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Assessment of the impact of conservation measures by modeling soil loss in Minas Gerais, Brazil

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Abstract

Gullies are significant contributors to soil degradation in several regions of Brazil, including Minas Gerais, where erosion processes have caused soil loss. The characterization of erosion processes is crucial for the application of measures for recovering degraded areas and reducing erosion impacts. This study models soil loss with the use of InVEST software and assesses the impact of three different scenarios, namely (1) implementation of soil conservation practices and replacement of pasture areas for temporary agriculture, (2) reforestation of pasture areas, and (3) preservation of ciliary forests. Soil loss, sediment exportation, retention, and deposition for the present scenario (2019), as well as the three aforementioned hypothetical scenarios, were estimated. In the present scenario, the estimated mean annual soil loss was 2.75 t/ha year, with 1,449.54 t/year sediment exportation, 9,042.13 t/year retention, and 1,449.54 t/year deposition. The model predicted scenario 1 would result in 2.23 t/ha year mean annual soil loss, 1,300.59 t/year sediment exportation, 9,191.08 t/year retention, and 11,755.76 t/year deposition. Scenario 2 showed 1.92 t/ha year mean annual soil loss, 1,046.69 t/year sediment exportation, 9,444.98 t/year retention, and 10,229.77 t/year deposition, whereas the results for scenario 3 were 2.36 t/ha year, 616.65 t/year, 9,862.06 t/year, and 13,206.47 t/year, respectively. Reforestation and preservation of ciliary forests, along with soil conservation practices, were effective measures for reducing soil loss. Such findings are valuable for the management of areas degraded by erosion processes.

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Funding

The authors received the financial support from Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (CAPES) (process number: 88887.482750/2020–00) and National Council for Scientific and Technological Development (CNPq) (process number: 420740/2018–0) as well as Ph.D. scholarship (Process 140024/2019–5) and research productivity fellowship (310989/2020–5).

Author information

Authors and Affiliations

  1. Department of Geotechnical Engineering, São Carlos School of Engineering, University of São Paulo, 400 Trabalhador Sãocarlense Ave, Sao Carlos, SP, 13566-590, Brazil

    A. K. M. Soares & V. G. S. Rodrigues

  2. Brazilian Agricultural Research Corporation, Embrapa Instrumentation, 1452 XV de Novembro Rd, Sao Carlos, SP, 13560-970, Brazil

    S. Crestana

  3. Brazilian Agricultural Research Corporation, Embrapa Territorial, 303 Soldado Passarinho Ave, Campinas, SP, 13070-115, Brazil

    R. R. M. Ferreira

Authors
  1. A. K. M. Soares
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  2. S. Crestana
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  3. R. R. M. Ferreira
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  4. V. G. S. Rodrigues
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Contributions

Ádria Kanome Mori Soares; Valéria Guimarães Silvestre Rodrigues; Rogério Resende Martins Ferreira: Conceptualization and Methodology. Ádria Kanome Mori Soares; Valéria Guimarães Silvestre Rodrigues; Rogério Resende Martins Ferreira; Silvio Crestana: Formal analysis and Investigation. Ádria Kanome Mori Soares: Writing—Original Draft. Ádria Kanome Mori Soares; Valéria Guimarães Silvestre Rodrigues: Writing – Review & Editing. Ádria Kanome Mori Soares; Valéria Guimarães Silvestre Rodrigues; Silvio Crestana: Resources and Supervision.

Corresponding author

Correspondence to V. G. S. Rodrigues.

Ethics declarations

Ethics approval

All authors have read, understood, and have complied as applicable with the statement on “Ethical responsibilities of Authors” as found in the Instructions for Authors. All authors read and approve this submission.

Consent to participate

Not applicable as the study did not include human subjects.

Competing interests

The authors declare no competing interests.

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Soares, A.K.M., Crestana, S., Ferreira, R.R.M. et al. Assessment of the impact of conservation measures by modeling soil loss in Minas Gerais, Brazil. Environ Monit Assess 196, 358 (2024). https://doi.org/10.1007/s10661-024-12509-1

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