Avaliação integrada da variação espacial e temporal do balanço hídrico na Caatinga

Abstract

No Nordeste brasileiro, 75% de suas áreas são semiáridas, onde a vegetação dominante é a Caatinga, que contém mais de 1.000 espécies de plantas vasculares distribuídas como um mosaico. No entanto, sua biodiversidade contrasta com altos níveis de degradação, colocando a Caatinga entre os ecossistemas mais degradados, e modelar essas alterações a nível de bacia tem se tornado cada vez mais importante. Um dos modelos atuais mais utilizados no mundo é o SWAT (Soil and Water Assessment Tool). A tese ora apresentada, tem como objetivo elucidar a dinâmica espaço-temporal e o balanço hídrico em áreas de Caatinga utilizando o modelo SWAT. Para alcançar tal objetivo, este trabalho foi dividido em 4 capítulos, dos quais o primeiro trata da análise da dinâmica e distribuição espaço-temporal da Caatinga; o segundo e o terceiro capítulos realizam uma análise de confiabilidade nos dados de evapotranspiração (ET) e Índice de Área Foliar (IAF), que foram utilizados na calibração do modelo SWAT; e o quarto capítulo consiste na calibração e análise de dados do modelo SWAT. Os dados mostraram que a área relativa (RA) da Caatinga diminuiu de 90,25% para 60,98% ao longo de 38 anos, enquanto a fragmentação (PD) apresentou um viés crescente. Além disso, a distribuição espacial de ambos os índices tornou-se mais heterogênea e agrupou-se ao norte da área de estudo. Correlações com os produtos MOD16A2 e SAFER do sensor MODIS produziram valores de r² mensais = 0,92, 8-dias = 0,88 e diários = 0,85 com o algoritmo SAFER. Os dados mensais do MOD16A2 produziram um valor de r² = 0,82. Estimativas de IAF de torre e Accupar para os anos de 2011 a 2016 foram comparadas com MCD15A3/A2, e derivados do MOD09GA. (i) O MCD15A3/A2 apresentou r² na composição de 4 dias = 0,34 e 8-dias = 0,6; (ii) os derivados do MOD09GA: r² variando de 0,59 a 0,65; (iii) iterações utilizando todas as bandas do produto resultaram em três equações: duas com r² = 0,75, e uma com r² = 0,73. A calibração ocorreu a nível de ET e IAF Foram encontrados Nash para ET (0,61 e 0,63: calibração e validação) e LAI (0,67 e 0,78). A análise do balanço hídrico indicou que 85,03% da água da chuva é evapotranspirada contra 2,45% para escoamento superficial, 3,58% para percolação e 0.41% para fluxo de retorno. A compreensão do balanço hídrico, em especial em florestas nativas de regiões semiáridas, é fundamental para a resolução de muitos problemas relacionados à agricultura e ao planejamento municipal, uma vez que estas áreas naturalmente servem de tampão para o escoamento superficial, que está intimamente ligado a perda de safras inteiras e deslizamentos de terra em áreas residenciais.