O conceito de sistema complexo dinâmico permite uma viagem interativa entre a totalidade (organização) ou todo e a sua estrutura para estudar, operar e reconstruir fenômenos físicos, biológicos, sociais e outros

O título “O Sistema Biogeográfico do Cerrado” introduz uma mudança conceitual fundamental. O Cerrado como um sistema. Ainda mais, como um sistema biogeográfico. Este conceito foi introduzido por especialistas e autores, como Altair Sales Barbosa, dentre outros, com finalidade operativa, mas também para mostrar a complexidade dinâmica desses tipos de ocorrências biogeográficas diversificadas ao longo das distintas paisagens do planeta.

O Cerrado pode ser caracterizado como um sistema biogeográfico complexo e dinâmico. Sistema porque pode ser distinguido (operação de distinção) em sua totalidade, por suas características e propriedades biogeográficas de outras paisagens brasileiras e planetárias.  Complexo por ter uma infinidade de componentes interrelacionados, que também podem ser sistemas, numa intensa e continua relação dialógica entrelaçada de entropia e organização, vida e morte, morte e vida. Dinâmico devido a um processo evolutivo natural antigo e em constante mudança, novamente entrelaçando entropia e organização, rumo a um futuro desconhecido.

O conceito de sistema complexo dinâmico permite uma viagem interativa entre a totalidade (organização) ou todo e a sua estrutura para estudar, operar e reconstruir fenômenos físicos, biológicos, sociais e outros.  Um sistema ou um fenômeno para ser estudado, operado ou reconstruído precisa ser distinguido (separado) do seu domínio de existência que são também outros sistemas. Ao fazer esta distinção do sistema dentre um conjunto de sistemas ele é distinguido em sua totalidade, ou seja, em sua organização, como um sistema que pertence a uma classe de sistemas e eventualmente lhe damos um nome que indica a qual classe de sistemas ele pertence. Por exemplo: cerrado é um sistema biogeográfico distinto que pertence a classe de todos os sistemas biogeográficos sobre o planeta. Cerrado é o sistema identificado em sua totalidade e vejo nele características e propriedades de totalidade que são diferentes dos outros sistemas da mesma classe que ele, os sistemas biogeográficos.

Identificado o sistema é possível também identificar a sua estrutura, mesmo que muitas vezes parcialmente devido à sua complexidade. Estrutura é definida pelos componentes do sistema e a relação entre eles. Em sistemas complexos dinâmicos é dito que as relações são não lineares ou até mesmo dialógicas. Nem sempre tem causalidade direta ou proporcional. Uma característica das relações não lineares é que, eventualmente, uma pequena mudança em um dos componentes ou nas relações entre componentes pode causar grandes mudanças no sistema. Ou ao contrário: grandes mudanças nos componentes e nas relações causam pequenas mudanças no sistema em sua totalidade.

É dito usualmente que “as propriedades de um sistema não é a soma” das propriedades das suas partes”, o que é verdade. Um exemplo: em condições normais a água é um líquido; mas sua molécula é formada por dois átomos distintos que são gases; isto é, três átomos com características de serem gases se juntam em uma relação específica para formar uma molécula de água com propriedades totalmente diferentes dos seus componentes. Uma mesa continua sendo uma mesa independente das propriedades de seus componentes; suporte de madeira e tampo de madeira; suporte de ferro e tampo de madeira; etc. Aqui o que importa é a relação entre os componentes para fazer surgir uma mesa com propriedade e finalidade diferentes dos seus componentes.

Isto se aplica a todos os sistemas biogeográficos do planeta. Independentemente do tipo de propriedade dos seus componentes eles se organizam para formar um sistema biogeográfico. Porém um sistema pode ser especificado pela propriedade de seus componentes. Mesa de madeira. Não importa como sejam organizados os pedaços de madeira, mas o que surge é uma mesa de madeira. Isto se aplica ao Cerrado.

Um sistema complexo dinâmico como o Cerrado não possui existências isolada. Ele está em completa interação contínua com outros sistemas dentro do seu domínio de existência por meio do chamado acoplamento estrutural. Acoplamento estrutural ocorre quando um componente ou mais componentes pertencem ao mesmo tempo e continuamente a outros sistemas ou estes componentes se relacionam com outros elementos de outros sistemas. Isto implica que mudanças em outros sistemas pode ocasionar mudanças no sistema referenciado.

Um resumo:

1. A organização de uma unidade, totalidade ou sistema é o conjunto de elementos, relações e propriedades distintivas que estão necessariamente presentes no sistema e que lhe definem a existência enquanto membro de uma classe específica. Ao denotar Cerrado, fica declarado a sua organização que diz que ele pertence a uma classe de sistemas biogeográficos terrestres. Ser Cerrado declara a sua organização. Alegremente: um conjunto de coisas, relações, clima, etc. se juntaram para formar uma coisa chamada Cerrado. A organização pertencente a uma classe é uma abstração que permite distinguir um sistema pelo conjunto de relações entre os seus componentes e não necessariamente a propriedade dos seus componentes; repetindo: cadeira é uma cadeira independente se é feita de madeira, ferro ou plástico. Uma organização específica é realizada pela propriedade de seus elementos e da relação entre eles; por exemplo, cadeira de madeira; os seus componentes são de madeira embora as relações entre seus elementos possam ser organizadas de diferentes formas para formar a cadeira. Mas continua sendo cadeira de madeira que é sua forma de organização.
   
   
2. A estrutura é um conjunto de componentes e as relações entre eles que realizam a organização do sistema. Os sistemas complexos e dinâmicos estão em contínua mudança estrutural, sejam eles inerentes ao próprio sistema ou provocadas pelo acoplamento estrutural com outros sistemas dentro do seu domínio de existência. A mudança estrutural de um sistema é a maneira como seus componentes mudam ou a relação entre eles sem que mude a organização do sistema. Os sistemas então são determinados por sua estrutura; o que ocorre de mudança estrutural em determinado momento depende do estado da estrutura naquele momento. As mudanças estruturais contínuas nos sistemas complexos e dinâmicos só podem ocorrer deste que não mudem sua organização. Caso contrário pode surgir um novo tipo de sistema ou o sistema é destruído.

Mais um passo à frente e chegaremos à questão do Cerrado. O Sistema Biogeográfico do Cerrado é entendido aqui com um sistema complexo e dinâmico, e como tal, está sujeito a mudanças estruturais também complexas e dinâmicas. Então sejam as mudanças estruturais descritas de uma forma simples:

1. Mudança estrutural sem perda da organização – são mudanças advindas da dinâmica interna do sistema ou causadas pelo acoplamento estrutural com outros sistemas, mas que não mudam a organização do sistema: o Cerrado continua sendo Cerrado apesar das mudanças nos seus componentes ou na relação entre eles; por exemplo, variações naturais do clima (chuva e seca) que mudam a forma da cobertura vegetal e o solo; pequenas mudanças na cobertura vegetal causadas por agricultores, fogo natural, etc.
   
   
2. Mudança estrutural com perda da organização – causada pela dinâmica interna ou externa mudam radicalmente alguns componentes ou a relação entre eles provocando a perda da organização do Cerrado enquanto tal. Duas coisas podem acontecer: a primeira surge um novo sistema pela modificação drástica nos componentes ou na relação entre eles; o Cerrado deixa de ser Cerrado; surge então um novo sistema que não é mais o Cerrado; por exemplo, a substituição massiva da vegetação original por agentes econômicos, tanto na zona rural como na urbana. O agronegócio, a mineração e os empreendimentos imobiliários na zona urbana e rural; ainda não é sabido que tipo de sistema vai surgir, mas Cerrado não mais será. Em segundo, a mudança estrutural destrutiva que implica na destruição total do sistema sem que nada apareça no lugar, o que não é o caso aqui, espera-se.

A identificação da estrutura do Cerrado (componentes e relação entre eles) pode ser realizada de diferentes formas em função do interesse do estudo. Horizontalmente ao longo de sua extensão geográfica identificando diferentes paisagens que seriam os seus componentes ou subsistemas. Ou na forma de um corte vertical amplo identificando os seus componentes mais relevantes e a relação entre eles. Vegetação natural, solo, água, populações, dentre outros componentes, seguindo esta vertente.

A seguir uma possível Estrutura do Sistema Biogeográfico do Cerrado. Com apenas alguns componentes e a relação entre eles no estado atual do sistema. Observe que ao descrever cada um dos componentes é impossível fazê-lo sem considerar um ou outro componente pois eles estão profundamente interrelacionados. Ao falar da vegetação é preciso remeter ao solo e vice-versa.

Vegetação e solo

Segundo Altair Sales Barbosa o Cerrado é um sistema biogeográfico muito antigo e que já atingiu o seu ápice evolutivo. Daí sua vegetação característica predominante com árvores de tronco grosso e tortuoso, além de gramíneas e arbustos com enraizamento profundo. Como, em geral, habitam em um solo oligotrófico caracterizado pela pobreza em nutrientes e por uma baixa taxa de produção de matéria orgânica. Tem um profundo enraizamento em busca de nutrientes e água, pois o solo é também profundo e muito permeável. Devido ao estágio evolutivo do Cerrado, sua vegetação é de difícil regeneração. Em outras palavras, a vegetação nativa uma vez destruída jamais será regenerada em sua plenitude original. Este tipo de solo e sua vegetação característica permitem alta percolação das águas da chuva e relativamente baixo escoamento superficial, garantindo assim o abastecimento das águas subterrâneas formando lençóis freáticos e aquíferos.

Estes componentes estão sofrendo profundas modificações preocupantes e provavelmente desastrosas para um futuro próximo. Segundo o MapBiomas com os dados de 2019, incluindo as áreas para agropecuária e outras não vegetadas, estamos caminhando rapidamente para que cinquenta por cento da área total do Cerrado, com a vegetação original, seja substituída pela agricultura, pastagens e extensas áreas urbanas totalmente impermeabilizadas.

Como consequência praticamente a metade do solo do Cerrado já foi modificado. Revolvido pelas máquinas, modificado pela calagem, adubos químicos e defensivos que são nele depositados está forçando o surgimento de um novo tipo de solo no Cerrado. Não mais um solo original, mas um solo tão modificado e infectado que dificilmente poderá um dia ser caracterizado como um solo peculiar ao Cerrado. Este solo modificado influencia profundamente o regime das águas subterrâneas. Por ser mais impermeável dificulta a percolação que abastece o sistema de águas subterrâneas e aumenta o escoamento superficial, produzindo mais e mais assoreamento dos rios e lagos.

Embora o desmatamento tenha diminuído gradativamente nos últimos anos, dados do MapBiomas de 2019 mostram que 817.000ha foram desmatados naquele ano. É muito solo modificado em um único ano.

Esse processo intensivo de conversão do solo já provocou a modificação da metade do solo do Sistema Biogeográfico do Cerrado e certamente acarretará profundas alterações neste sistema enquanto tal. Surgirá um novo sistema em lugar do original? Melhor ou pior? O Cerrado está desaparecendo?

Água e clima

Indo direto ao ponto, o agronegócio que se instalou no Cerrado a partir da década 1970, utiliza atualmente mais de 85% da água disponível no sistema. No período seco e com baixa humidade os processos de irrigação e dessedentação animal atingem o ápice com volumes que o sistema não conseguirá assegurar no médio prazo. Isto é, enquanto o uso da água aumenta o nível de reserva de água subterrânea para o período seco diminui. O que está acontecendo: os processos intensivos de conversão do solo – substituição da vegetação original e mudança radical de sua composição – no sistema Cerrado diminui a capacidade de recarga do sistema de águas subterrâneas, reservatório natural das águas no sistema. Isto é, a percolação diminui no período chuvoso e o escoamento superficial aumenta o que diminui drasticamente o processo de recarga dos reservatórios subterrâneos de lençóis freáticos e aquíferos. Mais, escoamento superficial em solo revolvido implica em mais assoreamento de rios e lagos e o ciclo se repete produzindo seguidos impactos sobre a disponibilidade de água.

Nos períodos de seca mais prolongados e rigorosos e com a diminuição gradativa e sistemática da disponibilidade de águas subterrâneas já estamos vendo crises periódicas de abastecimento urbano e, no campo, a luta pela água empreendida pela população tradicional imensamente prejudicada pela ação do agronegócio.

O clima não é um componente do sistema biogeográfico do Cerrado, pois depende também de condições climáticas globais. É um outro sistema ou componente do chamado de domínio de existência do Cerrado e está em profundo acoplamento estrutural com ele. Toda a dinâmica natural do Cerrado depende do clima com seus períodos sazonais de chuva, seca, baixa umidade e alto índice de insolação. O clima devido ao seu acoplamento estrutural com o Cerrado, atua diretamente sobre a vida, as águas e o solo deste sistema. O Cerrado, pelo mesmo motivo, atua no clima pelos processos de evapotranspiração altamente prejudicada pelo processo de conversão do solo, substituindo sua vegetação e modificação da composição que, como já foi dito, atinge aproximadamente cinquenta por cento de toda área do Cerrado.  Considerando também o processo de mudança climática, como afirmam os especialistas, em andamento, grandes mudanças no Cerrado são esperadas.

Um componente fundamental do Sistema Biogeográfico do Cerrado – água – está em processo de profunda mudança – identificada tanto pela diminuição de sua disponibilidade quanto sua qualidade – assim como a sua relação com outros componentes do sistema. Modificação causada pela ação do homem e quiçá pelas mudanças climáticas. A pergunta que fica é: qual o tamanho das modificações que o sistema como um todo suporta de mudança neste componente – água – antes que se transforme em um novo tipo de sistema ou até desapareça como Cerrado?

População humana e agentes econômicos

A população humana e seus agentes econômicos são componentes do sistema Biogeográfico do Cerrado e, é claro, atuam dentro dele modificando a si próprio – enquanto componente do sistema – e outros componentes e as relações entre eles. Esta ação causa profunda entropia (desorganização) no sistema natural. Mas como a relação é dialógica ela também cria formas novas de organizações, como por exemplo cidades. Cientificamente falando, a sobrevivência humana depende da sua capacidade de causar entropia no meio natural, evidentemente criando formas de organização não naturais. Por exemplo: cidades, meios de transporte, agropecuária intensiva, etc. Sem nenhum juízo de valor, mais população, mais entropia, mais criação de organizações não naturais. Até quando isto pode avançar sem transformar profundamente as formas de vida – qualquer forma de vida – no Cerrado, no planeta seria, no momento, mera especulação. Em outras palavras, para compensar entropia causada pela necessária sobrevivência humana, são criadas formas de organização – novas formas de vegetação, por exemplo – para compensar a entropia garantindo a sobrevivência. Mas é evidente que este tipo de atuação tem limites. Os recursos são limitados, a capacidade de reposição natural está baixando. A capacidade de criar alternativas não naturais está sustentada na existência de recursos naturais disponíveis. Seja então: menor água disponível, menor as possibilidades de criação de alternativas não naturais (ex.: agricultura intensiva com sementes modificadas e solo idem).

Os agentes econômicos são também componentes do Sistema Biogeográfico do Cerrado e como tal atuam dentro do sistema modificando-o continuamente e possuem grande capacidade de aumentar a entropia (desorganização) nos outros componentes do sistema ou nas relações entre eles. São grupos organizados formalmente ou não que devido sua capacidade econômica e técnica são capazes de provocar grandes alterações nos outros componentes do sistema. Em compensação criam outros tipos de organizações não naturais, que por si só, ajudam a manutenção da vida humana. No que interessa aqui sejam os principais para o momento: agentes imobiliários urbanos, agronegócio e mineração.

Os agentes imobiliários provocam profundas modificações em um dos componentes do sistema: as cidades. Em geral, devido a sua força econômica, política e capacidade técnica provocam de forma desordenada a ocupação do solo urbano e sua transformação em um solo totalmente impermeável. Isto gera, como é de conhecimento de todos, problemas de mobilidade, lixo, esgotamento sanitário, poluição das águas, destruição das águas urbanas e moradias inadequadas para as populações periféricas.  Em geral as cidades, uma organização não natural surgida pela conversão do solo, para atender as necessidades humanas, estão com problemas em relação a qualidade de vida de seus moradores, notadamente os mais humildes. Mas uma coisa incrível estes empreendedores estão fazendo, há séculos: criando um tipo novo de solo, os edifícios. Mas este solo criado não vem do nada. Eles veem de outros componentes do sistema e lá aumentam a entropia local. A física explica: o aumento da organização em um sistema ou parte do sistema implica necessariamente no aumento entropia (desorganização) em outro sistema ou componente do sistema. Organizar edifícios implica em desorganizar algum componente do sistema ou outro sistema.

O agronegócio.  Devido à complexidade do tema será realizada uma necessária simplificação. A agropecuária devida as suas características ocupam vastas extensões do solo do Cerrado sendo a maior causadora da entropia no sistema. Provoca maciça conversão do solo – substituição da vegetação nativa e mudança na estrutura e composição do solo – para que possa desenvolver as suas atividades produtivas na pecuária e lavoura. Como já visto, no Cerrado, aproximadamente 50% do chão do Cerrado já foi convertido para uso agropecuário. Este tipo de atividade não consegue ser realizada no solo natural do Cerrado e exige profundas modificações no mesmo, produzindo uma terra revolvida, modificada com calagem, adubação química, uso intensivo de defensivos, irrigação artificial em muitas situações e introduz novos tipos de plantas modificadas (soja, por exemplo) ou exóticas (capim braquiária, outro exemplo). Um detalhe: esta espécie, como invasora, compete com o desenvolvimento das gramíneas nativas e sufoca o desenvolvimento dos campos nativos. O que se constata é que no Cerrado, em 50% do seu chão, já foram criados domínios fitofisionômicos novos não naturais do Cerrado.

É claro, isto é uma profunda mudança no solo e na vegetação que atinge metade do terreno do Sistema Biogeográfico do Cerrado. E nestes locais não será possível, segundo Altair Sales Barbosa, a recomposição do Cerrado em toda a sua plenitude. Pois o solo é outro e não adequado à vegetação natural do Cerrado. É claro que o impacto dos agentes da agropecuária é profundo em todos os componentes do Cerrado. As vezes para melhor, garantindo a subsistência da população. Muitas vezes para pior, por exemplo, prejudicando o componente fundamental água.

Outro grande impacto deste componente é sobre os povos tradicionais ou originários, expulsando-os de suas terras, diminuindo o seu acesso a água e destruindo, muitas vezes, os seus antigos e moderados meios de sobrevivência. O agro provoca um choque excessivamente desproporcional em relação aos benefícios que traz para o componente população do Cerrado. Seja das cidades ou do campo.

Estado e governo

Aqui estado e governo são considerados como importantes componentes do Sistema Biogeográfico do Cerrado. Cabe a eles legislar, fiscalizar, proteger, criar programas de recuperação ambiental e de mitigação dos efeitos da ação humana e das intempéries.

Enquanto outros sistemas biogeográficos brasileiros foram objeto de restrições ambientais para atuação dos agentes econômicos, o Cerrado não sofreu nenhuma restrição. Foi declarado zona livre para ação dos empreendedores econômicos, principalmente agronegócio e mineração. Neste período a exigência de reserva legal (entre 20% ou 35% dependendo do tipo de vegetação) praticamente foi ignorado, só mais recentemente foi estabelecido a obrigação de recomposição destas reservas que estão sendo consideradas e exigidas. Então surge uma questão grave: se até 80% do solo do Cerrado pode ser convertido, em alguns locais; e na melhor hipótese até 65%, qual o impacto desta drástica conversão– substituição da vegetação nativa e mudança da composição do solo – possível pela legislação atual, nos outros componentes do sistema?

Atualmente já foram convertidos aproximadamente 50% do solo do Cerrado e o impacto em alguns componentes já são fortemente visíveis, por exemplo, clima, água, frutos, vida silvestre, pesca, dentre outros, e o grave assoreamento de rios e lagos. Além dos adensamentos urbanos que traz em junto outros milhares de problemas ambientais. O que acontecerá com o Sistema Biogeográfico do Cerrado quando a conversão do solo chegar a 70% em alguns lugares ou 60% em outros?  Por certo o Cerrado não será mais Cerrado e serão realizadas visitas educativas ao Parque Nacional dos Veadeiros para que se saiba o que é e como foi o Cerrado em sua plenitude.

Este componente tão importante possui dinâmica interna própria, influenciada pelo poder econômico-político, que no momento inviabiliza sua relação com os outros componentes do sistema em sua função básica: proteção e mitigação dos efeitos da ação predatória humana. Mas é preciso constatar que estes agentes do estado e de governo estão fortemente amarrados em questões  educacionais, culturais e ideológicas que esta pandemia tão claramente trouxe à mão.

Uma declaração quase que filosófica

Um sistema não natural criado pelo homem (máquina) quase sempre, ou sempre tem uma finalidade, tem uma entrada e uma saída anteriormente desejada pelo criador. Um computador, o mais sofisticado e com inteligência artificial (IA) tem entradas e saídas. Entram informações ou dados e saem informações ou dados modificados conforme o desejo e capacidade do seu operador. Um sistema natural como o Cerrado não tem finalidade ou entradas e saídas. Ele não processa as coisas como uma máquina artificial.

Ele vive numa deriva natural realizando a si próprio momento a momento segundo sua estrutura em profundo acoplamento estrutural com o seu meio. Ele é natural, sem finalidade ou proposito. É o Cerrado. Os humanos é que buscam dar aos sistemas naturais algum tipo de finalidade, objetivo. Então pergunto: qual é a finalidade do Cerrado? Qual seu objetivo?

Importante

Devido ao seu determinismo estrutural – mesmo que seja complexo e dinâmico – um sistema só faz o que é capaz de fazer. Ou seja, só realiza aquilo que sua estrutura permite enquanto realizadora do sistema em si. Um rádio – devido a sua estrutura para ser rádio – só pode atuar como rádio e não como um telefone. Embora devido a sua dinâmica interno possa modificar o volume e alcançar diferentes ondas e estações. “Gente, meu telefone funciona como rádio também”. Bem, sua estrutura foi organizada para que ele também opere como rádio. Mas com certeza ele não é uma motocicleta.

Devido a sua bem determinada estrutura o Cerrado só faz o que a estrutura dele como Sistema Biogeográfico permite que ele realize enquanto um sistema bem determinado.

Em outras palavras, o Cerrado só faz o que sua estrutura bem determinada permite realizar: ser Cerrado. Pedir que o Cerrado realize alguma coisa além do que determina a sua estrutura é algo insano pois vai além de sua capacidade enquanto sistema. Assim desenvolver ações que não são inerentes ao próprio cerrado só é possível com grande transformação das características e propriedades de seus componentes, por exemplo, a conversão do solo para a agricultura e pecuária. Isto implica que em um determinado momento o Cerrado não será mais Cerrado, atuar como Cerrado não será mais possível. Então necessariamente ele se transforma em um sistema que não é mais Cerrado e desaparece enquanto Cerrado. A pergunta que fica é saber o quanto as alterações nos componentes do cerrado e nas suas relações poderão ser modificadas – de forma sustentável – antes que o Cerrado, em sua dinâmica complexa, deixe a agir como Cerrado trazendo consequências graves para todas as formas de vida nele existente. Bem, algumas formas de vida silvestre – terrestres e aquáticas – já desapareceram ou estão a caminho da extinção.

Conclusão

Com a modificação nos principais componentes do Sistema Biogeográfico do Cerrado e na relação entre eles, como a massiva conversão do solo – substituição da vegetação nativa e alteração na sua composição – mudanças no regime sazonal de chuva e seca, profunda alteração no regime das águas – superficiais e subterrâneas – o Cerrado progressivamente está deixando de ser Cerrado.

Por José Aluízio Ferreira Lima
Matemático
Vice-presidente do Instituto Altair Sales
06/01/2021

Encontre na fala deste professor mais informações sobre alguns dos problemas do desmatamento e destruição do sistema biogeográfico do Cerrado.

Leia mais artigos científicos relacionados ao meio ambiente no blog do IAS: https://iasbrasilbr.org/category/ciencias/