Onde lençóis freáticos ocultos encontram a superfície da Terra, a vida pode prosperar mesmo nos locais mais secos. Oferecendo refúgio durante períodos de seca, aquíferos subterrâneos rasos agem como contas de poupança de água que podem sustentar ecossistemas com a umidade necessária para sobreviver, mesmo quando a precipitação diminui.
À medida que as mudanças climáticas e o uso humano da água esgotam rapidamente os níveis de água subterrânea em todo o mundo, cientistas e formuladores de políticas precisam de melhores dados sobre onde esses ecossistemas dependentes de água subterrânea existem.
Agora, um novo estudo mapeia esses ecossistemas em regiões áridas ao redor do mundo, examina seu status de proteção e explora como eles se sobrepõem às comunidades humanas.
A pesquisa, publicada na Nature , é a primeira vez que ecossistemas dependentes de águas subterrâneas foram mapeados em escala global . Liderado por cientistas da The Nature Conservancy e do Desert Research Institute (DRI), o esforço global reuniu pesquisadores de universidades, organizações sem fins lucrativos e instituições de sete países.
Os resultados mostram que 53% desses ecossistemas estão em áreas com esgotamento conhecido das águas subterrâneas , enquanto apenas 21% existem em terras protegidas ou regiões com políticas em vigor para sua proteção.
“Até agora, a localização desses ecossistemas era em grande parte desconhecida, dificultando nossa capacidade de rastrear impactos, estabelecer políticas de proteção e implementar projetos de conservação para protegê-los”, diz Melissa Rohde, Ph.D., eco-hidróloga e consultora ambiental, principal autora do estudo.
04Rohde concluiu a pesquisa como parte de sua tese de doutorado na Faculdade de Ciências Ambientais e Florestais da Universidade Estadual de Nova York e seu trabalho conjunto na The Nature Conservancy.
Ecossistemas que dependem de águas subterrâneas variam amplamente, observa Rohde, de nascentes desérticas a prados e riachos de montanha, a pântanos e florestas costeiras. Esses ecossistemas são frequentemente pontos críticos para a diversidade biológica em todo o mundo e estão sob crescente ameaça das mudanças climáticas e da exploração humana.
Quando os colegas de Rohde nos escritórios da The Nature Conservancy ao redor do mundo se propuseram a conservá-los, eles se depararam com uma persistente falta de dados — catalisando o esforço de mapeamento de Rohde. “Esses ecossistemas abrangem esses lugares com os quais realmente nos importamos, mas sua dependência de águas subterrâneas não foi reconhecida”, ela diz.
Usando a tecnologia para promover a ciência dos ecossistemas dependentes das águas subterrâneas Sem um conjunto de dados global sobre a localização e a profundidade das águas subterrâneas, a equipe de pesquisa teve que ser criativa.
Eles coletaram seis anos de dados do satélite Landsat da NASA, que fornece imagens de satélite que podem ser usadas para estimar o conteúdo de água das folhas, evapotranspiração, vegetação verde, águas abertas e temperaturas terrestres e dados climáticos que caracterizam a disponibilidade de água. Então, eles usaram mais de 30 mil pontos de dados de locais confirmados de ecossistemas dependentes de água subterrânea para treinar um modelo de computador para identificá-los com base nos dados de satélite.
“Nossa equipe no DRI vem usando dados de sensoriamento remoto por satélite para localizar e caracterizar mudanças em ecossistemas dependentes de águas subterrâneas no oeste dos EUA há muitos anos, e esta foi a oportunidade perfeita para expandir esse trabalho globalmente”, diz Christine Albano, Ph.D., eco-hidróloga do DRI.
A análise aproveita o fato de que um ecossistema sustentado por águas subterrâneas permanecerá mais verde, mais fresco e mais úmido do que outros lugares durante a estação seca, e isso pode ser visto com imagens de satélite.
“Nossa abordagem aproveita o que já sabemos sobre as características desses ecossistemas”, diz Rohde, observando que a maneira como a água subterrânea resfria a superfície do solo é apenas uma das muitas maneiras pelas quais esses ecossistemas fornecem refúgio para plantas e animais.
“Continuo me surpreendendo que agora temos os dados e a tecnologia para capturar e analisar informações de lugares do tamanho de uma quadra de basquete ou de uma piscina, e que podemos fazer isso no mundo inteiro”, diz Albano.
“Ter esse nível de detalhe espacial é essencial para essa análise, porque muitas vezes as nascentes ou pântanos dependentes de águas subterrâneas que têm esse tamanho, ou até menores, são os mais críticos para as pessoas e a vida selvagem.”O resultado é um mapa global de onde os ecossistemas dependentes de águas subterrâneas existiram entre 2015 e 2020, combinado com uma probabilidade estatística da confiança dos pesquisadores na dependência de águas subterrâneas de cada local.
“Alguns anos atrás, uma análise como essa não seria possível, mas agora podemos aproveitar os avanços recentes em aprendizado de máquina e computação em nuvem para preencher lacunas críticas de conhecimento para conservação em escala global”, diz Kirk Klausmeyer, diretor de ciência de dados da The Nature Conservancy na Califórnia e coautor do estudo. Ao testar a capacidade do modelo de computador de identificar ecossistemas conhecidos dependentes de águas subterrâneas, eles estimam uma precisão em torno de 87%.“A intenção do nosso mapa é que ele seja usado como um ponto de partida”, diz Rohde. “Ele fornece informações essenciais sobre onde eles provavelmente estão localizados e com maior risco de esgotamento das águas subterrâneas, para que possamos avançar na proteção desses ecossistemas biologicamente diversos e das sociedades dependentes deles.”
O mapa mostra que esses ecossistemas são mais intactos e extensos na Ásia Central, na região do Sahel na África e na América do Sul, onde comunidades pastoris são comuns. Isso contrasta com seu esgotamento e fragmentação em partes do mundo onde o bombeamento de águas subterrâneas e a irrigação agrícola reinam, como a América do Norte e a Austrália.
Nessas últimas regiões, muitos desses ecossistemas já foram perdidos, pois os lençóis freáticos estão abaixo do nível onde as raízes das plantas ou os riachos podem alcançá-los.
Para ilustrar o papel desses ecossistemas no apoio aos meios de subsistência rurais, o estudo também se concentrou na região do Grande Sahel, na África, onde quatro focos de conflito se sobrepõem a locais que contêm um grande número de ecossistemas dependentes de águas subterrâneas.
As mudanças climáticas estão agravando a insegurança alimentar nesses locais, resultando na expansão do cultivo de culturas em terras antes pastoris, demonstrando a importância de reconhecer as interações complexas entre as mudanças climáticas e os esforços de conservação da terra e da água.
“Esses ecossistemas têm um impacto direto nos meios de subsistência rurais dos pastores”, diz Rohde.
“Embora políticas de gestão sustentável de águas subterrâneas possam ser politicamente viáveis em algumas regiões, a assistência humanitária que protege ecossistemas para sustentar meios de subsistência rurais ou reduzir conflitos pode ser mais apropriada em outras regiões. É preciso haver soluções criativas para preservar esses ecossistemas, e isso vai variar muito dependendo de onde você está no mundo”.
Apesar da determinação do estudo de que 21% dos ecossistemas dependentes de águas subterrâneas estão sob algum nível de proteção, a outra pesquisa de Rohde demonstrou que muito poucos ecossistemas são efetivamente protegidos onde existe legislação. Sem uma melhor compreensão de como as águas subterrâneas estão sustentando os ecossistemas, até mesmo terras protegidas podem ser prejudicadas se as águas subterrâneas forem perdidas devido ao uso insustentável fora dos limites protegidos.
“Precisamos reconhecer que as águas subterrâneas são essenciais para muitos ecossistemas”, diz Rohde. “A água subterrânea está sendo bombeada a taxas maiores do que pode ser reposta, mas não estamos gerenciando ou regulando isso na medida necessária para evitar mais impactos no ecossistema. Se quisermos atingir nossas metas globais de biodiversidade e nossas metas climáticas, então precisamos conectar os pontos entre a água subterrânea e os ecossistemas”.
