Influence of the landscape on soil characteristics and surface and groundwater in the Iguatu-CE city

Abstract

Mudanças climáticas e pressões antrópicas têm intensificado os desafios ambientais em regiões semiáridas, alterando a dinâmica da paisagem, degradando solos e comprometendo os recursos hídricos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da mudança da paisagem, analisar as características do solo e qualidade das águas superficiais e subterrâneas em Iguatu, Ceará, Brasil. O primeiro capítulo investigou a dinâmica climática, agrícola e uso da terra ao longo de 37 anos (1985–2023), por meio de séries históricas de clima, dados socioeconômicos e sensoriamento remoto. O segundo capítulo avaliou a qualidade do solo em áreas agrícolas e pecuárias por meio da coleta de amostras nas profundidades de 0–10 cm e 10–20 cm em diferentes sistemas: consórcio milho-feijão, monocultivo de milho, cultivo de banana, consórcio goiaba-horticultura e pastagens de Urochloa mosambicensis sob pastejo de bovinos leiteiros, comparados a fragmentos preservados de Caatinga como referência. Foram analisados atributos químicos, frações da matéria orgânica, atividades enzimáticas (βglucosidase, arilsulfatase e desidrogenase) e características micromorfológicas, complementados por análises estatísticas multivariadas (PCA, HCA e correlação de Pearson). No terceiro capítulo, foi feita uma caracterização da qualidade da água de poços de bacia sedimentar e do embasamento cristalino (G1–G4, G6, G8–G10), trechos do rio Jaguaribe (R7, R11 e R13) e Açude Orós (OR5). Foram realizadas análises físico-químicas e microbiológicas, concentração de íons e metais, além de índices de aptidão para irrigação, apoiados por métodos estatísticos multivariados. Os dados de sensoriamento remoto e socioeconômicos revelaram a intensificação das secas, a redução dos corpos d'água, o declínio da produção agrícola e a expansão da pecuária, juntamente com o desmatamento severo e a fragmentação da paisagem. As análises demonstraram a intensificação do uso da terra, que afetou negativamente a qualidade do solo, com redução das frações lábeis e recalcitrantes do C orgânicas do solo e das atividades enzimáticas em sistemas intensivos de monocultivo e fruteiras. A pastagem demonstrou estabilidade estrutural e potencial de manejo de carbono, devido à maior permanência das raízes no solo. Avaliações da qualidade da água, abrangendo parâmetros físico-químicos e microbiológicos das águas superficiais e subterrâneas, evidenciaram variabilidade sazonal, com riscos de salinidade e sodicidade nos períodos de estiagem. A contaminação microbiana na estação chuvosa foi a mais expressiva nos locais de estudo. Análises multivariadas confirmaram que tanto a litologia das formações rochosas das áreas de estudo quanto o manejo adotado no solo exercem influência crítica nos processos hidrogeoquímicos, limitando o potencial de irrigação em diversas fontes. Os resultados demonstram interação entre a variabilidade climática e as mudanças no uso da terra, intensificando a degradação ambiental, ameaçando a sustentabilidade do solo e da água. Portanto, ressaltamos a urgência da adoção de estratégias de gestão integrada de uso dos recursos naturais, com manejos mais sustentáveis do uso do solo e monitoramento contínuo da água, para fortalecer a resiliência, promover a conservação de recursos naturais e apoiar a sustentabilidade socioeconômica na região semiárida brasileira.