Caracterização climática da temperatura do solo sob

CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA DA TEMPERATURA DO SOLO
SOB DIFERETES TIPOS DE COBERTURA O OROESTE DO
PARAÁ*
Pedro de Faria Sampaio1, Heverly Morais2, Paulo H. Caramori2 e Wilian da Silva Ricce3
1. Bolsista ITI CNPq, IAPAR, Londrina, PR. Email: [email protected]
2. Pesquisador do IAPAR, Dr., Agrometeorologia. Email: [email protected], [email protected]
3. Agroconsult Ltda., atualmente no IAPAR. Email: [email protected]
Trabalho apresentado no XVI CO#GRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, Belém, PA, 13 a 15/09/2010
RESUMO: O objetivo deste trabalho foi analisar os dados climáticos da temperatura do solo
sob gramado e sob cobertura morta, comparados com solo nu no município de Paranavaí,
noroeste do Paraná. Os dados foram coletados na estação meteorológica do IAPAR no
período de 01/01/1986 a 30/10/2009 às 15 h horário local, com termômetros de mercúrio a 2
cm de profundidade. Observou-se que o solo nu foi mais vulnerável às condições extremas de
temperatura, condição esta que causa prejuízos para o solo, agricultura e meio ambiente,
enquanto que nos sistemas protegidos as temperaturas do solo foram mais estáveis. Isso
mostra o impacto negativo da mudança do uso do solo, com a retirada da vegetação nativa e
implantação das lavouras e pecuária, fato que ocorreu na região a partir da década de 1930.
Fica evidente a importância da utilização de práticas de cobertura do solo, como plantio direto
e sistemas de integração agrossilvipastoris para preservar o meio ambiente, mitigar os efeitos
das mudanças climáticas e do aquecimento global e garantir a sustentabilidade dos sistemas.
ABSTRACT: The aim of this study was to analyze a climatic series of soil temperature under
grass and mulching, compared to bare soil in the municipality of Paranavaí, northwest of
Paraná state, Brazil. Data were collected at the weather station of IAPAR in the period 1986
to 2009 at 15 h local time, with mercury thermometers at 2 cm depth. It was observed that
bare soil was more vulnerable to extremes of temperature, a condition that causes damage to
the soil and environment, while under covers the soil temperatures were more stable. This
shows the negative impact of land use change with the removal of native vegetation and
establishment of crops and livestock that started in the decade of 1930 in the north of Paraná.
It is evident the importance of using practices of soil cover, such as tillage, silvopastoral and
agroforestry systems to preserve the environment, mitigating the effects of climate change and
global warming and ensuring sustainability of the systems.
PALAVRAS-CHAVE: Mudanças climáticas, cobertura do solo, temperaturas extremas,
análise climatológica
1. ITRODUÇÃO
As mudanças climáticas globais podem representar um problema grave e complexo,
por isso cada vez mais são objetos de estudos e discussões. O relatório do Painel
Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, 2007) mostrou que houve um
aumento da temperatura média global de 0,74ºC nos últimos 100 anos e que a tendência de
aquecimento vem se acelerando nos últimos 50 anos. As melhores estimativas dos modelos de
simulação projetam cenários para o Século XXI em que a temperatura média do planeta será,
no mínimo, 1,8ºC e no máximo cerca de 4ºC superior aos valores atuais. Também são
previstas a redução das chuvas em áreas subtropicais em até 20% e o agravamento das secas,
podendo advir grandes problemas sociais e econômicos.
Dentre as causas apontadas como responsáveis pelo aquecimento global, destacam-se
a emissão de gases (CO2, metano, óxido nitroso) decorrentes de fatores antrópicos e a
mudança no uso do solo (IPCC, 2007). As mudanças no uso da terra, sobretudo quando
florestas nativas são transformadas em áreas agrícolas ou de pastagens, alteram o balanço de
energia e causam mudança no conteúdo de carbono nos solos. Essa alteração depende do
clima, tipo de uso e das práticas de manejo utilizadas (BRASIL, 2004).
Com a retirada da vegetação, além do impacto inicial da queima do estoque de
carbono e liberação de CO2 para a atmosfera (FARIA, 1997; CERRI, 2002), ocorre
significativa alteração nos balanços energético e hídrico do ambiente. A brusca mudança na
retirada da cobertura vegetal altera o balanço energético, uma vez que o componente
evaporativo será maior, bem como as frações de energia líquida destinadas ao aquecimento do
ar e do solo. Sobre solo nu, em condições de baixa umidade superficial, a temperatura da
superfície pode atingir valores superiores a 50°C, enquanto que sob cobertura vegetal
permanece em torno de 30°C (COSTA et al., 2007; RICCE et al., 2007). A fração da radiação
líquida transformada em calor sensível, que vai aquecer o ar, pode atingir de 30 a 50%,
enquanto que em ambiente florestado raramente ultrapassa 10% (BLANKEN et al., 1997). Da
mesma forma ocorrem drásticas alterações no balanço hídrico em ambiente descoberto,
havendo menor infiltração da água e maior porcentagem de escorrimento superficial,
provocando a erosão do solo, poluição de mananciais e degradação do ambiente de produção.
O plantio direto é uma tentativa de reduzir esses impactos, por meio da cobertura da
superfície do solo com resíduos das próprias culturas ou de espécies produtoras de biomassa
(SCHAFFRATH et al., 2008; ASSIS & LANÇAS, 2005).
Diante da drástica mudança na paisagem ocorrida no Norte do Paraná entre 1930 e
1980, existe uma grande preocupação acerca do futuro da agricultura na região sob cenários
de mudanças climáticas. Portanto, a caracterização dos ambientes de produção poderá
contribuir para quantificar as alterações ocorridas e propor soluções para mitigar os problemas
de degradação ambiental e aquecimento global.
O objetivo desse trabalho foi caracterizar climaticamente as temperaturas do solo sob
diferentes coberturas na região Noroeste do Paraná.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Os dados de temperatura do solo foram obtidos na estação meteorológica
convencional do IAPAR em Paranavaí, Noroeste do Paraná (23º 5'S, 52º 26'W; altitude 480
m). O solo é um Argissolo Vermelho distrófico latossólico, com 80 g kg-1 de argila, 10 g kg-1
de silte e 910 g kg-1 de areia na camada de 0 - 25 cm. Os dados de temperatura do solo
medidos com geotermômetro na profundidade de 2 cm foram coletados às 18 TMG (15h),
horário determinado pela OMM (Organização Meteorológica Mundial), por ser o horário de
maior temperatura. Utilizou-se a série climática de dados coletados no período de 01/01/1986
a 30/10/2009, em solo sem cobertura (solo nu), coberto com grama e com cobertura morta.
Foi calculada a freqüência de ocorrência de temperaturas do solo acima de 25, 30, 35, 40, 45 e
50ºC em cada tipo de cobertura.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Observa-se na Figura 1 as temperaturas do solo (trimestrais) na camada superficial e
no horário mais quente do dia (15 h). Não foi possível observar tendências de alterações nas
temperaturas do solo nos três sistemas, no decorrer do periodo avaliado (1986-2009). O curto
periodo de registros climáticos foi um fator limitante para esta análise.
O solo nu apresentou as maiores temperaturas em todos os anos e trimestres
avaliados. Em todos os trimestres, a amplitude témica da temperatura do solo nu foi maior que
as demais coberturas, chegando aproximandamente a 11ºC. Isso mostra que o solo exposto é
mais vulnerável às temperaturas extremas, pois o solo exposto absorve maior parcela da
radiação incidente do que os sistemas com cobertura, resultando em maior aquecimento
diurno.
Entre as coberturas avaliadas, o gramado apresentou temperatura ligeiramente
superior à cobertura morta. Ambas as coberturas apresentaram uma menor oscilação durante o
ano e no decorrer do periodo avaliado, devido ao bloqueio da radiação solar durante o dia. No
solo gramado a maior amplitude foi de 6ºC, aproximadamente, ocorrida no segundo trimestre.
Sob cobertura morta a temperatura do solo oscilou 5ºC durante todo o periodo avaliado.
Jan/Fev/Mar
Abr/Mai/Jun
45
45
40
40
Temperatura (ºC)
Temperatura (ºC)
Gramado
35
30
25
Gramado
Solo Nu
35
30
25
20
15
15
1989
1992
1995
1998
2001
2004
1986
2007
1989
Jul/Ago/Set
Gramado
Solo Nu
1995
1998
2001
2004
2007
45
Cobertura Morta
40
40
Temperatura (ºC)
Temperatura (ºC)
1992
Out/Nov/Dez
45
35
30
25
35
30
25
20
20
15
15
Gramado
1986
Cobertura Morta
Cobertura Morta
20
1986
Solo Nu
1989
1992
1995
1998
2001
2004
2007
1986
1989
1992
Solo Nu
1995
1998
Cobertura Morta
2001
2004
2007
Figura 1. Média trimestral das temperaturas do solo a 2 cm de profundidade, às 15:00h sob
diferentes tipos de cobertura. Paranavaí, PR, jan/1986 a out/2009.
Na Figura 2, observa-se que temperaturas extremas maiores que 40ºC ocorreram
somente no solo exposto, com ocorrências de temperaturas maiores que 50ºC (150 eventos),
durante todo o período avaliado. O solo gramado teve maior frequência de eventos com
temperaturas elevadas (>35ºC) do que o solo sob cobertura morta. Isso indica que o solo
exposto está sujeito a eventos extremos de temperatura do solo, podendo interferir no manejo
Número de eventos
de culturas, influindo na germinação de sementes, desenvolvimento do sistema radicular,
absorção de água e nutrientes e decomposição de matéria orgânica.
8000
7500
7000
6500
6000
5500
5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
7580
Solo Nú
Gramado
Cobertura Morta
6017
5358
4305
4036
2361
2224
934
150
0
>50
0
0
>45
0
0
0
>40
Temperatura (ºC)
55
>35
1
239
>30
>25
Figura 2. Número de ocorrências de temperaturas do solo acima dos limites especificados às
15:00h, a 2 cm de profundidade, sob diferentes tipos de cobertura. Paranavaí, PR, jan/1986 a
out/2009.
As tendências de aumento de temperatura do ar, com destaque para a temperatura
mínima, que vêm ocorrendo no estado do Paraná nos últimos 30 anos (RICCE et al., 2009),
certamente estão relacionadas com a brusca mudança ocorrida no uso do solo, com
substituição de floresta por agricultura.
4. COCLUSÃO
As alterações nas temperaturas extremas decorrentes de mudança na cobertura do solo
têm potencial de alterar significativamente o balanço energético local, alterando o fluxo de
calor para o solo, com potencial de alterar a temperatura do ar e contribuir para o aquecimento
global. Sob solo descoberto, no horário das 15 horas, quando ocorre o máximo aquecimento,
as diferenças nas médias trimestrais de temperatura entre os sistemas com cobertura e solo nu
a 2cm de profundidade atingem 10 a 15oC no horário de maior aquecimento, podendo causar
estresses às culturas de verão e prejudicar a produtividade.
5. REFERECIAS BIBLIOGRÁFICAS
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