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Focos de Pesquisa

Publicado: Terça, 11 de Novembro de 2014, 00h00 | Acessos: 2618

Foco I: O ambiente amazônico em mudança

 

    O ambiente amazônico pode ser visto como um sistema sob influência de diversos processos de mudanças em que as características biofísicas e as condições como nele habitam as populações humanas dependem diretamente umas das outras. Processos como a fragmentação da paisagem devida à conversão agrícola, os efeitos das mudanças climáticas sobre a estrutura e a composição dos ecossistemas amazônicos, em combinação com diferentes práticas de uso da terra, como a exploração de madeira, a implantação de áreas extensas de pastagens, o uso do fogo, da mecanização ou do plantio direto, e a implantação de sistemas agroflorestais interagem diretamente com ciclos de retro-alimentação positiva ou negativa. O funcionamento de um processo depende dos outros e a investigação de um deve acompanhar a investigação dos outros. Por exemplo, mudanças climáticas podem propiciar mudanças da estrutura e da composição da vegetação que acarretem maior ou menor propensão à propagação do fogo. 
    Essas características indicam que a nova fase do LBA deverá alcançar um novo patamar de articulação entre várias disciplinas. As questões da nova fase deverão exigir tanto um melhor entendimento de processos como os indicados acima, como novas investigações das articulações entre o meio físico e biótico, as práticas de uso da terra e as condições em que poderão viver futuramente as populações. 
    O primeiro foco de pesquisas da segunda fase do LBA será dedicado ao estudo desses processos de forma integrada, com o objetivo de investigar suas características e suas interações. As discussões realizadas sobre a agenda futura do LBA permitiram identificar uma série inicial de questões para esse foco de pesquisas: 
· Quais são os fluxos de energia, água, carbono, nutrientes, gases traço e aerossóis entre a biosfera e a atmosfera, nos diversos ecossistemas amazônicos e quais são os efeitos das atividades humanas sobre estes fluxos?
· Quais são as fontes e quais os efeitos dos particulados e aerossóis na região Amazônica? Quais são os efeitos dos aerossóis sobre a microfísica das nuvens e a dinâmica da convecção, a precipitação e os fluxos de energia na Amazônia? Como estes efeitos se propagam em todas as escalas do clima? Quais são os processos que regulam os ciclos fotoquímicos na atmosfera e como as atividades humanas afetam esses processos?
· Quais são os impactos ambientais e sociais das práticas atuais de uso da terra na Amazônia e de práticas alternativas?
· Como se relacionam as práticas de uso da terra e os ecossistemas em diferentes estágios de modificação (e.g., degradação decorrente da exploração seletiva de madeira, modificações de estrutura e composição devidas a mudanças climáticas ou biogeoquímicas)?
· Qual o impacto de emissões produzidas pela queima de biomassa sobre a poluição do ar e, conseqüentemente, sobre a saúde das populações humanas da Amazônia? Quais são as trocas de gases traço e aerossóis entre a Amazônia e as regiões vizinhas e como essas trocas se relacionam com a poluição trans-fronteiriça?
· Quais os impactos das atuais configurações das práticas agrícolas e dos sistemas agrários e fundiários sobre as mudanças de uso da terra e sobre o funcionamento dos sistemas amazônicos? Como mudanças no clima podem afetar a aptidão das terras e as práticas de uso da terra? Como as mudanças no clima podem afetar as condições de vida das populações na Amazônia? Como se coloca a questão de adaptação para as populações face a possíveis mudanças climáticas? Quais são os impactos das florestas manejadas e das florestas degradadas sobre esse funcionamento?
· Como os padrões hidrológicos regionais estão associados com o transporte de carbono e quais as relações entre o movimento da água, a geomorfologia, os solos e a estrutura e composição da vegetaçãona bacia amazônica? Quais as implicações das mudanças de uso da terra e do clima para esses processos?
· Como os ambientes inundados e ripários modulam a distribuição do oxigênio e dos nutrientes que afetam a química da água, a emissão de gases traço e a ciclagem do carbono?
· Como mudanças da estrutura e composição da vegetação podem afetar esses fluxos?
· Quais são as possíveis conseqüências da variabilidade de longo prazo e das mudanças climáticas no funcionamento do ciclo hidrológico regional e nos extremos climáticos? 

 

Foco II: A sustentabilidade dos serviços ambientais e os sistemas de produção terrestres e aquáticos

 

    Mudanças no uso da terra têm sido geralmente consideradas como um tópico ambiental de dimensão local, mas estão tornando-se um fator de importância regional e global. Áreas de cultivos, pastagens e urbanas têm sido expandidas com crescente consumo de água, energia e fertilizantes e considerável perda de diversidade biológica e social. Tais mudanças no uso da terra permitiram que populações humanas apropriem-se de recursos naturais; porém, com o passar do tempo, reduzem potencialmente a capacidade dos ecossistemas de sustentar a produção de alimentos, manterem recursos hídricos e florestais, regular o clima e a qualidade do ar e controlar doenças infecciosas. O desafio que se impõe é o manejo da relação custo-benefício entre necessidades humanas imediatas e a manutenção da capacidade da biosfera de prover bens e serviços em longo prazo. 
    As atividades do LBA permitiram, através de novas metodologias de monitoramento, novas conclusões de como a atividade humana, em especial a exploração madeireira, vem alterando os ecossistemas amazônicos e, por conseguinte afetando os serviços ambientais relacionados. Aspectos ecológicos, sociais e econômicos dos serviços ambientais devem ser abordados de forma integrada para permitir a proposição de mecanismos de financiamento para proteção e recuperação de ecossistemas, determinar fatores para valoração e pagamento desses serviços, e analisar a relação custo-benefício de usos alternativos da terra e seus impactos. 
    Por abrigar ecossistemas e nichos ecológicos únicos, e pelo fato de exercer papel fundamental em processos climáticos e hidrológicos que transcendem seus limites geográficos, a Amazônia apresenta à ciência, de maneira geral, um desafio em desenvolver e validar sistemas de produção sustentáveis que considerem tais questões. No entanto, ainda são utilizados na região sistemas de produção agropecuária que ocasionam um grave e progressivo processo de conversão de ecossistemas naturais em áreas ocupadas, geralmente através do desmatamento. Isto se deve principalmente à transferência de modelos de sistemas produtivos exóticos, desenvolvidos para ambientes sem qualquer relação com as condições edafo-climáticas tropicais e desconectados com os interesses e saberes dos atores locais. 
    No contexto amazônico, e em especial nas condições de agricultura em larga escala em grande expansão na fronteira agrícola, estudos de avaliação de impactos ambientais são ainda escassos. A mitigação desses impactos também deve fazer parte das alternativas de desenvolvimento para a região. Entre os possíveis sistemas sustentáveis de produção, surgem opções como: sistemas agroflorestais, sistemas agrosilvipastoris, sistema integrado agricultura-pecuária (por exemplo, com sistema rotativo e plantio direto na palha), sistemas agroecológicos, o manejo de capoeiras na fase de pousio e a adoção da prática do corte e trituração de capoeiras, como alternativa ao uso do fogo na agricultura. 
    Nesse contexto, a interlocução do LBA com outras iniciativas que visam a sustentabilidade da região amazônica, como por exemplo, o Plano Amazônia Sustentável (PAS), a Lei de Gestão de Florestas Públicas, a criação do Serviço Florestal Brasileiro (SFB) e do Fundo Nacional de Desenvolvimento Florestal (FNDF), o Plano Executivo de Desenvolvimento Sustentável do Agronegócio na Amazônia Legal, o Plano de Ação para Prevenção e Controle do Desmatamento na Amazônia Legal, e o Plano BR-163 Sustentável, apresentam-se como de suma importância. Considerando a peculiaridade da região amazônica, foram definidas pela Embrapa três linhas de atuação em pesquisa agropecuária e florestal na Amazônia Legal, a saber: (1) Ordenamento, Monitoramento e Gestão em Territórios; (2) Manejo, Valorização e Valoração da Floresta; (3) Produção Agropecuária e Florestal Sustentável. 
    Por sua vez, as áreas alagadas (várzeas e igapós) são ambientes importantes por sua diversidade e produtividade aquática. Estima-se que na bacia amazônica existam 882.000 km2 de áreas inundáveis. Bayley & Petrere (1989) avaliam que áreas alagadas da Amazônia Central podem suportar uma produção de pescado de 40-60 kg/ha e uma densidade de 2,5 pescadores/ha. Segundo esses dados, a Área Focal da Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Mamirauá (200.000 ha), por exemplo, poderia alcançar uma produção de pescado entre 8.000 e 12.000 t/ano e permitiria a atividade de 500.000 pescadores. 
    A produção pesqueira é ainda majoritariamente baseada no extrativismo. Apesar de vários entraves ao desenvolvimento da piscicultura, existem fatores favoráveis como as condições de qualidade e quantidade de água e climáticas. No entanto, é importante destacar que os sistemas florestais amazônicos são conectados por rios e planícies de inundação através de processos hidrológicos e biogeoquímicos. Essas conexões são dinâmicas e afetadas por variações no clima e mudanças no uso da terra. Desmatamento afeta potencialmente os componentes individuais do balanço de águas superficiais através de alterações na interceptação pelo dossel, evaporação, transpiração, escoamento superficial, umidade do solo e recarga de águas subterrâneas. Além disso, mudanças na hidrologia têm influências marcantes em ecossistemas aquáticos, hidroquímica fluvial, ciclo aquático do carbono e fluxos de CO2 entre rios e atmosfera. 
    Diante desse quadro, surge um grande desafio para o LBA: realizar pesquisas baseadas em ações permanentes que visem determinar os impactos dos atuais sistemas de produção na função dos ecossistemas amazônicos, e definir como futuras mudanças nesses sistemas podem afetar processos hidrológicos e biogeoquímicos na Amazônia. Em suas pesquisas, o LBA deverá considerar cenários futuros, avaliando e quantificando os impactos e processos citados anteriormente, além dos impactos sobre processos climáticos, não deixando de levar em conta as diferenças ambientais e de direcionamento das políticas públicas na Amazônia Legal e os zoneamentos econômico-ecológicos já definidos. 
    A complexidade das interações entre atmosfera, biosfera e sociedades humanas implicam que as equipes de pesquisa das mais diferentes áreas de conhecimento deverão desenvolver estudos concomitantes e com caráter interdisciplinar e transdisciplinar. Além das áreas de ciências biológicas e de geociências, com suas abordagens peculiares, aspectos relacionados a dinâmicas sócio-econômicas serão considerados pelas ciências humanas. 
    Nesse contexto, em relação à sustentabilidade dos serviços ambientais e os sistemas de produção terrestres e aquáticos, exemplos de questões integradas incluem: 
· A vegetação amazônica é resiliente sob manejo e fogo? Existe uma configuração para as florestas remanescentes que mantenha a integridade da função regional?
· Qual é o impacto dos atuais sistemas de produção na função dos ecossistemas e paisagens amazônicas? Como futuras mudanças nesses sistemas podem afetar os ciclos hidrológicos e os fluxos de carbono, nutrientes, gases traço e energia na Amazônia?
· Quais são os serviços gerados por ecossistemas amazônicos em termos de biodiversidade, estoque de carbono, qualidade do ar, regulação do clima, controle de inundações, qualidade e fluxo de água, produtos florestais etc.? E como esses serviços serão alterados em cenários de mudanças do clima e do uso e cobertura da terra?
· Como o acelerado processo de urbanização modifica a sustentabilidade dos serviços de ecossistemas amazônicos?
· Como processos locais e meso-regionais de interação terra-água determinam padrões regionais? Como esses padrões serão alterados pelas mudanças de uso e cobertura da terra e pelas mudanças climáticas?
· Como diferentes regimes de posse da terra e políticas de ordenamento territorial afetam o uso sustentável e os serviços ambientais dos recursos naturais? 

 

Foco III: Variabilidade e mudanças climáticas e hidrológicas – retroalimentação, adaptação e mitigação

 

    Temos aprendido sobre os impactos na população, biodiversidade e economia local e regional através de estudos sobre a seca de 2005 na Amazônia. Os impactos na economia local refletiram principalmente no fechamento dos aeroportos devido à grande quantidade de fumaça e o fechamento de portos devido ao baixíssimo nível dos rios que não permitia a navegação dos barcos maiores. A isso devemos adicionar os problemas decorrentes do colapso da agricultura local e outras conseqüências na população, como o número de pessoas atendidas nos hospitais em função de estresse térmico, problemas respiratórios e doenças causadas pela fumaça dos incêndios florestais e pela água contaminada, indicando que as pessoas na Amazônia são vulneráveis à seca e que essa vulnerabilidade pode ser agravada por um clima mais quente e seco no futuro, como sugerem alguns modelos. 
    Eventos climáticos extremos, como secas induzidas tanto pela variabilidade climática natural (por exemplo, dos padrões de circulação do Atlântico, que causaram a seca de 2005 na Amazônia ocidental, e dos eventos El Niño) quanto pelas atividades humanas, podem fragmentar a Floresta Amazônica e transformar grandes áreas em savana. Esses resultados, apresentados por Hutyra et al. (2005), foram obtidos pelo mapeamento de áreas de floresta mais sensíveis à seca utilizando registros de pluviosidade dos últimos 100 anos. A região que se estende do Tocantins à Guiana seria a mais afetada. Essas projeções corroboram resultados de modelos de simulação para o futuro do clima na Amazônia (Betts et al., 2004), que indicam uma maior freqüência e intensidade de eventos de seca ao longo da segunda metade do século XXI. Como salientado pelos autores desses trabalhos, as incertezas dos modelos ainda são altas, mas a tendência de uma parte da Amazônia ter clima mais seco é evidenciada. 
    Relações entre as mudanças climáticas e o ciclo do carbono, particularmente envolvendo alterações na capacidade do ecossistema absorver carbono da atmosfera, têm sido identificadas como uma potencial retroalimentação positiva (Friedlingstein et al., 2006). Também é previsto que o aumento da respiração do solo, devido ao aumento da temperatura, produza outra retro-alimentação, que associada ao clima mais seco, pode reduzir a biomassa da floresta em parte de sua área. 
    O movimento da água pelos sistemas aquáticos e terrestres é importante em qualquer bioma. No entanto, assume uma importância ainda maior na Amazônia, não somente pela magnitude dos fluxos envolvidos, mas também devido à importância ecológica e social que a imensa rede hidrográfica da região assume. Portanto, é fundamental que os processos que controlam esse movimento sejam entendidos, bem como os processos que controlam a composição das águas e, sobretudo, como essas características fundamentais seriam modificadas frente às mudanças no uso da terra e às mudanças climáticas. Diante do dinamismo das mudanças ambientais ora em curso na região, é necessário o aprimoramento de modelos hidrológicos e o acoplamento desses modelos a modelos biogeoquímicos, visando ampliar nossa capacidade de previsão. Esse fato é especialmente importante nas bacias de meso-escala (10.000 a 15.000 km2), onde se agrupam populações que, por sua vez, são beneficiadas pelos serviços ambientais gerados nessas áreas. 
    Nesse sentido, é necessária a continuidade de estudos iniciados na fase anterior do LBA, quando foram avaliadas as conseqüências das mudanças no uso da terra na hidrologia e na composição química das águas, especialmente aquelas que envolvem a conversão de florestas em pastagens. Esses estudos devem ser multiplicados sob diferentes condições para que a extrapolação para outras escalas seja possível. Além desses casos, nessa nova fase são necessários estudos que contemplem novas ameaças à integridade dos recursos hídricos. Por exemplo, nas últimas décadas vem ocorrendo um processo intenso de urbanização na região Amazônica. Esse grande fluxo de pessoas em um período relativamente curto vem causando vários problemas sociais e ambientais, especialmente nas periferias das grandes cidades. Populações de baixa renda assentadas nas periferias de Manaus e Belém enfrentam sérios problemas de abastecimento de água, fornecida por mananciais subterrâneos. Para evitar esse problema, uma proporção considerável das populações é assentada ao longo dos rios e igarapés que cortam os centros urbanos da região Amazônica. Na maioria das vezes, o esgoto doméstico gerado por essas populações é lançado aos rios sem nenhum tratamento prévio. 
    Além de um problema grave de saúde pública, o aporte de esgoto in natura carreia para os corpos d’água uma quantidade apreciável de matéria orgânica lábil e nutrientes como nitrogênio e fósforo. As conseqüências desses lançamentos nos corpos hídricos são previsíveis, pois têm sido observadas em outras regiões do país, mas não foram ainda investigadas de uma maneira profunda e sistemática na região Amazônica. 
    As abordagens para o entendimento de processos de retroalimentação ligados à variabilidade e mudanças climáticas e hidrológicas, assim como de mecanismos de adaptação e mitigação incluem vários níveis de estudos climáticos e hidrológicos, variando de análises de extensas séries climáticas e hidrológicas, assim como o monitoramento climático e hidrológico de longo prazo da região. Foi notado no Sumário para Tomadores de Decisão do Grupo de Trabalho II do IPCC (IPCC, 2007) que a maioria da América do Sul tropical não é dotada de informações gerais sobre os possíveis impactos da mudança climática nos sistemas biológicos. Isso se deve,principalmente, à ausência de estudos ou documentação de evidências observacionais. Além disso, vários níveis de modelos ambientais estão sendo considerados, variando de modelos acoplados em escala global com representações interativas bem representadas entre clima-hidrologia-vegetação-química atmosférica a modelos climáticos regionais, ampliando assim a resolução dos cenários de mudança climática. Em algumas regiões, esse detalhamento pode ser ainda maior pelo acoplamento de modelos hidrológicos distribuídos aos modelos climáticos regionais. 
    Uma melhoria em relação às projeções climáticas do IPCC é que além da forçante radiativa climática devido ao aumento dos gases de efeito estufa, propomos a inclusão das mudanças no uso da terra devido ao desmatamento, e alterações na química e balanço radiativo dos modelos pela inclusão dos efeitos dos aerossóis emitidos pela queima da biomassa após o desmatamento. 
    Modelagem ambiental adicional será feita usando modelos de impactos, como a modelagem da dispersão de doenças tropicais (por exemplo, malária e dengue) devido a mudanças climáticas e possíveis efeitos dessas mudanças no potencial hidrelétrico em grandes bacias da região, ou impactos da urbanização no clima regional. Aplicações desses resultados podem ser de grande ajuda no desenho e implementação de políticas ambientais voltadas à avaliação da vulnerabilidade e proposição de medidas de mitigação e adaptação. 
    Exemplos de algumas questões científicas integradas para esse foco de pesquisa incluem:
· Qual é a relevância das teleconexões regionais e globais nos ciclos de energia, água, gases traço e aerossóis para a sócio-economia amazônica?
· Como a variabilidade do clima e as mudanças de uso e cobertura da terra afetam a distribuição espacial das atividades econômicas, a mobilidade da população e a propagação de doenças?
· Quais são os mecanismos que induziriam à mudança climática e hidrológica na Amazônia, ligados à variabilidade climática natural e às causas antropogênicas?
· Quais seriam os impactos da mudança climática nos sistemas biológicos, físicos e humanos na Amazônia e que impacto isso teria na formulação de políticas públicas para propor medidas de adaptação e mitigação, visando o desenvolvimento sustentável da região?
· Quais seriam as possíveis conseqüências das mudanças climáticas nos extremos climáticos e hidrológicos e como isso afetaria os seres humanos e a biodiversidade natural, assim como subseqüentes planos de conservação?

 

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