menor espessura do horizonte A do solo sob plantio convencional refletiram o revolvimento excessivo e a eliminação da cobertura do solo. O Nitossolo Vermelho distroférrico latossólico diferiu dos demais por apresentar estrutura forte e em blocos desde a superfície até a profundidade de 1,0 m, caracterizando, em associação com sua cerosidade, horizonte B nítico sobrejacente a B latossólico. A estrutura do horizonte nítico condicionou não apenas a classificação do solo, mas também a resistência do solo à penetração e à infiltração de água e a retenção de água do solo. Os limites verticais dos horizontes diagnósticos de superfície e subsuperfície definidos por critérios morfológicos, como estrutura e consistência, mostraram estreita associação com as propriedades físicas mensuradas em campo e analisadas geoestatisticamente, validando os critérios morfológicos na separação de camadas de solo com propriedades físicas diferenciadas. A mensuração das propriedades físico-hídricas dos solos discriminou os horizontes diagnósticos B latossólicos do B nítico, mostrando a validade dos critérios morfológicos e taxonômicos para discriminação desses horizontes diagnósticos nos solos estudados e consolidando o uso desses critérios como indicadores de propriedades físicas diferenciadas dos solos.

Despite evidences that soil morphology and classification can be used to infer measurable soil properties and to correlate management results among different agricultural sites, there is still the need of data to support many of those inferences. The aim of this research was to validate the use of soil morphology and taxonomy to predict soil properties based on measurements and analyzed by geostatistics, mainly those related to Nitic and Ferralic/Oxic soil horizons. Three selected soil profiles under no-tillage and fallow after conventional tillage were described and classified with the Brazilian Soil Classification System. Soils were classified as "Latossolo Vermelho distroférrico típico" (Haplic Ferralsol, Rhodic Hapludox) under no-till (LD) and conventional till (LC), and "Nitossolo Vermelho distroférrico latossólico" (Ferralic Nitisol, Rhodic Hapludox) at the no-till site (ND), all with very clayey texture. Samples were collected for soil water retention, particle-size distribution and chemical characterization. In a grid (0.4 x 1.5 m) on one of the pit walls measurements of soil resistance to infiltration and penetration were taken at 80 points spaced 10 cm apart and spatial dependence was analyzed by geostatistics. Conventional tillage practices resulted in a less developed structure and a thinner soil surface A horizon. The "Nitossolo" (ND) differed from the other two pedons with a strong blocky structure and shiny peds down to 1.0 m, characterizing a Nitic B horizon overlying a Ferralic (or Oxic) B horizon. The structure of the Nitic horizon determined not only the soil classification, but also soil resistance to water infiltration and penetration and soil water retention. The vertical limits between surface and subsurface soil horizons defined by field morphology were closely associated to field-measured and geostatistically-analyzed soil physical properties. The Nitic and Oxic/Ferralic diagnostic horizons could be differentiated by measurements of soil physical-hydric properties, indicating these taxonomic criteria as useful for the discrimination of these horizons and confirming their use as indicators of differentiated soil physical properties.

Os sistemas de cultivo modificam os atributos do solo e podem alterar sua qualidade. Tradicionalmente avaliados por métodos laboratoriais, os atributos do solo vêm sendo empregados como indicadores de sua qualidade e, embora sejam bastante exatos, são muitas vezes de difícil acesso ou apresentam custos elevados em avaliações de larga escala. A avaliação visual da qualidade do solo (AVS) pode fornecer, de maneira rápida, confiável e barata, informações necessárias ao planejamento agrícola, constituindo uma importante ferramenta para identificar ou monitorar práticas de manejo sustentáveis. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho da AVS no estabelecimento de um índice de qualidade do solo, visando avaliar a sustentabilidade de práticas de manejo do solo. Os experimentos envolveram tratamentos de cultivo de graníferas em sistema plantio direto há 20 e 8 anos, graníferas com aplicação de três doses de lodo de esgoto, algodão em plantio convencional, cultura permanente (seringueira) e mata nativa. As áreas experimentais estão localizadas sobre Latossolo Vermelho distroférrico típico no Centro Experimental Central do Instituto Agronômico, no município de Campinas, SP. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com oito tratamentos e quatro repetições, constituídas por parcelas de 4 m de largura e 25 m de comprimento. Em julho de 2007 foram coletadas amostras compostas na profundidade de 0-0,20 m, para análises laboratoriais físicas (estabilidade de agregados, porosidade, densidade do solo, capacidade de retenção de água) e químicas (fertilidade do solo). Em maio de 2008 foram realizadas as avaliações visuais no campo, em um bloco de 0,20 m de lado por parcela, para determinar os seguintes indicadores: estrutura, cor, porosidade, número de minhocas, mosqueado, camada compactada e cobertura do solo. A cada indicador foi atribuído 0 (pobre), 1 (moderado) ou 2 (bom). Os dados foram submetidos à análise de variância, com as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5 %, e também à análise estatística multivariada de componentes principais. Os resultados indicaram que o uso intensivo do solo contribuiu para a redução de sua qualidade e que os sistemas com baixa mobilização apresentaram boa qualidade física, manifestada pelo estado de agregação, porosidade e densidade do solo. Os tratamentos foram ordenados quanto à qualidade do solo, a qual foi reproduzida de forma eficiente pelo índice visual de qualidade. Os resultados da AVS apresentaram correspondência com os dados analíticos. O método proposto pela AVS constitui uma ferramenta prática e sensível às alterações do manejo, capaz de avaliar a qualidade do solo, embora sua eficiência precise ser confirmada para outros tipos de solo, usos e manejos.

Cropping systems modify soil attributes and can affect their quality. Traditionally evaluated by laboratory analytical methods, soil attributes have been used as indicators of its quality and are very accurate. However, many times, analytical methods are of difficult access by the producer and high cost. Visual Soil Assessment (VSA) has been developed to help land managers to assess soil condition easily, reliably and cheaply on a field scale. The objective of this study was to evaluate the performance of the VSA to assess soil quality, aiming to evaluate and monitor sustainable management practices. The experiments involved the following treatments: grain crop cultivated for twenty years and eight years under no-tillage system; grain crop with the use of sewage sludge in three application levels; cotton in conventional tillage; perennial crop and native forest. The experimental fields were located in an Oxisol within the Instituto Agronômico in Campinas, State of São Paulo, Brazil. The experimental design was completely randomized with eight treatments and four replications in plots 4 m wide and 25 m long. Soil samples were collected in July 2007 at the 0 - 0.20 m depth for physical analysis (aggregate stability, porosity, density, water holding capacity) and chemical analysis of soil fertility. Visual soil assessments were carried out in May 2008 with a single clod of 0 - 0.20 m side per plot for the following soil attributes: soil structure, soil color, soil porosity, number of earthworms, mottles, presence of tillage pan, and soil cover. For each indicator a visual score of zero (poor), 1 (moderate) and 2 (good) was given. Data were submitted to analysis of variance with the averages compared by Scott-Knott test at 5 % probability and to a multivariate analysis (principal component analysis). The results indicated that the intensive land use contributed to a reduction in its quality and that systems with low mobilization showed good physical quality expressed by soil aggregation, soil porosity and soil bulk density. The soil management treatments were classified in the decreasing order of soil quality, which was efficiently reproduced by the VSA index. The attributes showed correspondence between VSA and analytical soil results. The VSA method was an efficient tool to evaluate the soil quality and it showed to be sensitive to changes caused by soil management systems but its effectiveness must be confirmed for other soil types, uses and managements.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para mapeamento digital de solos na escala 1:100.000 com a aplicação de técnicas de mineração de dados a descritores de relevo e a dados de mapas geológico e pedológico preexistentes. Foi criada uma base de dados digitais a partir de cartas topográficas e temáticas, que permitiu elaboração do modelo digital de elevação (MDE) da folha Dois Córregos, SP (escala 1:50.000). A partir do MDE, foram calculados os parâmetros geomorfométricos declividade, curvaturas em planta e perfil, área de contribuição e distância diagonal de drenagem. A matriz que associou esses dados georreferenciados foi analisada por meio de árvores de decisão, no ambiente de aprendizado de máquina Weka, o que gerou um modelo de predição de unidades de mapeamento de solos. A acurácia geral do modelo aumentou de 54 para 61% com a eliminação das classes com probabilidade nula de ocorrência. A associação da mineração de dados com sistemas de informações geográficas permite a elaboração de mapas digitais passíveis de uso em estudos que requeiram menor detalhamento que aqueles realizados com o mapa original.

The objective of this work was to develop a methodology for digital soil mapping at a 1:100,000 scale by applying data mining techniques to preexisting relief descriptors and data from pedological and geological maps. A digital database was created from topographic and thematic maps, and allowed the generation of a digital elevation model (DEM) of the Dois Córregos (SP, Brazil) sheet (1:50,000 scale). The slope gradient, slope profile, contour profile, basin contributing area, and diagonal distance to drainage geomorphometric parameters were extracted from the DEM. The matrix which associated this georeferred data was analyzed by means of decision trees within the Weka machine-learning environment, and a model for soil mapping unit prediction was generated. The overall model accuracy increased from 54 to 61% when soil classes with no chances of being predicted were excluded. The association of data mining techniques with geographical information systems produced digital soil maps feasible to be used in studies requiring less detail than those made with the original reference soil maps.

RESUMO A bacia do ribeirão das Anhumas, na região de Campinas, SP, encontra-se com seus mananciais poluídos e assoreados em virtude de desmatamentos e do uso e ocupação irregulares das Áreas de Preservação Permanente (APP). Com essa falta de planejamento, o regime de vazão dos cursos d'água é alterado, promovendo enchentes sistemáticas, com prejuízos materiais, além de perda de várias funções ambientais dessas APP. A recuperação ambiental de uma área degradada como essa requer um esforço abrangente, muitas vezes muldisciplinar. A análise multicriterial é uma ferramenta que permite reunir características diversas, atribuir pesos e valores a estas, auxiliando na tomada de decisão. O objetivo deste trabalho foi aplicar dois métodos de análise multicriterial para otimização da seleção de uma sub-bacia hidrográfica para estudo de recuperação ambiental em APPs dentro da bacia do ribeirão das Anhumas. Dividiu-se a bacia do ribeirão das Anhumas em sete sub-bacias com o objetivo de selecionar uma delas como bacia-piloto para o planejamento e priorização para recuperação. Foram selecionados 13 critérios de natureza ambiental para aplicação da análise multicriterial. Usaram-se os métodos de análise multicriterial de Programação por Compromisso (PC) e o da Teoria dos Jogos Cooperativos (CGT). O uso dos dois métodos de análise multicriterial, PC e CGT, bem como o tratamento dos pesos atribuídos aos critérios pela média ou pela moda, não mostraram diferença significativa para seleção de bacias prioritárias. A análise multicriterial foi efetiva na seleção de bacias hidrográficas para recuperação de APPs, permitindo o uso de vários fatores no julgamento, com flexibilidade. Apesar dessa objetividade, a interferência do tomador de decisão se mostrou importante para corrigir distorções na análise. A ordenação das bacias prioritárias para recuperação de APPs, após interferência do tomador de decisão foi 4 > 7 > 5 > 6 > 2 > 3 > 1. Procedimentos complementares essenciais ao sucesso na análise multicriterial no contexto estudado foram evitar sobreposição conceitual de critérios, efetuar adequado julgamento de valor para os critérios e usar a experiência do tomador de decisão como complementar aos resultados obtidos com os especialistas.

ABSTRACT The Anhumas creek watershed, in the region of Campinas, São Paulo State, Brazil, is degraded also as a result of unplanned land use of its riparian zones, considered Permanent Preservation Areas (APP). Therefore, river flow is unstable, promoting frequent flood damages, besides the lack of several environmental functions of its APPs. Environmental recovery of a degraded area requires a comprehensive effort, often multidisciplinary. Multicriterial analysis is a tool which allows gathering a diversity of attributes of the studied subject, weighing and valuating them, helping in the decision making effort. This work aims to apply two methods of multicriteria analysis to optimize the selection of a watershed for an environmental recovery study of APPs in the Anhumas watershed. The Anhumas watershed was divided in 7 sub-basins aiming the selection of one of those to implement an environmental planning study and to establish and rank areas that should be prioritized for recovery. Thirteen environmental criteria were selected for application of multicriteria analysis using the methods of Compromise Programming (PC) and Cooperative Game Theory (CGT). Relevance of each criterion to the analysis was given by a questionnaire answered by specialists. Basin selection results showed no difference neither between PC and CGT nor between mean or mode used to standardize weights given by specialists. Multicriteria analysis was effective, but allowed enough flexibility for the decision maker (DM) to adjust undesired analysis distortions. After DM adjustments, the priority basins were ranked as basins 4 > 7 > 5 > 6 > 2 > 3 > 1. Important procedures when carrying out such an analysis were to avoid conceptual overlapping among different criteria, to implement appropriate value judgment for each criterion and to use decision maker expertise to supplement weights obtained with specialists.

O objetivo deste trabalho foi identificar atributos e classes de solos associados à ocorrência de remanescentes de cerrado e de floresta nativa em Campinas, SP, e identificar espécies indicadoras desses ambientes. Vinte e sete fragmentos de vegetação nativa foram estudados. Foi realizada a caracterização morfológica, classificação e coleta do solo para análises, bem como o levantamento florístico-fitossociológico do estrato arbóreo. A análise de correspondência canônica identificou as variáveis mais bem correlacionadas com a distribuição das espécies e identificou 15 variáveis que explicaram 31% da variância nos dois primeiros eixos. A classificação dos solos discriminou as fitofisionomias estudadas, Argissolos associados às matas e Latossolos aos cerrados, indício de que baixa fertilidade, baixa retenção de água e drenagem acentuada do solo favorecem o estabelecimento de cerrado. Parâmetro "n" da curva de retenção de água, densidade, H+Al, Ca, Al, K e Mg trocáveis, macroporos e matéria orgânica do solo foram os atributos dos solos mais efetivos nessa diferenciação fitofisionômica. A barreira química imposta pelo excesso de Al e deficiência de Ca no horizonte B e a baixa retenção de água nos solos sob cerrado favorecem as espécies Luehea grandiflora, Persea willdenovii, Xylopia aromatica e Erythroxylum daphnites, abundantes e exclusivamente encontradas nos fragmentos de cerrado.

The objective of this work was to identify soil attributes and classes associated to the occurrence of forest and tropical savannah remnants in Campinas, SP, Brazil. Twenty seven native vegetation fragments were studied. Soil morphological, chemical, and physical characterization were carried out, along with floristic-phytosociological survey of the tree stratum. Canonic correspondence analysis identified variables better correlated with plant species distribution. Fifteen environment variables explained 31% of the variance of the first two axes. Soil classes at the Brazilian System of Soil Classification discriminated the studied vegetation: soils with argillic B horizons were more associated to forests, and soils with oxic B horizons, low fertility and good drainage were associated to tropical savannahs. Low fertility, low water retention and good drainage benefit cerrado vegetation establishment. Multivariate analysis identified n parameter of the water retention curve, bulk density, exchangeable H+Al, Ca, Al, K and Mg, macropores and soil organic matter as the most effective soil attributes to plant physiognomy differentiation. The chemical barrier imposed by excess aluminum and calcium deficiency, at B horizon, as well as low water retention in soils under savannah vegetation benefit Luehea grandiflora, Persea willdenovii, Xylopia aromatica and Erythroxylum daphnites, abundant and exclusive species on savannah fragments.