Impactos das Mudanças no Uso e Cobertura do Solo na Produção e Exportação de Sedimentos na Bacia Hidrográfica do Alto Paranapanema

dc.contributor.advisor-co1Martensen, Alexandre Camargo
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1608659358382981
dc.contributor.advisor1Mello, Kaline de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1974531968891537
dc.contributor.authorBoniolo, Vinícius Rainer
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/8757447264574231
dc.date.accessioned2025-05-26T18:08:09Z
dc.date.issued2025-04-24
dc.description.abstractChanges in land use and land cover are important drivers of environmental degradation in watershed areas, intensifying erosive processes and compromising the provision of ecosystem services that regulate water quantity and quality. This dissertation aimed to assess the impacts of such changes on sediment production and export in the Upper Paranapanema River Basin (BH-ALPA), located in the state of São Paulo, through multitemporal modeling based on four decades (1987, 1997, 2007, and 2017), spatial pattern analysis associated with different land use types, simulation of scenarios involving the restoration of Permanent Preservation Areas (APPs) and soil conservation practices, and validation of the modeled data with direct field measurements. The work was structured into three integrated chapters: a theoretical review, multitemporal modeling, and an applied evaluation in micro-watersheds with different land use matrices. Chapter 1 consisted of a literature review aimed at understanding the relationships between land use, erosive processes, and environmental management strategies in watersheds. This review discussed the main natural and anthropogenic factors driving soil degradation, with emphasis on the role of vegetation in controlling erosion. It also presented a critical analysis of the main models used to estimate erosion and sediment transport in watersheds, including empirical models (such as RUSLE) and semi-empirical/semi-distributed models (such as MUSLE, SWAT, AnnAGNPS, and SDR-InVEST), justifying the adoption of the SDR-InVEST model in this research. In Chapter 2, the model was applied to estimate sediment production and export in BH-ALPA for the years 1987, 1997, 2007, and 2017, based on land use data from the MapBiomas platform. The results indicated a significant increase in sediment export over recent decades, associated with the intensification and conversion of landscapes for agriculture. The modeling also made it possible to test scenarios of APP restoration and the implementation of conservation practices. Chapter 3 deepened the analysis of the influence of land use and land cover on water quality in four sub-watersheds with different landscape matrices: agriculture, pasture, and forest. Flow and physicochemical parameters of the water were collected over seven sampling campaigns and analyzed through descriptive, correlational, and multivariate statistical methods. The results revealed distinct patterns among land use types, with greater stability in forested areas and higher variability in intensively managed agricultural landscapes. Overall, the research highlights the importance of integrating soil conservation strategies into territorial planning in watersheds. Conservation practices, restoration of degraded areas, and the protection of APPs are shown to be essential for reducing sediment export and ensuring the maintenance of ecosystem services.eng
dc.description.resumoAs alterações no uso e cobertura do solo configuram-se como importantes vetores de degradação ambiental em bacias hidrográficas, intensificando os processos erosivos e comprometendo a provisão de serviços ecossistêmicos reguladores da quantidade e qualidade da água. Esta dissertação teve como objetivo avaliar os impactos dessas mudanças na produção e exportação de sedimentos na Bacia Hidrográfica do Alto Paranapanema (BH-ALPA), no estado de São Paulo, por meio da modelagem multitemporal com base em quatro décadas (1987, 1997, 2007 e 2017), da análise dos padrões espaciais associados aos diferentes usos do solo, da simulação de cenários de restauração de Áreas de Preservação Permanente (APPs) e práticas conservacionistas, e da validação dos dados modelados com medições diretas em campo. O trabalho foi estruturado em três capítulos integrados: uma revisão teórica, uma modelagem multitemporal e uma avaliação aplicada em microbacias com diferentes matrizes de uso do solo. O Capítulo 1 consistiu em uma revisão de literatura voltada à compreensão das relações entre uso do solo, processos erosivos e estratégias de gestão ambiental em bacias hidrográficas. Nesta revisão foram discutidos os principais fatores naturais e antrópicos que impulsionam a degradação do solo, com destaque para o papel da vegetação na contenção da erosão. O capítulo também apresenta uma análise crítica dos principais modelos de estimativa de erosão e transporte de sedimentos em bacias hidrográficas, incluindo modelos empíricos (como RUSLE) e modelos semi-empíricos/semi-distribuídos (como MUSLE, SWAT, AnnAGNPS e SDR-InVEST), justificando a adoção do modelo SDR-InVEST nesta pesquisa. No Capítulo 2, o modelo foi aplicado para estimar a produção e exportação de sedimentos na BH-ALPA em 1987, 1997, 2007 e 2017, com base em dados de uso do solo da plataforma MapBiomas. Os resultados indicaram aumento expressivo da exportação de sedimentos nas últimas décadas, associado à intensificação e conversão de paisagens para a agricultura. A modelagem também permitiu testar cenários de restauração de Áreas de Preservação Permanente (APPs) e adoção de práticas conservacionistas. O Capítulo 3 aprofundou a análise da influência do uso e cobertura do solo sobre a qualidade da água em quatro sub-bacias com diferentes matrizes de paisagem: agrícola, pastagem e floresta. Foram coletados dados de vazão e parâmetros físico-químicos da água ao longo de sete campanhas, complementados por análises estatísticas descritivas, correlacionais e multivariadas. Os resultados evidenciaram padrões distintos entre os tipos de uso e cobertura do solo, com maior estabilidade nas áreas florestais e maior variabilidade nas áreas de uso agropecuário intensivo. De forma geral, a pesquisa reforça a importância de integrar estratégias de conservação do solo ao planejamento territorial em bacias hidrográficas. Práticas conservacionistas, restauração de áreas degradadas e proteção de APPs se mostram fundamentais para conter a exportação de sedimentos e garantir a manutenção dos serviços ecossistêmicos. Palavras-chave: serviços ecossistêmicos; erosão; modelagem espacial; qualidade da água; práticas conservacionistaspor
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipId18/20501-8.
dc.identifier.citationBONIOLO, Vinícius Rainer. Impactos das Mudanças no Uso e Cobertura do Solo na Produção e Exportação de Sedimentos na Bacia Hidrográfica do Alto Paranapanema. 2025. Dissertação (Mestrado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22104.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22104
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCâmpus Sorocaba
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-So
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectServiços ecossistêmicospor
dc.subjectErosãopor
dc.subjectModelagem espacialpor
dc.subjectQualidade da águapor
dc.subjectPráticas conservacionistas.por
dc.subjectEcosystem serviceseng
dc.subjectErosioneng
dc.subjectSpatial modelingeng
dc.subjectWater qualityeng
dc.subjectConservation practiceseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::CONSERVACAO DA NATUREZA::CONSERVACAO DE BACIAS HIDROGRAFICAS
dc.titleImpactos das Mudanças no Uso e Cobertura do Solo na Produção e Exportação de Sedimentos na Bacia Hidrográfica do Alto Paranapanemapor
dc.title.alternativeImpacts of Land Use and Land Cover Changes on Sediment Production and Export in the Upper Paranapanema River Basineng
dc.typeDissertação

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