STATISTICAL MULTIVARIATE ANALYSIS APPLIED TO ENVIRONMENTAL CHARACTERIZATION OF SOIL IN SEMIARID REGION1

Английский. ABSTRACT Soil is a dynamic and complex system that requires a considerable number of samples for analysis and research purposes. Using multivariate statistical methods, favorable conditions can be created by analyzing the samples, i.e., structural reduction and simplification of the data. The objective of this study was to use multivariate statistical analysis, including factorial analysis (FA) and hierarchical groupings, for the environmental characterization of soils in semiarid regions, considering anthropic (land use and occupation) and topographic aspects (altitude, moisture, granulometry, PR, and organic-matter content). As a case study, the São José Hydrographic Microbasin, which is located in the Cariri region of Ceará, was considered. An FA was performed using the principal component method, with normalized varimax rotation. In hierarchical grouping analysis, the “farthest neighbor” method was used as the hierarchical criterion for grouping, with the measure of dissimilarity given by the “square Euclidean distance.” The FA indicated that two factors explain 75.76% of the total data variance. In the analysis of hierarchical groupings, the samples were agglomerated in three groups with similar characteristics: one with samples collected in an area of the preserved forest and two with samples collected in areas with more anthropized soils. This indicates that the statistical tool used showed sensitivity to distinguish the most conserved soils and soils with different levels of anthropization.

португальский. RESUMO O solo é um sistema dinâmico e complexo ao ser estudado, que demanda para fins de pesquisa um considerável número de amostras e análises. Com os métodos estatísticos multivariados podem-se criar condições mais favoráveis ao analisar as amostras, i.e. redução e simplificação estrutural dos dados. Este trabalho tem por objetivo empregar a ferramenta de análise estatística multivariada, por meio da análise fatorial (AF) e de agrupamentos hierárquicos, na caracterização ambiental de solos em regiões semiáridas, considerando aspectos antrópicos (uso e ocupação do solo) e topográficos (altitude e declividade), além de atributos físicos e químicos (umidade, granulometria, resistência à penetração e matéria orgânica), utilizando como estudo de caso a Microbacia Hidrográfica do São José (MHSJ), localizada na Região do Cariri cearense. A AF foi realizada pelo método dos componentes principais, empregando a rotação varimax normalizada. Na análise de agrupamento hierárquico foi utilizado o método do "vizinho mais distante" como critério hierárquico de agrupamento, com medida de dissimilaridade dada pela "distância euclidiana quadrada". A AF demonstrou que dois fatores explicam 75,76% da variância total dos dados. A análise de agrupamentos hierárquicos aglomerou as amostras em três grupos com características similares: um com amostras coletadas em uma área de floresta preservada e dois com amostras coletadas em áreas com solos mais antropizados. Isso indica que a ferramenta estatística utilizada apresentou sensibilidade para distinguir os solos mais conservados e os solos com diferentes níveis de antropização.