Dinâmicas de uso e ocupação do solo e transformação ambiental da Microrregião de Porto Nacional/MATOPIBA, Tocantins - Brasil

dc.contributor.advisor-co1Pinto, Maria Lígia Cassol
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9813961640645428
dc.contributor.advisor1Pires, Luiz Fernando
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8442535263392473
dc.contributor.authorLeite, Simonní Elias Furtado
dc.contributor.instituicao-banca1Universidade Estadual do Centro Oeste (UNICENTRO)
dc.contributor.instituicao-banca2Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
dc.contributor.instituicao-banca3Universidade Federal de Tocantins (UFT)
dc.contributor.instituicao-banca5Programa de Pós - Graduação Doutorado em Geografia
dc.contributor.referee1Silva, Julio Manoel França da
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5242007553597888
dc.contributor.referee2Saab, Sérgio da Costa
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9976947941481444
dc.contributor.referee3Cristo, Sandro Sidnei Vargas de
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6004596653256447
dc.contributor.referee4Correchel, Vladia
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4781536691286837
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5004606507861536
dc.date.accessioned2026-04-08T16:39:59Z
dc.date.accessioned2026-06-29T11:25:15Z
dc.date.issued2025-10-26
dc.description.abstractThis thesis investigated, through a multiscale analytical framework, the effects of agricultural expansion on plinthic soils in the microregion of Porto Nacional, located within MATOPIBA—one of Brazil’s leading agricultural frontiers. The overarching objective was to evaluate how land use and land cover, geomorphological conditions, and the physical–hydraulic and mineralogical properties of a PLINTOSSOLO PÉTRICO Concrecionary influence environmental dynamics and susceptibility to erosion, integrating spatial, temporal, and field-based experimental analyses. The methodological structure encompassed three analytical levels. At the regional scale (Chapter 2), geospatial landscape analysis, morphodynamic modeling, and the assessment of spatiotemporal land-use and land-cover change from 1985 to 2022 were conducted, including predictive modeling validated for projections up to 2055. Geotechnologies—GIS, 30-m DEMs, satellite imagery, and derived environmental metrics—enabled the identification of transformation patterns and critical areas under agro-environmental pressure. At the intermediate scale (Chapter 3), the focus was on territorial reorganization, the expansion of monocultures and pasturelands, and the intensification of agricultural use, highlighting the replacement of native vegetation by high-impact crops, especially soybean. At the local and experimental scale (Chapter 4), morphological, mineralogical (XRD), elemental (XRF), and physical–hydraulic properties of the PLINTOSSOLO PÉTRICO Concrecionary were characterized, alongside the application of the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) at the regional scale to estimate soil loss and evaluate laminar erosion vulnerability according to land-use patterns in the Porto Nacional/MATOPIBA microregion. Integrated results from the land-use/land-cover modeling revealed an accelerated replacement of savanna and forest formations by agricultural crops and pasturelands, with soybean cultivation showing continuous expansion since the 1990s and a strong tendency toward further growth in the coming decades. At the local scale, the PLINTOSSOLO PÉTRICO Concrecionary exhibited marked sensitivity to mechanization, manifested by reductions in hydrodynamic functionality and increased erosion susceptibility, especially on steeper slopes. This behavior results from a set of edaphic and mineralogical attributes, including the high proportion of micropores (59.5%), clayey texture (43.1%), and elevated contents of gibbsite and kaolinite, which promote the formation of rigid and compacted structures. These conditions contribute to the development of plinthite and ferruginous concretions, reducing infiltration and increasing surface runoff. The seasonal tropical climate, combined with no-tillage systems (SPD) on terrain with 3–8% slopes, further intensifies these processes. The RUSLE results indicated that the microregion is largely characterized by very low to moderate soil-loss rates (0.01–2.0 t·ha−1·yr−1), consistent with areas under native vegetation or conservation-oriented management. However, localized hotspots reached values of approximately 7 t·ha−1·yr−1 in areas dominated by conventional agriculture and degraded pastures. The spatial distribution of erosion demonstrated a strong control exerted by relief and land use, evidencing that the conversion of native environments into intensive agricultural systems significantly alters the stability of the pedological system. In Chapter 5, the integration of multiscale findings revealed that regional landscape dynamics, productive reorganization, and the intrinsic properties of the PLINTOSSOLO PÉTRICO Concrecionary converge to create a scenario of increasing environmental vulnerability, particularly under conditions of agricultural intensification. The articulation among chapters showed that land-use changes directly affect soil hydrodynamics and erosion susceptibility, reinforcing the need for conservation practices and environmental planning. Overall, this thesis provides essential scientific and technical contributions for territorial planning, soil conservation, and environmental management in the MATOPIBA region. It highlights the importance of integrated approaches linking relief, soil, and land use, as well as the central role of geotechnologies as diagnostic tools and support mechanisms for decision-making.
dc.description.resumoEsta tese investigou, em abordagem multiescalar, os efeitos da expansão agropecuária sobre os solos plínticos na microrregião de Porto Nacional, inserida no MATOPIBA — uma das principais fronteiras agrícolas do Brasil. O objetivo geral consistiu em avaliar como o uso e cobertura da terra, as condições geomorfológicas e as propriedades físico- hidráulicas e mineralógicas influenciam a dinâmica ambiental e a suscetibilidade à erosão de um PLINTOSSOLO PÉTRICO Concrecionário, articulando análises espaciais, temporais e experimentais de campo. A metodologia estruturou-se em três níveis: Escala regional (Capítulo 2), com análise geoespacial da paisagem, modelagem morfodinâmica e avaliação da evolução espaço-temporal do uso e cobertura do solo entre 1985 e 2022, incluindo projeções preditivas validadas até 2055. As geotecnologias – SIG, MDE de 30 m, imagens de satélite e métricas ambientais derivadas – permitiram caracterizar padrões de transformação e identificar áreas críticas de pressão agropecuária. Escala intermediária (Capítulo 3), dedicada à análise da reorganização territorial, da expansão das monoculturas e pastagens e da intensificação do uso agrícola, ressaltando a substituição de vegetação nativa por cultivos de alto impacto, especialmente soja. Escala local e experimental (Capítulo 4), com a caracterização morfológica, mineralógica (DRX), elementar (FRX) e físico-hidráulica do PLINTOSSOLO PÉTRICO Concrecionário, além da aplicação da RUSLE — em escala regional — para estimar a perda de solo e avaliar a vulnerabilidade à erosão laminar em conformidade com os diferentes usos do solo, na microrregião de Porto Nacional/MATOPIBA. Os resultados integrados da modelagem de uso e cobertura da terra revelaram substituição acelerada das formações savânicas e florestais por cultivos agrícolas e pastagens, com forte protagonismo da soja, cuja área expandiu de modo contínuo desde os anos 1990, apresentando tendência de crescimento nas próximas décadas. Na escala local, o PLINTOSSOLO PÉTRICO Concrecionário avaliado demonstrou alta sensibilidade à mecanização, manifestada pela redução da funcionalidade hidrodinâmica e pelo aumento da suscetibilidade à erosão, especialmente em áreas com maior declividade. Esse comportamento resulta de um conjunto de atributos edáficos e mineralógicos, como a elevada proporção de microporos (59,5%), a textura argilosa (43,1%), e os altos teores de gibbsita e caulinita, que favorecem a formação de estruturas rígidas e compactadas. Tais condições promovem o desenvolvimento de plintitas e concreções ferruginosas, reduzindo a infiltração e aumentando o escoamento superficial. O clima tropical sazonal, aliado ao Sistema Plantio Direto (SPD) em terrenos com 3–8% de declividade, intensifica esse processo. A aplicação da RUSLE indicou que a microrregião apresenta predominância de perdas muito baixas a moderadas (0,01–2,0 t·ha−1·ano−1), compatíveis com áreas sob vegetação natural ou manejo conservacionista, mas com focos de maior vulnerabilidade, onde valores chegam a aproximadamente 7 t·ha−1·ano−1 em setores de agricultura convencional e pastagens degradadas. A distribuição espacial da erosão demonstrou forte controle pelo relevo e pelo tipo de uso, evidenciando que a conversão de áreas nativas para agricultura intensiva altera significativamente a estabilidade do sistema pedológico. No Capítulo 5, a integração dos resultados multiescalares evidenciou que a dinâmica da paisagem regional, a reorganização produtiva e as propriedades intrínsecas do PLINTOSSOLO PÉTRICO Concrecionário convergem para um quadro de vulnerabilidade crescente, especialmente em cenários de intensificação agropecuária. A articulação entre os capítulos sugeriu que mudanças no uso da terra repercutem diretamente na hidrodinâmica do solo e na suscetibilidade à erosão, reforçando a necessidade de práticas conservacionistas e planejamento ambiental. Ao final, a tese contribui com subsídios técnicos e científicos essenciais para o ordenamento territorial, conservação dos solos e gestão ambiental no MATOPIBA, destacando a importância de abordagens integradas entre relevo, solo e uso da terra, bem como a relevância das geotecnologias como ferramentas de diagnóstico e apoio à tomada de decisão.
dc.identifier.citationLEITE, Simonní Elias Furtado. Dinâmicas de uso e ocupação do solo e transformação ambiental da Microrregião de Porto Nacional/MATOPIBA, Tocantins - Brasil. 2025. Tese (Doutorado em Geografia) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2025.
dc.identifier.urihttps://ri.uepg.br/handle/123456789/1687
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Statesen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
dc.subjectCurva de retenção
dc.subjectErosão laminar
dc.subjectGeomorfometria
dc.subjectModelagem preditiva
dc.subjectGeotecnologias
dc.titleDinâmicas de uso e ocupação do solo e transformação ambiental da Microrregião de Porto Nacional/MATOPIBA, Tocantins - Brasil
dc.typedoctor thesis

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