UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOGRAFIA
RAFAEL CRUZ DA SILVA
ESTUDO DA DINÂMICA DA FRAGILIDADE AMBIENTAL NA
BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO GRAVATAÍ, RS.
SALVADOR
2016
RAFAEL CRUZ DA SILVA
ESTUDO DA DINÂMICA DA FRAGILIDADE AMBIENTAL NA
BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO GRAVATAÍ, RS.
Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação em Geografia, da Universidade Federal da Bahia, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Geografia.
Orientador: Prof. Dr. Emanuel Fernando Reis de Jesus
SALVADOR
2016
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca do Instituto de Geociências - UFBA S586 Silva, Rafael Cruz da
Estudo da dinâmica da fragilidade ambiental na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, RS / Rafael Cruz da Silva.- Salvador, 2016.
307 f. : il. Color.
Orientador: Prof. Dr. Orientador: Emanuel Fernando Reis de Jesus
Tese (Doutorado) – Universidade Federal da Bahia. Instituto de Geociências, 2016.
1. Modelagem geológica. 2. Paisagem. 3. Geomorfologia climática. I. Jesus, Emanuel Fernando Reis de. II. Universidade Federal da Bahia. III. Título.
RAFAEL CRUZ DA SILVA
ESTUDO DA DINÂMICA DA FRAGILIDADE AMBIENTAL NA BACIA
HIDROGRÁFICA DO RIO GRAVATAÍ, RS.
Tese apresentada ao Programa de Pós-graduação em Geografia, da Universidade Federal da Bahia, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Geografia.
Banca Examinadora
______________________________________
Prof. Dr. Emanuel Fernando Reis de Jesus - Orientador UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – UFBA
______________________________________ Prof. Dr. Marco Antônio Tomasoni
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – UFBA ______________________________________ Prof. Dr. Jurandyr Luciano Sanches Ross UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP
______________________________________ Prof. Dr. André Augusto Rodrigues Salgado
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS – UFMG ______________________________________
Prof. Dr. André Luiz Dantas Estevam
Dedicatória
A toda a minha família, a minha mãe e a minha namorada, no qual sem o apoio deles nada deste trabalho seria possível. Agradeço muito a minha namorada pela paciência que teve ao longo dessa caminhada.
Com um carinho muito especial aos meus sobrinhos, que embora ainda sejam pequeninos foram muito importantes na minha dedicação integral nos meus estudos.
Agradecimentos
Agradeço a Universidade Federal da Bahia (UFBA) pela oportunidade no desenvolvimento pessoal e intelectual. A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo auxílio financeiro neste projeto.
Ao meu orientador, o professor Emanuel Fernando Reis de Jesus, pelas valiosas contribuições neste trabalho. Além, de proporcionar uma convivência de desenvolvimento do discente pelas constantes orientações conceituas que envolve o dia-dia de trabalho no amadurecimento do pesquisador.
Aos professores da Pós-graduação em Geografia da Universidade Federal da Bahia (UFBA) pelas críticas, debates e ensinamentos ao longo desses últimos quatros anos de contato. Em especial ao professor Emanuel Fernando Reis de Jesus pelos ensinamentos de uma Geografia Física Clássica e da Climatologia; a professora Dária Maria pelas contribuições na área da Cartografia. Ao professor Antônio Tomasoni pelos valiosos ensinamentos a respeito da analise integrada da paisagem. Ao professor Alisson pelas lições em relação à pedologia, que foram muitos úteis no trabalho de campo.
Aos meus colegas do grupo de debates da Geografia Física que contribuíram com as críticas a uma perspectiva de análise da paisagem.
Agradeço aos colegas de trabalho e amigos da Universidade Federal do Tocantins (UFT) pela experiência acadêmica que tive, no qual contribuiu com o desenvolvimento profissional. Além do que, foi nessa época de pesquisas que as primeiras ideias sobre uma dinâmica da paisagem tornaram-se plausíveis.
Aos funcionários da Universidade Federal da Bahia (UFBA), principalmente aos servidores da biblioteca de Geociências que auxiliaram nas pesquisas dos materiais bibliográficos e cartográficos.
Agradeço a Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC/RS) pela disposição da estrutura da biblioteca central e pela atenção dos funcionários, que proporcionaram o desenvolvimento deste trabalho nos últimos dois anos.
“Solitária no espaço, única em seus sistemas geradores de vida, carregada de energias incompreensíveis, que nos transfere por meio dos mais delicados mecanismos; instável, caprichosa, imprevisível, mas extremamente nutritiva, estimulante e enriquecedora – não é esta uma casa maravilhosa para nós, terrestres? Não é digna de nosso amor? Não merece toda a criatividade, coragem e generosidade de que sejamos capazes para preservá-la da degradação e da destruição, e assim agindo assegurarmos nossa própria sobrevivência?”
Resumo
ESTUDO DA DINÂMICA DA FRAGILIDADE AMBIENTAL NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO GRAVATAÍ, RS.
Este trabalho visa abordar a dinâmica ambiental, sob a perspectiva da análise integrada da paisagem. Portanto, buscou-se analisar a dinâmica dos processos morfodinâmicos na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí (RS) no contexto dos modelos de fragilidade ambiental. Os pressupostos da análise integrativa do meio ambiente consideram que a paisagem possui um estado de equilíbrio dinâmico, no qual a degradação é consequência intrínseca da ruptura desse equilíbrio natural. Para tanto, foram considerados como referência os modelos de fragilidade ambiental de Ross (1994) e de vulnerabilidade ambiental de Crepani et al. (1996) como suporte metodológico à síntese cartográfica. Neste contexto, se destaca a necessidade de adaptações das variáveis às condições regionais referentes aos ambientes subtropicais úmidos. Como pressuposto à análise dinâmica da fragilidade ambiental tornou-se indispensável à reestruturação do modelo matemático, a fim de considerar as variáveis na escala mensal. O procedimento operacional consistiu em comparar o modelo potencial do meio físico-ambiental à variabilidade mensal dos elementos fitoclimáticos (densidade da cobertura vegetal e da erosividade), no intuito de analisar a dinâmica da fragilidade ambiental. A partir da etapa de geoprocessamento se obteve as cartas de fragilidade ambiental que foram delimitadas conforme as classes de fragilidade das unidades ecodinâmicas: muito forte, forte, média, fraca e muito fraca. Os resultados obtidos com a modelagem matemática apontaram um potencial de erosão dos solos mais proeminente entre o período estacional do inverno. Além disso, a partir dos dados quantitativos obtidos na etapa de geoprocessamento foram classificadas cinco categorias de fragilidade ambiental na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, sendo que 4,4% da área foi identificada na classe muito fraca; 11,1% a classe fraca; 64,4% a classe moderada; 19,8% a classe forte; e apenas 0,07 a classe muito forte. As unidades de fragilidade ambiental mais instáveis estão relacionadas ao compartimento da Planície Costeira Interna, que está associada às unidades geomorfológicas da Planície Lagunar e da Planície Litorânea Interna, respectivamente, o Sistema de Paisagem da Planície do Banhado Grande e da Coxilha das Lombas.
Palavras-chave: Análise integrada da paisagem; modelagem ambiental; fragilidade ambiental.
Abstract
A STUDY OF THE DYNAMICS OF ENVIRONMENTAL FRAGILITY IN THE GRAVATAÍ RIVER BASIN, RS.
This paper aims to approach the environmental dynamics from the perspective of integrated landscape analysis. To do so, an analysis of the dynamics of the morphodynamic processes in the Gravataí river basin (RS) was done within the context of environmental fragility models. The premises of the integrative analysis of the environment consider that the landscape is in an estate of dynamic equilibrium, in which degradation is an intrinsic consequence of the rupture of this natural equilibrium. The environmental fragility models of Ross (1994) and the environmental vulnerability models of Crepani et al. (1996) were used as methodological support to the cartographic synthesis. This context highlights the need of adaptations of the variables to the regional conditions regarding humid subtropical environments. As the premise, the dynamic analysis of environmental fragility became indispensable to the restructuring of the mathematical model in order to consider variables on a monthly scale. The operating procedure consisted of comparing the physical-environmental potential model to the monthly variability of phytoclimatic elements (density of the vegetal cover and erosivity), in order to analyze the dynamics of environmental fragility. In the geoprocessing stage the environmental fragility cards were attained and delimited according to the fragility types of ecodynamic units: very strong, strong, average, weak and very weak. The results attained from mathematical modeling pointed to a more prominent potential erosion of the soils during winter. Furthermore, five categories of environmental fragility in the Gravataí river basin were classified according to the quantitative data obtained in the geoprocessing stage, wherein 4,4% of the area was classified as very weak; 11,1% as weak; 64,4% as average; 19,8% as strong; and only 0,07% as very strong. The most unstable environmental fragility units are related to the compartment of the Inner Coastal Plain, which is related to the geomorphological units of the Lagoon Plain and the Inner Coastal Plain, respectively, the Plain Landscape System of Banhado Grande and of Coxilha das Lombas.
Keywords: Integrated Landscape Analysis; environmental modeling; environmental fragility.
Lista de Figuras
Figura 1 – Roteiro metodológico de abordagem. ... 5
Figura 2 – A dinâmica do tempo. O tempo ―círculo‖ e o tempo ―espiral‖. ... 21
Figura 3 – Comparação dos conceitos entre a abordagem mecanicista e sistêmica. ... 27
Figura 4 – Percepções sobre o conceito de paisagem. Distinção entre o conceito de paisagem como objeto geográfico e outra como uma imagem subjetiva. ... 32
Figura 5 – As principais concepções de paisagem em diferentes do pensamento geográfico. ... 33
Figura 6 – Principais abordagens da paisagem na Geografia. ... 34
Figura 7 – Diferentes concepções da paisagem na Ciência da Paisagem. ... 35
Figura 8 – Evolução da Ciência da Paisagem. ... 42
Figura 9 – Estágios de desenvolvimento da Ciência da Paisagem. ... 43
Figura 10 – Nível de resolução para a análise da paisagem. ... 50
Figura 11 - Comparação entre os modelos de Geografia Física. Modelo geossistêmico em comparação ao modelo positivista da Geografia Física... 54
Figura 12 – Modelo teórico de geossistema de Bertrand. ... 58
Figura 13 – Diagrama da comparação entre o modelo biocêntrico dos ecossistemas e o modelo policêntrico dos geossistemas. ... 65
Figura 14 – Representação da estrutura do estrato geográfico. ... 73
Figura 15 – Modelo geossistêmico da paisagem. Processos de interação de energia, matéria e informação entre os componentes da paisagem. ... 74
Figura 16 – Tipologia dos estados de equilíbrio na Geomorfologia. Estados de equilíbrio: a) estático; b) estável; c) instável; d) metaestável; e) estacionário; f) termodinâmico; g) dinâmico; h) dinâmico metaestável. ... 76
Figura 17 – Esquema que representa a relação entre a precipitação e a cobertura vegetal no processo de erosão. a) regime de precipitação; b) cobertura vegetal; c) erosão potencial; d) trabalho geomorfológico (produção de sedimentos). ... 77
Figura 18 – Estrutura dinâmica dos sistemas ambientais. ... 78
Figura 19 – Comportamento dos sistemas geomorfológicos. Estágios de equilíbrio: A) estado de estabilidade; B) tempo de reação; C) tempo de readaptação; D) novo estado de equilíbrio. ... 80
Figura 20 – Representação ideal entre a energia cinética (Ec) e o trabalho erosivo (We) no processo erosivo. ... 82
Figura 22 – Estágios de degradação da paisagem. ... 85
Figura 23 – Aspectos da degradação ambiental e da sustentabilidade. ... 86
Figura 24 – Estrutura da paisagem (natural, rural e urbana). ... 88
Figura 25 – Evolução dos modelos gráficos de geossistemas. ... 90
Figura 26 – Evolução dos modelos conceituais de análise da paisagem ecológica. . 91
Figura 27 – Modelo teórico de análise da paisagem. ... 92
Figura 28 – Modelo esquemático dos estados da paisagem... 93
Figura 29 – Correlação das classes de fragilidade e vulnerabilidade ambiental. ... 95
Figura 30 – Quadro comparativo entre os parâmetros adotados nas propostas de Ross (1994) e Crepani et al. (1996). ... 97
Figura 31 – Comparação entre os modelos ambientais na ―área-teste 1‖. ... 98
Figura 32 – Comparação entre os modelos ambientais na ―área-teste 2‖. ... 98
Figura 33 – Comparação entre quatro modelos ambientais na Bacia Hidrográfica do Ribeirão Jangada. Mapas: a) EUPS; b) Fragilidade Ambiental por declividade; Fragilidade Ambiental obtida pelo índice de dissecação do relevo; d) Vulnerabilidade Ambiental. ... 99
Figura 34 – Escala de classificação das unidades de vulnerabilidade. ... 105
Figura 35 – Mapa de suscetibilidade a erosão dos solos. ... 109
Figura 36 – Mapa da perda dos solos atual. ... 109
Figura 37 – Valores da perda dos solos real. ... 110
Figura 38 – Carta-imagem da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 113
Figura 39 – Zoneamento da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 114
Figura 40 – Rede hidrográfica da Bacia do Rio Gravataí. ... 115
Figura 41 – Mapa geológico da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 118
Figura 42 – Estrutura geológica da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 120
Figura 43 – Perfil transversal (W-E) dos sistemas deposicionais da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. ... 123
Figura 44 – Evolução geológica da paisagem regional. Estágios: a) Pleistoceno Inferior e Médio; b) máximo transgressivo (440 ka); c) máximo regressivo (342 ka); d) máximo transgressivo (337 ka); e) máximo regressivo (140 ka); f) penúltima transgressão marinha (130 ka); g) penúltima regressão marinha (18 ka); h) última transgressão marinha (10 ka); e última regressão marinha (5 ka). ... 125
Figura 45 – Evolução e morfodinâmica nos sistemas deposicionais relacionadas à Bacia do Rio Gravataí. ... 126
Figura 46 – Modelado de relevo da BHRG... 127
Figura 47 – Bloco-diagrama da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 128
Figura 48 – Unidades geomorfológicas da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 129
Figura 50 – Mapa hipsométrico da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 134
Figura 51 – Distribuição das classes hipsométricas na BHRG. ... 135
Figura 52 – Classes de relevo-declividade da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. 136 Figura 53 – Climograma de Porto Alegre. ... 138
Figura 54 – Principais massas atmosféricas que atuam na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí... 139
Figura 55 – Espectro do comportamento das temperaturas entre 2010 a 2012. ... 141
Figura 56 – Regime das chuvas na região de estudo. ... 143
Figura 57 – Mapa das isoietas anuais da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 144
Figura 58 – Mapa dos solos da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 146
Figura 59 – Mapa das unidades de vegetação da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 148
Figura 60 – Mapa das unidades de uso da terra. ... 150
Figura 61 – Mapa de uso da terra de 2001. ... 151
Figura 62 – Mapa de adequação do uso do solo na BHRG. ... 151
Figura 63 – Adequação de uso agrícola do solo na BHRG. ... 152
Figura 64 – Etapa de análise ambiental da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. .... 155
Figura 65 – Modelo esquemático de funcionamento da paisagem. Dinâmica temporal: t(0) condição atual e desenvolvimento temporal t(1),t(2),t(n) do sistema ambiental. ... 156
Figura 66 – Classificação dos estados temporais dos geossistemas. ... 157
Figura 67 – Estrutura temporal dos estados temporais. ... 158
Figura 68 – Escala temporal relativa os processos morfodinâmicos. ... 158
Figura 69 – Precipitação média anual e duração do período chuvoso. ... 159
Figura 70 – Relação da precipitação com os valores de intensidade pluviométrica. ... 160
Figura 71 – Equações utilizadas para determinar a erosividade de cada região. ... 162
Figura 72 – Variação da precipitação mensal e da erosividade em Porto Alegre. .. 163
Figura 73 – Etapa de levantamento de dados. ... 169
Figura 74 – Cartas topográficas na escala 1:50.000. ... 170
Figura 75 – Dados geoambientais utilizados como referência na etapa de geoprocessamento. ... 172
Figura 76 – Modelo de análise da dinâmica da fragilidade ambiental. ... 173
Figura 77 – Classes de fragilidade ambiental das variáveis geoambientais (rochas, declividade, solos e uso da terra). ... 181
Figura 78 – Precipitação mensal das estações pluviométricas em 2011. ... 182
Figura 80 – Mapa dos sistemas de paisagem da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí.
... 186
Figura 81 – Paisagem dos Mares de Morros. a) relevo de morros e colinas, b) campo rupestre no topo do Morro Santana, c) faixa de contato entre a área urbana residencial e a vegetação arbórea. ... 188
Figura 82 – Quadro síntese da paisagem dos Mares de Morros. ... 189
Figura 83 – Paisagem da Coxilha das Lombas. a) Relevo de colinas paleoeólicas b) Argissolo Vermelho-Amarelo Arênico; c) Pastagens associadas à atividade pecuária. ... 190
Figura 84 – Quadro síntese da paisagem da Coxilha das Lombas. ... 191
Figura 85 – Paisagem do Sistema Banhado Grande. a) Planície flúvio-lacustre, b) lavoura de arroz, c) solo orgânico (Organossolo associado aos Gleissolos). ... 193
Figura 86 – Quadro síntese da paisagem da Planície do Banhado Grande... 194
Figura 87 – Planície de inundação do Rio Gravataí. ... 195
Figura 88 – Quadro síntese da paisagem da Planície do Rio Gravataí. ... 196
Figura 89 – Paisagem do Sistema da Rampa Coluvionar. ... 197
Figura 90 – Quadro síntese da paisagem da Rampa Coluvionar. ... 198
Figura 91 – Quadro síntese da paisagem dos Patamares da Serra Geral. ... 199
Figura 92 – Quadro síntese regional da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 200
Figura 93 – Mapa das classes da fragilidade ambiental anual da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 201
Figura 94 – Distribuição dos graus de fragilidade ambiental em cada sistema ambiental da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 203
Figura 95 – Área de mata densa com fragilidade muito fraca no sistema de Mares de Morros. ... 204
Figura 96 – Horizonte superficial com decomposição da matéria orgânica... 205
Figura 97 – Unidade associada à fragilidade fraca na Planície do Banhado Grande. ... 206
Figura 98 – Encosta com transição de classes de fragilidade ambiental. Diferentes graus de fragilidade ambiental: a) muito fraca; b) fraca; c) moderada. ... 206
Figura 99 – Intensa erosão laminar ocasionada pela ação antrópica no município de Alvorada. ... 207
Figura 100 – Degradação do horizonte superficial pela erosão laminar. ... 208
Figura 101 – Erosão em sulcos na encosta do Morro Santana associada a unidade de fragilidade forte (UFFO). ... 209
Figura 102 – Voçoroca no município de Alvorada em vertente na UFMFO. ... 210
Figura 103 – Ravinas em estágio avançado em vertente na UFMFO, no município de Porto Alegre. ... 211
Figura 104 – Área com degradação dos solos de transição pedológica abrupta (arenosa/argilosa). ... 211
Figura 105 – Argissolo Vermelho-Amarelo Arênico com transição abrupta. No horizonte superficial a textura arenosa, enquanto no horizonte B concentra as
argilas. ... 212
Figura 106 – Perfil transversal da área degradada na Coxilha das Lombas. ... 212
Figura 107 – Análise trimestral do ENOS em 2011. ... 214
Figura 108 – Variação das chuvas nas estações pluviométricas em 2011. ... 215
Figura 109 – Desvio da precipitação mensalmente em 2011 na BHRG... 216
Figura 110 – Distribuição espacial das chuvas mensalmente em 2011. ... 217
Figura 111 – Comparação da precipitação anual com a topográfica regional. ... 218
Figura 112 – Comparação da distribuição das chuvas na área da BHRG em 2011. ... 220
Figura 113 – Relação da resposta espectral com a biomassa durante os ciclos fenológicos. ... 221
Figura 114 – Variação da biomassa vegetal mensalmente em 2011. ... 223
Figura 115 – Comparação do vigor da vegetação na encosta do Morro Santana. A imagem a esquerda mostra o estado da vegetação ―mais verde‖ no período de verão em 15 de março de 2015. Na imagem a direita mostra-se a vegetação mais seca no inverno em 20 de julho de 2014. ... 225
Figura 116 – Diagrama ombrotérmico de 2011 para Porto Alegre. ... 225
Figura 117 – Temperatura mínima média em 2011. ... 226
Figura 118 – Temperatura mínima absoluta em 2011. ... 227
Figura 119 – Ocorrência de geada fraca na área urbana. ... 228
Figura 120 – Pontos de análise das condições fitoclimáticas em cada sistema de paisagem. ... 229
Figura 121 – Comparação entre a Coxilha das Lombas com vegetação de campo e os Mares de Morros com vegetação de arbórea. ... 230
Figura 122 – Área de contato entre a paisagem de morros florestados com a Coxilha das Lombas. ... 231
Figura 123 – Comparação entre os Patamares da Serra Geral com vegetação de mata e a Rampa Coluvionar com vegetação de campo. ... 232
Figura 124 – Comparação entre a Planície do Banhado Grande com lavoura de arroz e o a paisagem dos Mares de Morros com vegetação de campo. ... 233
Figura 125 – Comparação da biomassa vegetal a partir das imagens de satélite de alta resolução. a) período dos pós-colheita com o solo exposto, b) período com diferentes estágios de desenvolvimento do plantio de arroz, c) período de amadurecimento vegetativo da cultura de arroz. ... 234
Figura 126 – Lavoura de arroz em fase de amadurecimento vegetativo. ... 235
Figura 127 – Relação da biomassa e da precipitação mensal na Coxilha das Lombas. A linha representa a biomassa vegetal e a barra o volume de chuva mensal. ... 236
Figura 128 – Relação da biomassa e da precipitação mensal na localidade Morungava. A linha representa a biomassa vegetal e a barra o volume de chuva
mensal. ... 236
Figura 129 – Variabilidade dos graus de fragilidade ambiental na BHRG em 2011. ... 238
Figura 130 – Dinâmica mensal da fragilidade ambiental em 2011. ... 239
Figura 131 – Dinâmica mensal da fragilidade ambiental em 2011. ... 240
Figura 132 – Graus de fragilidade no primeiro trimestre. ... 241
Figura 133 – Fragilidade ambiental em janeiro. ... 242
Figura 134 – Fragilidade ambiental em fevereiro. ... 243
Figura 135 – Fragilidade ambiental em março. ... 244
Figura 136 – Graus de fragilidade no segundo trimestre... 245
Figura 137 – Fragilidade ambiental em abril. ... 246
Figura 138 – Fragilidade ambiental em maio. ... 247
Figura 139 – Fragilidade ambiental em junho. ... 248
Figura 140 – Graus de fragilidade no terceiro trimestre. ... 249
Figura 141 – Fragilidade ambiental em julho. ... 250
Figura 142 – Fragilidade ambiental em agosto. ... 251
Figura 143 – Fragilidade ambiental em setembro. ... 252
Figura 144 – Graus de fragilidade no quarto trimestre. ... 253
Figura 145 – Fragilidade ambiental em outubro. ... 254
Figura 146 – Fragilidade ambiental em novembro. ... 255
Figura 147 – Fragilidade ambiental em dezembro. ... 256
Figura 148 – Graus de fragilidade em relação aos sistemas de paisagem da BHRG. ... 257
Figura 149 – Grau mínimo de fragilidade ambiental em cada sistema ambiental. .. 258
Figura 150 – Grau máximo de fragilidade ambiental em cada sistema de paisagem. ... 259
Figura 151 – Grau de distribuição médio de fragilidade ambiental em cada sistema de paisagem. ... 260
Figura 152 – Distinção das variáveis de fragilidade ambiental em cada sistema de paisagem. ... 261
Figura 153 – Mapa da estabilidade geoecológica. ... 263
Figura 154 – Comparação do uso da terra da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. 265 Figura 155 – Mapa de uso da terra da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 266
Figura 156 – Mapeamento dos sistemas dominantes da paisagem. ... 268
Figura 158 – Reserva da Vida Silvestre (RVS) no Banhado Grande. ... 269 Figura 159 – Banhado dos Pachecos com presença de juncos e macrófitas. ... 270 Figura 160 – Área do Banhado Grande... 270 Figura 161 – Inundação do Rio Gravataí. Na imagem superior mostra-se o canal retilíneo construído pelo DNOS em comparação ao traçado anastomosado natural nesse trecho do Rio Gravataí durante um período mais seco (24/04/2013). Em comparação, na imagem inferior mostra um evento de enchente sazonal do sistema de banhados no período úmido (14/11/2013). ... 272 Figura 162 – Área de transição entre o urbano e o rural. a) área residencial, b) área com características rurais. ... 273 Figura 163 – Ocupação irregular na área da encosta do Morro Santana. ... 274 Figura 164 – Proliferação de macrófitas associada ao cultivo de arroz nas proximidades do Banhado dos Pachecos. ... 274 Figura 165 – Plantio de soja na APA do Banhado Grande... 275 Figura 166 – Plantio milho transgênico. ... 276 Figura 167 – Extração irregular de arenito no município de Santo Antônio da Patrulha. ... 277 Figura 168 – Quadro da síntese geoambiental da BHRG. ... 279
Lista de Tabelas
Tabela 1 – Classes de declividades do relevo. ... 100
Tabela 2 – Classes de solos ... 101
Tabela 3 – Classes de rochas. ... 102
Tabela 4 – Classes de cobertura vegetal e uso da terra. ... 103
Tabela 5 – Classes de precipitação pluvial em relação à ação erosiva. ... 104
Tabela 6 – Dados demográficos da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí. ... 111
Tabela 7 – Classes de relevo em relação à declividade... 136
Tabela 8 – Classes de erosividade para o índice anual de erosividade (R). ... 164
Tabela 9 – Índice mensal de erosividade (R). ... 164
Tabela 10 – Valores do Índice de Área Folhar para diferentes tipos de vegetação. 165 Tabela 11 – Relação entre a cobertura vegetal e a perda de solo por escoamento. ... 166
Tabela 12 – Dados das estações pluviométricas e meteorológicas. ... 171
Tabela 13 – Classes de fragilidade ambiental. ... 174
Tabela 14 – Classes de fragilidade em relação à declividade. ... 175
Tabela 15 – Classes de fragilidade das rochas. ... 176
Tabela 16 – Classes de fragilidade dos solos. ... 177
Tabela 17 – Correlação entre as alturas pluviométricas mensais e o índice de erosividade das chuvas. ... 178
Tabela 18 – Classes de fragilidade em relação ao uso da terra. ... 179
Tabela 19 – Classes de fragilidade em relação à cobertura vegetal. ... 180
Tabela 20 – Dados quantitativos da distribuição das classes de fragilidade ambiental. ... 202
Tabela 21 – Desvio mensal das chuvas na BHRG em 2011. ... 216
Lista de Abreviaturas
APA – Área de Preservação Ambiental APP – Área de Preservação Permanente ANA – Agência Nacional de Águas
BHRG – Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí
CLSWS – Committee on Long-Range Soil and Water Conservation/EUA CPRM – Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
DNOS – Departamento Nacional de Obras de Saneamento DSG – Diretoria de Serviço Geográfico
ENOS – El Niño Oscilação Sul
EUPS – Equação Universal de Perda de Solos FAO – Food and Agriculture Organization
FEPAGRO – Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária IAF – Índice de Área Folhar
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IIRR – International Institute of Rural Reconstruction INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INMET – Instituto Nacional de Meteorologia ISRIC – World Soil Information
LAF/INPE – Laboratório de Sensoriamento Remoto Aplicado à Agricultura e Floresta LANDSAT – Land Remote Sensing Satellite
MDT – Modelagem Digital de Terreno
METROPLAN - Fundação Estadual de Planejamento Metropolitano e Regional MODIS – Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer
NASA – National Aeronautics and Space Administration NDVI – Normalized Difference Vegetation Index
ONU – Organização das Nações Unidas RVS – Reserva da Vida Silvestre
SIG – Sistemas de Informação Geográfica
SRTM – Shuttle Radar Topography Mission/NASA TRMM – The Tropical Rainfall Measuring Mission TSM – Temperatura da Superfície do Mar
Unidades de Medidas
Δ – variação de variáveis (delta) ºC – graus Celsius
Ec – energia cinética h – hora
ha – hectare
ka – período de mil anos (Kiloannum) kg – quilograma m – metros mm – milímetros MJ – megajoule nm – nanômetros R – índice de erosividade We – trabalho erosivo
SUMÁRIO
I INTRODUÇÃO ... 1
1.1 HIPÓTESES E OBJETIVOS ... 7
1.2 JUSTIFICATIVAS ... 10
II FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 12
2.1 CONSIDERAÇÕES GEOGRÁFICAS A RESPEITO DO ESTUDO DA NATUREZA ... 12
2.1.1 Breve Ensaio Sobre a Acepção de Natureza ... 12
2.1.2 Concepção Holística na Geografia Física ... 15
2.1.3 Abordagem Integrada do Meio Ambiente ... 23
2.2 A NATUREZA DA PAISAGEM NA GEOGRAFIA FÍSICA ... 29
2.2.1 Paisagem Geográfica ... 29
2.2.2 Ciência da Paisagem ... 38
2.2.3 Geossistemas ... 52
2.2.4 Ecodinâmica ... 67
2.3 MODELAGEM GEOAMBIENTAL ... 72
2.3.1 Análise Geoecológica da Paisagem ... 72
2.3.2 Degradação Ambiental ... 83
2.3.3 Modelagem dos Sistemas Ambientais ... 88
2.3.4 Modelos Empíricos de Fragilidade Ambiental ... 94
III UNIVERSO DE ESTUDO ... 107
3.1 ESTADO DA ARTE... 107
3.2 ÁREA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO GRAVATAÍ ... 111
3.3 CARACTERIZAÇÃO GEOGRÁFICA ... 117
3.3.1 Aspectos Abióticos ... 117
3.3.2 Aspectos Bióticos e Culturais... 145
4.1 PROCEDIMENTOS DE ANÁLISE DA PAISAGEM ... 154 4.2 ANÁLISE DAS VARIÁVEIS RELACIONADAS À DINÂMICA DA FRAGILIDADE AMBIENTAL ... 157
4.2.1 Precipitação Pluvial ... 159 4.2.2 Cobertura Vegetal e Uso da Terra ... 165
4.3 MATERIAIS UTILIZADOS E TRATAMENTO DOS DADOS OPERACIONAIS 169
4.3.1 Procedimento de Análise de Dados Georreferenciados ... 172
V RESULTADOS ... 186 5.1 MAPEAMENTO DOS SISTEMAS DE PAISAGEM DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO GRAVATAÍ ... 186 5.2 MAPEAMENTO DAS UNIDADES DE FRAGILIDADE AMBIENTAL ... 201
5.2.1 Unidade de Fragilidade Muito Fraca (UFMF) ... 204 5.2.2 Unidade de Fragilidade Fraca (UFF) ... 205 5.2.3 Unidade de Fragilidade Moderada (UFM) ... 207 5.2.4 Unidade de Fragilidade Forte (UFF) ... 208 5.2.5 Unidade de Fragilidade Muito Forte (UFMF) ... 209
5.3 ANÁLISE DA DINÂMICA FITOCLIMÁTICA ... 214
5.3.1 Variabilidade da Precipitação Pluvial e da Biomassa Vegetal ... 214 5.3.2 Dinâmica Fitoclimática nos Sistemas de Paisagem ... 228
5.4 CENÁRIOS AMBIENTAIS DA DINÂMICA DA FRAGILIDADE AMBIENTAL .. 238
5.4.1 Primeiro Trimestre ... 241 5.4.2 Segundo Trimestre ... 245 5.4.3 Terceiro Trimestre ... 249 5.4.4 Quarto Trimestre ... 253
5.5 ANÁLISE DOS USOS E DOS GRAUS DE COMPROMETIMENTO DO MEIO AMBIENTE ... 264
5.5.1 A Degradação dos Resquícios de Sistemas Naturais ... 269 5.5.2 As Metamorfoses dos Sistemas Ambientais ... 272 5.5.3 O Colapso Ambiental nos Sistemas Urbanos Desordenados ... 277 5.5.4 Potencialidades e Riscos Ambientais ... 278
VI CONCLUSÕES ... 281 6.1 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 281
VII ANEXOS ... 306 ANEXO A – Alguns parâmetros utilizados na estação físico-geográfica de
Markopi... 306 ANEXO B – Estações pluviométricas e meteorológicas. ... 307
I INTRODUÇÃO
A sociedade moderna, forjada sob as condições do modo de produção capitalista, se relaciona com a natureza de maneira a considerá-la um objeto de suas necessidades fisiológicas, que comumente nomeamos de recursos naturais. No entanto, essa relação nem sempre é em função de nossas demandas naturais, mas em prol de um sistema de acumulação de bens.
Em virtude das modernas relações de produção homem-natureza, o enfoque em modelos binominais entre sociedade e a natureza a partir de uma perspectiva sistêmica estão suplantados por sua abordagem complexa. Dessa forma, os estudos geográficos vinculados à temática ambiental vêm almejando métodos que tem por finalidade a compreensão das relações da unidade dialética sociedade-natureza.
Atualmente, as perspectivas de análise ambiental, direcionadas especificamente às bacias hidrográficas têm evoluído sob os pressupostos dos sistemas dinâmicos e complexos. Além disso, como um sistema aberto, a bacia hidrográfica caracteriza-se por trocas dinâmicas de energia e matéria com o seu entorno, ou seja, reage de maneira dialética aos impactos antrópicos. Desse modo, torna-se necessário no labor dos estudos de ambiental uma metodologia integradora que contemple as inúmeras variáveis que compõe os sistemas físico-ambientais.
No contexto da ciência geográfica tem se destacado a perspectiva dos estudos integrados da paisagem como forma de apreensão da complexidade dos sistemas naturais e culturais. Desta maneira, esses estudos vêm proporcionando a aplicação do conceito de paisagem, enquanto unidade da totalidade do espaço geográfico, para fins de planejamento ambiental. Além disso, possibilita-se o retorno da paisagem como categoria primordial nos estudos da Geografia Física. Desse modo, para Marina Frolova e Georges Bertrand os modelos integrados são de suma importância para os estudos ambientais:
El modelo geosistémico de medio ambiente se ha vuelto imprescindible para solucionar los múltiples problemas de degradación de los recursos, de la evaluación del impacto antrópico sobre el paisaje, de su gestión y su análisis prospectivo (FROLOVA; BERTRAND, 2006).
Ao eleger a paisagem como categoria de análise, os geógrafos alcançam o ideal de totalidade que permitiu o pleno desenvolvimento da Geografia. A paisagem é assim compreendida como uma singularidade físico-geográfica de dimensão espacial, que se caracteriza por sua interação de energia e matéria entre seus atributos formando uma unidade harmônica indissociável, de caráter dinâmico e instável. Dessa forma, a bacia hidrográfica vista sob a perspectiva dos estudos integrados da paisagem é reconhecida como uma unidade integrada que é constituída pelos atributos naturais e culturais, que somente desse modo pode-se reconhecer a totalidade dos impactos ambientais.
A Geografia Física tem por objetivo o estudo da relação homem-natureza no contexto dos sistemas ambientais. Assim, esse campo da ciência geográfica visa reconhecer os processos de desequilíbrio ambiental que afetam a sociedade. Pois, de acordo com Christofoletti (1999):
A Geografia possui um papel de suma importância ao desvendar o que acontece nesse contexto, justamente por se preocupar com o estudo das relações do sistema ambiental com o sistema socioeconômico, as quais levam à produção das organizações espaciais (CHRISTOFOLETTI, 1999). Os conceitos expostos ao longo desta tese foram fundamentais para a compreensão da totalidade ambiental relacionada ao estudo da fragilidade ambiental. Haja vista, que os sistemas ambientais estão longe de serem meios fragmentados, pois somente existem de forma integrada no contexto do espaço-tempo.
Por isso, numa ruptura ao mecanicismo-cartesiano, a abordagem sistêmica percorre em busca de uma análise integradora da paisagem, dos seus processos e impactos ambientais.
Um dos desafios nas pesquisas de cunho ambiental é a definição de unidades ambientais homogêneas que possibilite abarcar as novas demandas no enfrentamento dos problemas ambientais na escala global ou local e de forma integrada (NOAL, 2001).
A tríade – apropriação, transformação e degradação – relacionada ao processo de territorialização do espaço natural é condição sine qua non da racionalização do homem sobre a natureza, que através da técnica, ou em outras palavras, por um meio instrumentalizado desempenha um papel fundamental como
agente modelador das paisagens terrestres. Assim, como considerou Carl Sauer sobre esse processo de modificação da natureza:
O último agente que modifica a superfície da terra é o homem. O homem deve ser considerado diretamente como um agente geomorfológico, já que vem alterando cada vez mais as condições de denudação e de colmatação da superfície terrestre [...]. Na realidade, os tipos de fatos que Brunhes qualificou de ―fatos de ocupação destrutiva‖, tais como a erosão do solo, constituem expressões literais da geomorfose humana (SAUER, 2014). O processo de produção destes espaços artificiais, como áreas agrícolas, urbanas e de extração de matérias-primas têm levado ao desencadeado de processos que levam à degradação ambiental num ritmo cada vez mais acelerado. Nesse sentido, segundo Bornheim:
O espetáculo da construção da história parece totalmente entregue às forças transformadoras da razão instrumental. E tais forças tendem a desrespeitar, como notório, qualquer limite, qualquer forma de autocontrole. Elas são constituídas por um complexo de fatores que se estende do individualismo capitalista à suficiência por assim dizer fatalista das inovações tecnológicas (BORNHEIM apud ALMEIDA et al., 2008).
A sociedade ocidental, amparada sob a hegemonia do pensamento capitalista, construiu sua perspectiva ambiental a partir de um prisma de sobreposição econômica em relação à natureza. No entanto, ao desmantelar a natureza, em virtude do processo de acumulação capital, o ser humano inconscientemente descontruiu a sua própria história natural, ou seja, condicionou a uma artificialização no seu modo de vida.
Todavia, o materialismo do espaço natural é condição para a história humana, isto é, somente existe pelo suporte de um território natural que lhe confere materialidade. Portanto, a evolução da civilização moderna, suas cidades, indústrias, agricultura e tecnologias somente foram possíveis a partir de um arranjo espacial do meio natural. Já que esse espaço natural é, em princípio, o espaço de possibilidades sobre o qual as sociedades desenvolveram a sua história cultural. Dessa forma, ―a história da natureza é também a história dos próprios homens [...]‖ (CARVALHO, 2003). Contudo, nem mesmo a postura antropocentrista da Geografia libertou a sociedade de sua natureza natural, algo que nem mesmo os humanistas podem
negar, o homem é um ser ―biocultural1‖. Por outro lado, o modo de vida moderno proporcionou mecanismos de controle da produtividade antrópica, sendo, ora limitada pela ética humana, ora pela capacidade técnica na atividade de gestão dos recursos do meio ambiente. Assim, a partir de uma autocrítica ambiental, principalmente através dos conceitos de uma tríade – conservação, preservação e sustentabilidade – há uma perspectiva de alento ao equilíbrio da natureza, fundamentada numa necessidade do homem, enquanto ser social, de repensar o modo produtivo que proporcione uma sustentabilidade dos recursos naturais.
No presente trabalho serão enfocadas as propostas de fragilidade de Jurandyr Ross (1994) e na de vulnerabilidade de Edison Crepani (1996). Ambos os pesquisadores, respectivamente, geógrafo e geólogo apresentam percepções operacionais distintas, mas ambas são propostas que contribuíram significativamente ao estudo das limitações ambientais, principalmente em relação aos processos morfodinâmicos.
Espere-se com este estudo contribuir com a pesquisa ambiental e, em especial, na temática a respeito dos modelos ambientais. Um dos primeiros desafios metodológicos a serem enfrentados nos direciona ao debate crítico acerca do entendimento do espaço e do tempo como fenômenos isolados, ou seja, o espaço visto sem o conceito de tempo é um ente estático, sem movimento e sem vida. Num segundo momento é preciso repensar o homem como parte da natureza. Enfim, esses ideais nos aproximam mais de uma abordagem sistêmica-orgânica, rompendo de vez com o mecanicismo, e trazendo à tona os pensamentos sistêmicos, da complexidade e da termodinâmica do não-equilíbrio.
Todavia, o pensamento sistêmico não implica, necessariamente, numa ideia de complexidade, porém foge ao reducionismo linear de causalidade mecânica. No entanto, num sistema biofísico normalmente o comportamento – fluxos energia, biomassa e fragilidade – são de uma dinâmica complexa, pois envolvem elementos de naturezas distintas, como os abióticos, os bióticos e os culturais.
O presente trabalho está estruturado em três partes principais: fundamentação teórica, procedimentos operacionais e resultados. Por sua vez, estes foram desenvolvidos ao longo de seis capítulos (Fig.1).
1
Figura 1 – Roteiro metodológico de abordagem.
No capítulo I apresenta-se a temática da análise integrada da paisagem, os problemas da investigação, os pressupostos teóricos, as justificativas, as hipóteses e os objetivos referentes ao presente trabalho.
No capítulo II destacam-se os fundamentos teóricos que norteiam este estudo. De modo geral, na seção 2.1 – Considerações Geográficas a Respeito do
Estudo da Natureza – serão abordados os pressupostos que influenciaram o
pensamento geográfico a respeito do conceito de natureza. Em seguida, na seção 2.2 – A Natureza da Paisagem na Geografia Física – serão enfatizadas os conceitos que definiram a Geografia Física a partir de uma perspectiva holística que contribuiu no caminho metodológico de investigação integrativa do estudo da paisagem. Por sua vez, na seção 2.3. – Modelagem Geoambiental – destacam-se os modelos
geoambientais, suas limitações e suas potencialidades como ferramenta de análise dos processos morfodinâmicos.
No capítulo III será destacada a área de estudo do presente trabalho, bem como a sua delimitação geográfica e seus aspectos físico-ambientais.
No capítulo IV serão abordados os métodos de pesquisas utilizados no presente trabalho. Na seção 4.2 – Análise das Variáveis Relacionadas à Dinâmica
da Fragilidade Ambiental – serão discutidos os atributos dos modelos ambientais
que se caracterizam por uma dinâmica temporal significativa em relação à erosão acelerada. Na seção 4.3 – Materiais Utilizados e Tratamento dos Dados
Operacionais – se mostrará os materiais cartográficos, estatísticos, além do método
operacional para a confecção da cartografia de síntese destinada à avaliação ambiental.
No capítulo V serão apresentados os resultados obtidos com este estudo. Na seção 5.1 – Mapeamento dos Sistemas de Paisagem da Bacia Hidrográfica do Rio
Gravataí – são identificados as principais unidades de paisagem. Na seção 5.2 –
Mapeamento das Unidades de Fragilidade Ambiental – são discutidas os resultados da análise ambiental mostrados no mapeamento dos setores definidos pela proposta da fragilidade ambiental. Na seção 5.3 – Análise da Dinâmica Fitoclimática – são mostradas a relação do comportamento fenológico vegetal e da variação das precipitações pluviais associada à dinâmica erosiva. Na seção 5.4 – Cenários
Ambientais da Dinâmica da Fragilidade Ambiental – são analisados o
comportamento da fragilidade mensalmente. Na seção 5.5 – Análise dos Usos e dos
Graus de Comprometimento do Meio Ambiente – se apresentam os impactos
ambientais através de uma perspectiva sistêmica em relação aos subsistemas da paisagem (urbano, agrícola e natural) da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí.
No capítulo VI são apresentados de forma generalizada às considerações finais. Nesta seção são discutidas as recomendações para o desenvolvimento do planejamento ambiental na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, sob a premissa das limitações ambientais, ou seja, da proposta de fragilidade ambiental. Além disso, são discutidos os desafios e as potencialidades do uso da modelagem ambiental como procedimento operacional no mapeamento das unidades ambientais.
1.1 HIPÓTESES E OBJETIVOS
Os ensinamentos dos estudos geossistêmicos consideram que paisagem é um sistema dinâmico (MONTEIRO, 2000; MATEO, 2006), ou seja, é uma unidade que possuí um funcionamento que opera perante uma variabilidade temporal referente ao seu equilíbrio dinâmico, no qual se altera conforme o tempo de resposta em razão dos diferentes ritmos naturais dos elementos abióticos e bióticos. Além do mais, a inserção do manejo antrópico, sob um ritmo da vida humana, contribui para o aumento da complexidade ambiental.
A Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí apresenta um quadro de degradação ambiental relacionada aos impactos ambientais antrópicos, que estão associados à erosão dos solos, assoreamento dos cursos d’água, desmatamento da vegetação natural, ocupação das encostas, poluição das águas, inserção de espécies vegetais exóticas, rejeitos da extração mineral (pedreiras e argileiras). Em virtude disso, a degradação das terras na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí é vista como consequência do manejo antrópico, além da inadequada gestão na avaliação do potencial da natureza frente as suas fragilidades naturais. A partir disto se considera que a dinâmica é parte intrínseca da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí.
Portanto, a hipótese que se apresenta neste trabalho é que teriam os modelos ambientais a capacidade de demonstrar o comportamento dos sistemas ambientais na perspectiva da fragilidade ambiental? Para tal tarefa, serão realizados testes nos Sistemas de Informações Geográficas (SIG’s) e, ainda, quando necessário serão feitos ajustes nas variáveis e/ou nos parâmetros para que o modelo de fragilidade ambiental possa ter a capacidade de gerar uma análise dinâmica da paisagem.
Portanto, a partir desta hipótese preliminar se levantou os seguintes questionamentos:
a) Como é o comportamento dinâmico referente à fragilidade ambiental na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí no recorte interanual de 2011?
b) Quais os componentes da paisagem estão submetidos a um maior estresse no contexto da fragilidade ambiental?
c) Quais sistemas de paisagem da Bacia do Rio Gravataí são mais instáveis em relação à fragilidade ambiental?
d) Quais são as áreas nucleares de expansão dos processos de degradação dos solos?
Além disso, um desafio de pesquisa será adequar a escala de estudo aos limites da modelagem ambiental, em função da escala de detalhe que demandam os dados geoambientes coerentes a margem de erro na escala cartográfica de 1:100.000.
O objetivo geral desta pesquisa é analisar a fragilidade ambiental da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, apoiado em modelos já consagrados na literatura geográfica. Em virtude das singularidades de cada sistema de paisagem foi levada em consideração a adaptação das variáveis limitantes, no que se refere aos ambientes subtropicais úmidos da Região Sul.
Os objetivos específicos desta pesquisa são:
Gerar um banco de dados georreferenciados referente aos elementos geoambientais (clima, relevo, litologia, solos, vegetação e uso da terra) na escala 1.100.000 no âmbito da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí; Comparar as principais variáveis adotadas nos modelos ambientais
referente à fragilidade ambiental de Ross (1994) e da vulnerabilidade ambiental de Crepani et al. (1996);
Elaborar um modelo matemático que se proponha a compreender a variabilidade dos elementos fitoclimáticos (densidade da cobertura vegetal e da erosividade) servindo de suporte ao estudo dinâmico da fragilidade ambiental;
Produzir a carta de fragilidade ambiental na escala 1:100.000, apoiado no método de síntese cartográfica de Ross (1994) e de Crepani et al. (1996), com referência as condições geoambientais anuais da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí;
Analisar a dinâmica de degradação dos solos a partir do comportamento da densidade da cobertura vegetal em comparação a intensidade das chuvas mensalmente no ano de 2011;
Confeccionar doze cartas sazonais de fragilidade ambiental na escala 1:100.000, a partir da dinâmica espaço-temporal dos atributos fitoclimáticos, isto é, considerando a variação mensal da intensidade das chuvas (erosividade) e da densidade da cobertura vegetal (biomassa vegetal) no âmbito da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí;
Elaborar o mapeamento dos sistemas de paisagem na escala 1:100.000, com o intuito de sobrepor (cruzamento) com as unidades de fragilidade ambiental;
Analisar os níveis de degradação ambiental referente à Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, conforme os preceitos geoecológicos apontados por Mateo et al. (2007);
Produzir um quadro da síntese integrada ambiental com distinção dos elementos geoambientais (rocha, relevo, clima, vegetação, solos e uso da terra) e dos graus de degradação ambiental de cada sistema de paisagem;
Elaborar um mapa geoambiental com a descrição dos principais riscos ambientais, tais como os riscos hidroclimáticos e morfodinâmicos; além das principais potencialidades da Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí.
1.2 JUSTIFICATIVAS
Em relação à justificativa metodológica desse estudo, busca-se abordar o dinamismo da paisagem a partir de uma perspectiva holística. Os fundamentos desta premissa estavam intrínsecos na Geografia desde os primeiros ensaios geográficos sobre o pensamento da natureza, especialmente em Humboldt e Dokuchaev. Posteriormente, de maneira mais pragmática, sob os princípios da Geoecologia de Troll (1950) e na Ecodinâmica de Tricart (1977). Dessa maneira, para Mateo (2006) a vertente dos estudos da paisagem natural reconheceu a importância dos estudos pioneiros de Humboldt e Dokuchaev, respectivamente, responsáveis pela formação das escolas geográficas germânicas e russo-soviéticas, destacando a paisagem numa perspectiva biofísica, sendo a paisagem reconhecida como um complexo natural integral.
Por tanto, sob a perspectiva geográfica de análise da paisagem este trabalho tem por objetivo uma integração metodológica entre a cartografia ambiental e os pressupostos da análise integrativa da paisagem. Haja vista, a percepção de uma carência dessa abordagem nos estudos ambientais em relação à análise no campo da Geografia Física no Brasil.
Assim, como Monteiro (2000) enfatizou a respeito da importância de um resgate dos ensinamentos clássicos da Geografia ao contexto dos métodos mais modernos de investigação geográfica:
A minha perseguição à ideia do geossistema não prende ao aspecto de ―novidade‖ apregoada mas algo que eu intentei poder encontrar. Foram muitas as dificuldades mas agora com a ajuda de técnicas mais recentes e eficientes, mas sobretudo com o novo acervo de teorias, talvez seja possível obter-se o paradoxal propósito: com um tal equipamento ―novo‖ fazer rever algo de bem antigo, dos tempos nascedouro da geografia científica, aquela geografia que os últimos ―revolucionários‖ proclamavam ―tradicional‖ e pregavam o seu abandono. [...] Algo que pedia na passagem da geografia que os últimos ―revolucionários‖ proclamavam ―tradicional‖ e pregavam o seu abandono, ou seja, aquela que renuncia ao inventário sistemático de outrora, substituindo-os por unidades territoriais orgânicas dotadas daquelas personalidades geográficas segundo a velha imagem metafórica de Vidal de Lablache. Foi isto o que eu persegui, tivesse ele o nome de ―geossistema‖, ―paisagem‖, ―unidade espacial‖ ou o que fosse. Isto em correspondência com aquela preocupação em encontrar na dinâmica
climática, no pulsar do seu ―ritmo‖, a melhor maneira de relacionar os fenômenos atmosféricos, aos geomorfológicos, biogeográficos e sobretudo à atividade humana. Tenho certeza de que agora, com os progressos no estudo dos sistemas de alta complexidade, os pesquisadores poderão fazer grandes avanços (MONTEIRO, 2000).
Para a realização do presente estudo foi adotado como recorte espacial a Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, localizada na porção centro-leste do Rio Grande do Sul. Esta bacia hidrográfica está localizada parcialmente na Região Metropolitana de Porto Alegre (RMPA), sendo que esta possui dois terços de suas terras em Área de Proteção Ambiental (APA), além disso, na reserva ecológica inserida nesta APA vivem animais silvestres nas proximidades do Banhado dos Pachecos. Por isso, os conflitos ideológicos de preservação e de desenvolvimento econômico serão inerentes a esse espaço geográfico, uma vez que, as regiões metropolitanas são concebidas como áreas de plena urbanização, não respeitando, a priori, os princípios de sustentabilidade dos ambientes naturais, ou mesmo seus limiares de estabilidade ambiental.
A Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí representa um dos principais mananciais hídricos da região metropolitana do Rio Grande do Sul. Por isso, se justifica os estudos ambientais com a finalidade de elaborar diagnósticos do meio ambiente, principalmente em relação às limitações ambientais do meio físico.
Além disso, a presente área de estudo está inserida no Bioma Pampa, que é um dos ecossistemas brasileiros que vem sofrendo historicamente com antropização das áreas naturais, principalmente pela atividade pecuária que vem desde alguns séculos com o processo histórico de colonização pelos povos Ibéricos. Por isso, a atual degradação ambiental da Bacia Hidrográfica reflete na paisagem os diferentes tempos, sob consequentes modi operandi de ocupação e exploração do Bioma Pampa. Todavia, somente com advento da modernidade, sob a perspectiva ambiental, especialmente das diretrizes de preservação do ambiente tem se construído um cenário de mudanças no quadro ambiental em prol de uma gestão mais adequada das potencialidades e limitações de cada ambiente natural. Assim, os atuais planos de gestão das bacias hidrográficas da Região Metropolitana de Porto Alegre têm prosperado sob a necessidade de diagnósticos ambientais que colaboram com síntese das informações do quadro de degradação do meio físico e das condições socioeconômicas.
II FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 CONSIDERAÇÕES GEOGRÁFICAS A RESPEITO DO ESTUDO DA NATUREZA
Nesta seção serão apresentados os primeiros ensaios sobre o pensamento a respeito da natureza no contexto geográfico. Destacando-se a ruptura da Filosofia da Natureza com a mitologia grega, isto é, o surgimento de um pensamento racional sobre o que constituiria a physis do mundo para os filósofos gregos.
2.1.1 Breve Ensaio Sobre a Acepção de Natureza
Para os filósofos gregos o mundo emergiria do caos (ENGELS, 1976). Desse modo, na mitologia grega a desordem do caos – um vazio sem ordem – era o princípio de toda a matéria que existia no mundo. Contrapondo-se a desordem do mito Caos, existiria a entidade Gaia – que em grego significa terra – que partilha o mesmo radical grego Géo com a Geografia, assim Gaia seria o princípio da organização do cosmos. Gaia estava relacionada a Terra, a vida, ao que nasce, ao que não é criado, por isso é em essência desde o início a natureza. Conforme Ferry (2009) Gaia é o primeiro elemento e, ao mesmo tempo, é a terra firme, o solo que nutre as plantas, disso, logo surge à vida entre as plantas, os animais e o homem.
Neste sentido, segundo Gomes (1996 apud GOMES, 1997) ―as cosmogonias da Antiguidade seriam, assim, os primeiros relatos geográficos gerados por este gênero de curiosidade sobre a ordem das coisas do mundo‖.
As primeiras concepções da natureza foram elaboradas pelos filósofos gregos da Grécia Antiga e sistematizadas através da Filosofia da Natureza que tinha por objetivo compreender os fenômenos naturais. Para Gonçalves (2006) a preocupação da Filosofia da Natureza dos gregos era com a ideia de physis enquanto ―totalidade substancial do mundo material‖. Portanto, os gregos tinham uma ideia de que o caos era o princípio de toda a desordem, enquanto a natureza seria o princípio da harmonia anímica que proporciona a ordem dos fenômenos naturais.
Physis (natureza...): Conceito dinâmico, da totalidade (holos) das coisas existentes. Remete também a um princípio intrínseco do ser e devir de tudo; fundamental é lembrar a sua raiz phyomai: crescer, germinar, brotar, nascer; e o latim: nasci (nascer), o caráter de geração vital, de algo absolutamente
vivo. Remete também a uma força e dinâmica (energeia e dinamis) que a tudo perpassa. Tal noção de natureza como algo dinâmico e vivo, orgânico e regenador é notável, e começou a ser sufocada apenas na Revolução Científica (PELIZZOLI, 1999).
Os filósofos gregos da Antiguidade tinham por empenho buscar uma sistematização do conhecimento do cosmos através das observações. Naquela época, essa perspectiva proporcionou a concepção da ideia primordial de natureza, que é a forma transcrita de physis para o latim. Ainda, segundo Gonçalves (2006) desde os primórdios do pensamento grego a physis estava relacionada como uma concepção de totalidade dos fenômenos materiais do mundo. Por tanto, estaria atrelada a uma ―ideia de ordem imanente ou uma espécie de entendimento que permeia os movimentos e processos da natureza‖.
Conforme Vernant (1996) na medida em que os filósofos gregos revelavam o quadro da physis, o pensamento mítico sobre a natureza entrava em declínio. O pensamento racional sobre a natureza foi destacado pelos filósofos ―físicos‖ de Jônia, como Tales de Mileto, Anaximandro, Anaxímenes que sistematizaram as ideias a cerca da natureza.
Ainda, segundo Vernant (1996) os ―físicos‖ jônicos levaram a cabo a ideia de totalidade da natureza, sendo que para eles ―nada existe que não seja natureza,
physis‖. Assim, para Jean Vernant:
Os homens, a divindade, o mundo formam um universo unificado, homogêneo, todo ele no mesmo plano: são partes ou os aspectos de uma só e mesma physis que põe em jogo, por toda parte, as mesmas forças, manifesta a mesma potência de vida (VERNANT, 1996).
Embora os filósofos gregos reconhecessem as diferentes naturezas do mundo, a sua compreensão era dada através de sua totalidade. Para Gonçalves (2006) o filósofo grego Aristóteles reconheceu a natureza como uma cadeia hierárquica, que possui três níveis sucessivos, que são o vegetal, o animal e o humano. Além disso, conforme Bertalanffy (1987) as ideias holísticas de Aristóteles foram ao encontro do atual pensamento sistêmico, sendo reconhecida ao filósofo grego a seguinte frase que ―el todo es más que la suma de suas partes‖.
Conforme Branco (1999) Aristóteles contrapunha-se a visão atomicista de Demócrito e de Leucipo. Segundo Rosa (2012) Demócrito concebeu que tudo na
natureza era formado por átomos – substâncias sólidas indivisíveis – e entre eles existira o vazio infinito.
Ao longo da Filosofia da Natureza, os filósofos gregos muito especularam sobre os princípios da physis. No entanto, uma das contribuições mais significativas ao pensamento moderno nas Ciências Ambientais foi o de articular o pensamento sobre a natureza do cosmos. Em princípio, conforme Gonçalves (2006) Platão reconheceu que o mundo era animado por uma alma própria, chamada de ―alma do mundo‖, e não mais pelos deuses da antiga mitologia grega.
Percebe-se então, que desde os primórdios as concepções a respeito da natureza, que o cosmos era entendido como uma totalidade organizada, onde a ordem representava o sentido de finalidade da natureza. Para Gomes (1997) a Geografia – ―como ordem espacial do mundo‖ – teria como objetivo fundamental conceber uma visão do mundo2, ou seja, uma cosmovisão; que almejava delimitar uma ordem na diversidade dos fenômenos espaciais. Ainda, segundo Lévi-Strauss apud Casseti (1999) o pensamento de mundo pelos gregos era constituído ―de uma hierarquia funcional que o torna semelhante ao organismo biológico‖.
Num quadro geral as teogonias dos gregos concebiam a imagem do mundo da seguinte forma, conforme Vernant (1996):
O universo como uma hierarquia de poderes: apresentava uma ordem complexa e rigorosa;
A ideia de ordem do cosmos surgiu principalmente da ação de um agente e, também, do jogo dinâmico entre os elementos desse mundo; O mundo era dominado pelo poder excepcional, de ordem superior,
que mantem o equilíbrio e, por consequência, a ordem hierárquica. Ao longo do progresso da Filosofia da Natureza, as principais vertentes de concepção de mundo foram compreendidas em duas tendências contraditórias sobre o pensamento da natureza. Gonçalves (2006) afirmou que enquanto uma pensava a natureza como um ente animado, como um imenso organismo vivo e que se conecta ao cosmos por uma ordem própria de sua natureza – ideia concebida pelos idealistas, vitalistas e românticos. A outra concebia a natureza como uma
2
A palavra mundo está relacionada ao um sentido de ordem, em oposição ao termo imundo que não possui ordem alguma (GOMES, 1997).
grande máquina desprovida de alma e cujo movimento é externo a ela – ideia representada pelos atomistas, racionalistas e mecanicistas.
Para Grings (1995) a doutrina atomista e mecanicista tinha suas raízes nos filósofos gregos da antiguidade – Demócrito e Leucipo; e retornando, no período moderno da história, através do movimento disseminado por Galileu, Locke e Descartes. Além disso, Rosa (2012) considerava que as ideias atomistas de Demócrito e as suas explicações mecânicas sobre a natureza foram o princípio para a idealização do materialismo mecânico.
No entanto, Pelizzoli (1999) destacou que as primeiras formas de ruptura com a natureza já estavam presentes no pensamento grego daquela época através do
antropocentrismo. Em parte, pelo processo de racionalização na etapa de
desmitologização da natureza.
Por tanto, a partir da doutrina mecanicista as ideias científicas somente poderiam ser expressas matematicamente. A partir disso, qualquer experiência qualitativa estaria subjugada pelas leis matemáticas. No entanto, em contraponto a esse racionalismo, o movimento romântico do século XVIII procurou contemplar a realidade através da percepção qualitativa, pois para os românticos a realidade era mais rica do que as equações mecânicas poderiam oferecer como explicação do mundo.
2.1.2 Concepção Holística na Geografia Física
O pensamento holístico teve suas raízes desde os filósofos gregos, sendo retomado no período moderno pelos renascentistas e pelos românticos germânicos. Conforme Gonçalves (2006) durante o século XVI, no período renascentista, o pensamento platônico de alma do mundo foi retomado por Giordano Bruno através de seus ideais sobre a organização da natureza. Além disso, essas ideias influenciaram de modo significativo os filósofos da natureza, como Leibniz, Herder, Goethe e principalmente Schelling, ao longo dos séculos.
A Filosofia da Natureza renasceu com o romantismo e o idealismo, no final do século XVII e início do XIX, sob a forma de uma Naturphilosophie que reagiu ao mecanicismo e sublinhou, acertadamente, o vital, o orgânico e o sistema da natureza (ARTIGAS, 2005).
Segundo Beckenkamp (2004), Schelling influenciado pelo organicismo na
Crítica da Faculdade do Juízo de Kant reencontrava com o pensamento platônico,
para qual o mundo era visto como um organismo animado, composto por um corpo, a matéria e por uma alma. Contrapondo-se a ideia de um mundo mecânico e inanimado.
Para Schelling, segundo Beckenkamp (2004), a natureza era um ser orgânico, que evolui por si mesma:
A natureza não é um mero não-eu que precisa ser construído pelo eu. Ao contrário, o homem, inclusive o eu do filósofo, é um produto da natureza, encontrando-se no fim de uma longa cadeia de produtos da natureza. A natureza não é um agregado mecânico, regido por leis indiferentes à organização superior; ela é um organismo que se rege por leis orgânicas, organizando-se progressivamente, até chegar, no homem, à consciência de si mesmo: no homem, a natureza abre finalmente os olhos e percebe que existe (BECKENKAMP, 2004).
Por sua vez, Engels (1976) considerou a natureza como um sistema formado por um conjunto de corpos, e que atuariam dialeticamente uns sobre os outros, proporcionando, com isso, o próprio movimento da natureza.
Nesse sentido, Mateo et al. (2007) reiteram a ideia de Frederich Engels ao tratar a natureza como sistema num plano dialético:
[...] toda a natureza exequível a nós forma um sistema, uma concatenação geral de corpos, entendendo aqui por corpos todas as existências materiais [...]. O fato de que estes corpos aparecem concatenados deixa implícito que atuam uns sobre os outros, e nesta sua ação mútua consiste precisamente o movimento. Por conseguinte, a matéria aparece diante de nós como algo dado, como algo que não foi criado nem pode ser destruído, isto quer dizer que também o movimento é algo não criado e indestrutível. Esta conclusão se relevou como irrefutável desde o momento em que o universo se impôs ao conhecimento como um sistema, como uma concatenação de corpos (ENGELS, 1955 apud MATEO et al., 2007).
Naquele período de amadurecimento científico predominavam as ideias mecanicistas promovidas por Isaac Newton. Porém, como destacou Engels os primeiros estágios de um pensamento orgânico estavam em desenvolvimento, em parte pelas ideias evolucionistas:
