Evolução morfopedológica da planície costeira do Pântano do Sul e o significado ambiental dos solos ácidos sulfatados

Abstract

Nos últimos anos, a Ilha de Santa Catarina (SC) tem apresentado um acelerado processo de urbanização impulsionado pelo turismo e pela consolidação do município de Florianópolis-SC como um polo tecnológico. Este crescimento gera forte especulação imobiliária e pressão sobre os sistemas naturais remanescentes, resultando em um complexo conflito de interesses no uso e ocupação destas áreas. Um dos locais que exemplifica a complexidade da gestão costeira na Ilha de Santa Catarina é a planície do Pântano do Sul. Neste contexto, compreender a distribuição espacial dos solos, detectar e interpretar seus atributos e prever o seu comportamento sobre os diferentes tipos de manejo e uso são componentes essenciais para uma gestão territorial sustentável. Assim, o objetivo desse estudo foi investigar os processos e fatores de formação dos solos do setor da planície costeira do Pântano do Sul, a partir da compartimentação geomorfológica, sedimentológica e pedológica, a fim de contribuir para a gestão territorial. Para tanto, foi realizado um mapeamento geomorfológico preliminar através da fotointerpretação da série histórica de fotografias aéreas do período de 1938 a 2022. Em seguida, a descrição e coleta de solos foram realizadas em função da variabilidade lateral dos solos e das características fisiográficas ao longo de três hidrossequências e caminhamento livre. Em laboratório, foram realizadas análises de caracterização física, química, isotópica e geocronológica, bem como de identificação e caracterização dos solos ácidos sulfatados. A partir da integração dos dados, foram produzidos mapas geomorfológico, sedimentológico, pedológico e da ameaça de acidificação para os cenários de 1957 e 2022, além de modelos da relação solo-paisagem. Os resultados mostram que a formação do setor da planície costeira segue o modelo evolutivo do sistema Laguna-Barreira IV. As análises das características e distribuição dos solos, em função dos diferentes ambientes de sedimentação associados a seus modelados e formas de relevo, permitiram identificar cinco estágios evolutivos. O estágio 1 (6.500 ? 4500 anos AP) corresponde a um período de transição de um ambiente marinho raso para lagunar, enquanto o estágio 2 (4.500 ? 2.817 anos AP) uma laguna com canal intermitente e o estágio 3 (2.817 - 1.478 anos AP) um lago costeiro. No estágio 4 (1.478 a 524 anos AP) ocorreu a transformação do lago costeiro em um ambiente palustre, ao passo que o estágio 5 (524 anos AP ? Presente) é caracterizado pelo surgimento de feições transgressivas na barreia e a intensificação da ocupação antrópica. A análise comparativa entre os cenários de 1957 e 2022 evidencia profundas transformações resultantes de intervenções antrópicas que alteraram significativamente a dinâmica hidrográfica natural e do uso do solo. Ao todo, foram observadas quatro classes principais de solo: Espodossolos, Gleissolos, Neossolos e Organossolos. Os Espodossolos estão distribuídos ao longo das dunas e lençóis estabilizados, terraço lagunar e terraço marinho holocênico, em posições mais elevadas e mais antigas da paisagem. Já os Organossolos estão associados as planícies lacustre, fluviolacustre e meandros abandonados dos cursos d?água, enquanto os Gleissolos nas planícies colúvio-aluvial e em depressões das planícies fluviais. Por fim, os Neossolos Quartzarênicos estão presentes em todos os modelados, predominantemente nas porções mais elevadas de cada forma de relevo no setor da planície costeira. Em praticamente todas essas classes de solos foram identificados materiais sulfídricos, representando uma ampla distribuição dos solos ácidos sulfatados ao longo da planície costeira. As ameaças de acidificação muito a extremamente altas estão concentradas principalmente nos solos orgânicos localizados na planície lacustre e fluviolacustre, onde a abertura e limpeza dos canais de drenagem têm causado impactos ambientais. A presença do mineral jarosita nas pilhas dos solos dragados é uma evidência da acidificação extrema e da possibilidade de contaminação dos corpos hídricos locais com acidez, metais e elementos traços. Com base nos resultados, recomenda-se a inclusão de informações tanto sobre procedimentos de coleta e armazenamento no Manual de Descrição e Coleta de Solo no Campo quanto de procedimentos analíticos no Manual de Métodos de Análise de Solo, a respeito dos materiais de solos ácidos sulfatados. Também, sugere-se modificações nas definições e critérios de materiais sulfídricos bem como a inclusão de materiais hipersulfídricos e hiposulfídricos nos atributos diagnósticos, quarto nível categórico dos Neossolos Quartzarênicos Hidromórficos e Espodossolos e quinto nível categórico das demais classes no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Já aos órgãos consultivos, deliberativo e licenciadores se recomenda exigir a identificação e caracterização dos materiais de solos ácidos sulfatados nas resoluções e instruções normativas de licenciamento ambiental das atividades de dragagem e desassoreamento e demais que envolvam aterros, escavações e rebaixamento do nível freático na planície costeira. Os resultados enfatizam a necessidade de um planejamento urbano que considere não apenas a preservação dos ecossistemas naturais remanescentes, mas também a gestão cuidadosa dos solos, de forma a mitigar os impactos ambientais decorrentes do desenvolvimento urbano. A identificação e caracterização dos solos ácidos sulfatados são cruciais para prevenir degradações ambientais e proteger ecossistemas e corpos hídricos adjacentes.

Abstract: In recent years, Santa Catarina Island has experienced an accelerated urbanization process driven by tourism and the consolidation of the municipality of Florianópolis-SC, Brazil, as a technological hub. This growth generates significant real estate speculation and pressure on the remaining natural systems, resulting in a complex conflict of interests in the use and occupation of these areas. One location that exemplifies the complexity of coastal management on Santa Catarina Island is the Pântano do Sul coastal plain. In this context, understanding the spatial distribution of soils, detecting and interpreting their attributes, and predicting their behavior under different management and land-use types are essential components for sustainable land management. Thus, the objective of this study was to investigate the processes and factors of soil formation in the coastal plain sector of Pântano do Sul, based on geomorphological, sedimentological, and pedological compartmentalization, to contribute to land management. A preliminary geomorphological mapping was carried out through photointerpretation of a historical series of aerial photographs from 1938 to 2022. Subsequently, soil description and collection were conducted based on soil lateral variability and physiographic characteristics along three hydrosequences and free walking surveys. In the laboratory, physical, chemical, isotopic, geochronological characterization analyses, as well as identification and characterization of acid sulfate soils, were performed. From the integration of the data, geomorphological, sedimentological, pedological, and acidification hazard maps were produced for the 1957 and 2022 scenarios, in addition to soil-landscape relationship models. The results show that the formation of the coastal plain sector follows the evolutionary model of the Laguna-Barreira IV system. Analyses of the characteristics and distribution of soils, according to the different sedimentation environments associated with their landforms and relief features, allowed the identification of five evolutionary stages. Stage 1 (6,500 ? 4,500 years BP) corresponds to a transition period from a shallow marine to a lagoonal environment. Stage 2 (4,500 ? 2,817 years BP) represents a lagoon with an intermittent channel. Stage 3 (2,817 - 1,478 years BP) marks a coastal lake. In Stage 4 (1,478 to 524 years BP), the coastal lake transformed into a palustrine environment, while Stage 5 (524 years BP ? present) is characterized by the emergence of transgressive features in the barrier and increased human occupation. Comparative analysis between the 1957 and 2022 scenarios highlights profound transformations resulting from human interventions that significantly altered the natural hydrographic dynamics and land use. Four main soil classes were identified: Espodossolos (Arenic Alorthods, Entic Grossarenic Alorthods, Oxyaquic Fragiorthods, Aquentic Haplorthods), Gleissolos (Typic Sulfaquents, Histic-Haplic Sulfaquents), Neossolos Quartzarênicos (Typic Sulfaquents, Typic Psammaquents, Typic Quartzipsamments), and Organossolos (Typic Sulfohemists). Espodossolos are distributed along stabilized dunes and sand sheets, lagoon terrace, and Holocene marine terrace, in higher and older landscape positions. Organossolos are associated with lacustrine plains, fluviolacustrine plains, and meander cutoffs, while Gleissolos are found in colluvial-alluvial plains and depressions in fluvial plains. Finally, Neossolos Quartzarênicos are present in all landforms, predominantly in the higher portions of each relief form. In almost all these soil classes, sulfide materials were identified, representing a broad distribution of acid sulfate soils throughout the coastal plain. Very high to extremely high acidification hazards are mainly concentrated in organic soils located in the lacustrine and fluviolacustrine plains, where the opening and cleaning of drainage channels have caused environmental impacts. The presence of jarosite in dredged soil piles is evidence of extreme acidification and the potential contamination of local water bodies with acidity, metals, and trace elements. Based on the results, it is recommended to include information on both collection and storage procedures in the Manual for Soil Description and Collection in the Field and analytical procedures in the Manual of Soil Analysis Methods regarding acid sulfate soil materials. Modifications are also suggested in the definitions and criteria for sulfide materials, as well as the inclusion of hypersulfidic and hyposulfidic materials in diagnostic attributes, the fourth categorical level of Neossolos Quartzarênicos Hidromórficos and Espodossolos, and the fifth categorical level of other classes in the Brazilian Soil Classification System. For consultative, deliberative, and licensing bodies, it is recommended to require the identification and characterization of acid sulfate soil materials in resolutions and normative instructions for environmental licensing of dredging and desilting activities, as well as other activities involving reclamation fills, excavations, and lowering of the water table in the coastal plain. The results highlight the need for urban planning that considers not only the preservation of remaining natural ecosystems but also careful soil management to mitigate environmental impacts resulting from urban development. The identification and characterization of acid sulfate soils are crucial to prevent environmental degradation and protect adjacent ecosystems and water bodies.