Land use impact on soil erosion at different scales in the Brazilian semi-arid

Erosion and sediment transport processes are strongly dependent on the spatial scale and land use. The objective of this study is to analyse the effects of slash and burn of vegetation followed by grass cultivation for grazing, on the hydrological and sedimentological behaviour at different spatial scales in a semiarid region in Brazil. Rainfall, runoff and soil loss were measured during three years (total of 116 rainfall-runoff events) at three spatial scales: 1 m2 and 20 m2 plots and 2.8 ha watershed. During the first year (2009) the native dry tropical forest/Caatinga vegetation was maintained, whereas on the following years (2010 and 2011) the original vegetation was cleared using slash and burn techniques to grow pasture (Andropogon gayanus Kunt). Annual runoff coefficient is highest at the 20 m2 plot among the investigated scales. Runoff presented the same trend in all years. Sediment yield was strongly influenced by the land cover. Slash, burn and pasture cultivation strongly impacted sediment yield: the first two events after the land cover change yielded roughly ten times more sediment than similar events in the years with native cover and after grass development. The change was most noticeable at the catchment scale due to erosion along the stream, redefining the drainage network. RESUMO Erosão e os processos de transporte de sedimentos são fortemente dependentes da escala espacial e uso do solo. O objetivo deste estudo é analisar os efeitos do desmatamento, seguido de queima e cultivo de capim para pastagem, sobre o comportamento hidrológico e sedimentológicos em diferentes escalas espaciais na região semiárida do Brasil. Precipitação, escoamento superficial e perda de solo foram mensurados durante três anos (total de 116 eventos chuva-vazão) em três escalas espaciais: parcelas de erosão de 1 m2, 20 m2; e microbacia de 2,8 ha. Durante o primeiro ano de estudo (2009) foi mantida a vegetação de caatinga nativa, enquanto que nos anos seguintes (2010 e 2011) a vegetação original foi alterada usando técnicas de desmatamento, queima e cultivo de capim (Andropogon gayanus Kunt). Os coeficientes de escoamento superficial anual foram mais altos nas parcelas de 20 m2, entre as escalas investigadas. Os coeficientes de escoamento superficial apresentaram a mesma tendência em todos os anos estudados. Já a produção de sedimentos foi fortemente influenciada pela cobertura da terra. Desmatamento, queimada e o cultivo de capim para pastagem impactaram fortemente a produção de sedimentos: os dois primeiros eventos, após a mudança da cobertura do solo, produziram cerca de dez vezes mais sedimentos do que em eventos semelhantes nos anos com cobertura nativa e/ou depois do desenvolvimento do capim. As mudanças foram mais perceptíveis na escala de bacia devido à erosão e redefinição da rede de drenagem.