CHANGES IN LAND USE AND OCCUPATION AND ALTERATIONS IN THE HYDROLOGICAL REGIME IN A WATERSHED IN SOUTHERN AMAZONIA

Authors

DOI:

https://doi.org/10.14393/RCG2780569

Keywords:

Celeste River, Trends, Precipitation, Streamflow, Water balance

Abstract

The importance of studying the relationship between changes in land use and land cover and hydrometeorological dynamics is fundamental for evaluating water management and water availability, and this was the objective of the present study in the Celeste River basin between 2013 and 2023. Using data from MapBiomas and hydrometeorological series, territorial transformations and their effects on streamflow were evaluated through water balance assessments and trend analyses. The results showed that, despite the expansion of agricultural areas and the reduction of pastures and native vegetation, no significant changes in land use were observed. The observed streamflow series (Qm) presented variations throughout the study period, with greater water availability until 2018 and a decline in subsequent years, while the Mann-Kendall test indicated a significant weak negative trend (p = 0.05). The comparison between observed streamflow and streamflow estimated by the water balance (Qcalc = P – ETR) revealed discrepancies, suggesting that processes not captured by the simplified model should be reassessed, such as the analysis of a longer data series or the inclusion of information regarding water resource use. These findings reinforce that the integration of hydrometeorological and land-use information is fundamental for water resources management.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

  • Jones Aparecido Gerboni, Mato Grosso do Sul State University

    Graduação em Geografia pela Faculdades Adamantinenses Integradas – FAI (2004) e mestrado em Ciências Ambientais pela Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT (2025). Atua como docente na rede pública de ensino da Secretaria Estadual de Educação do Estado de Mato Grosso desde 02/2008.

  • Rhavel Salviano Dias Paulista, Federal University of Mato Grosso do Sul

    Engenheiro Civil (UNEMAT, 2016), Mestre em Ciências Ambientais (UFMT, 2023) e atualmente Doutorando em Física Ambiental pela Universidade Federal de Mato Grosso. Possui atuação interdisciplinar nas áreas de hidrologia, sensoriamento remoto, monitoramento sedimentológico, modelagem ambiental e recursos hídricos.

  • Célio Jacinto da Silva, Federal University of Mato Grosso

    Graduação em Administração (UNEMAT, 2012) e mestrado em Ciências Ambientais (UFMT, 2024). Atua como técnico de laboratório na UFMT. Tem experiência na área de Zootecnia, com ênfase em Pastagem e Forragicultura, dedicando-se especialmente aos temas de impactos ambientais, agroindústrias e gestão de resíduos.

  • Adilson Pacheco de Souza, Federal University of Mato Grosso

    Professor Associado III da Universidade Federal de Mato Grosso, lotado no Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais do Campus Universitário de Sinop, desde janeiro/2010. Possui Doutorado (2012) e Mestrado (2009) em Agronomia (Irrigação e Drenagem) pela FCA/UNESP e graduação em Engenharia Agrícola (2007) pela UFRRJ. Desenvolve projetos de pesquisas em ciências ambientais e ciências agrárias, envolvendo as subáreas de agrometeorologia, bioclimatologia vegetal, recursos hídricos e conservação de água e solo. Credenciado como docente permanente nos Programas de Pós-Graduação em Física Ambiental (PPGFA) e Ciências Ambientais (PPGCAM). Atua como líder dos Grupos de Pesquisa "Interações Ambiente e Planta" e "Tecnologias de Recursos Hídricos no Centro-Oeste" no DGP/CNPq.

  • Frederico Terra de Almeida, Federal University of Mato Grosso

    Graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ (1995), mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa - UFV (1997) e doutorado em Produção Vegetal pela Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro - UENF (2000). Desde 03/2006 é docente da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), campus Sinop (CUS), sendo atualmente professor Titular desta IES. Atualmente ocupa o cargo de coordenador do Programa de Pós-graduação em Ciências Ambientais (PPGCAM) do ICNHS/UFMT, desde março de 2024.

References

AFUYE, G. A. et al. Global trend assessment of land use and land cover changes: a systematic review. Arabian Journal of Geosciences, v. 17, 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1018364724001745. Acesso em: 24 set. 2025.

ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration—Guidelines for computing crop water requirements (FAO Irrigation and Drainage Paper 56). Rome: FAO, 1998. Disponível em: https://www.fao.org/3/x0490e/x0490e00.htm.

ALVES, M. A. B. et al. Soil classes in the Caiabi and Renato river basins, tributaries of the Teles Pires river in the south of the Amazon. Nativa, v. 10, n. 3, p. 431–448, 2022. https://doi.org/10.31413/nativa.v10i3.14192.

ANA - Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. Hidroweb – Séries históricas. Brasília, 2025. Disponível em: https://www.snirh.gov.br/hidroweb/. Acesso em: 24 set. 2025.

ANA - Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. Resolução ANA nº 225, de 6 de dezembro de 2024: define a Rede Hidrometeorológica Nacional. Brasília, 2024. Disponível em: https://www.gov.br/ana/pt-br/legislacao/resolucoes/resolucoes-regulatorias/2024/225. Acesso em: 24 set. 2025.

BAKER, J. C. A.; GOULDEN, M. L.; SUDDICK, E. C.; et al. Evapotranspiration in the Amazon: spatial patterns, seasonality, and recent trends. Hydrology and Earth System Sciences, v. 25, p. 2279–2300, 2021. Disponível em: https://hess.copernicus.org/articles/25/2279/2021/. Acesso em: 24 set. 2025.

BASTOS, O. F. F.; ANDRADE, S. R. Balanço hídrico e classificação climática de Köppen e Thornthwaite no estado do Rio de Janeiro. Geo UERJ, n. 33, 2018. Disponível em: https://www.e-publicacoes.uerj.br/geouerj/article/download/34159/27314/131840. Acesso em: 26 set. 2025.

CARVALHO, H. P.; DOURADO NETO, D.; TEODORO, R. E. F.; MELO, B. Balanço hídrico climatológico, armazenamento efetivo da água no solo e transpiração na cultura de café. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 27, n. 2, p. 221–229, 2011. Disponível em: https://fi-admin.bvsalud.org/document/view/zwcsy. Acesso em: 26 set. 2025.

D’ACUNHA, B.; KEENAN, T. F.; RESTREPO-COUPE, N. et al. Changes in evapotranspiration, transpiration and evaporation in natural and managed tropical ecosystems. Agricultural and Forest Meteorology, v. 345, 109855, 2024. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192323005658.

DA SILVA MENDES, I. A.; DA COSTA, A. M. Temporal change in land use and land cover in the Alto Rio das Velhas Basin. RA’E GA – O Espaço Geográfico em Análise, v. 55, p. 154–175, 1 dez. 2022. DOI: 10.5380/raega.v55i0.82190. http://dx.doi.org/10.5380/raega.v55i0.82190.

DE OLIVEIRA, R. G.; VALLE JÚNIOR, L. C. G.; DA SILVA, J. B.; et al. Temporal trend changes in reference evapotranspiration contrasting different land uses in southern Amazon basin. Agricultural Water Management, v. 250, 106815, 2021. DOI: 10.1016/j.agwat.2021.106815. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378377421000809.

DOS SANTOS SILVA, F. D.; DA COSTA, C. P. W.; DOS SANTOS FRANCO, V.; et al. Intercomparison of different sources of precipitation data in the Brazilian Legal Amazon. Climate, v. 11, n. 12, 241, 2023. Disponível em: https://www.mdpi.com/2225-1154/11/12/241. Acesso em: 26 set. 2025.

EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual on-line do sistema Agritempo, versão 2.0. Campinas: Embrapa Informática Agropecuária, 2016. Disponível em: https://www.bdpa.cnptia.embrapa.br/consulta/busca?b=ad&busca=(autoria:%22BAMBINI,%20M.%20D.%22)&qFacets=(autoria:%22BAMBINI,%20M.%20D.%22)&biblioteca=&sort=&paginacao=t&paginaAtual=1&ig=t. Acesso em: 27 set. 2025.

FAO – Food and Agriculture Organization. The State of Food and Agriculture 2022: Leveraging automation in agriculture for transforming agrifood systems. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2022. Disponível em: https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/6fa56152-c232-4bc6-8eee-7d413261ad64/content. Acesso em: 24 set. 2025.

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Malha Municipal Digital (edições recentes). Disponível em: https://www.ibge.gov.br/geociencias/organizacao-do-territorio/malhas-territoriais/15774-malhas.html. Acesso em: 27 set. 2025.

IMAZON – Instituto do Homem e Meio Ambiente da Amazônia. Destaques do mapeamento anual de cobertura e uso da terra no bioma Amazônia entre 1985 e 2023. Belém: Instituto do Homem e Meio Ambiente da Amazônia, 2024. Disponível em: https://imazon.org.br/publicacoes/destaques-do-mapeamento-anual-de-cobertura-e-uso-da-terra-no-bioma-amazonia-entre-1985-e-2023/. Acesso em: 24 set. 2025.

INMET – Instituto Nacional de Meteorologia. Estações automáticas A904 (Sorriso), A917 (Sinop) e A929 (Nova Ubiratã). Disponível em: https://tempo.inmet.gov.br/TabelaEstacoes. Acesso em: 27 set. 2025.

IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Working Group II Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2022. Disponível em: https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/. Acesso em: 24 set. 2025.

JUSTINO, S. T. P. et al. Land use change and its climatic and vegetation impacts in the Brazilian Amazon between 2001 and 2023. Sustainability, v. 17, n. 15, p. 7099, 2025. Disponível em: https://www.mdpi.com/2071-1050/17/15/7099. Acesso em: 24 set. 2025.

KENDALL, M. G. Rank correlation methods. 4. ed. London: Charles Griffin; New York: Oxford University Press, 1975. Disponível em: https://archive.org/details/rankcorrelationm0000kend. Acesso em: 27 set. 2025.

KRAESKI, A.; ALMEIDA, F. T.; SOUZA, A. P.; CARVALHO, T. M. Land use changes in the Teles Pires River Basin’s Amazon and Cerrado biomes (Brazil), 1986–2020. Sustainability, v. 15, n. 5, p. 4611, 2023. Disponível em: https://www.mdpi.com/2071-1050/15/5/4611. Acesso em: 24 set. 2025.

LAIPELT, L.; TEZZA, R.; RODRIGUES, J. O.; et al. Assessing evapotranspiration changes in response to cropland expansion using Landsat and geeSEBAL in a tropical basin. Remote Sensing, v. 16, n. 18, 3404, 2024. Disponível em: https://www.mdpi.com/2072-4292/16/18/3404. Acesso em: 26 set. 2025.

LEMES, M. R. et al. Impacts on South America moisture transport under projected Amazon deforestation. Science of the Total Environment, v. 903, 166069, 2023. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969723060345. Acesso em: 24 set. 2025.

LIU, Y. et al. Recent forest loss in the Brazilian Amazon causes substantial reductions in dry season precipitation. AGU Advances, v. 6, e2025AV001670, 2025. Disponível em: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2025AV001670. Acesso em: 24 set. 2025.

MAPBIOMAS. Coleção 9 – Mapas anuais de cobertura e uso da terra no Brasil (1985–2023). Disponível em: https://brasil.mapbiomas.org/. Acesso em: 27 set. 2025.

MAPBIOMAS. Estatísticas – Coleção 10 (1985–2024). São Paulo: MapBiomas, 2025. Disponível em: https://brasil.mapbiomas.org/estatisticas/. Acesso em: 24 set. 2025.

MAPBIOMAS. Superfície de água no Brasil voltou a ficar abaixo da média em 2023. São Paulo: MapBiomas, 2024. Disponível em: https://brasil.mapbiomas.org/2024/06/26/superficie-de-agua-no-brasil-voltou-a-ficar-abaixo-da-media-em-2023/. Acesso em: 24 set. 2025.

MARQUES, G. F.; FORMIGA-JOHNSSON, R. M.; OLIVEIRA, P. P. F.; MOLEJÓN, C.; BRAGA, C. F. C. Os serviços de gestão de recursos hídricos. Revista de Gestão de Água da América Latina (REGA), v. 19, e1, 2022. DOI: 10.21168/rega.v19e1. Disponível em: https://www.abrhidro.org.br/OJS/index.php/REGA/article/view/644. Acesso em: 26 set. 2025.

NUNES, C. B. et al. Fishers’ knowledge, landscape analysis and hydrological changes in clear-water rivers of the Brazilian Amazon. Science of the Total Environment, v. 901, 165937, 2023. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969723053883. Acesso em: 24 set. 2025.

OECD - Organization for Economic Co-operation and Development. Assessing the economic impacts of environmental policies: evidence from a decade of ex-post analysis. Paris: Organisation for Economic Co-operation and Development, 2021. Disponível em: https://www.oecd.org/content/dam/oecd/en/publications/reports/2021/05/assessing-the-economic-impacts-of-environmental-policies_d55646c6/bf2fb156-en.pdf. Acesso em: 24 set. 2025.

ROMA, A. F. W. et al. Dinâmica da cobertura do solo na microbacia e zona ripária do Rio Bela Vista (1984–2022). RECIMA21 – Revista Científica Multidisciplinar, v. 4, n. 3, 2023. Disponível em: https://recima21.com.br/recima21/article/view/2596. Acesso em: 24 set. 2025.

SABINO, M.; PÁDUA, F. A.; OLIVEIRA, A.; et al. Reference evapotranspiration in climate change scenarios in Mato Grosso, Brazil. Hydrology, v. 11, n. 7, 91, 2024. DOI: 10.3390/hydrology11070091. Disponível em: https://www.mdpi.com/2306-5338/11/7/91. Acesso em: 26 set. 2025.

SALMONA, Y. B.; SILVA, F. A.; SANTOS, A. V.; et al. A worrying future for river flows in the Brazilian Cerrado under land use and climate change scenarios. Sustainability, v. 15, n. 5, 4251, 2023. Disponível em: https://www.mdpi.com/2071-1050/15/5/4251. Acesso em: 26 set. 2025.

SEN, P. K. Estimates of the regression coefficient based on Kendall’s tau. Journal of the American Statistical Association, v. 63, n. 324, p. 1379–1389, 1968. Disponível em: https://pacificclimate.org/~wernera/zyp/Sen%201968%20JASA.pdf. Acesso em: 27 set. 2025.

SILVA-JÚNIOR, R. O.; RODRIGUES, J. O.; SOUZA, P. J. O. P.; et al. Response of water balance components to changes in land use and land cover in the Eastern Amazon. Frontiers in Water, v. 3, 749507, 2021. Disponível em: https://www.frontiersin.org/journals/water/articles/10.3389/frwa.2021.749507/full. Acesso em: 26 set. 2025.

SIRQUEIRA, E. S.; ALMEIDA, T. A.; et al. Vazão líquida, sedimentos em suspensão e turbidez na microbacia do rio Caiabi, no ecotóno Cerrado-Amazônia. Nativa, v. 10, n. 4, p. 525–532, 2022. DOI: 10.31413/nativa.v10i4.13961. Disponível em: https://periodicoscientificos.ufmt.br/ojs/index.php/nativa/article/view/13961. Acesso em: 26 set. 2025.

SOUZA, A. P. DE; MOTA, L. L. DA; ZAMADEI, T.; MARTIM, C. C.; ALMEIDA, F. T. DE; PAULINO, J. Classificação climática e balanço hídrico climatológico no estado de Mato Grosso. Nativa, v. 1, n. 1, p. 34–43, 2013. Disponível em: https://www.periodicoscientificos.ufmt.br/ojs/index.php/nativa/article/download/1334/pdf/3485. Acesso em: 27 set. 2025.

SWANSON, A. C.; BOHLMAN, S. A. Cumulative impacts of land cover change and dams on the land–water interface of the Tocantins River. Frontiers in Environmental Science, v. 9, 2021. Disponível em: https://www.frontiersin.org/journals/environmental-science/articles/10.3389/fenvs.2021.662904/full. Acesso em: 24 set. 2025.

THORNTHWAITE, C. W.; MATHER, J. R. Instructions and tables for computing potential evapotranspiration and the water balance. Publications in Climatology, v. 10, n. 3, 1955/1957. Disponível em: https://www.wrc.udel.edu/wp-content/publications/ThornthwaiteandMather1957Instructions_Tables_ComputingPotentialEvapotranspiration_Water%20Balance.pdf. Acesso em: 26 set. 2025.

WENZEL, D. A. et al. Dinâmica da cobertura do solo em três bacias hidrográficas da região amazônica do estado de Mato Grosso, Brasil. Research, Society and Development, v. 9, n. 10, p. e3919108613, 1 out. 2020. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i10.8613.

WILLMOTT, C. J. et al. Statistics for the evaluation and comparison of models. Journal of Geophysical Research, v. 90, n. C5, p. 8995–9005, 1985. Disponível em: https://kuscholarworks.ku.edu/bitstreams/a2639bee-fbbd-4080-bfef-5d6c5e33c972/download. Acesso em: 27 set. 2025.

ZAIATZ, A. P. S. R. et al. Agricultural land use and cover change in the Cerrado/Amazon ecotone: A case study of the upper Teles Pires River basin. Acta Amazonica, v. 48, n.2, p. 168-177, 2018. http://dx.doi.org/10.1590/1809-4392201701930.

Published

2026-07-29

How to Cite

GERBONI, Jones Aparecido; PAULISTA, Rhavel Salviano Dias; SILVA, Célio Jacinto da; SOUZA, Adilson Pacheco de; ALMEIDA, Frederico Terra de. CHANGES IN LAND USE AND OCCUPATION AND ALTERATIONS IN THE HYDROLOGICAL REGIME IN A WATERSHED IN SOUTHERN AMAZONIA. Caminhos de Geografia, Uberlândia, v. 27, p. e2742, 2026. DOI: 10.14393/RCG2780569. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/caminhosdegeografia/article/view/80569. Acesso em: 7 aug. 2026.