programas de monitoramento hidrológico e a embrapa meio...
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Programas de Monitoramento Hidrológico
e a EMBRAPA Meio Ambiente
Ricardo Figueiredo
Embrapa Meio Ambiente
Brasília, 16 de março de 2015
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AGRICULTURA X RECURSOS HÍDRICOS
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• Pesquisas científicas agropecuárias em bacias em todo o planeta...
• avaliando alterações nas estruturas e funções de ecossistemas, incluindo os
fluxos de nutrientes, carbono e água em decorrência do uso agrícola.
USDA > Centro de Informação sobre Qualidade de Água (WQIC)
Disponibiliza informação sobre qualidade de água e agricultura;
Reúne, organiza, e comunica os achados científicos, metodologias
educativas, e questões de políticas públicas relacionadas a qualidade de
água e agricultura.
• Mas no Brasil...
• em geral, grupos e instituições da área agropecuária tratam dos recursos
hídricos limitando-se as necessidades da atividade produtiva
• resulta em avanços tecnológicos, mas não colaboram no conhecimento sobre
impactos ambientais e a mitigação destes no âmbito rural
AGROPOLIS > Equipe e unidades de pesquisa em ‘Água e
Ambiente‘
411 cientistas, 280 Estudantes PhD, 17 unidades de pesquisa
AGRICULTURE, ECOSYSTEMS & ENVIRONMENT > publica artigos
científicos abordando a interface entre agroecossistemas e a natureza,
mais especificamente como a agricultura influencia o meio ambiente e
como as mudanças no meio ambiente impactam os impactam os
agroecossistemas.
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• RECENTE REVERSÃO DE RUMO devido à crescente
demanda por uma agricultura sustentável e o desafio de
produzir frente às mudanças climáticas e a crise hídrica.
• Vários estudos hidrológicos em bacias considerando as
ligações entre fluxos hídricos e biogeoquímicos com as práticas
agropecuárias, assim como a prestação de serviços
ambientais. >>> Universidades em todas as regiões brasileiras,
ONGs, ANA, Embrapa, e etc.
• Formação de rede de pesquisa AgroHidro (Grupo de Pesquisa
CNPq e EMBRAPA)
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Estudos de Casos
Dados dispersos
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IG54-4
Solo após preparo para cultivo de grãos
Ausência de floresta ripária
A Hidrogeoquímica Fluvial em Bacias Agrícolas na Amazônia
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IG54
4
5
6
7
8
-2
-1
0
1
2
1 2 3 4 50
20
40
60
80
100
IG7p
HL
n N
O3-N
(
eq L
-1)
1 2 3 4 5 6 7
Dis
so
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)IGP
Station
1 2 3
1 2 3
Fonte: Figueiredo et al., 2010
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Os efeitos do desmatamento e da agricultura sobre as
características quali-quantitativas dos recursos hídricos já
foram “razoavelmente” estudados, embora muitas lacunas
permaneçam.
Mas ainda é pouco conhecido o grau de mitigação sobre
estes impactos quando:
1. Adotadas sistemas e técnicas agropecuárias
conservacionistas (terraceamento, barraginhas, plantio
direto, agricultura orgânica, IFLP, SAF, e etc.)
2. Manejo das terras, por meio de zoneamento econômico
ecológico e conservação de vegetação natural (incluindo
a ripária).
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Alternativa à derruba-e-queima
Preparo de área sem uso
do fogo;
Sistema de corte-e-
trituração;
Dois ciclos agrícolas
consecutivos.
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Médias de concentração (em mg l-1) nas águas de igarapé em condições de baixavazão nas duas microbacias estudadas (W1 e W2) e razões entre essasconcentrações e a concentração da água de chuva.
W1 = microbacia de 25,5 ha, com 4.1 ha sob sistema de corte-e-trituraçãoW2 = microbacia de 28,6 ha, com 3,5 ha sob sistema de derruba-e-queima
Derruba-e-queima promoveu maior entrada de cálcio e nitrato no igarapé
Na K Ca Mg SO4 PO4 NO3 Cl
chuva 0,61 0,17 0,12 0,06 0,17 0,04 0,01 1,05
W1 1,45 0,09 0,16 0,20 0,41 0,03 0,02 2,63
W1/chuva 2,37 0,56 1,31 3,34 2,32 0,75 1,74 2,51
W2 1,40 0,20 0,61 0,29 0,81 0,02 0,04 2,58
W2/chuva 2,30 1,21 4,99 4,83 4,65 0,57 4,47 2,46
Fonte: Wickel, 2004
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Importância econômica adicional
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Ainda há muito a ser feito para mensurar-se o grau de
mitigação sobre os impactos nos recursos hídricos quando:
1. Adotadas sistemas e técnicas agropecuárias
conservacionistas (terraceamento, barraginhas, plantio
direto, agricultura orgânica, IFLP, SAF, e etc.)
2. Manejo das terras, por meio de zoneamento econômico
ecológico e conservação de vegetação natural (incluindo
a ripária).
MOTIVAÇÃO PARA A
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Rede de monitoramento em 23 bacias experimentais
em 17 regiões nos diferentes biomas
ww.agropediabrasilis.cnptia.embrapa.br/web/agrohidro
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• Bacias instrumentalizadas em diferentes biomas
• Mapas de uso e cobertura da terra das bacias monitoradas
• Diagnóstico da situação dos recursos hídricos nas bacias monitoradas
• Índice de Qualidade de Bacias Hidrográficas
• Conjunto de indicadores de qualidade e quantidade para o monitoramento
• Manual de procedimentos para o monitoramento
Alguns Produtos
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Bacias experimentais do Bioma Amazônia
(Porção Central) – Rios Mojuí e Branco
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Solução do Solo em diferentes sistemas
Extrator
de
solução
Litter
leachate
Bacias experimentais do bioma Amazônia
(Porção Leste) – Bacias do Cumaru e São João
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Bacias experimentais na transição do bioma
Cerrado/Pantanal – Microbacia do Ten. Amaral
Córrego
monitorado
na área
experimental
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Bacia experimental do bioma Cerrado –
Bacia do Rio Buriti Vermelho
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• Fosfato
Resultados
Poluição proveniente de fertilizantes e esgotos domésticos
Todos os valores situaram-se acima do limite da Resolução CONAMA 357/05 para Classe 3 (0,15 mg.L-1 Ptot = 0,46 mg.L-1 PO4)
Maiores valores no ponto 5
Valores extremamente baixos nas coletas dos períodos úmido e pós-úmido
Maior concentração nos períodos de estiagem
Bacia experimental do bioma Mata Atlântica
(Porção Litoral Nordestino) – Bacia do Rio Siriri
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Bacia experimental do bioma Mata Atlântica (Porção Central)
– Bacia Guapi-Macacu / Microbacia Batatal
Monitoramento implantado desde de 2010
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Paisagem da
agricultura das
bacias (predomínio
de horticultura)
• Escolha de pontos de coleta (5) e início da coleta (mensal);
• Delimitação de área da bacia; Pré levantamento de uso e
ocupação;
• Obtenção de alguns parâmetros morfométricos de bacia;
• Parâmetros de qualidade de água monitorados: Turbidez,
cor, CE, pH, alcalinidade, carbonato, nitrogênio total,
nitrogênio amoniacal, coliformes fecais e precipitação.
Bacias experimentais do bioma Mata Atlântica (Floresta
Ombrófita Mista) - Bacia de Fervida/Ribeirão das Onças
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Bacias hidrográficas na Transição Cerrado/ Mata Atlântica
(Porção Leste de São Paulo) - Bacia Rio Jaguari
Pontos de amostragem selecionados contemplam a calha principal do
Rio Jaguari e afluentes, com destaque para o Rio Camanducaia, assim
como 5 microbacias para estudos mais exaustivos.
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Abastecimento
da população de
São Paulo
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Uso da terra na Bacia do Rib. Das Posses, em Extrema (MG)
(Uma bacia alvo de programa de PSA)
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Monitoramento em eventos de chuva
Vazão, fisico-quimica; cátions e ânions; COD, CID, NOD;
TSS; e δ13 C. Mais pesticidas e bioindicadores.
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Colaboração em Modelagem Hidrológica
e Qualidade de Água
» PROGRAM CIÊNCIA SEM FRONTEIRAS / FELLOWSHIP IN BRAZIL SPECIAL VISITING
RESEARCHER – PVE / CALL FOR PROJECTS MEC/MCTI/CAPES/ CNPq/FAPs
No.03/2014:
» Timothy Green – USDA/ARS in Fort Collins (CO) and Colorado State
University (+ a Brazilian post doc with experience on modeling)
» Proposal JUST APPROVED (Jan/2015 to Dec/2017): Watershed model
evaluation against measured data, space-time scaling and model
parameterization, and combined spatial-temporal assessments of the
impacts of agriculture and conservations practices on water quality
and quantity in a changing atmospheric and climatic regime in the
Jaguari River Basin.
» Modeling training: SWAT and AgES-W (AgroEcoSystem-Watershed)
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EMBRAPA colabora no
monitoramento
e participa da Unidade
Gestora do Programa
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Projeto Solo Vivo
“Aprimoramento de Processos para a Qualificação do Manejo de Terras
no Centro-Sul do Brasil”
» Monitoramento da vazão, sedimentos and nutrientes em microbacias – de
Abr/2014 a Maio/2018
» Estudos comparativos do manejo agrícola em sistema de plantio direto em 6
regiões com diferentes tipos de solo
» Dados poderão embasar calibração de modelos hidrológicos e validar
avaliações mais expeditas de impactos (questionários respondidos pelos
produtores)
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» Região do Paranapanema (SP):
manejo adequado e não-adequado
em sistemas de plantio direto em
duas microbacias (< 100 ha)
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“Pertencemos à criação e somos parte dela, mas também temos nela um
lugar especial. Devemos aceitar esse lugar e as responsabilidades dele.”
(Van Dyke, Mahan, Seldon e Brand em “A Criação Redimida”, Ed. Cultura Cristã, 1999)