Land-use effect on hydropedology in a mountainous region of Southeastern Brazil / Efeito do uso do solo na hidropedologia em uma região montanhosa do sudeste do Brasil

ABSTRACT

ABSTRACT In Brazil, the Mantiqueira Range, southeastern region, shelters the last remnants of the ecologically important Upper Montane Tropical Forest. since extensive exploration that has been taking place in this biome for decades, the influence of land-use changes on hydropedology in these areas must be investigated once major land-use changes have been observed. This study aims to evaluate the land-use influence on soil drainable porosity (SDP) in a headwater watershed located in the Mantiqueira Range region, and to validate the proposed methods based on micromorphological and hydrological indicators. The native vegetation of the study area is Atlantic forest that occupies 62% of the area, and the remaining 38% has been used for pasture. Thirty nine combinations of environmental variables were tested, each one generating a map for predicting SDP. The performance of the spatial prediction of SDP was assessed using 20% of the data from the total number of samples collected throughout the watershed. The least values of SDP are due to the process of removal of native forest and replacement by pasture. Areas with high to moderate SDP are associated with native forest fragments demonstrating the effects of the Atlantic Forest on the water infiltration and groundwater recharge processes, given by the greater contribution of baseflow in a forested catchment located within the studied watershed. The analysis of soil micromorphological images provided useful supporting information on the soil porosity system and along with hydrological properties of the watershed helped understand the SDP behavior on subsurface and groundwater storage capacity.

RESUMO

RESUMO No Brasil, a Serra da Mantiqueira, abriga um dos últimos remanescentes da Floresta Tropical de Altitude. Devido a grande exploração que vem ocorrendo neste bioma há décadas, a influência na hidropedologia decorrente das mudanças do uso do solo deve ser investigada. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do uso do solo na porosidade drenável do solo (PDS) em uma bacia hidrográfica localizada na região da Serra da Mantiqueira e validar os métodos propostos com base em indicadores micromorfológicos e hidrológicos. A vegetação nativa da área de estudo é a Mata Atlântica que ocupa 62% da área, e com os 38% restantes utilizados para pastagem. Trinta e nove combinações de variáveis ​​ambientais foram testadas, cada uma gerando um mapa para predizer a PDS. O desempenho da predição espacial da PDS foi avaliado utilizando 20% dos dados do número total de amostras coletadas em toda a bacia hidrográfica. Os menores valores de PDS são devidos ao processo de remoção de floresta nativa e substituição por pastagem. Áreas com altos a moderados valores de PDS estão associadas a fragmentos de florestas nativas que demonstram os efeitos da Mata Atlântica nos processos de infiltração de água e de recarga de água subterrânea na região da Mantiqueira, dada a maior contribuição do fluxo base em áreas florestadas. A análise micromorfológica do solo forneceu informações úteis sobre o sistema poroso do solo e as propriedades hidrológicas da bacia hidrográfica, ajudando a entender o comportamento da PDS e a capacidade de armazenamento em subsuperfícíe.