Qualidade da água e modelagem do uso das terras na bacia hidrográfica do Arroio Marrecas, Caxias do Sul, RS

Abstract

A bacia hidrográfica do Arroio Marrecas, localizada na porção nordeste do município de Caxias do Sul, RS, abriga os principais mananciais de água para abastecimento da crescente população na região, além de importantes fragmentos de Mata Atlântica e Campos Sulinos. Este estudo buscou analisar as alterações de uso das terras em escala espaço-temporal nos últimos 48 anos, analisar a relação entre a qualidade das águas superficiais, utilizando dados de campanhas de monitoramento entre 2010 e 2011, e o uso atual das terras e simular a dinâmica de cenários futuros para um período de 15 anos. As ferramentas utilizadas na primeira etapa foram interpretação visual de imagens de satélite e fotos aéreas, apoiadas em campanhas de levantamento a campo. A posteriori, foi construído um banco de dados geoespaciais e a simulação espacial utilizando o modelo Conversion of Land Use and its Effects at small region extent (CLUE-S). Os resultados obtidos na primeira etapa indicam um decréscimo das áreas originalmente ocupadas por campos e matas, o que pode ser atribuído ao crescente processo de urbanização e a expansão de atividades agrícolas intensivas como fruticultura e silvicultura, similar àquela observada em outras regiões na Serra Gaúcha A avaliação da qualidade de água mostra que a alteração na concentração de alguns parâmetros relacionou-se com o uso das terras. Embora os parâmetros Turbidez, Fósforo Total e Coliformes Termotolerantes tenham ultrapassado os limites de Classe 2 (Conama nº 257/2005) em algumas campanhas, a análise de correlação não conseguiu discriminar fatores explanatórios de maneira conclusiva. Quando analisados os resultados da modelagem, observou-se que a dinâmica de realocação dos usos e coberturas das terras nos planos de informação são definidos ou explicitados prioritariamente pelos seguintes fatores explanatórios: Cambissolo Háplico, Cambissolo Húmico e Neossolo Litólico, declividade e elevação do terreno. Análises apoiadas em ferramentas de estatística, geoprocessamento e campanhas de levantamento in situ como as aplicadas neste estudo podem ser instrumentos cruciais para o entendimento da evolução dos usos das terras, servindo de referencial para resolução de potenciais conflitos e mitigação dos impactos ambientais e socioeconômicos que se apresentam.

The Arroio Marrecas watershed, located in the northeastern section Caxias do Sul municipality, is a major drinking water source for the growing population in the region, and contains important fragments of subtropical forests and grasslands. This study investigates land use changes in a spatiotemporal scale in the Arroio Marrecas watershed in the last 48 years, analyze the relationship between the quality of surface water, using data from monitoring campaigns conducted in 2010 and 2011, and the current land use and simulates the dynamics of future scenarios for a period of 15 years. Tools used in the first stage were visual interpretation of satellite images and aerial photos, supported by the field survey campaigns were used. Subsequently, it was built from a geospatial database and the spatial simulation using the model Conversion of Land Use and Its Effects at small region extent (CLUE-S). The results obtained in the first step indicate a decrease in the areas originally occupied by forests and grasslands, which can be attributed to increasing urbanization and the expansion of intensive agricultural production such as horticulture and forestry, similar to that observed in other parts of the highlands of Rio Grande do Sul (Serra Gaúcha) The evaluation of water quality shows that the change in concentration of some parameters was related to the use of the land. Water quality parameters like turbidity, total phosphorus and thermotolerant coliform were above Class 2 limits (CONAMA Resolution 257/2005) in some campaigns, a correlation analysis could not conclusively discriminate the main explanatory factor. On the other hand, a modeling exercise of future ladn use scenarios with the CLUE-S model revealed that dynamic reallocation of land use/land cover were defined primarily by soil classes Cambissolo Háplico, Cambissolo Húmico and Neossolo Litólico, elevation and slope. Analysis supported by statistical geoprocessing tools and field surveys as applied in this study can be crucial tools for understanding the evolution of land uses and serve to resolve potential conflicts and mitigate environmental and socioeconomic impacts.