Ciclo da água

A água é uma  substância crucial para a vida na Terra. O ciclo da água ou o ciclo hidrológico recolhe, purifica e distribui a quantidade fixa de água do Planeta.

Ciclo da água
(Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/Watercyclesummary.jpg)

O ciclo da água é alimentado pela energia do Sol e envolve três grandes processos: evaporação, precipitação e transpiração. A radiação solar provoca a evaporação da água contida nos oceanos, lagos, rios e solo. A evaporação transforma a água em estado líquido para vapor de água e, posteriormente a gravidade faz com que a água regresse à superfície terrestre como precipitação. Em terra, 90% da água que chega à atmosfera evapora da superfície das plantas, através do processo de evapotranspiração, e do solo.

A água que regressa à superfície terrestre como precipitação segue diferentes caminhos. A maior parte da precipitação que ocorre sobre ecossistemas terrestres escorre superficialmente e reúne-se para formar rios e ribeiros. Parte dessa água à superfície, infiltra-se nas camadas superiores do solo e é usada pela plantas e outra parte evapora-se dos solos para a atmosfera. Alguma precipitação é convertida em gelo e armazenada em glaciares, normalmente após longos períodos de tempo. Alguma precipitação infiltra-se no solo e em rochas permeáveis e é armazenada como água subterrâneas em formações geológicas chamadas de aquíferos. Uma porção pequena da água é utilizada pelos seres vivos.

Ao longo do ciclo hidrológico, muitos processos naturais purificam a água. A evaporação e subsequente precipitação actuam como um processo de destilação natural que remove as impurezas dissolvida na água. A água presente em lagos, ribeiros e aquíferos é naturalmente filtrada e parcialmente purificada por processos biológicos e químicos - maioritariamente pela acção de bactérias decompositoras.

Distribuição da água na Terra
(Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3b/DistributionEarthWater.jpg)

Apenas 2,5% da quantidade total é água doce e apenas parte dela está disponível para consumo humano como água em estado líquido presente em lagos, rios e depósitos subterrâneos.

Nós alteramos o ciclo da água de três principais formas. Primeiro, extraímos grandes quantidades de água doce de ribeiros, lagos e aquíferos a uma tal taxa que a natureza não consegue acompanhar e repor esses volumes. Em segundo lugar, retiramos a vegetação da terra para agricultura, mineração, construção de estradas e outras actividades, e cobrimos muita da superfície terrestre com edifícios, cimento e asfalto. Isto aumenta o escoamento, reduz a infiltração diminuindo a quantidade de água subterrânea, acelera a erosão da camadas superior de solo e aumenta o risco de inundações. Em terceiro lugar, também aumentamos o risco de inundação quando transformamos zonas húmidas ou pantanosas em áreas para agricultura e desenvolvimento urbano. Estas zonas, se não disturbadas, fornecem o serviço natural de controlo de inundações, actuando como esponjas que absorvem e contêm excessos de água provenientes de precipitação abundantes e rápido derretimento de neve.

Fontes:

Living in the environment - G. Tyler Miller, Scott E. Spoolman

/http://water.usgs.gov/edu/watercycle.html)

Rumo a um abastecimento global de alimentos sustentável

A criação de sistemas agrícolas sustentáveis por todo o Mundo é absolutamente vital. Estes sistemas devem simultaneamente abastecer a população mundial em número crescente e reduzir as ameaças sobre os principais ecossistemas. Também os sistemas agrícolas terão de ser mais resilientes no que toca às alterações climáticas e outras alterações ambientais. Precisamos de pensar o que acontecerá se continuarmos com as práticas de hoje - cenário business as usual (BAU) - em contraste com o que é necessário fazer, que é mudar o nosso comportamento e atitude perante a alimentação e, portanto, devemos redesenhar os nossos sistemas agrícolas e entrar numa trajectória de desenvolvimento sustentável.

Fonte: http://www.yalescientific.org/wp-content/uploads/2015/03/Graphic1_KSW_YSM.jpg

O quadro tenta resumir esses riscos e permite uma análise de quão sérios são particulares riscos em particulares zonas do globo. O risco assume a letra "H" quando é considerado elevado e a letra "M" quando é considerado moderado.

Riscos associados à prática de uma agricultura não sustentável num cenário de Business-as-usual
(Fonte: http://unsdsn.org/wp-content/uploads/2014/02/130919-TG07-Agriculture-Report-WEB.pdf)

Este cenário significa um aumento na insegurança alimentar em algumas partes do Mundo. Os locais sob maior ameaça são a África sub-sariana e o Sul da Ásia, os dois epicentros de subnutrição. Mas deve-se notar a crescente ameaça para o Norte de África e Médio Oriente, onde os indícios climáticos sugerem que estas regiões vão assistir a fenómenos de seca significativos no futuro.

Certamente que existirão perigos assinaláveis em zonas como o Este e Sudeste da Ásia dado que sofrerão de stress híbrido e nas áreas com altas temperaturas o abastecimento de alimentos sofrerá danos.

O fenómeno da mal-nutrição associado a sub-nutrição continuará a ter o seu epicentro na África sub-sariana e no Sul da Ásia. Outro problema associado à mal-nutrição - a obesidade - irá agravar-se na América do Norte e América Latina.

A alteração do uso do solo trará custos enormes para as regiões com floresta tropical como a América Latina, África sub-sariana e partes do Sudeste asiático. A degradação da solo é já um grande problema em partes da África sub-sariana e Sul e Este da Ásia. A perda de biodiversidade é já uma moderada ou grande ameaça em qualquer região do Mundo.

Embora algumas regiões escapem a alguns riscos, não existem regiões sem algum risco associado. As regiões mais pobres de hoje estão em grande perigo, porque as pessoas estão já a viver no limite, em ambientes frágeis como os ecossistemas tropicais e áridos.

Como entramos numa trajectória de desenvolvimento sustentável nesta área?

Dada a complexidade do problema e a múltiplas ligações, as respostas têm de ser de natureza diversa, de natureza holística e adaptadas ao contexto local. Estas são algumas das respostas possíveis:

• Melhorar a capacidade de produzir alimento através do aumento do rendimento por unidade de terreno.
• Usar variedades de culturas resistentes à seca em certas regiões face ao aumento da frequência de fenómenos de seca.
• Tornar as variedade de culturas mais nutritivas.
• Usar a agricultura de precisão que usa a informação para economizar o uso de água, azoto e outros inputs de forma a que a produção tenha menos impacto ambiental.
• Melhorar a gestão do solo através de testes e mapeamento.
• Melhorar a gestão dos recursos hídricos.
• Melhorar os processos de colheita, armazenamento e transporte dos alimentos de forma a evitar as perdas.

Em suma, o caminho para o desenvolvimento sustentável nesta área envolve mudanças de comportamento, consciencialização pública, responsabilização política e individual e o investimento em novos sistemas e tecnologia, que podem reduzir de forma dramática as pressões sobre o ambiente natural e ajudar a tornar a nossa economia e modo de vida mais resiliente às alterações ambientais. A agricultura sustentável e a segurança alimentar continuam a ser um problema ainda não resolvido e são áreas que exigem que se encontram soluções a nível local. Daí que os sistemas alimentar es sustentáveis e a luta contra a fome irão ter um lugar de destaque nos objectivos de desenvolvimento sustentável.

Fonte:
The Age of Sustainable Development - Jeffrey D. Sachs

Como o sistema alimentar ameaça o ambiente

O problema com o abastecimento de alimentos torna-se ainda mais complicado pelo facto de, para além de estar ameaçado pelas alterações ambientais, os sistemas agrícolas são a principal fonte de alterações ambientais provocadas pelo homem! Por outras palavras, eles próprios são a fonte da ameaça à produção de alimentos no futuro.

O nosso problema não está só em como alimentar mais pessoas e como alimentar uma população crescente de uma forma mais nutritiva. Não só em como vamos manter a produtividade agrícola em face dos problemas ambientais. Mas também o desafio de alterar as práticas correntes de forma a diminuir o impacto ambiental.

Quais são os impactos gerados pela agricultura?

O sector agrícola (incluindo os efeitos da desflorestação para terreno agrícola e pastagens) é o maior emissor dos principais gases com efeito de estufa (GEE): dióxido de carbono, metano e óxido nitroso. Por outro lado, os agricultores introduzem azoto no solo na forma de fertilizantes químicos e adubos verdes. O azoto é um macro-nutriente fundamental para as culturas. No entanto, o uso excessivo de fertilizantes com azoto provoca danos no ecossistema pela alteração da intensidade dos fluxos no ambiente. O terceiro maior impacto é a destruição de habitats. O que não é inteiramente surpreendente dado que cerca de 40% da área total da Terra é terreno agrícola.

Existem outras formas de como o ambiente é danificado pela agricultura. Estas incluem os pesticidas, herbicidas e outros químicos usados na produção que são uma das principais ameaças à biodiversidade. O uso excessivo de água potável para irrigação é outro problema. Cerca de 70% da água potável usada pelos humanos destina-se à agricultura, com cerca de 10% destinado a uso doméstico e os restantes 20% a serem usados na indústria.

Uso de pesticidas entre 2005 e 2009
(Fonte: https://www.washingtonpost.com/blogs/wonkblog/files/2013/08/pesticide-use-farms.png)

O gráfico abaixo mostra a quantidade de GEE emitida de acordo com o sector da economia.

Emissões de gases com efeito de estufa por sector da economia em 2010
(Fonte: http://climatica.org.uk/wp-content/uploads/2014/04/IPCC_WG3_SPM_Figure_2.png)

A produção de electricidade e calor, através do uso de carvão, petróleo e gás, é responsável por 25% das emissões de dióxido de carbono. O sector do transporte é responsável por 14% das emissões totais. Os processos industriais como a produção de ferro e petroquímica, contribuem com cerca de 21%. O sector da agricultura, floresta e outro uso da terra é responsável por 24% das emissões que incluem dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e poluentes químicos. Se excluirmos o sector da energia, o sector relacionado com a agricultura - AFOLU - é o que tem mais peso para a emissão de GEE.

O outro impacto principal da agricultura acontecem nas florestas. A perda de floresta está a acontecer em todas as grandes florestas tropicais: na bacia do Amazonas, na bacia do Congo e no arquipélago da Indonésia. Na Amazónia, a floresta está a ser substituída por pastagens, terrenos agrícolas e infra-estruturas. No sudeste asiático, a procura de madeiras maciças por parte de economias emergentes como a China e a plantação de outras espécies arbóreas são as responsáveis por grande parte do abate da floresta. Em África, não existe um abate massivo mas a procura de madeira nas margens das florestas por parte dos pequenos agricultores para a produção de carvão está a contribuir para a desflorestação e perda de habitat.

Fonte:

The Age of Sustainable Development - Jeffrey D. Sachs

Como as alterações ambientais ameaçam o sistema alimentar

São diversos os problemas que ameaçam o nosso sistema alimentar. Um número vasto de pessoas não têm segurança alimentar; os sistemas agrícolas estão sobre stress tremendo e portanto, incapazes de assegurar dietas e nutrição saudáveis de forma económica e sustentável a fim de corresponder às necessidades das populações a nível local e global.

Um dos desafios mais prementes é o facto de a população continuar a crescer a um rápido ritmo, mesmo em termos absolutos. Todo os anos, cerca de 75 milhões de pessoas são adicionadas à população mundial. Por volta de 2025, o mundo atingirá 8 mil milhões de pessoas. A estimativa da Divisão da População das Nações Unidas coloca a população mundial em 10.9 mil milhões de pessoas por volta do ano de 2100, num cenário de fertilidade média.

Enquanto que o Mundo enfrenta o desafio de alimentar um número cada vez maior de pessoas, o actual abastecimento alimentar, já sob grande stress, irá ser sujeito a novos factores de perturbação por um conjunto de factores. Um deles é a crescente tendência de os países com rendimentos em crescimento de consumirem mais carne na sua dieta, aumentando assim a procura por cereais forrageiros. O segundo maior desafio são as alterações ambientais que tornam difícil a produção de alimentos em muitas partes do Mundo. Estas ameaças e alterações surgem de várias formas. As alterações climáticas são a principal ameaça.

As temperaturas mais elevadas em geral vão ser prejudiciais à produção de alimento nos locais onde os climas são quentes. Especialmente nas regiões tropicais mais pobres do Mundo, as culturas irão enfrentar stresses relacionados com a temperatura.

O aquecimento também será acompanhado de alterações nos padrões de precipitação regionais e globais. Muitas partes do Mundo tornar-se-ão mais secas e em muitas delas serão extremamente difícil, talvez impossível, cultivar alimentos. É um princípio geral de que as zonas secas tropicais e sub-tropicais tenderão a ficar mais secas, enquanto que as zonas mais húmidas perto do equador tornar-se-ão mais húmidas, com episódios de precipitação mais intensos.

As alterações climáticas também significarão o aumento do nível médio das águas do mar. Zonas costeiras de planície cultivadas estarão ameaçadas bem como zonas em deltas de grandes rios poderão ser inundadas por cheias ou até permanentemente inundadas.

Por outro lado, as emissões de dióxido de carbono estão a alterar o Ph dos oceanos. A acidificação dos oceanos tem implicações sérias para outra parte do fornecimento de alimentos: vida marina. Uma concentração mais elevada de dióxido de carbono atmosférico conduzirá a uma maior acidez dos oceanos, que dificulta a formação de carbonato de cálcio, componente essencial da constituição das estruturas de determinados organismos.

Outras alterações ambientais estão a afectar terrenos agrícolas e ameaçar a produção agrícola. Os produtores usam grandes quantidades de pesticidas e herbicidas nas suas culturas, mas estes químicos poluem os solos e o ambiente e afectam a biodiversidade nessas áreas.

As espécies invasoras são outro problema. Quando uma espécie é deliberadamente ou acidentalmente deslocadas de um ambiente para outro, pode desequilibrar o seu ecossistema. Uma nova espécie sem predadores naturais introduzida num ecossistema, pode tornar-se selvagem e competir com a espécie nativa.

O stress ambiental também ameaça as terras irrigadas do Mundo. O problema é que o nosso sistema de irrigação global depende de fontes de água potável - rios, glaciares e águas subterrâneas - que estão sob ameaça de sobre-utilização e das alterações climáticas provocadas pelo homem.

A rápida degradação, empobrecimento e até a perda dos solos são resultado da agricultura intensiva e as consequências são muito graves como a desflorestação, a perda de habitat e a emissão de dióxido de carbono para a atmosfera.

Todas estas ameaças ambientais mostram o facto de os nossos sistemas agrícolas, mais do que outra actividade humana, dependerem do clima e dos ambientes que nós conhecemos. O abastecimento de alimentos depende dos padrões hidrológicos, da química dos oceanos e dos padrões de biodiversidade, que estão sob ameaça devido à acção humana.

Fonte:
The Age of Sustainable Development - Jeffrey D. Sachs