O solo

O que é o solo e que cinco fatores intervêm na sua formação? Descreve sucintamente o papel de cada um.

O que é a rocha-mãe e como é que a sua composição influencia as propriedades do solo formado sobre ela (pH, nutrientes, textura)?

O solo abriga bactérias, fungos, minhocas e artrópodes. Explica o papel desempenhado por esta comunidade na fertilidade do solo (decomposição, estrutura, arejamento).

Os solos desenvolvidos sobre calcários tendem a apresentar um pH neutro ou alcalino, enquanto os derivados de granito apresentam um pH ácido. Explica a influência da rocha-mãe no pH do solo e que culturas se adaptam melhor a cada situação.

Indica os horizontes principais de um solo maduro, da superfície para a profundidade, e uma característica de cada um.

O que é a textura do solo e que três frações granulométricas a definem?

O que é o horizonte O do solo e que processo de humificação nele ocorre? O que fornece aos horizontes subjacentes?

Que diferenças existem entre um solo jovem, pouco evoluído, e um solo maduro com horizontes bem diferenciados? Dá um exemplo de terreno onde esperarias encontrar cada um deles.

O que é a capacidade de retenção de água de um solo e que fração granulométrica a aumenta? Por que razão um solo muito arenoso requer regas mais frequentes?

O esquema mostra o perfil de um solo maduro com seis níveis numerados. Atribui a cada número o respetivo horizonte (O, A, E, B, C, R) e descreve o processo dominante (decomposição, eluviação ou lixiviação, precipitação/acumulação) nos níveis 1, 3 e 4.

Um solo com $40\ \%$ de areia, $40\ \%$ de silte e $20\ \%$ de argila é classificado como «franco» no triângulo de texturas. Explica que vantagens agrícolas apresenta esta textura intermédia em relação a um solo muito arenoso ou muito argiloso.

Um solo contém $60\ \%$ de areia, $30\ \%$ de silte e $10\ \%$ de argila.

1. a) Classifica-o de forma aproximada com recurso ao triângulo textural;
2. b) prevê a sua drenagem e o seu comportamento agronómico face a um solo franco;
3. c) propõe uma correção (adubação/melhoramento) para o valorizar.

Uma cooperativa de cereais de sequeiro na Meseta Norte pondera certificar créditos de carbono através da transição da mobilização convencional com charrua de aivecas e remoção de palha para um modelo de sementeira direta com cobertura de restolho. No estado inicial, o solo franco apresenta $1,1\,\%$ de matéria orgânica nos primeiros $30\ \text{cm}$ e uma massa volúmica aparente de $1,42\ \text{g/cm}^3$.

1. a) Uma empresa de consultoria promete aos agricultores que 'com esta mudança, o solo triplicará a sua reserva de carbono em cinco anos e atuará como um sumidouro permanente e ilimitado de $\text{CO}_2$ atmosférico'. Refuta tecnicamente esta afirmação analisando os fatores biogeoquímicos que limitam a estabilização do carbono orgânico em solos mediterrânicos (cinética microbiana sazonal, saturação da fração mineral argilosa e relação C/N dos resíduos).
2. b) Explica fundamentadamente de que modo o aumento progressivo de matéria orgânica modificará a curva de retenção de humidade, a capacidade de troca catiónica (CTC) e a formação de agregados estáveis à água nesse solo.
3. c) Se após dez anos a percentagem de matéria orgânica subir para $1,8\,\%$ nos primeiros $20\ \text{cm}$ (com uma massa volúmica aparente estabilizada em $1,30\ \text{g/cm}^3$), calcula a quantidade líquida de carbono orgânico fixada por hectare (considerando que o carbono representa $58\,\%$ da massa de matéria orgânica; $1\ \text{ha} = 10\,000\ \text{m}^2$) e discute a fragilidade deste reservatório perante um eventual regresso à mobilização tradicional.

Compara os processos de lateritização, característicos de climas tropicais húmidos, e de podzolização, característicos de climas frios e húmidos: que elementos sofrem lixiviação, que horizontes se desenvolvem e que nível de fertilidade resulta em cada caso.

Numa prospeção edafológica analisam-se dois perfis com contrastes acentuados:

• Perfil X: Desenvolvido sobre loesse num clima continental temperado-frio com pradaria estépica. Apresenta um horizonte Ah de $70\ \text{cm}$ de espessura com $7,5\,\%$ de matéria orgânica humificada, estrutura grumosa muito estável, elevada capacidade de troca catiónica saturada em $\text{Ca}^{2+}$ e $\text{Mg}^{2+}$, e acumulação secundária de carbonatos no horizonte Ck profundo.

• Perfil Y: Desenvolvido sobre calcários num clima mediterrânico com seca estival acentuada. Apresenta um horizonte A delgado ($<10\ \text{cm}$) com escassa matéria orgânica ($<1,5\,\%$) sobre um horizonte Bt de cor vermelha intensa (rubefação), argiloso e muito enriquecido em sesquióxidos de ferro não hidratados (hematite), em contacto nítido com a rocha-mãe subjacente.

1. a) Identifica fundamentadamente a que grande tipo de solo corresponde cada perfil (chernozem e solo vermelho mediterrânico / terra rossa) e analisa como a interação entre o regime bioclimático (sazonalidade hídrica e térmica) e a litologia determinou os horizontes observados em cada caso.
2. b) Prevê como responderá cada perfil perante um cenário de conversão para cultivo intensivo sob mobilização convencional: qual experimentará uma degradação estrutural e perda de fertilidade mais acelerada? Justifica a tua resposta analisando a dinâmica de mineralização do húmus e a suscetibilidade ao encrostamento e à lixiviação.

A erosão hídrica remove todos os anos grandes volumes de solo nas encostas cultivadas. Explica por que razão o horizonte A é o primeiro a ser perdido e que consequências advêm dessa perda para a fertilidade.

Os solos na proximidade de antigas fundições acumulam chumbo e arsénio. Explica as origens dessa contaminação, as razões pelas quais os metais pesados persistem durante séculos no solo e duas técnicas de descontaminação.

O que é a impermeabilização do solo associada à urbanização e que serviços dos ecossistemas (infiltração, produtividade agrícola, habitat, regulação hídrica) são perdidos com este processo? Relaciona-a com o aumento das cheias urbanas.

Numa vertente do sopé da Cordilheira Bética dedicada ao cultivo de olival sobre vertissolos com um declive de $12\,\%$, registaram-se perdas por erosão hídrica de $28\ \text{t}\cdot\text{ha}^{-1}\cdot\text{ano}^{-1}$, enquanto a taxa de pedogénese estimada na zona é de apenas $0,8\ \text{t}\cdot\text{ha}^{-1}\cdot\text{ano}^{-1}$.

1. a) A partir destes dados, justifica por que razão o solo nesta exploração deve ser gerido como um recurso não renovável e calcula quantos anos demoraria a perder-se por completo um horizonte A superficial de $15\ \text{cm}$ de espessura (densidade aparente média: $1,3\ \text{g/cm}^3$; $1\ \text{ha} = 10\,000\ \text{m}^2$) se não houver intervenção.
2. b) O agricultor propõe realizar mobilizações contínuas no sentido da máxima inclinação para 'escoar rapidamente a água das tempestades de outono e evitar o encharcamento'. Rebate tecnicamente a sua proposta prevendo que processos hidrogeomorfológicos desencadeará e concebe uma estratégia combinada de três medidas agronómicas ou estruturais adaptadas ao olival para reduzir a taxa de erosão para valores inferiores à taxa de renovação edáfica.

Num setor de regadio tradicional do sudeste peninsular sob clima semiárido (evapotranspiração potencial de $1100\ \text{mm/ano}$ e precipitação de $300\ \text{mm/ano}$), o nível freático salino situa-se a apenas $1,1\ \text{m}$ de profundidade com uma água cuja condutividade elétrica é de $4,2\ \text{dS/m}$. O agricultor observa o aparecimento de crostas esbranquiçadas à superfície e uma quebra drástica no rendimento dos seus citrinos, pelo que decide aumentar a frequência das regas gota a gota com essa mesma água para «manter o bolbo húmido e dissolver continuamente os sais».

1. a) Interpreta o balanço hídrico e salino do perfil edáfico e prevê as consequências da decisão do agricultor, justificando por que razão aumentará a salinização e que efeitos osmóticos e de sodificação provocará na estrutura do solo e na vegetação.
2. b) Desenha um plano de atuação agronómico e de engenharia para recuperar a fertilidade deste solo, detalhando o papel da drenagem subsuperficial artificial, o cálculo de uma fração de lixiviação com água de baixa salinidade e a utilização justificada de correções com gesso ($\text{CaSO}_4$).

Numa região agrária intensiva de regadio numa várzea aluvial registam-se simultaneamente quatro problemas:

1) formação de poças persistentes após chuvas moderadas que antes infiltravam com rapidez e dificuldade para o alongamento radicular abaixo dos $25\ \text{cm}$;

2) descida contínua do carbono orgânico edáfico, passando de $2,3\,\%$ para $0,7\,\%$ em quinze anos;

3) aumento da condutividade elétrica do extrato de saturação até $5,8\ \text{dS/m}$;

4) desenvolvimento de sulcos e ravinas nas margens das parcelas após tempestades de outono.

1. a) Diagnostica os processos específicos de degradação física e química que estão a atuar e explica as relações de retroalimentação positiva existentes entre a utilização continuada de maquinaria pesada, o declínio da matéria orgânica e o aumento do escoamento superficial.
2. b) Para estabelecer uma rede de monitorização, seleciona um indicador quantificável para cada um dos quatro problemas observados, indicando o método ou unidade de medida e que limiar crítico alertaria para um colapso funcional do solo.
3. c) Delineia um programa de medidas corretivas integradas para a região que combine práticas de gestão mecânica, química e biológica orientadas para reverter simultaneamente a compactação e a perda de estrutura.

Num vale mediterrânico de montanha com declives médios de $30\,\%$, um sistema em socalcos ou terraços agrícolas sustentados por muros de pedra seca ficou completamente abandonado há quatro décadas. Após um episódio mediterrânico extremo de $210\ \text{mm}$ de precipitação em $24\ \text{horas}$, a encosta sofreu colapsos catastróficos que obstruíram o fundo do vale com avalanches de detritos e lama.

1. a) Analisa a hidrodinâmica e a mecânica de taludes deste sistema: por que razão um conjunto de socalcos abandonados e sem manutenção pode revelar-se a longo prazo muito mais instável e propenso a gerar movimentos de massa catastróficos ('efeito dominó') do que uma encosta natural com o seu perfil de equilíbrio vegetal?
2. b) Nas plataformas dos socalcos que ainda permanecem de pé, o solo tem uma espessura de mais de $1\ \text{m}$, enquanto nas encostas adjacentes desflorestadas o substrato rochoso quase aflora. Justifica o papel ecológico dos terraços como reservatórios edáficos e de humidade no contexto da mudança global.
3. c) Como técnico ambiental, deves avaliar duas opções de intervenção para a encosta: 1) eliminar com maquinaria pesada os muros deteriorados retaludando a encosta para um declive uniforme e semear herbáceas; ou 2) restaurar os muros de pedra seca colapsados incorporando barbacãs e descarregadores de escoamento, combinados com revegetação arbustiva autóctone. Justifica a tua escolha técnica atendendo a critérios de balanço sedimentar, custos de ciclo de vida e preservação da função edáfica.

No final de agosto, um incêndio florestal de elevada severidade calcina $800\ \text{hectares}$ de pinhal numa encosta siliciosa com declives de $32\,\%$. Durante a inspeção pós-fogo, comprova-se que nos primeiros $4\ \text{cm}$ do solo as gotas de água aplicadas não infiltram durante mais de quatro minutos (ensaio WDPT), deixando uma camada de cinzas e partículas minerais completamente secas por baixo após raspar a superfície. Os modelos meteorológicos alertam para a chegada iminente de uma depressão isolada em níveis altos (DANA) outonal.

1. a) Interpreta a origem físico-química da hidrofobicidade detetada e prevê como este horizonte repelente alterará a partição do balanço hídrico (taxa de infiltração vs. coeficiente de escoamento) e a probabilidade de gerar fluxos de detritos (debris flows) durante uma chuvada de alta intensidade.
2. b) Uma cooperativa madeireira solicita autorização para entrar com maquinaria pesada de lagartas para abater e extrair com urgência a madeira queimada. Redige uma justificação técnica desfavorável a essa entrada imediata, argumentando os efeitos que o trânsito e o arrasto provocariam sobre a compactação superficial, a quebra da camada hidrófoba e a taxa líquida de perda de solo.
3. c) Desenha um plano de choque de emergência para executar nas três semanas anteriores à DANA: compara a eficácia protetora e a viabilidade técnica da técnica do mulching de palha (mulching) face à construção de faxinas ou paliçadas com sobrantes de corte, determinando em que setores da encosta aplicarias cada uma.

Numa bacia vertente para uma rambla do sudeste peninsular (precipitação média anual de $280\ \text{mm}$, evapotranspiração potencial de $1200\ \text{mm}$), regista-se uma regressão ecossistémica severa associada a três pressões: desmatação de mato autóctone para plantações de lenhosas em declives de $15\,\%$ mediante mobilização intensiva, bombagens maciças que rebaixaram o nível freático $70\ \text{m}$ e abandono das práticas tradicionais de conservação de águas (represas e açudes de pedra solta).

1. a) Uma empresa promotora sustenta que 'a zona é um deserto natural e que, por conseguinte, não faz sentido falar de desertificação nem de perda de solo imputável às atividades humanas'. Desmonta tecnicamente esta afirmação distinguindo o deserto climatomórfico da desertificação antropogénica a partir das variáveis funcionais do ecossistema (biomassa, ciclagem de nutrientes, capacidade de infiltração e resiliência edáfica).
2. b) Analisa o mecanismo em cascata através do qual a conjugação de sobre-exploração do aquífero e mobilização em declives resulta na salinização das várzeas baixas e na erosão remontante da rede de ramblas.
3. c) Desenha um plano de restauração integral para o leito e as margens da rambla que combine medidas de engenharia natural (diques de retenção de gabiões ou alvenaria permeável para amortecimento de cheias e captura de sedimentos) com técnicas de reflorestação baseada em espécies fitoestabilizadoras com micorrização, justificando de que modo atuarão para restabelecer o ciclo hidrológico e a formação de solo.