Autores

Valezio, E.V. (UNICAMP) ; Perez Filho, A. (UNICAMP)

Resumo

A complexidade assumida pelos sistemas naturais está atrelada as diversas variáveis – alogênicas e autogênicas – envolvidas em sua conformação. Nesse contexto, os debates a cerca da evolução não-linear, o múltiplo equilíbrio e a auto-organização dos sistemas ganham espaço. Para tal associação, selecionamos três segmentos do rio Jacaré-Guaçu (SP) levando em consideração o enfoque dinâmico do canal fluvial por meio do índice de sinuosidade. A aplicação se deu com base nas cartas topográficas (1:50.000), fotografias aéreas (1:25.000), imagens orbitais Rapideye e CBERS-2B, analisadas e interpretadas em ambiente SIG (Arcgis 10.1). A interpretação dos setores apontou para a redução dos índices de sinuosidade nos dois momentos analisados (1962 para 2012), apresentando também evolução de ordem autogênica. Partindo da interpretação de múltiplos equilíbrios e limiares geomorfológicos, tais sistemas assistem e se adaptam em condições de equilíbrio dominantemente estável.

Palavras chaves

Equilíbrio geomorfológico; Sistemas fluviais; Rio meândrico

Introdução

A evolução contínua do sistema fluvial e sua busca por equilíbrio se efetiva por transformações na dinâmica interna do sistema (processos autogênicos) e na dinâmica externa na qual esse conjunto de variáveis se insere (processos alogênicos), capazes de redimensionar suas formas e processos. Os complexos mecanismos envolvidos na dinâmica fluvial são absorvidos pelos canais que tenderiam a ajustar sua geometria a partir das modificações das variáveis físicas envolvidas, porém, ao se disporem como sistemas dinâmicos e não lineares, com limiares de modificação intrínsecos, diversos processos poderiam agir concomitantemente – alogênicos e os autogênicos – propiciando a modificação ou não destes sistemas. Nessa perspectiva, os tradicionais conceitos de equilíbrio, derivados das condições de steady state e equilíbrio dinâmico (GILBERT, 1877; HACK, 1960; 1975; SCHUMM; LICHTY, 1965; THORNES; BRUNSDEN, 1977) se abrem a novas considerações, levando em conta esse extremo dinamismo dos sistemas e seus limiares geomórficos frente a mudanças de seus elementos constituintes (SCHUMM, 1977; HOWARD, 1980). O caráter dinâmico dos processos, em associação direta com o relevo, é determinante para o desenvolvimento de novas perspectivas para a tradicional visão geomorfológica de equilíbrio, baseada em um modelo geral amplamente utilizado para explicar padrões de evolução das formas. Conciliada a visão sistêmica, constata-se a presença de não mais somente uma única e estável condição, mas também a presença e a prevalência de condições de múltiplo equilíbrio para os diversos sistemas, considerando-os como altamente instáveis (RENWICK, 1992; PHILLIPS, 1992a; PHILLIPS, 1992b; BRACKEN; WAINWRIGHT, 2006; PHILLIPS, 2006a), o que inclui de forma direta os sistemas fluviais (TUCKER, 2004; XU, 2004; HOOKE, 2007b). A abordagem do equilíbrio geomorfológico é o ponto norteador para compreensão das transformações do rio Jacaré-Guaçu (SP), quem em curto espaço temporal (de 1962 a 2012) foi capaz de reconfigurar determinadas características do seu curso. A paisagem, até então entendida somente pela gênese alogênica, passa também a estar associada a dinâmica complexa e não- linear dos processos autogênicos, dando aos sistemas condições diversas de equilíbrio, não equilíbrio e desequilíbrio.

Material e métodos

Geograficamente localizada na porção central do Estado de São Paulo, a bacia do rio Jacaré-Guaçu ocupa uma área de aproximadamente 4026,3 km², com seu canal fluvial principal percorrendo longitudinalmente 238 km, das cabeceiras em Itirapira/SP, na Província das cuestas arenito-basálticas, até Ibitinga/SP, na Província do planalto ocidental paulista. A morfologia da paisagem local é resultando direto deste fator geomorfológico, atrelado diretamente ao fator litológico. Ao longo dos seu curso, o rio elabora as formas nestes compartimentos que se sustentam pela presença de Formações Mesozóicas areníticas – Formação Piramboia e Formação Botucatu -, Formação Mesozóica vulcânica – Formação Serra Geral – , o que garante características distintas para os diversos setores dos rios e, consequentemente, discussões distintas sobre o equilíbrio geomorfológico. O regime climático quente e úmido, com chuvas que variam de 1402mm na alta, 1341mm na média e 1257 bacia (IPT, 2003). Tais condições, somadas às altas temperaturas médias anuais, permitem processos de alteração físico-quimica mais pronunciados, favorecendo a rápida transição entre processos deposicionais e pedológicos, sobretudo nas porções proximais aos canais fluviais.. Outra variável que passa a integrar a dinâmica recente dos canais fluviais é a do uso e ocupação da terra. O homem, a potencializar os processos antes naturalmente controlados, se insere também como um fator alogênico. A intensificação da atividade agropecuária, destacando-se também o aumento significativo da citricultura, silvicultura e da cana-de-açúcar, sobre áreas de terraços fluviais e planícies de inundação, removendo a cobertura vegetal natural, sobretudo sobre a floresta estacional semidecidual e as fitofisionomias de cerrado presentes, também permitiu modificações aceleradas dos canais fluviais. Tais considerações abarcam o quanto das influências alogênicas estão presentes para as características atuais do rio Jacaré-Guaçu, e quanto a autogenia pode assumir papel importante nesse processo. A compreensão do funcionamento do sistema natural perpassa pela análise e interpretação deste enquanto um arranjo de relações não lineares e “combinações significativas de partes que formam um todo complexo, com conexões, inter-relações e transferência de energia e matéria” (PIÉGAY; SCHUMM, 2003, p. 105), conceituações características do pensamento sistêmico (CHORLEY, 1962; HOWARD, 1965; CHORLEY; KENNEDY, 1971; THORNES; BRUNSDEN, 1977). Para a discussão de equilíbrio em geomorfologia, selecionamos três setores específicos do rio Jacaré-Guaçu (SP), cujos trechos apresentam intensa dinâmica pretérita e atual. Nestes setores, o rio tem como tipologia típica o canal meandrante e, consequentemente em sua planície fluvial, os diversos mecanismos de alteração meândrica. Nos segmentos analisados, no médio e baixo curso, foi aplicado o índice de sinuosidade de dois momentos do canal fluvial, 1962 e 2012. Para tal, foram utilizadas imagens orbitais multiespectrais do sistema Rapideye, com resolução espacial de 6,5 metros e pixel de 5 metros (BLACKBRIDGE, 2015); imagens orbitais Cbers-2B do sensor imageador HRC, com resolução espacial de 2,7 metros e pixel de 2,5 metros (http://www.cbers.inpe.br); e fotografias aéreas, em escala aproximada de 1:25.000, analisadas e interpretadas pelo uso do método anaglifo (SOUZA; OLIVEIRA, 2012); para a delimitação do rio Jacaré-Guaçu e sua formas associadas. O índice de sinuosidade expõe a relação entre o comprimento entre dois determinados pontos do canal fluvial e essa mesma distância em linha reta.

Resultado e discussão

Diversas interpretações da mudança de morfologia dos canais permeiam a geomorfologia fluvial. Stolum (1998) e Hooke (2007) destacam evidências de comportamento não linear, de auto-organização e criticalidade auto- organizada em rios meandrantes e sua ligação com mudanças autogênicas. Dentre essas tendências ao comportamento não linear, estaria a diminuição da sinuosidade do canal ao atingir um limite crítico. Nos 3 setores individualizados do rio Jacaré-Guaçu, os valores correspondentes ao índice de sinuosidade diminuiriam de 1962 para 2012, indicando tendências de redução de sinuosidade em valores próximos a 3. No setor 1 (Figura 1), entre os municípios de Boa Esperança do Sul e Araraquara, os mecanismos de alteração meândrica (5 cortes de pedúnculo) reduziram o setor de 3531 metros em 1962, pra 1702 metros, passando de um índice de 3,08 para 1,48. No setor 2 (Figura 2), entre os municípios de Boa Esperança do Sul, Gavião Peixoto e Nova Europa, a redução foi de 1.158 metros, passando de 5417 para 4259 metros. O índice de sinuosidade declinou de 2,65 para 2,08. Neste setor, os cutoffs (4 no total) foram determinantes para a perda de sinuosidade. No setor 3 (Figura 3), entre os municípios de Ibitinga, Nova Europa e Tabatinga, o canal do rio Jacaré-Guaçu retroage 1392 metros, de 7677 metros para 6285 metros, e o índice de sinuosidade passa de 2,96 para 2,43, decorrentes da ação de 6 cortes de pedúnculo. As variações morfodinâmicas presentes nestes dois momentos, como os diversos mecanismos de alteração meândrica presentes ao longo dos setores analisados e também presentes em demais trechos meandrantes do rio, se alinham as observações de Hooke (2007). A autora aponta por dados de tendência e padrões de sinuosidade para análise da criticalidade na auto- organização dos meandros, que a sinuosidade aumentaria até determinado limite, até que vários pontos de corte de pedúnculo reduziriam a sinuosidade; pelos padrões e mudanças na morfologia do leito; pela análise de contínua evolução da forma por autogenia; e pela sequência de cutoffs e da variabilidade de riffles. O significativo número de cutoffs e os valores encontrados, permitem inferências quanto a autogenia destes processos, mesmo que os dados hidrológicos ainda estejam sistematizados. Os cortes de pedúnculo analisados por Gautier et al. (2007) não coincidiram com períodos de eventos hidrológicos excepcionais, indicando natureza autogênica para o abandono das curvas, o que poderia ligar também ao processo de redução da sinuosidade por corte de pedúnculo no rio Jacaré-Guaçu. Nos segmentos analisados, a sinuosidade não ultrapassou limites muito superiores a 3. O resultado encontrado corrobora como os apontamentos de Hooke (2007), que observou que os loops meândricos de vários canais não extrapolaram o valor 3 de sinuosidade, sendo que o declínio de valores se processa por mecanismos de corte e modificação de morfologia, principalmente nos meandros com sinuosidade entre 2 e 2,5, aderindo às hipóteses de criticalidade de auto-organização e processos não-lineares. Ao longo dos últimos 50 anos, diversos processos foram capazes de impactar e modificar os canais fluviais. Porém, eventos espasmódicos já seriam suficientes para acelerar ou modificar os cursos d'água. Os cuttofs, principal mecanismo presente nos setores individualizados, podem ser efetivados em espaços temporais muito menores do abordado neste trabalho. Conforme aborda Hooke (2004), houve grande quantidade de cortes no rio Bollin entre 2000 e 2001 em razão de eventos hidrológicos concentrados, modificando o padrão do canal e reduzindo significativamente sua sinuosidade. A associação entre os eventos hidrológicos pontuais e observações do canal em escalas temporais maiores pode maquiar a dinamicidade de modificação da morfologia do rio. Conforme expõe Hooke (2004), eventos menores também podem ser determinantes para o cutoff e para os processos de auto-organização. A complexidade do padrão e a própria sinuosidade do canal podem estar relacionadas ao número de cutoffs, ou seja, um canal mais sinuoso é mais propenso ao corte. No caso do rio Jacaré-Guaçu, a possibilidade de divagação lateral sobre seus depósitos também é determinante para o estabelecimento e registro dos processos de abandono e migração lateral dos rios. As cicatrizes meândricas presentes na planície de inundação, atuais e pré-atuais, indicam variados processos hidrológicos. A alternância no regime hidrológico expõe a capacidade desses mecanismos em modificarem a morfologia dos canais, que acabam por se adaptar às novas condições de descarga e, em escalas temporais maiores, as demais condições externas. A rígida abordagem de equilíbrio, na qual variações nos inputs de matéria e energia alteram os outputs em mudanças imediatas e em espaço finito de tempo, conforme aborda Howard (1988), dando a esta uma relação funcional invariante, é enfraquecida pela tomada do equilíbrio dominantemente instável (SCHEIDEGGER, 1992; PHILLIPS,1992a). Credita-se que os sistemas naturais, tendo os segmentos individualizados do rio Jacaré-Guaçu como objeto de estudo, possuem processos adaptativos muitos mais complexos, exigindo interpretações que extrapolem as simplificações de evolução alogênica. Embora abordemos a sinuosidade como parâmetro único, a importância de entendermos que não há condição única e fixa de equilíbrio, mas a presença de múltiplos estágios de equilíbrio para um sistema. Rápidos mecanismos de alteração, condicionados por eventos hidrológicos singulares e, cada vez mais, influenciados pelo fator antrópico, inserem novos padrões aos sistemas naturais e não dispõem a tais sistemas, tempo hábil de se reconduzir a uma condição anterior. O desequilíbrio das formas é caracterizado apenas como tendência ao equilíbrio, pois o tempo é sempre insuficiente para o alcance de tal condição. Mesmo com períodos mais longos de estabilidade ambiental, eventos espasmódicos e instáveis são constantes, o que altera a projeção natural para o equilíbrio. Em contraponto, a condição de não equilíbrio é entendida como relação inversa às noções de equilíbrio (THORNES; WELFORD, 1994; PHILLIPS, 2006b). Nestas áreas de canais meandrantes, onde se têm evidências de formas associadas a migração e incisão do canal, muitas vezes não é possível identificar o mesmo evento distribuído de forma constante ao longo do vale ou mesmo na bacia. A dinâmica natural do rio pode apagar o registro, assim como setores específicos podem responder de maneira diferente ao restante do curso d’água. Os segmentos individualizados responderam ao aumento da sinuosidade com mecanismos de corte de pedúnculo, porém, outros setores próximos não tiveram de forma tão pronunciada a presença de tais mecanismos, por estarem em condições próprias e não suficientes para romper seus limiares geomorfológicos. Em rios meandrantes, como em grande parte assumida como tipologia do rio estudado, a dinâmica recente aponta para respostas atreladas à auto- organização, uma vez que há redução das alças meândricas pelo mecanismo de cutoff em limiares bem marcados de sinuosidade. A não-linearidade e a auto- organização são atribuídas aos sucessivos cortes de pedúnculos como resposta à sinuosidade crescente, não estabelecendo relação espacial capaz de direcionar o canal a padrões de equilíbrio. Aparentemente, nos momentos fixados para análise dinâmica, o aumento da complexidade dos meandramentos refletiu em avanços na desorganização desses sistemas impostos por fatores alogênicos e autogênicos, mesmo em reduzida escala temporal. Assim, entendemos o equilíbrio de forma metaforizada, conforme abordam Bracken e Wainwright (2006), ou mesmo Phillips (1992b), com a tomada do equilíbrio clássico como ponto de partida para a interpretação da dinâmica da paisagem, já que as escalas temporais e espaciais não são estáticas e eventos espasmódicos (perturbações) não previstos aumentam consideravelmente a complexidade da própria dinâmica fluvial.

Trecho 1 de aplicação do índice de sinuosidade


Trecho 2 de aplicação do índice de sinuosidade


Trecho 3 de aplicação do índice de sinuosidade

Considerações Finais

A sobreposição de processos na planície fluvial do rio Jacaré-Guaçu revela constante alteração das formas. Nos últimos 50 anos, alterações de cunho alogênico e autogênico foram suficientes para alterar a morfologia do canal fluvial por diversos mecanismos de alteração meândrica. Os valores resultantes da aplicação do índice de sinuosidade apontam para redução da sinuosidade nos três segmentos individualizados e para a consequente auto-organização dos meandros. Os processos alogênicos estão associados a mudança do uso da terra e a instalação de barragem a jusante do exutório, que impactou também no baixo curso do rio com mudanças no balanço hidrossedimentar. Assim, quando associados processos autogênicos e alogênicos, somados ao intenso ritmo de modificações quaternárias e, recentemente, aos fatores antrópicos, os sistemas passam a assumir condições de equilíbrio dominantemente instáveis. Credita-se importante papel da análise do equilíbrio em geomorfologia para o reconhecimento de padrões e dos elementos que acabam por controlar os sistemas naturais, embora a visão clássica nos pareça reduzir a complexidade dos sistemas, tornando-os mecânicos e não dinâmicos, e que tendem a um funcionamento ideal. Mesmo no rio Jacaré-Guaçu e seus setores com comportamento dinâmico próximo, há diferenças de ajustamento dos canais, como mecanismos variados e respostas diferenciadas.

Agradecimentos

Externamos nossos agradecimentos à FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), pela viabilização financeira da pesquisa (Processo n. 2016/24390-0).

Referências

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