ciência ambiental - tradução da 14ª edição norte-americana

isbn 13 978-85-221-1865-6isbn 10 85-221-1865-5

7 8 8 5 2 2 1 1 8 6 5 69

outras obras

CiênCia ambiental

CiênCia ambiental

CiênCia am

biental

G. Tyler Miller e Scott E. Spoolman

Tradução da 14a ediçãonorte-americana

Tradução da 14a edição

norte-americana


G. Tyler M

iller e Scott E. Spoolm

an

O objetivo desta edição é ajudar os leitores a atingir três objetivos: primeiro, entender os fundamentos científicos de como a vida na Terra sobreviveu e prosperou; segundo, usar este fundamento científico para ajudá-los a entender os inúmeros problemas ambientais que encara-mos e a avaliar as possíveis soluções para eles; e terceiro, inspirar os outros a fazer a diferença em como se tratar a Terra, que dá suporte à nossa vida e às economias e, assim, como tratamos a nós mesmos e nossos descendentes.

Para alcançar esses objetivos, apresentamos nossa visão da Terra, os problemas ambientais que encaramos, e algumas possíveis soluções para eles por meio das lentes da sustentabilidade.

Aplicações: livro indicado para os cursos de Ciências Biológicas, Ciências Biomédicas, Engenharia Ambiental, Engenharia Florestal, Engenharia de Biossistemas, Medicina Veterinária, Agronomia, Zootecnia , Gestão Am-biental, Biotecnologia, Geologia, Geografia, Bioenergia, Meio Ambiente e Recursos Hídricos nas disciplinas ecologia de populações, ecologia de comunidades, ecologia geral e aplicada, ecossistemas, educação ambiental, biogeografia, as plantas e a sociedade, evolução de ecossis-temas, evolução das populações, evolução das comunidades, ambiente e sociedade.

EDUCAÇÃO AMBIENTAL NA FORMAÇÃO DO ADMINISTRADORJosé Carlos Barbieri e Dirceu da Silva

INTRODUÇÃO À ENGENHARIA AMBIENTALTradução da 2a edição norte-americanaP. Aarne Vesilind e Susan M. Morgan

ECONOMIA AMBIENTALJanet M. Thomas e Scott J. Callan

ECOLOGIA E SUSTENTABILIDADETradução da 6a edição norte-americanaG. Tyler Miller e Scott E. Spoolman

FUNDAMENTOS DE ECOLOGIAEugene P. Odum e Gary W. Barrett

Para suas soluções de curso e aprendizado, visite www.cengage.com.br

Trilha é uma solução digital, com plataforma de acesso em português, que disponibiliza ferramentas multimídia para uma nova estratégia de ensino e aprendizagem.


cpa_CIENCIAAMBIENTAL_26mm.indd 1 6/22/15 4:17 PM

Ciência ambientalPe

cold

/Shu

tters

tock

.com

Livro Ciência ambiental.indb iLivro Ciência ambiental.indb i 10/06/2015 14:26:0710/06/2015 14:26:07

Austrália • Brasil • Japão • Coreia • México • Cingapura • Espanha • Reino Unido • Estados Unidos

Ciência ambientalT R A D U Ç Ã O D A 1 4 a E D I Ç Ã O N O R T E - A M E R I C A N A

G. TYLER MILLER

SCOTT E. SPOOLMAN

Tradução:Noveritis do Brasil

Revisão Técnica:Sabrina Anselmo Joanitti

Doutoranda em Ciências Biológicas (Botânica)na Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp)

Livro Ciência ambiental.indb iiiLivro Ciência ambiental.indb iii 10/06/2015 14:26:2810/06/2015 14:26:28

Sumário

Habilidades de aprendizado 1

SERES HUMANOS E SUSTENTABILIDADE: UMA VISÃO GERAL

1 Problemas ambientais, suas causas e a sustentabilidade 5ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Uma visão mais sustentável do mundo em 2060 5

PRINCIPAIS QUESTÕES E CONCEITOS 6

1.1 Quais são os três princípios da sustentabilidade? 6

1.2 Como são as nossas pegadas ecológicas que afetam a Terra? 11

ESTUDO DE CASO Novos consumidores ricos da China 14

1.3 Por que temos problemas ambientais? 15

1.4 O que é uma sociedade sustentável do ponto de vista ambiental? 20

REVISITANDO Visão de uma Terra mais sustentável 21

ECOLOGIA E SUSTENTABILIDADE

2 Ciência, matéria e energia 22ESTUDO DE CASO PRINCIPAL O que os cientistas aprendem com a natureza? A história de uma floresta 22


2.1 O que os cientistas fazem? 23

2.2 O que é matéria e o que acontece quando ela se modifica? 26

2.3 O que é energia e o que acontece quando ela se modifica? 32

REVISITANDO A Floresta Experimental Hubbard Brook e a sustentabilidade 34

3 Ecossistemas: o que são e como funcionam? 35ESTUDO DE CASO PRINCIPAL As florestas tropicais estão desaparecendo 35


3.1 O que mantém vivos os seres humanos e outros organismos? 36

3.2 Quais são os principais componentes de um ecossistema? 38

FOCO DA CIÊNCIA Muitos dos mais importantes organismos do mundo são invisíveis para nós 41

3.3 O que acontece com a energia em um ecossistema? 42

3.4 O que acontece com a matéria em um ecossistema? 45

FOCO DA CIÊNCIA Propriedades únicas da água 47

3.5 Como os cientistas estudam os ecossistemas? 52

REVISITANDO Florestas tropicais e sustentabilidade 54

Foto 1 Para obter dinheiro, essa criança e a família que vivem em Katmandu, no Nepal, coletam garrafas de cerveja e as vendem para uma cervejaria que irá reutilizá-las.

Mar

k Ed

war

ds/P

eter

Arn

old,

Inc.

SUMÁRIO v

Livro Ciência ambiental.indb vLivro Ciência ambiental.indb v 10/06/2015 14:26:2910/06/2015 14:26:29

vi CIÊNCIA AMBIENTAL

4 Biodiversidade e evolução 55ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Por que devemos proteger os tubarões? 55


4.1 O que é biodiversidade e por que ela é importante? 56

FOCO DA CIÊNCIA Você já agradeceu aos insetos hoje? 58

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Edward O. Wilson: um campeão da biodiversidade 59

4.2 Como a vida na Terra mudou com o passar do tempo? 59

FOCO DA CIÊNCIA Como os seres humanos se tornaram uma espécie tão poderosa? 61

4.3 Como os processos geológicos e a alteração climática afetam a evolução? 62

4.4 Como a especiação, a extinção e as atividades humanas afetam a biodiversidade? 64

FOCO DA CIÊNCIA Alteração das características genéticas das populações 65

4.5 Qual função as espécies desempenham nos ecossistemas? 66

ESTUDO DE CASO Por que os anfíbios estão desaparecendo? 67

ESTUDO DE CASO Jacaré-americano: uma espécie-chave que quase foi extinta 69

REVISITANDO Tubarões e biodiversidade 70

5 Biodiversidade, interações das espécies e controle populacional 71ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Lontra-marinha do sul: uma espécie em recuperação 71


5.1 Como as espécies interagem? 72

FOCO DA CIÊNCIA Ameaças para as florestas de algas 74

5.2 O que limita o crescimento das populações? 77

FOCO DA CIÊNCIA Por que as lontras-marinhas do sul da Califórnia enfrentam um futuro incerto? 79

5.3 Como as comunidades e os ecossistemas respondem às mudanças de condições ambientais? 80

REVISITANDO Lontras-marinhas do sul e sustentabilidade 83

6 População e urbanização humana 84ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Diminuição do crescimento populacional na China: uma história de sucesso 84


6.1 Quantas pessoas a Terra pode suportar? 85

FOCO DA CIÊNCIA Por quanto tempo a população humana pode continuar a crescer? 86

6.2 Quais fatores influenciam o tamanho da população humana? 87

ESTUDO DE CASO A população dos Estados Unidos está aumentando 88

ESTUDO DE CASO Estados Unidos: uma nação de imigrantes 91

6.3 Como a estrutura etária afeta o crescimento ou declínio populacional? 92

ESTUDO DE CASO o baby boom nos Estados Unidos 93

6.4 Como diminuir o crescimento populacional? 95

ESTUDO DE CASO Diminuição do crescimento populacional na Índia 96

6.5 Quais são os principais recursos urbanose problemas ambientais? 97

ESTUDO DE CASO Urbanização nos Estados Unidos 98

Foto 2 Restos mineralizados de um herbívoro que viveu de 26 a 66 milhões de anos atrás.

Kevi

n Sc

hafe

r/Pet

er A

rnol

d In

c.

Foto 3 População (escola) de peixe-vidro no Mar Vermelho.

Wol

fgan

g Po

elze

r/Pet

er A

rnol

d, In

c.

Livro Ciência ambiental.indb viLivro Ciência ambiental.indb vi 10/06/2015 14:26:3010/06/2015 14:26:30

ESTUDO DE CASO Cidade do México 102

6.6 Como o transporte afeta os impactos ambientais urbanos? 103

6.7 Como as cidades podem se tornar mais sustentáveis e habitáveis? 105

ESTUDO DE CASO A nova vila urbana de Vauban 106

ESTUDO DE CASO O conceito de ecocidade em Curitiba, no Brasil 107

REVISITANDO O crescimento populacional na China, urbanização e sustentabilidade 108

7 Clima e biodiversidade 109ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Uma floresta temperada decídua 109


7.1 Que fatores influenciam o clima? 110

7.2 Como o clima afeta a natureza e a localização dos biomas? 114

FOCO DA CIÊNCIA Sobrevivência no deserto 119

7.3 Como as atividades humanas afetaram os ecossistemas terrestres do mundo? 126

7.4 Quais são os principais tipos de sistema aquático? 127

7.5 Por que os sistemas aquáticos são importantes e como as atividades humanas os afetam? 127

7.6 Quais são os principais tipos de sistema de água doce e como as atividades humanas os afetam? 133

REVISITANDO Floresta temperada decídua e sustentabilidade 136

Foto 4 No Alasca, esse urso-marrom (predador) capturou e se alimentará desse salmão (presa).

Stev

e Hi

lebr

and/

U.S.

Fis

h an

d W

ildlif

e Se

rvic

e

SUMÁRIO vii

Livro Ciência ambiental.indb viiLivro Ciência ambiental.indb vii 10/06/2015 14:26:3110/06/2015 14:26:31

viii CIÊNCIA AMBIENTAL

BIODIVERSIDADE SUSTENTÁVEL

8 Biodiversidade sustentável: uma abordagem sobre as espécies 137ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Ursos-polares e mudança climática 137


8.1 Qual função os seres humanos desempenham na extinção das espécies? 138

FOCO DA CIÊNCIA Estimativas de taxas de extinção 139

8.2 Por que devemos evitar que a taxa de extinção das espécies selvagens aumente? 141

8.3 Como os seres humanos aceleram a extinção das espécies? 143

ESTUDO DE CASO A trepadeira kudzu 144

ESTUDO DE CASO Para onde foram todas as abelhas? 148

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Um cientista que confrontou os caçadores 151

ESTUDO DE CASO Uma mensagem perturbadora das aves 151

FOCO DA CIÊNCIA Urubus, cachorros-do-mato e raiva: algumas conexões científicas inesperadas 152

8.4 Como podemos proteger as espécies selvagens da extinção? 153

ESTUDO DE CASO Como proteger as tartarugas--marinhas em perigo 154

ESTUDO DE CASO Proteção às baleias: até agora... uma história de sucesso 155

REVISITANDO Ursos-polares e sustentabilidade 158

9 Biodiversidade sustentável: a abordagem do ecossistema 159ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Wangari Maathai e o Movimento Cinturão Verde 159


9.1 Quais são as principais ameaças aos ecossistemas da floresta? 160

FOCO DA CIÊNCIA Colocar uma etiqueta de preço nos serviços ecológicos da natureza 164

ESTUDO DE CASO Nos Estados Unidos, muitas florestas desmatadas voltaram a crescer 166

9.2 Como devemos administrar e sustentar as florestas? 169

FOCO DA CIÊNCIA Certificação da extração de madeira cultivada de forma sustentável e de produtos 170

9.3 Como devemos administrar e sustentar os campos? 172

Paul

Mar

cus/

Shut

ters

tock

.com

Foto 6 Flor-cadáver da Sumatra ameaçada.

Foto 5 Árvore saudável (à esquerda) e árvore infestada com visco parasita (à direita).

Phot

oAlto

/Sup

erSt

ock

Livro Ciência ambiental.indb viiiLivro Ciência ambiental.indb viii 10/06/2015 14:26:3210/06/2015 14:26:32

9.4 Como devemos administrar e sustentar parques e reservas naturais? 173

ESTUDO DE CASO Destaques sobre os parques públicos dos Estados Unidos 174

FOCO DA CIÊNCIA Reintrodução do lobo-cinzento no Parque Nacional de Yellowstone 175

ESTUDO DE CASO Costa Rica: líder mundial em conservação 176

ESTUDO DE CASO A controvérsia sobre a proteção das áreas selvagens nos Estados Unidos 177

9.5 Qual é a abordagem do ecossistema para sustentar a biodiversidade? 177

FOCO DA CIÊNCIA Restauração ecológica de uma floresta tropical seca da Costa Rica 179

9.6 Como podemos ajudar a sustentar a biodiversidade aquática? 180

ESTUDO DE CASO Métodos de pesca industrial 182

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Sylvia Earle: campeã dos oceanos 185

REVISITANDO Movimento Cinturão Verde e sustentabilidade 186

RECURSOS DE SUSTENTABILIDADE E QUALIDADE AMBIENTAL

10 Alimentos, solo e manejo de pragas 187ESTUDO DE CASO PRINCIPAL A agricultura orgânica está em ascensão 187


10.1 O que é segurança alimentar e por que é difícil obtê-la? 188

10.2 Como o alimento é produzido? 190

FOCO DA CIÊNCIA O solo é a base da vida na terra 192

10.3 Quais problemas ambientais decorrem da produção de alimentos industrializados? 195

10.4 Como podemos proteger as culturas das pragas de forma mais sustentável? 203

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Rachel Carson 205

ESTUDO DE CASO Surpresas ecológicas: a lei de consequências não intencionais 206

10.5 Como podemos melhorar a segurança alimentar? 209

10.6 Como podemos produzir alimentos de forma mais sustentável? 210

ESTUDO DE CASO Erosão do solo nos Estados Unidos 211

FOCO DA CIÊNCIA O Instituto da Terra e a policultura perene 216

REVISITANDO Agricultura orgânica e sustentabilidade 218

Foto 7 Tartaruga-verde marinha ameaçada.

© R

einh

ard

Dirs

cher

l/Ala

my

Foto 8 Pântano litorâneo no Peru.

© a

ge fo

tost

ock/

Supe

rSto

ck

SUMÁRIO ix

Livro Ciência ambiental.indb ixLivro Ciência ambiental.indb ix 10/06/2015 14:26:3310/06/2015 14:26:33

x CIÊNCIA AMBIENTAL

11 Recursos e poluição da água 219ESTUDO DE CASO PRINCIPAL História do Rio Colorado 219


11.1 No futuro, teremos água utilizável suficiente? 220

ESTUDO DE CASO Recursos de água doce nos Estados Unidos 222

FOCO DA CIÊNCIA Pegadas da água e água virtual 223

11.2 Como podemos aumentar os suprimentos de água doce? 225

ESTUDO DE CASO Depleção aquífera nos Estados Unidos 227

ESTUDO DE CASO A Califórnia transfere quantidades massivas de água doce de áreas ricas em água para as áreas pobres em água 230

ESTUDO DE CASO O desastre do Mar de Aral: um exemplo evidente de consequências involuntárias 231

11.3 Como podemos usar a água doce de forma mais sustentável? 233

11.4 Como podemos reduzir o risco de inundações? 236

ESTUDO DE CASO Viver perigosamente nas encostas de Bangladesh 238

11.5 Como podemos lidar com a poluição da água? 239

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA John Beal plantou árvores para restaurar um córrego 241

ESTUDO DE CASO A água engarrafada é uma boa opção? 246

ESTUDO DE CASO Fragmentos de lixo no oceano: não existe jogar fora 247

FOCO DA CIÊNCIA Esgotamento de oxigênio no nordeste do Golfo do México 249

FOCO DA CIÊNCIA Como tratar o esgoto por meio do trabalho com a natureza 253

REVISITANDO Rio Colorado e sustentabilidade 254

12 Geologia e minerais não renováveis 255ESTUDO DE CASO PRINCIPAL O real custo do ouro 255


12.1 Quais são os principais processos geológicos da Terra e seus perigos? 256

12.2 Como as rochas da Terra são recicladas? 262

12.3 Quais são os recursos minerais e os efeitos ambientais produzidos por eles? 264

12.4 Por quanto tempo durarão os fornecimentos de recursos minerais não renováveis? 269

FOCO DA CIÊNCIA A importância dos metais de terras--raras 271

ESTUDO DE CASO Um subsídio de mineração desatualizado: a Lei Geral de Mineração (General Mining Law) dos Estados Unidos de 1872 271

FOCO DA CIÊNCIA A revolução da nanotecnologia 274

12.5 Como podemos usar os recursos minerais de forma mais sustentável? 275

ESTUDO DE CASO Prevenção da poluição compensa 276

REVISITANDO Mineração de ouro e sustentabilidade 276

13 Energia 277ESTUDO DE CASO PRINCIPAL O surpreendente potencial da energia eólica nos Estados Unidos 277


13.1 O que é energia líquida e por que é importante? 278

13.2 Quais são as vantagens e desvantagens de utilizar combustíveis fósseis? 280

Alis

on G

anne

tt/Pe

ter A

rnol

d, In

c.

Foto 9 Casa de palha com energia eficiente em Crested Butte, no Colorado, durante a construção.

Foto 5 Árvore saudável (à esquerda) e árvore infestada com visco parasita (à direita).

Alis

on G

anne

tt/Pe

ter A

rnol

d, In

c.

Foto 10 Casa de palha com energia eficiente em Crested Butte, no Colorado.

Livro Ciência ambiental.indb xLivro Ciência ambiental.indb x 10/06/2015 14:26:3510/06/2015 14:26:35

ESTUDO DE CASO Os Estados Unidos usam muito mais petróleo do que produzem 282

ESTUDO DE CASO Óleo pesado de areia betuminosa 285

ESTUDO DE CASO O crescente problema da cinza do carvão 290

13.3 Quais são as vantagens e desvantagens de utilizar energia nuclear? 291

ESTUDO DE CASO Resíduos altamente radioativos nos Estados Unidos 295

ESTUDO DE CASO Os três piores acidentes com usinas nucleares 298

13.4 Por que a eficiência da energia é um recurso importante de energia? 299

ESTUDO DE CASO Economizar energia e dinheiro com uma rede elétrica mais inteligente 301

ESTUDO DE CASO O Instituto das Montanhas Rochosas 304

13.5 Quais são as vantagens e desvantagens de utilizar recursos de energia renovável? 307

ESTUDO DE CASO O etanol é a resposta? 316

13.6 Em relação ao uso de energia, como é possível fazer a transição para um futuro mais sustentável? 320

REVISITANDO Energia eólica e sustentabilidade 324

14 Perigos ambientais e saúde humana 325ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Mamadeiras de bebês e latas de alimentos são seguras? A controvérsia sobre o BPA 325


14.1 Quais são os principais perigos à saúde do ser humano? 326

14.2 Quais são os principais perigos biológicos enfrentados pelo ser humano? 327

ESTUDO DE CASO Tuberculose: uma ameaça crescente no mundo 328

FOCO DA CIÊNCIA A resistência genética aos antibióticos está crescendo 329

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Três estudantes universitários salvaram milhares de vidas 331

ESTUDO DE CASO A epidemia global do HIV/Aids 331

ESTUDO DE CASO Malária: a disseminação de um parasita mortal 332

14.3 Quais são os principais perigos químicos enfrentados pelo ser humano? 334

FOCO DA CIÊNCIA Efeitos tóxicos do mercúrio 336

14.4 Como avaliar os perigos químicos? 338

ESTUDO DE CASO Como proteger as crianças das substâncias químicas tóxicas 339

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Ray Turner e sua geladeira 343

14.5 Como perceber os riscos e evitar o pior deles? 343

ESTUDO DE CASO Morte por fumo 344

REVISITANDO Bisfenol A e sustentabilidade 348

15 Poluição do ar, mudança climática e redução da camada de ozônio 349ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Derretimento de gelo na Groenlândia 349


15.1 Qual é a natureza da atmosfera? 350

15.2 Quais são os principais problemas de poluição do ar? 351

15.3 Como podemos tratar a poluição do ar? 360

15.4 Como o clima da Terra pode mudar no futuro? 363

FOCO DA CIÊNCIA Modelos utilizados para projetar mudanças climáticas futuras nas temperaturas atmosféricas 367

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Soando o alarme: James Hansen 369

15.5 Quais são os possíveis efeitos de uma atmosfera mais quente? 370

15.6 O que podemos fazer para retardar a mudança climática prevista? 374

15.7 Como esgotamos o ozônio na estratosfera e o que podemos fazer com relação a isso? 380

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Sherwood Rowland e Mario Molina: uma história científica de especialização, coragem e persistência 382

REVISITANDO Derretimento de gelo na Groenlândia e sustentabilidade 383

Pier

re A

. Pitt

er/U

N F

ood

and

Agric

ultu

re O

rgan

izatio

n

Foto 11 Em algumas partes da Índia, o esterco de vaca é recolhido, seco e queimado como combustível para cozinhar e aquecer.

SUMÁRIO xi

Livro Ciência ambiental.indb xiLivro Ciência ambiental.indb xi 10/06/2015 14:26:3610/06/2015 14:26:36

xii CIÊNCIA AMBIENTAL

16 Resíduos sólidos e perigosos 384ESTUDO DE CASO PRINCIPAL Resíduo eletrônico: um problema explosivo 384


16.1 O que são resíduos sólidos e perigosos? Por que eles são um problema? 385

ESTUDO DE CASO Resíduos sólidos nos Estados Unidos 386

16.2 Como devemos lidar com o resíduo sólido? 387

16.3 Por que são tão importantes a reutilização e reciclagem dos materiais? 389

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA A contribuição de Mike Biddle para a reciclagem de plásticos 391

FOCO DA CIÊNCIA Bioplásticos 392

16.4 Quais são as vantagens e desvantagens de queimar ou enterrar resíduos sólidos? 393

16.5 Como devemos lidar com o resíduo perigoso? 395

ESTUDO DE CASO Reciclagem de resíduos eletrônicos 396

ESTUDO DE CASO Legislação norte-americana sobre resíduos sólidos 397

ESTUDO DE CASO O chumbo é um poluente altamente tóxico 400

16.6 Como podemos fazer a transição para uma sociedade mais sustentável e com baixa produção de resíduos? 401

ESTUDO DE CASO Ecossistemas industriais:imitar a natureza 402

REVISITANDO Resíduos eletrônicos e sustentabilidade 404

SUSTENTANDO AS SOCIEDADES HUMANAS

17 Economia, política e visões de mundo ambientais 405ESTUDO DE CASO PRINCIPAL A transformação ambiental de Chattanooga 405


17.1 Como os sistemas econômicos estão relacionados à biosfera? 406

17.2 Como podemos usar as ferramentas econômicas para lidar com os problemas ambientais? 409

Foto 12 A geleira Hubbard, localizada no Alasca, armazena água por um longo período como parte do ciclo hidrológico. No entanto, por causa do recente aquecimento atmosférico, muitas geleiras do mundo estão derretendo lentamente.

Max

FX/S

hutte

rsto

ck.c

om

Livro Ciência ambiental.indb xiiLivro Ciência ambiental.indb xii 10/06/2015 14:26:3710/06/2015 14:26:37

SUMÁRIO xiii

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Muhammad Yunus: um pioneiro no microcrédito 414

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Ray Anderson 416

17.3 Como podemos implantar políticas ambientais mais sustentáveis e justas? 418

ESTUDO DE CASO Gerenciamento de terras públicas nos Estados Unidos: política em ação 419

PESSOAS QUE FAZEM A DIFERENÇA Denis Hayes: um visionário ambiental pragmático 422

ESTUDO DE CASO A conscientização ambiental das universidades norte-americanas 424

17.4 Quais são as principais visões de mundo ambientais? 426

FOCO DA CIÊNCIA Biosfera 2: uma lição de humildade 428

17.5 Como viver de forma mais sustentável? 428

REVISITANDO Chattanooga e sustentabilidade 434

Exercícios de revisão dos capítulos 435

SUPLEMENTOS1 Unidades de medida S2 Capítulos 2, 3

2 Leituras de gráficos e mapas S3 Capítulos 1-17

3 História ambiental dos Estados Unidos S6 Capítulos 4, 11, 17

4 Um pouco de química básica S10 Capítulos 1-5 e 10-16

5 Fundamentos do clima: El Niño, tornados e ciclones tropicais S18

Capítulos 3, 7, 10, 15

6 Mapas S22 Capítulos 1 e 4-17

7 Dados ambientais e análise S38 Capítulos 2, 6, 8, 9, 13, 15,17

Glossário G1

Índice remissivo I1

Livro Ciência ambiental.indb xiiiLivro Ciência ambiental.indb xiii 10/06/2015 14:26:3710/06/2015 14:26:37

Escrevemos este livro para ajudar os professores a atin-gir três objetivos: primeiro, explicar aos alunos os funda-mentos científicos de como a vida na Terra sobreviveu e prosperou; segundo, usar esse fundamento científico para ajudar os alunos a entender os inúmeros problemas am-bientais que enfrentamos e avaliar as possíveis soluções; e terceiro, inspirar os alunos a fazer diferença na forma como a Terra é tratada, a qual dá suporte às nossas vidas e economias, de modo que possamos rever o tratamento que reservamos a nós mesmos e aos nossos descenden-tes. Para que possamos contribuir para o alcance desses objetivos, apresentamos nossa visão da Terra, os proble-mas ambientais enfrentados e algumas possíveis soluções por meio das lentes da sustentabilidade – tema deste livro.

O que há de novo nesta edição?Nossos textos foram bastante ampliados para manter os usuários atualizados no campo em rápida mudança da ciência ambiental. Continuamos a manter essa força comprovada nesta edição e acrescentamos alguns novos recursos.

■ Mais de 50 novos tópicos ou tópicos expandi-dos, incluindo nossa visão de um mundo mais sustentável em 2060. As seções sobre recursos de energia agora apresentam a cobertura do derrama-mento de petróleo da empresa British Petroleum (BP) em 2010, no Golfo do México, e mais informa-ções sobre reatores nucleares. A mudança climática é enfatizada com a nova cobertura sobre o aqueci-mento dos lagos do mundo, os pontos de inflexão e os esforços inovadores para reduzir as emissões de metano e fuligem. Há ainda exemplos atualizados da degradação do capital natural, como a mancha de lixo no Grande Pacífico e o derramamento de lixo nocivo de uma usina de alumínio na Hungria. Tam-bém destacamos que a ciência ambiental é repleta de boas notícias e com a promessa de um futuro melhor. Apresentamos novas informações sobre a compensa-ção de um trabalho voltado à prevenção da poluição e a conscientização ambiental das universidades.

■ Novos estudos de caso principais. Quase 25% dos 17 capítulos do livro apresentam novos estudos de caso principais. Eis os novos estudos de caso prin-cipais desta edição: “Uma visão mais sustentável do mundo em 2060” (Capítulo 1), “Por que devemos proteger os tubarões?” (Capítulo 4), “Diminuição do crescimento populacional na China: uma história de sucesso” (Capítulo 6), “Uma floresta temperada de-

cídua” (Capítulo 7), “O surpreendente potencial da energia eólica nos Estados Unidos” (Capítulo 13) e “Derretimento de gelo na Groenlândia” (Capítulo 15).

■ Três princípios da ciência social da sustentabi-lidade foram introduzidos. Esses três princípios têm como base a economia ambiental, ciência políti-ca e ética que complementam os três princípios cien-tíficos da sustentabilidade. (Veja Figuras 1.2 e 17.23.)

■ Aprendizagem visual melhorada. Como sempre, mantivemos a natureza altamente visual deste livro atualizando nosso programa de ilustração. Substituí-mos, melhoramos ou atualizamos mais de 120 fotos e diagramas ou cerca de 30% das figuras, para ilustrar cuidadosamente o nosso tema principal de susten-tabilidade e nossos cinco subtemas – capital natural, degradação do capital natural, soluções, trade-offs e pessoas que fazem a diferença.

Conceito de abordagem centralizadaPara ajudar os alunos a se concentrar nas ideias prin-cipais, construímos cada seção principal de capítulo com base em um ou dois conceitos-chave, que apontam as mensagens mais importantes de cada capítulo. Esses conceitos constam no início de cada capítulo, e cada se-ção de capítulo começa com uma questão e um conceito, que estão destacados e referenciados ao longo de cada capítulo e ao final, também resumimos e reforçamos o aprendizado listando as três grandes ideias.

A sustentabilidade é o tema de integração deste livroSustentabilidade, a palavra de ordem do século XXI para aqueles preocupados sobre o ambiente, é o tema princi-pal deste livro.

Os três princípios da sustentabilidade – baseados em nossa análise de como a vida na Terra tem sido sustentada por, no mínimo, 3,5 bilhões de anos – são fundamentais na condução do tema. Esses princípios são apresentados no Capítulo 1, retratados na Figura 1.2 e usados ao longo

do livro, com cada referência marcada na margem

ENS

US T

TABILD

AE

DI

.Nesta edição, também apresentamos os três princípios

da ciência social da sustentabilidade com base nos concei-tos principais da economia ambiental, ciência política e ética. Esses princípios estão retratados na Figura 17.23.

P R E F Á C I O

Aos professores

PREFÁCIO xv

Livro Ciência ambiental.indb xvLivro Ciência ambiental.indb xv 10/06/2015 14:26:3810/06/2015 14:26:38

xvi CIÊNCIA AMBIENTAL

Estudos de caso principais e o tema sustentabilidadeCada capítulo começa com um “Estudo de caso princi-pal”, que é aplicado ao longo do capítulo. As conexões com esse estudo são indicadas nas margens do livro

ESTUDODE

CASO. Os exercícios do boxe “Pensando a respeito” são

colocados estrategicamente ao longo de cada capítulo e desafiam os alunos a fazer essas e outras conexões por si sós. Cada capítulo termina com o boxe “Revisitando”, que conecta o “Estudo de caso principal” e outro ma-terial aos três princípios científicos da sustentabilidade.

Cinco subtemas guiam o caminho para a sustentabilidadeUsamos os cinco subtemas principais apresentados a se-guir para integrar o material deste livro.

■ Capital natural. A sustentabilidade depende dos re-cursos e serviços naturais que dão suporte a todas as vidas e economias. Os exemplos de diagramas que ilustram esses subtemas são as Figuras 1.3, 3.9 e 9.4.

■ Degradação do capital natural. Descrevemos como as atividades humanas podem degradar o capital na-tural. Os exemplos de diagramas que ilustram esse subtema são as Figuras 9.9, 10.11 e 12.12.

■ Soluções. Prestamos muita atenção na pesquisa para soluções à degradação do capital natural e outros pro-blemas ambientais. Apresentamos as soluções aos problemas ambientais de forma equilibrada e esti-mulamos os alunos a usar o raciocínio crítico para avaliá-las. Algumas figuras e muitas seções de capí-tulos e subseções apresentam soluções propostas e testadas para vários problemas ambientais. Entre os exemplos, estão as Figuras 9.14, 10.25 e 13.48. Tam-bém apresentamos uma quantidade de tecnologias e tendências sociais que podem acabar logo e mudar o mundo muito mais rapidamente do que a maioria das pessoas pensa. Essa notícia potencialmente boa está resumida na Figura 17.24.

■ Trade-offs. A pesquisa para soluções envolve trade--offs, porque qualquer solução exige ponderar van-tagens contra desvantagens. Usamos diagramas de trade-offs para apresentar vantagens e desvantagens das diversas tecnologias ambientais e soluções aos problemas ambientais. Entre os exemplos, estão as Figuras 10.17, 11.17 e 13.37.

■ Pessoas que fazem a diferença. Ao longo deste livro, os boxes “Pessoas que fazem a diferença” e alguns dos estudos de caso principais descrevem o que vá-rios cientistas e cidadãos têm feito para nos ajudar a viver de forma mais sustentável. Além disso, uma quantidade de “O que você pode fazer?” em diagra-mas descrevem como os leitores podem lidar com os problemas que enfrentamos. Entre os exemplos, estão as Figuras 8.10, 11.19 e 15.31. Oito coisas es-

pecialmente importantes que as pessoas podem fazer – oito formas-chave sustentáveis – estão resumidas na Fi-gura 17.21.

Cobertura global baseada na ciênciaOs Capítulos 2 a 7 mostram como os cientistas trabalham e introduzem princípios científicos necessários para um entendimento básico de como a vida na Terra tem so-brevivido e prosperado por 3,5 bilhões de anos. Esses capítulos também descrevem a variedade de problemas ambientais que enfrentamos e alguns métodos para ava-liar as propostas que visam solucioná-los. Tópicos am-bientais importantes são explorados profundamente nos 27 boxes de “Foco da ciência” contidos nesses capítulos. A ciência também está integrada ao longo deste livro em vários estudos de caso e nas figuras (veja Figuras 13.2, 14.2 e 14.11). No texto, as observações “Carreira verde” apontam a várias carreiras verdes.

Este livro também fornece uma perspectiva global em dois níveis. Primeiro, os princípios ecológicos – forneci-dos ao longo do livro – revelam como a vida do mundo é conectada e sustentada dentro da biosfera (Capítulo 3). Segundo, o livro integra as informações e imagens do mundo na apresentação dos problemas ambientais e suas possíveis soluções. Isso inclui mais de 40 mapas globais e mapas dos Estados Unidos no texto básico e no Suplemento 6.

Estudos de casoAlém dos 17 estudos de caso principais, cada um deles integrado completamente ao conteúdo do capítulo, 51 estudos de caso adicionais aparecem ao longo do livro. Es-ses 68 estudos de caso oferecem uma abordagem mais aprofundada sobre problemas ambientais específicos e suas possíveis soluções.

Raciocínio críticoA introdução às “Habilidades de aprendizado” descreve habilidades de raciocínio crítico. As aplicações do racio-cínio crítico aparecem ao longo do livro de várias formas:

■ Mais de 60 exercícios nos boxes “Pensando a respei-to”. A abordagem interativa para aprender reforça as in-formações de texto e gráficas e os conceitos, de modo que os alunos possam analisar o material imediata-mente depois de ser apresentado, em vez de esperar até o final do capítulo.

■ Em todos os boxes “Foco da ciência”.

■ Nos 57 boxes “Conexões” que simulam o raciocínio crítico ao explorarem as conexões surpreendentes entre os problemas ambientais e as atividades huma-nas comuns.

■ Nas legendas da maioria das figuras do livro (veja Fi-guras 1.8, 3.11 e 10.21).

Livro Ciência ambiental.indb xviLivro Ciência ambiental.indb xvi 10/06/2015 14:26:3810/06/2015 14:26:38

Aprendizado visualEste livro é altamente visual com mais de 400 fotos e diagramas, e 30% deles são novos e foram melhorados ou atualizados nesta edição, cujo objetivo é apresentar ideias complexas de formas compreensíveis para o mun-do real (veja Figuras 3.14, 11.30, 13.9 e 15.15). Nosso programa de ilustração inclui mais de 170 fotos selecio-nadas cuidadosamente ao longo dos anos e revisadas e atualizadas em cada nova edição.

Três níveis de flexibilidadeHá centenas de formas de organizar o conteúdo deste curso para atender às necessidades de diferentes profes-sores, com uma variedade ampla de cenários profissio-nais e durações de cursos e objetivos. Para cumprir as diversas necessidades, elaboramos um livro altamente flexível que permite que os professores variem a ordem dos capítulos e seções dentro dos capítulos sem expor os alunos a termos e conceitos que podem confundi-los.

Recomendamos que o leitor comece pelo Capítulo 1, pois ele define termos básicos e apresenta uma visão geral das questões de sustentabilidade, população, polui-ção, recursos e desenvolvimento econômico que serão tratadas ao longo do livro. Esse capítulo funciona como um trampolim para utilização dos demais capítulos em praticamente qualquer ordem.

Uma estratégia utilizada com frequência é, após o Ca-pítulo 1, trabalhar os Capítulos 2 a 7, que apresentam os conceitos científicos e ecológicos básicos. Podem-se, então, utilizar os capítulos restantes na ordem desejada. Alguns professores seguem o Capítulo 1 com o 17 sobre economia ambiental, política e visões de mundo antes de procederem aos capítulos sobre conceitos de ciência básicos e ecológicos.

Fornecemos um segundo nível de flexibilidade em sete suplementos, que os professores podem utilizar como quiserem para cumprir as necessidades de seus cursos específicos. Os exemplos incluem o histórico ambien-tal dos Estados Unidos (Suplemento 3), química básica (Suplemento 4), fundamento do clima (Suplemento 5), uma coleção de 23 mapas (Suplemento 6) e um con-junto de 16 gráficos mostrando as tendências em dados ambientais básicos com um ou mais exercícios de análise de dados (Suplemento 7).

O novo recurso “Explore mais” representa um tercei-ro nível de flexibilidade que fornece 125 artigos breves em uma variedade de assuntos escritos pelos autores.

Auxílio no estudo do textoCada capítulo começa com o item “Principais questões e conceitos” que mostra como o capítulo está organizado

e o que os alunos aprenderão. Quando um novo termo é introduzido e definido, o item é impresso em negrito, todos esses termos são elencados no “Glossário” e desta-cados nos “Exercícios de revisão dos capítulos”.

Os exercícios dos boxes “Pensando a respeito” (65 ao todo) reforçam o aprendizado, pois estimulam os alunos a pensar de forma crítica sobre as implicações de várias questões ambientais e soluções. As legendas de muitas figuras contêm perguntas que levam os alunos a refletir sobre o conteúdo abordado e a avaliá-lo.

No final do livro, há exercícios referentes a cada ca-pítulo. Cada grupo de exercícios contém um conjunto detalhado de questões de revisão por seção de capítulo e um conjunto de questões de “Raciocínio crítico” para incentivar os alunos a pensar de forma crítica e apli-car o que aprenderam em suas vidas. Cada capítulo também tem um ou dois exercícios de “Fazendo ciên-cia ambiental” (item novo desta edição), um exercício usando o banco de dados de artigos do “Exercício de Observação” e outras informações (outro item novo desta edição) e um problema de “Análise de dados” ou “Análise da pegada ecológica” incorporado em torno dos dados de pegada ecológica ou alguns outros con-juntos de dados ambientais.

AgradecimentosAgradecemos aos muitos alunos e professores que re-ceberam de forma tão favorável as 13 edições anterio-res de Ciência ambiental, as 17 edições de Living in the environment, as dez edições de Sustaining the Earth e as seis edições de Essentials of ecology e que corrigiram er-ros e forneceram muitas sugestões úteis para melhoria. Também estamos em profunda dívida com os mais de 295 revisores que indicaram os erros e sugeriram muitas melhorias importantes nas diversas edições desses qua-tro livros.

São necessárias muitas pessoas para produzir um li-vro, e os membros da talentosa equipe fizerem contri-buições vitais. Nosso agradecimento especial ao editor de desenvolvimento Jake Warde, aos editores de pro-dução Hal Humphrey e Nicole Barone, à editora de có-pia Deborah Thompson, ao especialista em layout Judy Maenle, à pesquisadora de fotografia Abigail Reip, ao ar-tista Patrick Lane, à editora de mídia Alexandria Brady e ao editor assistente Alexis Glubka, à assistente de aná-lise de dados e ecoeditorial Lauren Crosby e à Brooks/Cole’s que trabalhou duro com a equipe de vendas. Por fim, agradecemos à editora de ciências da vida Yolanda Cossio e à sua talentosa e dedicada equipe que tornaram este livro possível.

G. Tyler Miller Scott E. Spoolman

PREFÁCIO xvii

Livro Ciência ambiental.indb xviiLivro Ciência ambiental.indb xvii 10/06/2015 14:26:3810/06/2015 14:26:38

xviii CIÊNCIA AMBIENTAL

Colaboradores pedagógicosDr. Dean Goodwin e seus colegas de trabalho – Berry Cobb, Deborah Stevens, Jeannette Adkins, Jim Lehner, Judy Treharne, Lonnie Miller e Tom Mowbray – oferece-ram excelentes contribuições para a elaboração de exer-

cícios relacionados à análise de pegada ecológica. Mary Jo Burchart, do Oakland Community College, escreveu o texto dos exercícios “Relógio ambiental global”.

RevisoresBarbara J. Abraham, Hampton College; Donald D. Adams, State University of New York, Plattsburgh; Larry G. Allen, California State University, Northridge; Susan Allen-Gil, Ithaca College; James R. Anderson, U. S. Geo-logical Survey; Mark W. Anderson, University of Maine; Kenneth B. Armitage, University of Kansas; Samuel Ar-thur, Bowling Green State University; Gary J. Atchison, Iowa State University; Thomas W. H. Backman, Lewis Clark State University; Marvin W. Baker Jr., University of Oklahoma; Virgil R. Baker, Arizona State University; Stephen W. Banks, Louisiana State University in Shreve-port; Ian G. Barbour, Carleton College; Albert J. Beck, California State University, Chico; Eugene C. Beckham, Northwood University; Diane B. Beechinor, Northeast Lakeview College; W. Behan, Northern Arizona Univer-sity; David Belt, Johnson County Community College; Keith L. Bildstein, Winthrop College; Andrea Bixler, Clarke College; Jeff Bland, University of Puget Sound; Roger G. Bland, Central Michigan University; Grady Blount II, Texas A&M University, Corpus Christi; Lisa K. Bonneau, University of Missouri, Kansas City; Georg Borgstrom, Michigan State University; Arthur C. Borror, University of New Hampshire; John H. Bounds, Sam Houston State University; Leon F. Bouvier, Population Reference Bureau; Daniel J. Bovin, Universite Laval; Jan Boyle, University of Great Falls; James A. Brenneman, University of Evansville; Michael F. Brewer, Resources for the Future, Inc.; Mark M. Brinson, East Carolina University; Dale Brown, University of Hartford; Patrick E. Brunelle, Contra Costa College; Terrence J. Burgess, Saddleback College North; David Byman, Pennsylvania State University, Worthington-Scranton; Michael L. Cain, Bowdoin College; Lynton K. Caldwell, Indiana University; Faith Thompson Campbell, Natural Re-sources Defense Council, Inc.; John S. Campbell, North-west College; Ray Canterbery, Florida State University; Ted J. Case, University of San Diego; Ann Causey, Au-burn University; Richard A. Cellarius, Evergreen State University; William U. Chandler, Worldwatch Institute; F. Christman, University of North Carolina, Chapel Hill; Lu Anne Clark, Lansing Community College; Preston Cloud, University of California, Santa Barbara; Bernard C. Cohen, University of Pittsburgh; Richard A. Cooley, University of California, Santa Cruz; Dennis J. Corrigan; George Cox, San Diego State University; John D. Cun-ningham, Keene State College; Herman E. Daly, Univer-sity of Maryland; Raymond F. Dasmann, University of California, Santa Cruz; Kingsley Davis, Hoover Institu-

tion; Edward E. DeMartini, University of California, Santa Barbara; James Demastes, University of Northern Iowa; Charles E. DePoe, Northeast Louisiana University; Thomas R. Detwyler, University of Wisconsin; Bruce DeVantier, Southern Illinois University Carbondale; Pe-ter H. Diage, University of California, Riverside; Stepha-nie Dockstader, Monroe Community College; Lon D. Drake, University of Iowa; Michael Draney, University of Wisconsin-Green Bay; David DuBose, Shasta College; Dietrich Earnhart, University of Kansas; Robert East, Washington & Jefferson College; T. Edmonson, Univer-sity of Washington; Thomas Eisner, Cornell University; Michael Esler, Southern Illinois University; David E. Fairbrothers, Rutgers University; Paul P. Feeny, Cornell University; Richard S. Feldman, Marist College; Vicki Fella-Pleier, La Salle University; Nancy Field, Bellevue Community College; Allan Fitzsimmons, University of Kentucky; Andrew J. Friedland, Dartmouth College; Kenneth O. Fulgham, Humboldt State University; Low-ell L. Getz, University of Illinois, Urbana-Champaign; Frederick F. Gilbert, Washington State University; Jay Glassman, Los Angeles Valley College; Harold Goetz, North Dakota State University; Srikanth Gogineni, Axia College of University of Phoenix; Jeffery J. Gordon, Bowling Green State University; Eville Gorham, Univer-sity of Minnesota; Michael Gough, Resources for the Fu-ture; Ernest M. Gould Jr., Harvard University; Peter Green, Golden West College; Katharine B. Gregg, West Virginia Wesleyan College; Paul K. Grogger, University of Colorado, Colorado Springs; L. Guernsey, Indiana State University; Ralph Guzman, University of Califor-nia, Santa Cruz; Raymond Hames, University of Nebras-ka, Lincoln; Robert Hamilton IV, Kent State University, Stark Campus; Raymond E. Hampton, Central Michigan University; Ted L. Hanes, California State University, Fullerton; William S. Hardenbergh, Southern Illinois University, Carbondale; John P. Harley, Eastern Ken-tucky University; Neil A. Harriman, University of Wis-consin, Oshkosh; Grant A. Harris, Washington State University; Harry S. Hass, San Jose City College; Arthur N. Haupt, Population Reference Bureau; Denis A. Hayes, consultor ambiental; Stephen Heard, University of Iowa; Gene Heinze-Fry, Department of Utilities, Common-wealth of Massachusetts; Jane Heinze-Fry, educadora ambiental; John G. Hewston, Humboldt State Universi-ty; David L. Hicks, Whitworth College; Kenneth M. Hin-kel, University of Cincinnati; Eric Hirst, Oak Ridge Na-tional Laboratory; Doug Hix, University of Hartford; S.

Livro Ciência ambiental.indb xviiiLivro Ciência ambiental.indb xviii 10/06/2015 14:26:3810/06/2015 14:26:38

Holling, University of British Columbia; Sue Holt, Ca-brillo College; Donald Holtgrieve, California State Uni-versity, Hayward; Michelle Homan, Gannon University; Michael H. Horn, California State University, Fullerton; Mark A. Hornberger, Bloomsberg University; Marilyn Houck, Pennsylvania State University; Richard D. Houk, Winthrop College; Robert J. Huggett, College of William and Mary; Donald Huisingh, North Carolina State Uni-versity; Catherine Hurlbut, Florida Community College, Jacksonville; Marlene K. Hutt, IBM; David R. Inglis, Uni-versity of Massachusetts; Robert Janiskee, University of South Carolina; Hugo H. John, University of Connecti-cut; Brian A. Johnson, University of Pennsylvania, Bloomsburg; David I. Johnson, Michigan State Univer-sity; Mark Jonasson, Crafton Hills College; Zoghlul Kabir, Rutgers/New Brunswick; Agnes Kadar, Nassau Commu-nity College; Thomas L. Keefe, Eastern Kentucky Uni-versity; David Kelley, University of St. Thomas; William E. Kelso, Louisiana State University; Nathan Keyfitz, Harvard University; David Kidd, University of New Me-xico; Pamela S. Kimbrough; Jesse Klingebiel, Kent School; Edward J. Kormondy, University of Hawaii-Hi-lo/West Oahu College; John V. Krutilla, Resources for the Future, Inc.; Judith Kunofsky, Sierra Club; E. Kurtz; Theodore Kury, State University of New York, Buffalo; Steve Ladochy, University of Winnipeg; Troy A. Ladine, East Texas Baptist University; Anna J. Lang, Weber State University; Mark B. Lapping, Kansas State University; Michael L. Larsen, Campbell University; Linda Lee, Uni-versity of Connecticut; Tom Leege, Idaho Department of Fish and Game; Maureen Leupold, Genesee Community College; William S. Lindsay, Monterey Peninsula Col-lege; E. S. Lindstrom, Pennsylvania State University; M. Lippiman, New York University Medical Center; Valerie A. Liston, University of Minnesota; Dennis Livingston, Rensselaer Polytechnic Institute; James P. Lodge, consul-tor de poluição do ar; Raymond C. Loehr, University of Texas, Austin; Ruth Logan, Santa Monica City College; Robert D. Loring, DePauw University; Paul F. Love, An-gelo State University; Thomas Lovering, University of California, Santa Barbara; Amory B. Lovins, Rocky Mountain Institute; Hunter Lovins, Rocky Mountain Ins-titute; Gene A. Lucas, Drake University; Claudia Luke; David Lynn; Timothy F. Lyon, Ball State University; Ste-phen Malcolm, Western Michigan University; Melvin G. Marcus, Arizona State University; Gordon E. Matzke, Oregon State University; Parker Mauldin, Rockefeller Foundation; Marie McClune, The Agnes Irwin School, Rosemont, Pennsylvania; Theodore R. McDowell, Cali-fornia State University; Vincent E. McKelvey, U. S. Geo-logical Survey; Robert T. McMaster, Smith College; John G. Merriam, Bowling Green State University; A. Steven Messenger, Northern Illinois University; John Meyers, Middlesex Community College; Raymond W. Miller, Utah State University; Arthur B. Millman, University of Massachusetts, Boston; Sheila Miracle, Southeast Ken-tucky Community & Technical College; Fred Montague, University of Utah; Rolf Monteen, California Polytech-nic State University; Debbie Moore, Troy University Do-than Campus; Michael K. Moore, Mercer University; Ralph Morris, Brock University, St. Catherine’s, Ontario,

Canada; Angela Morrow, Auburn University; William W. Murdoch, University of California, Santa Barbara; Norman Myers, consultor ambiental; Brian C. Myres, Cypress College; A. Neale, Illinois State University; Duane Nellis, Kansas State University; Jan Newhouse, University of Hawaii, Manoa; Jim Norwine, Texas A&M University, Kingsville; John E. Oliver, Indiana State Uni-versity; Mark Olsen, University of Notre Dame; Carol Page, editor; Eric Pallant, Allegheny College; Bill Palets-ki, Penn State University; Charles F. Park, Stanford Uni-versity; Richard J. Pedersen, U. S. Department of Agri-culture, Forest Service; David Pelliam, Bureau of Land Management, U. S. Department of Interior; Murray Pa-ton Pendarvis, Southeastern Louisiana University; Dave Perault, Lynchburg College; Rodney Peterson, Colorado State University; Julie Phillips, De Anza College; John Pichtel, Ball State University; William S. Pierce, Case Western Reserve University; David Pimentel, Cornell University; Peter Pizor, Northwest Community College; Mark D. Plunkett, Bellevue Community College; Grace L. Powell, University of Akron; James H. Price, Oklaho-ma College; Marian E. Reeve, Merritt College; Carl H. Reidel, University of Vermont; Charles C. Reith, Tulane University; Roger Revelle, California State University, San Diego; L. Reynolds, University of Central Arkansas; Ronald R. Rhein, Kutztown University of Pennsylvania; Charles Rhyne, Jackson State University; Robert A. Richardson, University of Wisconsin; Benjamin F. Richa-son III, St. Cloud State University; Jennifer Rivers, Northeastern University; Ronald Robberecht, University of Idaho; William Van B. Robertson, School of Medicine, Stanford University; C. Lee Rockett, Bowling Green State University; Terry D. Roelofs, Humboldt State Uni-versity; Daniel Ropek, Columbia George Community College; Christopher Rose, California Polytechnic State University; Richard G. Rose, West Valley College; Ste-phen T. Ross, University of Southern Mississippi; Robert E. Roth, Ohio State University; Dorna Sakurai, Santa Monica College; Arthur N. Samel, Bowling Green State University; Shamili Sandiford, College of DuPage; Floyd Sanford, Coe College; David Satterthwaite, Ieed, Lon-don; Stephen W. Sawyer, University of Maryland; Ar-nold Schecter, State University of New York; Frank Schi-avo, San Jose State University; William H. Schlesinger, Ecological Society of America; Stephen H. Schneider, National Center for Atmospheric Research; Clarence A. Schoenfeld, University of Wisconsin, Madison; Madeline Schreiber, Virginia Polytechnic Institute; Henry A. Schroeder, Dartmouth Medical School; Lauren A. Schro-eder, Youngstown State University; Norman B. Schwartz, University of Delaware; George Sessions, Sierra College; David J. Severn, Clement Associates; Don Sheets, Gard-ner-Webb University; Paul Shepard, Pitzer College and Claremont Graduate School; Michael P. Shields, South-ern Illinois University, Carbondale; Kenneth Shiovitz; F. Siewert, Ball State University; E. K. Silbergold, Environ-mental Defense Fund; Joseph L. Simon, University of South Florida; William E. Sloey, University of Wisconsin, Oshkosh; Robert L. Smith, West Virginia University; Val Smith, University of Kansas; Howard M. Smolkin, U. S. Environmental Protection Agency; Patricia M. Sparks,

PREFÁCIO xix

Livro Ciência ambiental.indb xixLivro Ciência ambiental.indb xix 10/06/2015 14:26:3910/06/2015 14:26:39

xx CIÊNCIA AMBIENTAL

Glassboro State College; John E. Stanley, University of Virginia; Mel Stanley, California State Polytechnic Uni-versity, Pomona; Richard Stevens, Monroe Community College; Norman R. Stewart, University of Wisconsin, Milwaukee; Frank E. Studnicka, University of Wiscon-sin, Platteville; Chris Tarp, Contra Costa College; Roger E. Thibault, Bowling Green State University; William L. Thomas, California State University, Hayward; Shari Turney, editor; John D. Usis, Youngstown State Univer-sity; Tinco E. A. van Hylckama, Texas Tech University; Robert R. Van Kirk, Humboldt State University; Donald E. Van Meter, Ball State University; Rick Van Schoik, San Diego State University; Gary Varner, Texas A&M Univer-sity; John D. Vitek, Oklahoma State University; Harry A. Wagner, Victoria College; Lee B. Waian, Saddleback Col-lege; Warren C. Walker, Stephen F. Austin State Univer-sity; Thomas D. Warner, South Dakota State University; Kenneth E. F. Watt, University of California, Davis; Alvin M. Weinberg, Institute of Energy Analysis, Oak Ridge Associated Universities; Brian Weiss; Margery Weit-

kamp, James Monroe High School, Granada Hills, Cali-fornia; Anthony Weston, State University of New York, Stony Brook; Raymond White, San Francisco City Col-lege; Douglas Wickum, University of Wisconsin, Stout; Charles G. Wilber, Colorado State University; Nancy Lee Wilkinson, San Francisco State University; John C. Wil-liams, College of San Mateo; Ray Williams, Rio Hondo College; Roberta Williams, University of Nevada, Las Ve-gas; Samuel J. Williamson, New York University; Dwina Willis, Freed-Hardeman University; Ted L. Willrich, Or-egon State University; James Winsor, Pennsylvania State University; Fred Witzig, University of Minnesota, Dulu-th; Martha Wolfe, Elizabethtown Community and Tech-nical College; George M. Woodwell, Woods Hole Re-search Center; Todd Yetter, University of the Cumberlands; Robert Yoerg, Belmont Hills Hospital; Hideo Yonenaka, San Francisco State University; Brenda Young, Daemen College; Anita Zavodska, Barry Univer-sity; Malcolm J. Zwolinski, University of Arizona.

Livro Ciência ambiental.indb xxLivro Ciência ambiental.indb xx 10/06/2015 14:26:3910/06/2015 14:26:39

Miller escreveu ou foi coautor de 60 edições de vários livros para cursos introdutórios em ciência ambiental, ecologia básica, energia e química ambiental. Desde 1975, os livros de Miller têm sido amplamente usados para ciência ambiental nos Estados Unidos e no mundo todo. Seus livros foram utilizados por quase três milhões de alunos e traduzidos para oito idiomas.

O autor é Ph.D pela University of Virginia e recebeu, por duas vezes, o título de doutor honoris causa por suas contribuições à educação ambiental. Foi professor uni-versitário por 20 anos e desenvolveu um programa de graduação interdisciplinar antes de decidir escrever tex-tos de ciência ambiental em tempo integral, em 1975.

Miller descreve assim as suas esperanças com relação ao futuro:

Se pudesse escolher, gostaria de viver os próximos 75 anos. Por quê? Primeiro, há esmagadoras evidências científicas de que estamos no processo de degradar seriamente o nosso próprio sis-tema de suporte de vida. Em outras palavras, estamos vivendo insustentavelmente. Segundo, nos próximos 75 anos, teremos a oportunidade de aprender a viver de forma mais sustentável, trabalhando junto com a natureza, como descrito neste livro.

Tenho a sorte de ter três filhos inteligentes, talentosos e ma-ravilhosos – Greg, David e Bill. Sou especialmente privilegiado por ter Kathleen como minha esposa, melhor amiga e colega aliada em pesquisa. É inspirador ter uma mente brilhante, lin-da (por dentro e por fora) e forte que se preocupa com a nature-za como companheira. Ela é minha heroína. Dedico este livro a ela e ao planeta Terra.

Sobre os autores

G. Tyler Miller

Scott Spoolman

Scott Spoolman é escritor com aproximadamente 25 anos de experiência na publicação de livros voltados à educação. Trabalha com Tyler Miller desde 2003, contri-buiu pela primeira vez como editor e agora como coau-tor em várias edições de Living in the environment, Ciência ambiental e Sustaining the Earth.

Spoolman é mestre em Jornalismo Científico pela University of Minnesota e autor de inúmeros artigos nas áreas de ciência, engenharia ambiental, política e negó-cios. Trabalhou como editor de aquisições em uma série de livros-texto sobre florestas para faculdade e também como editor de consultoria no desenvolvimento de mais de 70 universidades e livros-texto de ensino médio nas áreas das ciências naturais e sociais.

Em seu tempo livre, gosta de explorar as florestas e águas de sua Wisconsin nativa em companhia de sua fa-mília – a esposa e educadora ambiental Gail Martinelli e os filhos Will e Katie.

Sobre a parceria com Miller, Spoolman afirma o se-guinte:

Estou honrado em trabalhar com Tyler Miller como um coau-tor para continuar a tradição completa, clara e envolvente de escrever sobre o vasto e complexo campo da ciência ambiental. Compartilho a paixão de Tyler Miller para garantir que esses li-vros didáticos e seus suplementos multimídia sejam ferramentas valiosas para alunos e professores. Para esse fim, esforçamo-nos para introduzir esse campo interdisciplinar de modo informati-vo, atraente e motivacional.

Se o outro lado da moeda de qualquer problema é de fato uma oportunidade, então este realmente é um dos momentos mais emocionantes da história para os alunos iniciarem uma carreira ambiental. Há vários, sérios e difíceis problemas am-bientais, mas as possíveis soluções geram novas oportunidades de carreira. Colocamos altas prioridades para inspirar os es-tudantes com essas possibilidades, de modo que os desafiamos a manter o foco científico, vislumbrar carreiras gratificantes e estimulá-los a trabalhar para manter a vida na Terra.

SOBRE OS AUTORES xxi

Livro Ciência ambiental.indb xxiLivro Ciência ambiental.indb xxi 10/06/2015 14:26:3910/06/2015 14:26:39

xxii CIÊNCIA AMBIENTAL

Minha jornada ambiental começou em 1966, quando assisti a uma palestra sobre os problemas da população e poluição ministrada por Dean Cowie, um biofísico do U.S. Geological Survey. Isso mudou a minha vida. Disse a Cowie que, se metade do que ouvira na palestra fosse verdade, me sentiria eticamente obrigado a passar o res-to da minha carreira de docente e escritor ajudando os alunos a aprender sobre os conceitos básicos de ciência ambiental. Depois de seis meses estudando a literatu-ra ambiental, disse a Cowie que ele havia subestimado muito a gravidade desses problemas.

Desenvolvi um dos primeiros programas estudantis ambientais de graduação do país e, em 1971, publiquei meu primeiro livro de ciência ambiental introdutório, um estudo interdisciplinar das conexões entre as leis de energia (termodinâmica), química e ecologia. Em 1975, publiquei meu primeiro livro de ciência ambiental. E aqui estamos, 60 edições de livros de ciência ambiental mais tarde, com a 14a edição deste livro.

Durante dez anos, vivi em florestas profundas em um ônibus-escola adaptado que usava como laboratório de ciência ambiental. Nesse período, também escrevi mui-tos livros sobre ciência ambiental. Avaliei o projeto de energia solar passiva para aquecer a estrutura; introduzi tubos no solo para trazer ar refrigerado da terra (resfria-mento geotérmico) a um custo de cerca de $ 1 por ve-rão; criei sistemas solares ativos e passivos para fornecer água quente e aquecimento solar passivo complemen-tado com um sistema instantâneo de água quente ener-geticamente eficiente alimentado a GPL; instalei jane-las eficientes em termos energéticos e aparelhos e uma compostagem (sem água) higiênica; adotei um controle biológico de pragas em que se empregavam resíduos de alimentos compostados; usei plantio natural (sem grama

ou cortadores de grama); desenvolvi uma jardinagem orgânica; e experimentei uma série de outras soluções possíveis para os principais problemas ambientais que enfrentamos. Aprendi e me diverti muito.

Também usei esse tempo para entender os proces-sos de trabalho da natureza. Pesquisei tudo o que podia sobre plantas naturais e animais e pensei muito sobre como a natureza tem sustentado uma incrível variedade de vida por bilhões de anos neste planeta maravilhoso que é a nossa casa. Minha experiência de viver na na-tureza está refletida no material deste livro. Essa expe-riência me ajudou a aplicar os três princípios simples da sustentabilidade que servem como tema de integração deste livro, além de utilizá-los para viver de forma mais sustentável.

Em 1995, saí da floresta em busca de um novo apren-dizado: viver de forma mais sustentável em uma confi-guração urbana onde vive a maioria das pessoas. Desde então, vivi em duas vilas urbanas, uma localizada em uma cidade pequena e a outra de uma área urbana gran-de onde caminhar era meu método principal para ir a qualquer lugar.

Desde 1970, meu objetivo tem sido usar cada vez me-nos o carro. Como trabalho em casa, faço um “trajeto de baixa poluição” do meu quarto até a cadeira e o compu-tador portátil. Geralmente, faço uma ou duas viagens de avião por ano para visitar minha irmã e minha editora.

Como você aprenderá neste livro, a vida envolve uma série de compensações ambientais. Sei que o im-pacto ambiental nocivo é muito grande, mas continuo lutando para reduzi-lo. Espero que você se junte a mim na luta para viver de forma mais sustentável e comparti-lhe o que aprendeu com as outras pessoas. Nem sempre é fácil, mas é certamente divertido.

Minha jornada ambientalG. Tyler Miller

Livro Ciência ambiental.indb xxiiLivro Ciência ambiental.indb xxii 10/06/2015 14:26:3910/06/2015 14:26:39

Habilidades de aprendizado

Por que é importante estudar ciência ambiental?Bem-vindo à ciência ambiental – um estudo inter-disciplinar de como a Terra funciona, como interagi-mos com ela e como podemos lidar com os problemas ambientais que enfrentamos. Uma vez que as questões ambientais afetam cada parte da sua vida, os conceitos, as informações e as questões tratadas neste livro e no curso que você está fazendo serão úteis hoje e durante toda a sua vida.

Compreensivelmente, somos tendenciosos, mas acre-ditamos firmemente que a ciência ambiental será o curso mais importante em sua educação. O que pode ser mais impor-tante do que aprender como a Terra funciona, como afe-tamos o sistema que dá suporte à vida e como podemos reduzir nosso impacto ambiental?

Vivemos em uma era incrivelmente desafiadora. Es-tamos cada vez mais cientes de que, durante este século, precisamos fazer uma nova transição cultural, para que possamos aprender a viver de forma mais sustentável e não degradar nosso sistema de suporte à vida. Espera-mos que este livro o estimule a se envolver na promoção dessa mudança na forma como encaramos e tratamos a Terra, que sustenta todas as formas de vida, todas as economias e todas as outras formas de vida.

Você pode melhorar suas habilidades de aprendizado e estudoMaximizar sua capacidade de aprender deve ser uma das metas educacionais mais importantes de sua vida. Esse processo envolve melhorar continuamente suas habili-dades de aprendizado e estudo. Eis algumas sugestões:

Desenvolver uma paixão pelo aprendizado. Certa vez, o físico Albert Einsten fez a seguinte declaração: “Não tenho nenhum talento especial. Apenas sou apaixona-damente curioso”.

Organize-se. Ser mais eficiente nos estudos permitirá que você tenha mais tempo para se dedicar a outros in-teresses.

Faça listas diárias de tarefas. Coloque-as em ordem de importância, concentre-se nas mais importantes e reser-ve um tempo para trabalhar nelas. Como a vida é cheia de incertezas, você terá sorte se realizar metade das tare-

Os alunos que começam muito cedo a pensar como tudo no mundo está relacionado, mesmo que tenham de rever as próprias opiniões a cada ano, já estão inseridos na vida de aprendizado.

MARK VAN DOREN

fas de sua lista diária. Altere sua programação conforme necessário para realizar os itens mais relevantes.

Estabeleça uma rotina de estudos em um ambiente sem distrações. Desenvolva, por escrito, uma programação de estudos diária e atenha-se a ela. Estude em um ambiente quieto e bem iluminado. Procure sentar-se a uma escri-vaninha ou mesa – não se deite no sofá ou na cama. Faça pausas a cada hora ou mais para ajudá-lo a se manter concentrado. Durante cada pausa, respire fundo várias vezes e caminhe um pouco.

Evite a procrastinação. Evite deixar o trabalho para de-pois. Não fique para trás nas leituras e em outras tarefas. Reserve um tempo específico para estudar todos os dias.

Não coma a sobremesa primeiro. Caso contrário, você poderá não comer o prato principal (estudar). Quando você atingir seus objetivos de estudo, recompense a si mesmo com o lazer (sobremesa).

Transforme montanhas em morros. É psicologicamente difícil escalar uma montanha, assim como ler um livro inteiro, um capítulo de um livro, escrever um artigo ou preparar-se para estudar para um teste. Em vez disso, di-vida essas grandes tarefas (montanhas) em uma série de pequenas tarefas (morros). A cada dia, leia algumas pá-ginas de um livro ou capítulo, escreva alguns parágrafos de um artigo e reveja o que estudou ou aprendeu. Como o designer e fabricante de automóveis Henry Ford dizia: “Nada parece tão difícil quando está dividido em peque-nas tarefas”.

Analise primeiro o panorama geral. Para obter uma vi-são geral deste livro, leia os boxes “Principais questões e conceitos” apresentados no começo de cada capítulo. Esses boxes mostram as questões principais exploradas nas seções de capítulo e os conceitos correspondentes. Use essa lista como um roteiro do capítulo. Ao terminar um capítulo, você também pode usar a lista para revisar.

Faça perguntas e responda a elas enquanto lê. Por exem-plo, “Qual é o ponto principal desta seção ou parágrafo?”. Relacione suas próprias perguntas com as questões e os conceitos principais apresentados em cada seção do capí-tulo. Dessa forma, você poderá escrever um resumo do capítulo para ajudar a entender o material do capítulo.

Concentre-se nos termos principais. Utilize o glossário de seu livro para consultar o significado dos termos ou das palavras que não entender. Este livro mostra todos os ter-

HABILIDADES DE APRENDIZADO 1

Livro Ciência ambiental.indb 1Livro Ciência ambiental.indb 1 10/06/2015 14:26:3910/06/2015 14:26:39

2 CIÊNCIA AMBIENTAL

mos principais em negrito e outros termos importantes em itálico. As questões de revisão localizadas no final de cada capítulo, “Revisitando”, também incluem os termos principais do capítulo em negrito.

Interaja com a leitura. Sugerimos que você marque as principais frases e parágrafos com um marca-texto ou uma caneta. Coloque um asterisco na margem perto de uma ideia que considerar importante e dois asteriscos perto de uma ideia que considerar muito importante. Escreva comentários nas margens, como lindo, confuso, ilusório ou errado. Você pode dobrar as pontas superiores das páginas em que destacou algumas passagens. Dessa forma, poderá percorrer um capítulo ou livro e rapida-mente repassar as ideias principais.

Reveja para reforçar o aprendizado. Antes de cada aula, revise o material estudado na aula anterior.

Torne-se um excelente anotador. Não tente anotar tudo o que seu professor diz. Em vez disso, anote os pontos e fatos principais utilizando seu próprio sistema de escrita abreviada. Reveja, elabore e organize suas anotações as-sim que possível após cada aula.

Verifique o que você aprendeu. Ao final de cada capí-tulo, você encontrará questões de revisão que cobram a matéria-chave de cada capítulo. Sugerimos que tente responder às perguntas depois de estudar cada seção do capítulo.

Escreva as respostas às perguntas para concentrar e re-forçar o aprendizado. Responda às questões de raciocí-nio crítico encontradas nos boxes “Pensando a respeito” ao longo dos capítulos, em muitas legendas de figura e ao final de cada capítulo. Essas perguntas são projeta-das para inspirar você a pensar de forma crítica sobre as ideias principais e conectá-las a outras ideias e a sua pró-pria vida. Além disso, responda às perguntas de revisão disponíveis no final do capítulo.

Use o sistema de amigos. Estude com um amigo ou jun-te-se a um grupo de estudos para comparar anotações, rever a matéria e preparar-se para as provas. Explicar algo a outra pessoa é uma boa forma de concentrar seus pensamentos e reforçar seu aprendizado. Compareça às aulas de revisão oferecidas pelos professores ou assisten-tes de ensino.

Conheça o estilo de prova de seu professor. Seu professor enfatiza perguntas de múltipla escolha, “para comple-tar”, verdadeiro ou falso, factuais, reflexivas ou disser-tativas? Quanto do conteúdo exigido na prova virá do livro e quanto virá do material das aulas? Você pode não gostar do estilo de teste do seu professor ou sentir que ele não funciona bem, mas a realidade é que ele está no comando e sua nota dependerá bastante da adaptação ao estilo de cada professor.

Prepare-se adequadamente para as provas. Evite prepa-rar-se para as provas na última hora. Coma bem e dur-ma bastante antes de uma avaliação. Chegue cedo ou no horário. Fique calmo e aumente a entrada de oxigênio respirando profundamente várias vezes. (Faça isso de 10 a 15 minutos durante a prova). Olhe toda a prova e

responda primeiro às perguntas que domina. A seguir, reflita sobre as mais difíceis. Use o processo de elimina-ção para restringir as opções das perguntas de múltipla escolha. Restringi-las a duas opções lhe dará uma chance de 50% de obter a resposta certa. Para perguntas dis-sertativas, organize os pensamentos antes de começar a escrever. Se você não faz ideia do que uma pergunta quer dizer, tente adivinhar – você pode conseguir alguns pontos. Você pode ganhar crédito parcial escrevendo algo assim: “Se esta questão quer dizer isso, então minha resposta é ______________________”.

Desenvolva uma visão otimista porém realista. Tente ser uma pessoa com um “copo meio cheio”, em vez de al-guém com um “copo meio vazio”. Pessimismo, medo, ansiedade e preocupação excessiva (especialmente com as coisas que você não pode controlar) são destrutivos e podem levar à inércia. Tente manter sentimentos ener-gizantes de otimismo um pouco à frente dos sentimentos imobilizantes de pessimismo.

Reserve um tempo para curtir a vida. Todos os dias, re-serve um tempo para rir, apreciar a natureza, a beleza e a amizade e buscar todas as coisas de que gosta.

Você pode melhorar suas habilidades de raciocínio críticoO raciocínio crítico envolve desenvolver habilidades para analisar informações e ideias, julgar a validade delas e tomar decisões. O raciocínio crítico ajuda a distinguir entre fatos e opiniões, avaliar evidências e argumentos, adotar e defender uma posição fundamentada sobre os assuntos, integrar informações e enxergar relações e aplicar o conhecimento obtido para lidar com problemas novos e diferentes e para as suas próprias escolhas de estilo de vida. Eis algumas técnicas básicas para aprender a pensar de forma mais crítica:

Questione tudo e todos. Seja cético, como qualquer bom cientista. Não acredite em tudo que ouve ou lê, incluin-do o conteúdo deste livro, sem avaliar as informações que você recebe. Busque outras fontes e opiniões.

Identifique e avalie suas crenças e inclinações pessoais. Cada um de nós possui inclinações e crenças que foram ensinadas por pais, professores, amigos, pessoas que ad-miramos e pela experiência. Quais são suas crenças, seus valores e suas inclinações? De onde eles vieram? Em que hipóteses eles se baseiam? As suas crenças e suposições estão certas? Por quê? Como o psicólogo e filósofo Wil-liam James observou: “Uma grande parte das pessoas pensa que está pensando quando está apenas reorgani-zando seus preconceitos”.

Tenha a mente aberta e flexível. Considere pontos de vista diferentes, julgue apenas quando tiver evidências suficientes e mude de opinião sempre que for necessário. Reconheça que pode haver uma quantidade de soluções úteis e aceitáveis para um problema. Há compromissos envolvidos em lidar com qualquer questão ambiental, conforme você vai aprender neste livro. Uma forma de avaliar perspectivas diferentes é tentar se colocar no lu-


gar de outras pessoas. Como elas veem o mundo? Quais são suas crenças e suposições básicas? A posição delas é logicamente consistente com suas suposições e crenças?

Seja sempre humilde sobre o que você sabe. Algumas pes-soas são tão seguras do que sabem que nos ajudam a pensar e questionar. Esteja sempre suscetível a questio-nar os seus próprios pensamentos.

Avalie como as informações relacionadas a uma ques-tão foram obtidas. As afirmações feitas baseiam-se em pesquisas ou rumores, com base no conhecimento e na investigação ou em boatos em primeira mão? Fon-tes não identificadas são utilizadas? As informações são baseadas em estudos científicos amplamente aceitos e passíveis de reprodução ou em resultados científicos preliminares que podem ser válidos, mas precisam de mais testes? A informação é baseada em algumas histó-rias isoladas ou experiências ou em estudos controlados cuidadosamente com resultados revisados por especia-listas no campo envolvido?

Questione as evidências e conclusões apresentadas. Quais são as conclusões ou alegações? Quais evidências são apresentadas para fundamentá-las? As evidências fun-damentam-nas? Há necessidade de reunir mais evidên-cias para comprovar as conclusões? Há outras conclusões mais razoáveis?

Tente descobrir diferenças em crenças básicas e suposi-ções. Na superfície, a maioria dos argumentos ou desa-cordos envolve diferenças de opinião sobre a validade ou significado de certos fatos ou conclusões. Se você fizer uma análise mais aprofundada, constatará que a maioria dos desacordos está baseada em diferentes suposições (às vezes ocultas) com relação a como olhamos e interpreta-mos o mundo. Tente identificar essas diferenças.

Tente identificar e avaliar os motivos daqueles que apre-sentam evidências e tire as conclusões.

Qual é a experiência deles nessa área? Eles têm algu-ma suposição, crença, inclinação ou ideia ocultas? Têm interesses pessoais? Podem se beneficiar econômica ou politicamente da aceitação de suas evidências e conclu-sões? Pesquisadores com crenças ou suposições básicas diferentes considerariam os mesmos dados e chegariam a conclusões distintas?

Espere e tolere a incerteza. Reconheça que os cientistas não podem estabelecer uma prova absoluta ou certeza sobre nada. No entanto, os resultados confiáveis da ciên-cia podem ter um alto grau de certeza.

Verifique se há falácias lógicas e truques de debates nos argumentos que você ouve ou lê. Eis seis exemplos desses truques de debate. Primeiro, atacar a pessoa que apresen-ta um argumento, em vez de atacar o argumento em si. Segundo, apelar para a emoção, em vez de utilizar fatos e a lógica. Terceiro, alegar que, se uma evidência ou con-clusão é falsa, então todas as demais evidências e conclu-sões são falsas. Quarto, dizer que uma conclusão é falsa porque não foi provada especificamente. (Os cientistas nunca provam nada absolutamente, mas podem, às ve-zes, estabelecer altos graus de certeza.) Quinto, introdu-

zir informações irrelevantes ou enganosas para desviar a atenção dos pontos importantes. Sexto, apresentar ape-nas alguma alternativa/ou alternativas quando pode ha-ver uma série de opções.

Não acredite em tudo o que lê na internet. A internet é uma fonte de informações maravilhosa e facilmente acessível que fornece explicações e opiniões sobre pra-ticamente qualquer assunto ou questão. Web logs ou blogs são uma grande fonte de informação. No entanto, uma vez que a internet é aberta, qualquer pessoa pode postar qualquer coisa em blogs e outros websites sem controle editorial ou revisão por especialistas. Como resultado, avaliar informações na internet é uma das melhores formas de colocar em prática suas habilidades de raciocínio crítico. Utilize a internet, mas seja cético e prossiga com cautela.

Desenvolva princípios ou regras para avaliar evidências. Desenvolva uma lista por escrito de princípios que sir-vam como diretrizes na avaliação de evidências e alega-ções e na tomada de decisões. Avalie continuamente essa lista com base em sua experiência.

Torne-se um perseguidor da sabedoria, não um recep-táculo de informações. Muitas pessoas acreditam que o principal objetivo da educação é aprender mais juntan-do mais e mais informações. Acreditamos que o princi-pal objetivo é aprender a peneirar montanhas de fatos e ideias para encontrar algumas pepitas de sabedoria, que são mais úteis para entender o mundo e tomar decisões. Este livro está repleto de fatos e números, mas eles só se tornam úteis à medida que levam à compreensão de ideias, leis científicas, teorias, conceitos e conexões. Os principais objetivos da ciência ambiental são descobrir como a natureza funciona e sustenta a si mesma (sabedo-ria ambiental) e usar os princípios da sabedoria ambiental para ajudar a tornar as sociedades e economias humanas mais sustentáveis e, assim, mais benéficas e agradáveis para todos. De acordo com Sandra Carey, “Nunca con-funda conhecimento com sabedoria. O primeiro ajuda você a ganhar a vida; e a segunda, a criar uma vida”. Ou como sugeriu o escritor norte-americano Walker Percy, “Algumas pessoas com muita inteligência, mas nenhu-ma sabedoria podem ter todos os A, mas são reprovadas na vida”.

Para ajudar a praticar o raciocínio crítico, fornecemos questões ao longo deste livro, encontradas dentro de cada capítulo em boxes pequenos denominados “Pen-sando a respeito”, nas legendas de muitas figuras e ao final de cada capítulo. Não há respostas certas ou erradas para muitas dessas perguntas.

Use as ferramentas de aprendizado que oferecemos neste livroIncluímos uma quantidade de ferramentas em todo este livro que podem ajudar você a melhorar suas habilidades de aprendizado. Primeiro, use o boxe “Principais ques-tões e conceitos” indicado no começo de cada capítulo para pré-visualizar e revisar o capítulo.

HABILIDADES DE APRENDIZADO 3



Em seguida, observe que usamos logos diferentes ao longo do texto. O logo de “Estudo de caso prin-cipal” mostra como o material de todo capítulo se conecta ao estudo de caso principal de aber-tura do capítulo. Quando você vir o logo de “Sustentabi-lidade”, saberá que acabou de ler algo que se relaciona diretamente ao tema principal deste texto, resumido pe-los três “princípios da sustentabilidade”, que são introduzidos na Figura 1.3. O logo de “Boas no-tícias” tem a intenção de mostrar exemplos de sucesso que as pessoas tiveram ao lidarem com os desafios ambientais que encaramos.

Também incluímos os boxes “Conexões” para mostrar algumas das conexões às vezes surpreendentes entre os problemas ambientais ou processos e alguns dos produtos e serviços que usamos diariamente. Esses bo-xes e os “Pensando a respeito” espalhados por todo o texto têm a intenção de fazer você pensar sobre os im-pactos ambientais.

Ao final de cada capítulo, listamos o que considera-mos ser as “três grandes ideias” que você deve ter do ca-pítulo. Em seguida, apresentamos o boxe “Revisitando” que revisa o estudo de caso principal e explica como os princípios da sustentabilidade podem ser aplicados a ele e a outros materiais importantes.

Por fim, há, ao final do livro, “Exercícios de revisão dos capítulos” com questões listadas para cada seção dos capítulos. As perguntas cobrem todo o material e os ter-mos principais de cada capítulo. Essa parte do livro apre-senta ainda exercícios e projetos concernentes a cada capítulo.

Conheça seu próprio estilo de aprendizadoAs pessoas têm formas diferentes de aprender e pode ser útil conhecer seu próprio estilo de aprendizado. Alunos visuais aprendem melhor lendo e vendo ilustrações e imagens para memorizar os termos e as ideias principais. Este livro é altamente visual com muitas fotografias e gráficos selecionados cuidadosamente.

Alunos auditivos aprendem melhor ouvindo e discu-tindo. Eles podem se beneficiar da leitura em voz alta ao estudarem e ouvindo palestras para estudo e revisão. Alunos lógicos aprendem melhor usando conceitos e lógi-ca para entender um assunto.

Parte do que determina o seu estilo de aprendizagem é a forma como o cérebro funciona. De acordo com a hipótese de divisão do cérebro, o hemisfério esquerdo é bom em lógica, análise e avaliação, e a metade direita é boa em visualizar, sintetizar e criar. Fornecemos materiais que estimulam ambos os lados do seu cérebro.

ESTUDODE

CASO

ENS

US T

TABILD

AE

DI

BOASNOTÍCIAS

Neste livro e na maioria dos cursos, as habilidades de estudo e raciocínio crítico envolvem o lado esquerdo do cérebro. No entanto, você também pode aprender dei-xando o lado direito criativo do seu cérebro solto. Você pode fazer isso debatendo ideias com os colegas, com a regra de que nenhuma crítica do lado esquerdo do cére-bro é permitida até que a sessão tenha acabado.

Na resolução de um problema, tente descansar, me-ditar, caminhar, fazer exercícios ou algo que desligue o controle de atividade do lado esquerdo do cérebro e per-mita que o lado direito trabalhe.

Este livro apresenta uma visão ambiental positiva e realista do futuroFazer e implementar decisões ambientais sempre envol-ve compromissos. Nosso objetivo é fornecer apresentações balanceadas de diferentes pontos de vista, vantagens e desvantagens das diversas tecnologias e soluções pro-postas aos problemas ambientais, além de boas e más notícias sobre os problemas ambientais, sem imprimir nenhum tipo de preconceito.

Estudar um assunto tão importante como ciência ambiental e acabar sem nenhuma conclusão, opinião e crença significa que tanto o professor quanto o aluno falharam. No entanto, quaisquer conclusões devem ser baseadas no uso do raciocínio crítico para avaliar dife-rentes ideias e entender os compromissos envolvidos. Nossa proposta é apresentar uma visão positiva de nosso futuro ambiental com base em nosso otimismo realista.

Ajude-nos a melhorar este livroFazer pesquisa para escrever um livro que aborde e re-lacione ideias em uma ampla gama de disciplinas é uma tarefa desafiadora e empolgante. Quase todos os dias, aprendemos sobre alguma conexão nova na natureza.

Em um livro dessa complexidade, alguns erros po-dem surgir – erros tipográficos que passam despercebidos ou afirmações que você poderá questionar com base em seu conhecimento e pesquisa. Gostaríamos de convidá--lo a entrar em contato conosco e indicar qualquer tipo de parcialidade existente, corrigir os erros que encontrar e sugerir formas de melhorar este livro. Envie suas su-gestões para Tyler Miller em [email protected] ou Scott Spoolman em [email protected].

Agora comece sua jornada neste estudo fascinante e importante do funcionamento da Terra e de como po-demos deixar o planeta pelo menos tão bom quanto o encontramos. Divirta-se.

Estude a natureza, ame a natureza, fique perto da natureza. Ela nunca irá decepcioná-lo.

FRANK LLOYD WRIGHT


ESTUDO DE CASO PRINCIPAL

Uma visão mais sustentável do mundo em 2060Emily Briggs e Michael Rodriguez graduaram-se em 2014. Michael tornou-se mestre em Educação Ambiental, passou a lecionar no Ensino Médio e adorou ensinar Ciência Ambien-tal. Emily, por sua vez, depois de se formar em direito, tor-nou-se advogada ambiental.

Em 2022, Michael e Emily se conheceram enquanto faziam trabalho voluntário numa organização ambiental. Casaram-se, tiveram uma filha e ensinaram a ela alguns aspectos sobre os problemas ambientais do mundo (Figura 1.1, à esquerda) e as alegrias da natureza que eles tinham vivenciado quando eram crianças (Figura 1.1, à direita). Como resultado, a filha do casal também envolveu-se profunda-mente na tarefa de promover um mundo mais sustentável e transmitiu esse objetivo aos filhos dela.

Na infância de Michael e Emily, houve aumento de sinais de estresse no sistema de suporte de vida da Terra – terra, ar, água e vida selvagem – causado pelos impactos ambientais decorrentes da população que não parava de crescer e consu-mir mais recursos. No entanto, uma transição maior referente à consciência ambiental começou por volta de 2010 quando um significativo número de pessoas começou a transformar o estilo de vida e a economia para ficar mais antenada com as formas em que a natureza se sustentou por bilhões de anos antes de os humanos aparecerem na Terra. Durante muitas décadas, essa combinação de conscientização e ação ambien-tal valeu a pena.

Em janeiro de 2060, Emily e Michael comemoraram a chegada do neto, que nasceu em um mundo que ainda era muito rico, com uma grande variedade de plantas, animais e ecossistemas. Essa diversida-de biológica, ameaçada cons-tantemente reduziu-se con-sideravelmente. Atmosfera, oceanos, lagos e rios foram se purificando gradualmente.

O desperdício de ener-gia foi cortado pela metade. A energia renovável do Sol, vento, água corrente e calor subterrâneo e os combustí-veis produzidos de vegetação e algas foram amplamente

Problemas ambientais, suas causas e a sustentabilidade

1

substituídos pela energia nuclear, com seus desperdícios ra-dioativos de vida longa e nocivos. Em 2050, o aquecimento da atmosfera e a mudança climática resultante desses aspec-tos ocorreram conforme muitos cientistas do clima haviam projetado nos anos 1990. Entretanto, a ameaça de mudança climática começava a diminuir, à medida que o uso de recur-sos de energia mais limpos e os esforços para reduzir os des-perdícios de energia tornaram-se uma regra.

Em 2060, os agricultores que produziam a maior parte dos alimentos do mundo passaram a adotar práticas agrícolas que ajudaram a conservar a água e a renovar os solos degra-dados. Além disso, a população humana atingiu um pico de cerca de 8 bilhões em 2040, em vez dos previstos 9,6 bilhões, e começou a diminuir lentamente.

Em 2060, Emily e Michael foram envolvidos por um grande sentimento de orgulho ao saberem que eles, a filha e muitos outros contribuíram para que as gerações futuras pudessem viver de forma mais sustentável neste maravilhoso planeta que é a nossa única casa.

Sustentabilidade é a capacidade dos sistemas naturais da Terra e sistemas culturais do ser humano de sobreviver às mudanças ambientais, desenvolver-se nelas e adaptar-se a essas condições em um futuro de longo prazo. É sobre pes-soas preocupadas em deixar um mundo melhor para as próxi-mas gerações. E esse é o tema geral deste livro, em que des-crevemos os problemas ambientais enfrentados e exploramos as possíveis soluções. Nosso objetivo é apresentar a você uma visão realista e esperançosa do que poderia ser.

Figura 1.1 Os pais – como Emily e Michael em nossa visão fictícia de um possível mundo em 2060 – estão ensinando aos filhos aspectos sobre os problemas ambientais do mundo (à esquerda) e ajudando-os a aproveitar as maravilhas da natureza (à direita). O objetivo deles é ensinar os filhos a cuidar da Terra, na esperança de deixar um mundo melhor para as futuras gerações.

Mos

tovy

l Ser

gii I

gore

vich

/Shu

tters

tock

.com

Colin

Haw

kins

/Get

ty Im

ages


6 Links: ESTUDODE

CASO

refere-se ao estudo refere-se ao tema de BOASNOTÍCIAS

refere-se às boas notícias sobre de caso principal.

ENSU

ST

TABI LD

AE

DI

sustentabilidade do livro. os desafios ambientais que enfrentamos.

A ciência ambiental é um estudo das conexões na naturezaO ambiente é tudo ao redor de nós ou, como afirmou o físico Albert Einsten, “O ambiente é tudo aquilo que não sou”. Isso inclui as coisas vivas e inanimadas (ar, água e energia) com as quais interagimos em uma rede comple-xa de relações que nos conectam uns aos outros e com o mundo em que vivemos.

Apesar dos nossos muitos avanços científicos e tec-nológicos, somos totalmente dependentes do ambiente para ter ar e água limpos, comida, abrigo, energia e tudo mais de que precisamos para nos manter vivos e sau-dáveis. Como resultado, somos parte, e não estamos à parte, do restante da natureza.

Este livro didático é uma introdução à ciência am-biental, um estudo interdisciplinar de como os seres hu-

Principais questões e conceitos*

manos interagem com as partes vivas e inanimadas do ambiente. O livro integra as informações e ideias das ciências naturais (como biologia, química e geologia), sociais (como geografia, economia e ciências políticas) e humanas (como filosofia e ética). Os três objetivos da ciência ambiental são (1) aprender como a vida na Terra sobreviveu e prosperou, (2) entender como interagimos com o ambiente e (3) encontrar formas de lidar com os problemas ambientais e viver de forma mais sustentável.

O componente principal da ciência ambiental é a ecologia, ciência biológica que estuda como os orga-nismos, ou seres vivos, interagem uns com os outros e com o ambiente em que vivem. Cada organismo é um membro de determinada espécie, tem uma configura-ção única de características que o distingue de outros or-ganismos e se reproduz sexualmente, o que permite se acasalar e produzir descendentes férteis.

1.1 Quais são os três princípios da sustentabilidade?CONCEITO 1 . 1A Para se sustentar, a natureza tem contado, há bilhões de anos, com a energia solar, a biodiversidade e os ciclos de nutrientes.

CONCEITO 1 . 1B A vida e as economias do ser humano dependem da energia do Sol e de fontes e serviços naturais (capital natural ) forne-cidos pela Terra.

1.2 Como são as nossas pegadas ecológicas** que afetam a Terra?CONCEITO 1 .2 Conforme nossas pegadas ecológicas crescem, esgotamos e degradamos mais o capital natural da Terra.

Observação: Os Suplementos 2, 4 e 6 podem ser usados com este capítulo.*Este é um livro centrado no conceito, com cada seção principal de cada capítulo construída em torno de um ou dois conceitos principais derivados das ciências naturais ou sociais. As questões e os conceitos principais são resumidos no começo de cada capítulo. Você pode usar esse resumo como uma pré-visualização e como uma revisão das ideias principais de cada capítulo.

1.3 Por que temos problemas ambientais?CONCEITO 1 .3A As principais causas dos problemas ambientais são o crescimento populacional, o uso de recursos devastadores e insus-tentáveis e a pobreza. Nesse contexto, não inserimos os custos ambien-tais nocivos relacionados ao uso de recursos nos preços de produtos e serviços no mercado.CONCEITO 1 .3B Nossa visão de mundo ambiental desempenha um papel principal ao determinar se vivemos de forma não sustentável ou mais sustentável.

1.4 O que é uma sociedade sustentável do ponto de vista ambiental?CONCEITO 1 .4 Viver de forma sustentável significa viver fora do rendimento natural da Terra, sem esgotar ou degradar o capital natural que o fornece.

** N. R. T.: Expressão proposta por Wackernagel e Rees (1996) que representa um instrumento contabilizador do fluxo de matéria e energia que entram em um sis-tema econômico e saem dele, convertendo-os em área correspondente do planeta Terra, diretamente relacionados ao desenvolvimento sustentável e ao uso racional e equitativo dos recursos naturais.Wackernagel, M.; Rees, W. E. Our ecological foot-print: Reducing Human Impact on the Earth. Gabriola Press. New Society Publishing, B. C., 1996.

Sozinho no espaço, sozinho nos seus sistemas de suporte à vida, alimentado por energias inconcebíveis, intermediando-as para nós pelos ajustes mais delicados, geniosos, improváveis, imprevisíveis,

mas nutritivos, estimulantes e enriquecedores no mais alto nível – esse não é um lar precioso para nós? Não é digno de nosso amor?

BARBARA WARD E RENÉ DUBOS

1.1 Quais são os três princípios da sustentabilidade?

CONCEITO 1.1A Para se sustentar, a natureza tem contado, há bilhões de anos, com a energia solar, a biodiversidade e os ciclos de nutrientes.

CONCEITO 1.1B A vida e as economias do ser humano dependem da energia do Sol e de fontes e serviços naturais (capital natural) fornecidos pela Terra.

▲▲


PROBLEMAS AMBIENTAIS, SUAS CAUSAS E A SUSTENTABILIDADE 7

O principal foco da ecologia é o estudo dos ecossis-temas. Um ecossistema é um conjunto de organismos em uma área definida ou volume que interagem entre si e com o ambiente de matéria inanimada e energia. Por exemplo, um ecossistema de florestas é composto de plantas (especialmente árvores), animais e principal-mente de microrganismos pequenos, que decompõem a matéria orgânica morta e reciclam as substâncias quími-cas, tudo em interação com a energia solar e os produtos químicos do ar, da floresta, da água e do solo.

Não devemos confundir ciência ambiental e ecologia com ambientalismo, um movimento social dedicado a proteger os sistemas de suporte à vida para todas as for-mas de vida. O ambientalismo é mais praticado em áreas políticas e éticas que no domínio da ciência.

As estratégias de sobrevivência da natureza seguem os três princípios da sustentabilidadeA natureza tem lidado com mudanças significantes nas condições ambientais da Terra desde que a vida apareceu pela primeira vez, há cerca de 3,5 bilhões de anos. Por isso, os especialistas em ambiente dizem que, quando en-frentamos uma mudança climática que se torna um pro-blema para nós ou para outras espécies, deveríamos co-meçar a entender como a natureza tem lidado com essas mudanças e tentar imitar as soluções que ela apresenta.

Em nosso estudo de ciência ambiental, a questão mais importante é a seguinte: “Como a variedade in-crível de vida na Terra sustenta-se há pelo menos 3,5 bilhões de anos em face das mudanças catastróficas nas condições ambientais?”. Essas mudanças tiveram várias causas, incluindo o impacto de meteoritos gigantes na Terra, eras de gelo por milhares de anos e longos perío-dos de aquecimento, durante os quais o gelo que derre-tia aumentava os níveis do mar em centenas de metros.

Nossas espécies existem há cerca de 200 mil anos – menos do que um piscar de olhos com relação aos bi-lhões de anos que a vida existe na Terra. Denominamo--nos Homo sapiens sapiens (do latim “homem sábio”). Em razão de nosso cérebro grande e complexo, e da nossa capacidade de fala, somos espécies muito inteligentes. Em apenas algumas centenas de anos, aprendemos a con-trolar a maior parte da Terra para suportar as nossas ne-cessidades básicas e desejos de rápido crescimento. No entanto, continuamos a ser vistos como a espécie sábia que dizemos ser. Segundo especialistas, uma espécie que degrada o próprio sistema em que vive não pode ser con-siderada sábia.

Nossa pesquisa nos leva a acreditar que, ante as drás-ticas mudanças climáticas, há três grandes temas basea-dos na ciência para a sustentabilidade de longo prazo da vida neste planeta: energia solar, biodiversidade e ciclagem química, conforme resumido a seguir e na Figura 1.2 (Conceito 1.1A). Em outras palavras, devemos contar com o Sol, promover muitas opções para a vida e mini-mizar o desperdício. Essas poderosas e simples ideias formam os três princípios da sustentabili-dade ou lições da natureza que usaremos ao longo

ENS

US T

TABILD

AE

DI

deste livro para nos guiar e viver de forma mais susten-tável e caminhar em direção a um futuro mais sustentá-vel, como definimos no Estudo de caso principal* que abre este capítulo.

• Confiança na energia solar: O Sol aquece o planeta e fornece energia que as plantas utilizam para produzir nutrientes ou outros produtos quí-micos necessários para a vida, para si mesmas, para nós e para a maioria dos animais. A energia contida na radiação do Sol é chamada energia solar. Sem isso, a vida como a conhecemos não existiria. O Sol também controla as formas indiretas de energia solar, como o vento e a água corrente, que não existiriam sem a energia solar e que podemos usar para produ-zir eletricidade.

• Biodiversidade (abreviação de diversidade biológica): Refere-se à surpreendente variedade de organismos, aos sistemas naturais em que estes habitam e com os quais interagem (como desertos, pradarias, florestas e oceanos) e aos serviços naturais que esses organis-mos e sistemas de vida fornecem sem cobrar (como a renovação da camada superior do solo que forma a camada superior da crosta terrestre, o controle de pragas e a purificação do ar e da água). As relações de alimentação e outras interações entre as espécies também fornecem controle populacional que limita o tamanho da população final de qualquer espécie. A biodiversidade também fornece incontáveis formas de vida que se adaptam às mudanças das condições ambientais. Sem ela, as principais formas de vida te-riam sumido há muito tempo.

• Ciclagem química: Também conhecida como cicla-gem de nutrientes, é a circulação de produtos quí-micos provenientes do ambiente (a maioria do solo e da água) por meio dos organismos vivos, os quais, quando morrem, constituem matéria orgânica morta que é decomposta por microrganismos. Esse processo devolve ao ambiente os nutrientes que são necessá-rios para a vida. Os processos naturais mantêm esse ciclo em andamento, e a Terra não recebe novas fon-tes desses produtos químicos. Assim, para a vida se sustentar, esses produtos químicos podem completar esse ciclo indefinidamente. Sem a ciclagem de pro-dutos químicos, não haveria ar, água, solo, comida e vida. Isso também significa que há pouco desperdício na natureza, diferentemente do mundo dos seres hu-manos, porque os resíduos dos organismos se tornam as matérias-primas nutrientes para outros organis-mos.

A sustentabilidade tem alguns componentes principaisA sustentabilidade, o tema central deste livro, tem vários componentes críticos que usamos como subtemas. Um desses componentes é o capital natural – os recursos e

* Costumamos usar o “Estudo de caso principal” como tema para conectar e integrar a maioria do material em cada capítulo. O logo indica essas conexões.

ESTUDODE

CASO



serviços naturais que mantêm a nossa e outras espécies vivas e que dão suporte às nossas economias (Figura 1.3).

Recursos naturais são materiais e energia contidos na natureza que são essenciais ou úteis para os humanos. Muitas vezes, são classificados como recursos renováveis (como ar, água, solo, plantas e vento) ou não renová-veis (como cobre, petróleo e carvão). Serviços naturais referem-se a processos disponíveis na natureza como puri-ficação do ar e renovação da camada superior do solo, que dão suporte à vida e às economias do ser humano.

Um serviço natural vital é a ciclagem de nutrientes (Figura 1.4). Um componente importante de ciclagem de nutrientes é a camada superior do solo – um recurso natural vital que fornece alimentos ao homem e às ou-tras espécies terrestres. Sem a ciclagem de nutrientes na camada superior do solo, a vida como a conhecemos não existiria na Terra. Assim, consideramos a ciclagem de

nutrientes a base para um dos três princípios de sustenta-bilidade.

O capital natural é suportado pela energia do Sol – outro dos princípios de sustentabilidade (Figura 1.3). Assim, nossa vida e economias dependem da energia do Sol e dos recursos e serviços naturais (capital natural) fornecidos pela Terra (Conceito 1.1B).

O segundo conceito de sustentabilidade, e outro sub-tema deste capítulo, está relacionado ao fato de reconhe-cer que muitas das atividades humanas podem degradar o capital natural, sobretudo quando utilizam recursos que se renovam muito mais rápido do que a natureza pode restaurá-los, o que sobrecarrega os sistemas naturais com poluição e resíduos. Por exemplo, em algumas par-tes do mundo, estamos limpando florestas maduras mais rápido do que elas podem crescer e erodindo a camada

ENS

US T

TABILD

AE

DI

Energia solar

Ciclagem química BiodiversidadeFigura 1.2 Os três princípios da sustentabilidade: Nós obtivemos esses três princípios de sustentabilidade interconectados com base no aprendizado sobre como a natureza tem sustentado uma grande variedade de vida na Terra por, no mínimo, 3,5 bilhões de anos, apesar das mudanças drásticas nas condições ambientais (Conceito 1.1A).



superior do solo mais rápido do que a natureza pode renová-lo. Também estamos carregando alguns rios, la-gos e oceanos com produtos químicos e resíduos animais mais rápido do que esses corpos de água conseguem se renovar.

Esses fatores nos levam a um terceiro componente da sustentabilidade: soluções. Embora os cientistas am-bientais busquem soluções para problemas como a de-gradação insustentável das florestas e outras formas de capital natural, o trabalho deles restringe-se a encontrar soluções científicas; aquelas de caráter político dependem de processos políticos. Por exemplo, uma solução cientí-

fica para os problemas de esgotamento de florestas pode ser a interrupção da queima ou do corte da diversidade biológica, aperfeiçoar as florestas e permitir que a na-tureza as restitua. A solução científica para o problema da poluição dos rios pode ser evitar o descarregamento excessivo de produtos químicos e resíduos nas correntes e permitir que elas se recuperem naturalmente. Porém, para implementar essas soluções, os governos provavel-mente teriam de criar e aplicar leis e regulamentações.

Muitas vezes, a busca por soluções envolve confli-tos. Por exemplo, quando um cientista argumenta que, para proteger a floresta natural em terras públicas, é

Figura 1.3 Esses recursos naturais principais (azul) e serviços naturais (laranja) dão suporte à vida da Terra e às economias humanas e sustentam-nas (Conceito 1.1A).

Capital natural = recursos naturais + serviços naturais

Capital natural

Ar

Purificação do ar

Controle climático

Proteção UV (camada de ozônio)

Renovação do solo Produção de alimento

Purificação da água

Tratamento da água

Água

Solo Terra

Vida (biodiversidade)

Minerais não renováveis

(ferro e areia)

Energia não renovável (combustíveis fósseis)

Energia renovável

(Sol, vento e fluxos de água)

Reciclagem de nutrientes

Controle populacional

Controle de pragas

Energia solar

Gás naturalÓleo

Camada de carvão

Recursos naturais

Serviços naturais



necessário preservar a importante diversidade de plantas e animais, a empresa madeireira interessada em cortar as árvores de determinada floresta pode protestar. Lidar com conflitos desse tipo envolve, às vezes, estabelecer trade-offs ou compromissos, outro componente da sus-tentabilidade. Por exemplo, a empresa madeireira pode ser persuadida a plantar uma fazenda de árvores, que consiste em fileiras de uma espécie de árvore de cresci-mento rápido, em uma área que já tenha sido devastada ou degradada, em vez de cortar as árvores em uma flo-resta natural diversificada. Em troca, o governo pode dar à empresa o subsídio para plantar a fazenda de árvores.

A mudança em direção à sustentabilidade ambiental deve ter como base os conceitos científicos e os resulta-dos que são amplamente aceitos por especialistas em um campo particular, conforme será abordado mais detalha-damente no Capítulo 2. Quando se faz essa mudança, é imprescindível considerar a importância dos indivíduos – outro subtema deste livro. A mudança da sociedade na direção da sustentabilidade depende das ações dos indivíduos (Estudo de caso principal), o que deve começar pelas escolhas diárias que todos nós fazemos. Portanto, a sustentabilidade começa em níveis pessoais e locais.

Alguns recursos são renováveis e outros nãoDo ponto de vista do homem, um recurso é qualquer coisa obtida do ambiente para atender a nossas necessi-dades e nossos desejos. Alguns recursos, como a energia

ESTUDODE

CASO

solar, o ar limpo, solo fértil e as plantas sel-vagens comestíveis, estão diretamente dis-poníveis para uso. Outros recursos, como petróleo, ferro, água subterrânea e culturas cultivadas, tornam-se úteis para nós ape-nas com algum esforço e engenhosidade tecnológica. Por exemplo, o petróleo era meramente um fluido oleoso misterioso até aprendermos a encontrá-lo e extraí-lo e convertê-lo em gasolina, óleo para aqueci-mento e outros produtos comercializáveis.

A energia solar é chamada recurso perpétuo porque seu fornecimento é con-tínuo, e há a expectativa de que ele dure, no mínimo, 6 bilhões de anos, quando o Sol completar o seu ciclo de vida. Como a natureza leva de vários dias a centenas de anos para reconstituir-se, os recursos re-nováveis são possíveis por meio de proces-sos naturais, uma vez que não os usemos mais rápido do que a natureza pode reno-vá-los. Inclusive alguns exemplos desses recursos: florestas, pradarias, populações de peixe, água fresca, ar fresco e solo fér-til. A taxa mais elevada na qual um recurso renovável pode ser usado indefinidamente sem reduzir seu suprimento disponível é chamada rendimento sustentável.

Na crosta terrestre, os recursos não re-nováveis existem em uma quantidade ou estoque fixo. Em uma escala de tempo de milhões a bilhões de anos, os processos geológicos podem renovar tais recursos. No entanto, na escala de tempo muito mais curta dos seres humanos, de centenas a milhares de anos, esses recursos podem ser esgotados muito mais rápido do que são formados. Esses estoques esgotáveis incluem recur-sos de energia (como carvão e petróleo), minerais metálicos (como cobre e alumínio) e minerais não metálicos (como sal e areia).

Uma vez esgotados esses recursos, a engenhosidade humana pode muitas vezes encontrar substitutos. No entanto, às vezes não há substituto aceitável ou acessível para um recurso.

Podemos reciclar ou reusar alguns recursos não reno-váveis, como cobre e alumínio, para aumentar os supri-mentos. O reúso é a prática de usar um recurso repetidas vezes na mesma forma. Por exemplo, podemos coletar, lavar e encher novamente garrafas de vidro muitas vezes (veja Foto 1 no Sumário). A reciclagem envolve a coleta de materiais de resíduos e o processamento destes em no-vos materiais. Por exemplo, podemos esmagar e derreter alumínio descartado para fazer novas latas de alumínio ou outros produtos de alumínio. O reúso e a reciclagem são duas formas de viver de forma mais sustentável, se-guindo um dos três princípios da sustentabilidade (Figura 1.2). No entanto, não podemos reciclar ou reusar os recursos de energia como petróleo e carvão. Depois de queimados, a energia concen-trada não estará mais disponível.

A reciclagem de recursos metálicos não renováveis con-some muito menos energia, água e outros recursos, além

ENS

US T

TABILD

AE

DI

Figura 1.4 Ciclagem de nutrientes: nesse importante serviço natural, os produtos químicos necessários são reciclados pelos organismos a partir do ambiente (a maioria do solo e da água). Depois desse processo, os produtos químicos voltam para o ambiente.

Matéria orgânica

em animais

Decomposição

Matéria orgânica

morta

Material orgânico

em plantas

Material inorgânico

no solo



de gerar muito menos poluição e degradação ambiental do que a exploração de recursos metálicos virgens. A reutiliza-ção desses recursos tem um impacto ambiental menor do que a reciclagem. Com base no ponto de vista ambiental e sustentável, as prioridades para o uso sustentável de recur-sos não renováveis como metais e plásticos devem ser: re-duzir (usar menos), reutilizar e reciclar. De acordo com al-guns cientistas ambientais, já sabemos como reutilizar ou reciclar de 80% a 90% do metal não renovável e dos recursos plásticos que usamos.

Os países adotam procedimentos diferentes quanto ao uso de recurso e à prevenção do impacto ambientalA Organização das Nações Unidas (ONU) classifica os países do mundo como mais desenvolvidos economi-

BOASNOTÍCIAS

camente ou menos desenvolvidos, com base sobretudo na renda per capita. Na lista dos países mais desenvol-vidos e de alta renda, estão Estados Unidos, Canadá, Japão, Austrália, Nova Zelândia e a maioria dos países europeus. Os países mais desenvolvidos têm 18% da po-pulação do mundo, usam aproximadamente 88% dos recursos e produzem cerca de 75% da poluição e resí-duos mundiais, de acordo com os dados da ONU e do Banco Mundial.

Todas as outras nações, em que 82% das pessoas do mundo vivem, são classificadas como países menos de-senvolvidos, a maioria deles na África, Ásia e América Latina. Alguns desses países são de renda média e moderada-mente desenvolvidos, como China, Índia, Brasil, Tailândia e México. Congo, Haiti, Nigéria e Nicarágua são países de baixa renda e estão abaixo da linha de desenvolvimento. A Figura 6 do Suplemento 6 é um mapa dos países de rendas altas, superior, inferior e baixa.

1.2 Como são as nossas pegadas ecológicas que afetam a Terra?

CONCEITO 1.2 Conforme nossas pegadas ecológicas crescem, esgotamos e degradamos mais o capital natural da Terra.

▲

Vivemos de forma insustentávelA má notícia é que, de acordo com as evidências, vive-mos de forma insustentável, pois desperdiçamos, esgo-

tamos e degradamos o capital natural da Terra em ritmo acelerado. Esse processo é denominado degradação ambiental (veja Figura 1.5). Também chamamos esse processo de degradação do capital natural.

Degradação dos recursos naturais normalmente renováveis

Degradação do capital natural

Figura 1.5 Exemplos de degradação de recursos naturais e serviços em partes do mundo, a maioria como resultado da população crescente e do aumento de taxas de uso de recurso por pessoa.

Redução das florestas

Poluição do ar

Mudança climática

Erosão do solo

Esgotamento dos aquíferos

Diminuição dos hábitats da vida selvagem

Extinção de espécies

Declínio das pescas oceânicas

Poluição da água



Em muitas partes do mundo, observam-se claramente a redução das florestas renováveis, o aumento dos deser-tos, a erosão do solo e a substituição das lavouras por am-bientes suburbanos. Além disso, verificam-se o aqueci-mento da atmosfera inferior, o derretimento das geleiras, o aumento do nível do mar e das inundações, as secas, o mau tempo e o aumento de incêndios em florestas em al-gumas áreas. Em algumas regiões, os rios estão secando, as coletas de muitas espécies de peixe estão caindo acen-tuadamente e os recifes de corais estão desaparecendo. As espécies estão se tornando extintas pelo menos 100 vezes mais rápido que nos tempos pré-humanos, e as ta-xas de extinção devem aumentar, no mínimo, mil vezes mais rápido durante este século.

Em 2005, a ONU lançou a Avaliação Ecossistêmica do Milênio, um estudo de quatro anos realizado por 1.360 especialistas de 95 países. De acordo com esse estudo, as atividades humanas têm degradado cerca de 60% dos serviços ecossistêmicos ou naturais da Terra (Figura 1.3, boxes laranja), principalmente a partir de 1950. No resu-mo desse estudo, a ONU adverte que “a atividade huma-na está pressionando as funções naturais da Terra, e a capacidade dos ecossistemas do planeta para sustentar as gerações futuras já não pode ser dada como certa”.

A boa notícia, também incluída no relatório da ONU, é que há soluções para esses problemas, as quais podem ser implementadas em poucas décadas, de modo que se faça a transição para um futuro mais sustentável dentro de sua vida útil (Estudo de caso principal), como você apren-derá ao ler este livro.

A poluição provém de várias fontesUm grande problema ambiental é a poluição, que é a contaminação do ambiente por meio de produtos quími-cos ou outros agentes, como ruído ou calor, a um nível que é nocivo para a saúde, sobrevivência ou atividades dos seres humanos ou outros organismos. As substâncias

BOASNOTÍCIAS

ESTUDODE

CASO

de poluição ou poluentes podem entrar no ambiente na-turalmente, como a partir de erupções vulcânicas ou por meio das atividades humanas, como a queima de carvão e gasolina e o despejo de produtos químicos em rios e oceanos. Em alta concentração suficiente no ar, na água ou em nossos corpos, quase todo produto químico pode causar danos e ser classificado como um poluente.

Os poluentes que produzimos vêm de dois tipos de fonte. As fontes pontuais são únicas e identificáveis, como a chaminé de uma usina de queima de carvão ou de uma indústria (Figura 1.6), o cano de esgoto de uma fábrica ou o escapamento de um automóvel. Por sua vez, as fontes não pontuais estão dispersas e, com frequência, são difíceis de identificar, como os pesticidas soprados da terra para o ar e o escoamento de fertili-zantes, pesticidas e lixo da terra em rios e lagos (Figura 1.7). É muito mais fácil e barato identificar e controlar a poluição de fontes pontuais que de fontes não pontuais amplamente dispersas.

Tentamos lidar com a poluição de duas formas muito diferentes. Um método é a limpeza da poluição, que envolve limpar ou diluir poluentes depois de tê-los pro-duzido. O outro método é a prevenção da poluição, que reduz ou elimina a produção de poluentes.

Até agora, temos usado mais a limpeza da poluição. Os cientistas ambientais identificaram três problemas com essa abordagem. Primeiro, a limpeza é apenas uma correção temporária, uma vez que os níveis de poluição e consumo de recursos crescem sem melhorias compen-sadoras na tecnologia de controle de poluição.

Segundo, a limpeza às vezes remove um poluente de uma parte do ambiente para causar poluição em outro. Por exemplo, podemos coletar lixo, mas ele, em seguida, é queimado (o que pode causar poluição do ar e deixar cinzas tóxicas que devem ser colocadas em algum lugar), despejado sobre a terra (o que pode causar poluição da água por meio de escoamento ou infiltração nas águas subterrâneas) ou enterrado (o que pode causar poluição no solo e nas águas subterrâneas).

Ray

Pfor

tner

/Pet

er A

rnol

d, In

c.

Igor

Jan

dric

/Shu

tters

tock

.com

Figura 1.6 Poluição de fonte pontual provocada por uma fábrica de celulose do Estado de Nova York, nos Estados Unidos.

Figura 1.7 Lixo oriundo de uma grande área de terra e exemplo de poluição da água de fonte não pontual.



Terceiro, uma vez que os poluentes ficam dispersos no ambiente em níveis nocivos, geralmente custa muito caro reduzi-los a níveis aceitáveis.

Muitos cientistas ambientais e economistas nos im-pelem a colocar mais ênfase na prevenção porque fun-ciona melhor e, no longo prazo, é mais barata do que a limpeza. A prevenção da poluição é outro aspecto prin-cipal para um futuro mais sustentável (Estudo de caso principal).

Tragédia dos comuns: superexploração dos recursos renováveis compartilhadosAlguns recursos renováveis podem ser usados por quase todas as pessoas, como a atmosfera, o oceano e os peixes.

Muitos recursos renováveis de acesso aberto foram ambientalmente degradados. Em 1968, o biólogo Garrett Hardin (1915-2003) chamou essa degradação de tragédia dos comuns. Isso ocorre porque cada indivíduo utiliza um recurso comumente compartilhado ou de acesso aberto: “Se você não usar esse recurso, alguém usará. O pouco que uso ou poluo não é suficiente para fazer diferença, e esses recursos são renováveis”.

Quando o número de usuários é pequeno, a lógica funciona. No entanto, o efeito acumulado de muitas pes-soas tentando explorar um recurso de acesso livre aca-ba por esgotá-lo ou arruiná-lo. Então, ninguém poderá beneficiar-se dele. Essa é a tragédia.

Há duas maneiras principais de lidar com esse difí-cil problema. Uma delas é utilizar um recurso renovável compartilhado em uma taxa bem abaixo de seu ren-dimento sustentável estimado, ou seja, usar menos do recurso, regular o acesso a ele ou adotar os dois proce-dimentos. Por exemplo, os governos podem estabelecer leis e regulamentações para limitar as coletas anuais de várias espécies de peixes do oceano (o que fazemos em níveis insustentáveis) e regular a quantidade de poluição que acrescentamos à atmosfera ou aos oceanos.

A outra forma é transferir os recursos renováveis de acesso aberto para a propriedade privada. Esse argumento parte da premissa de que, se você é dono de alguma coisa, tem mais chances de protegê-la. Isso soa bem, mas essa abordagem não é prática para recursos abertos de acesso global, como a atmosfera e os oceanos, que não podem ser divididos e vendidos como propriedade privada.

Pegadas ecológicas: nossos impactos ambientaisAbastecer as pessoas com recursos naturais resulta em resíduos e poluição. Podemos pensar nisso como uma pegada ecológica – a quantidade de terra produtiva biologicamente e a água necessária para abastecer uma pessoa ou um país com recursos renováveis que precisa absorver e reciclar os resíduos e a poluição produzidos pelo uso desses recursos. (Com o propósito de medir os impactos ambientais, os desenvolvedores dessa ferra-menta se concentram nos recursos renováveis, embora o uso de recursos não renováveis também contribua para

ESTUDODE

CASO

as mudanças no ambiente). A pegada ecológica per ca-pita é a média de pegada ecológica de um indivíduo em um país ou área.

Se a pegada ecológica de um país (ou do mundo) for maior que a sua capacidade biológica atual para reconsti-tuir os recursos renováveis e absorver os resíduos e a po-luição resultantes, isso será considerado déficit ecológico. Em outras palavras, as pessoas vivem de forma insusten-tável, pois esgotam o capital natural, em vez de utiliza-rem o suprimento renovável ou o rendimento fornecido por esse capital. Em 2008, a World Wildlife Fund (WWF) e a Global Footprint Network estimaram que a pegada ecológica global da humanidade excedeu a capacidade ecológica atual da Terra de suportar os humanos e outras formas de vida indefinidamente em, no mínimo, 30% (Figura 1.8, inferior) e em 88% nos Estados Unidos.

Em outras palavras, a humanidade está vivendo insus-tentavelmente. De acordo com o modelo de pegada ecoló-gica, para sustentar indefinidamente a população atual do mundo e o uso de recurso renovável médio por pessoa e descartar os resíduos resultantes e a poluição, precisaría-mos do equivalente a 1,3 planeta Terra. E, se continuar-mos a utilizar os recursos renováveis e se mantivermos o crescimento populacional por meio da tecnologia existen-te, precisaremos, em 2035, de dois planetas Terra.

De acordo com esse modelo, serão necessários apro-ximadamente cinco planetas Terra para que toda a po-pulação mundial possa alcançar o nível atual dos Esta-dos Unidos de uso por pessoa de recursos renováveis por meio da tecnologia existente. Em outras palavras, se todos consumirem os recursos renováveis como a média norte-americana faz hoje, a Terra poderá suportar inde-finidamente cerca de 1,3 bilhão de pessoas, e não os 7 bilhões atuais. (No Anexo 6, veja a Figura 2, que ilustra o mapa das pegadas ecológicas humanas no mundo, e a Figura 5, que apresenta o mapa dos países que são deve-dores ou credores ecológicos.)

Os dados de pegada ecológica são estimativas imper-feitas. Mesmo que as estimativas estejam muito altas por um fator de dois, teremos problemas se o crescimento populacional do mundo e o consumo de recursos reno-váveis se mantiverem nas taxas atuais. Para que possa-mos reduzir o tamanho de nossas pegadas ecológicas, devemos utilizar as tecnologias existentes e emergentes, além das ferramentas econômicas, para tornar as sociedades mais sustentáveis (Es-tudo de caso principal) nas próximas décadas (Figura 1.8, curva inferior).

As formas propostas para fazer isso incluem diminui-ção do crescimento populacional, diminuição do resíduo de recurso, redução drástica da pobreza e substituição de combustíveis de fósseis por fontes de energias renová-veis, conforme veremos ao longo deste livro.

IPAT: outro modelo de impacto ambientalNos anos 1970, os cientistas Paul Ehrlich e John Holdren desenvolveram um modelo simples que mostrava como o tamanho populacional (P), afluência ou consumo de recurso por pessoa (A) e os efeitos ambientais benéficos

ESTUDODE

CASO



e prejudiciais das tecnologias (T) ajudam a determinar o impacto ambiental (I) das atividades humanas – uma estimativa aproximada do quanto a humanidade está de-gradando o capital natural de que depende. Podemos re-sumir esse modelo com a equação simples I = P ´ A ´ T.

Impacto (I) = População (P) ´ Afluência (A) ´ Tecnologia (T)

A Figura 1.9 mostra a importância relativa desses três fatores em países menos desenvolvidos e mais desenvol-vidos. Enquanto o modelo de pegada ecológica enfatiza o uso de recursos renováveis, esse modelo inclui o uso per capita dos recursos renováveis e não renováveis.

Algumas formas de tecnologia, como fábricas poluen-tes, usinas de energia e carvão e veículos, que consomem gasolina elevam o impacto ambiental e aumentam o fa-tor T na equação. Mas outras tecnologias, ao reduzirem o impacto ambiental, diminuem o fator T. Os exemplos são controle de poluição e tecnologias de prevenção, tur-binas eólicas e células solares que geram eletricidade sem poluir e carros com combustível eficiente. Em outras pa-lavras, algumas formas de tecnologia são ambientalmente perigosas, e outras, ambientalmente benéficas.

Na maioria dos países menos desenvolvidos, os fato-res principais no impacto ambiental total (Figura 1.9, su-perior) são o tamanho da população e a degradação dos recursos renováveis, como o número crescente de pes-soas pobres que lutam para se manter vivas. Nos países mais desenvolvidos, as altas taxas de uso de recurso per

capita e o consequente alto nível de poluição e degrada-ção ambiental são, em geral, os fatores utilizados para de-terminar o impacto ambiental geral (Figura 1.9, inferior).

■ ESTUDO DE CASO

Novos consumidores ricos da ChinaMais de 1 bilhão de consumidores muito ricos, a maioria vivendo em países mais desenvolvidos, têm pressionado intensamente o capital natural renovável potencial da Terra e os recursos não renováveis. Além disso, mais de meio bilhão de consumidores têm atingido a classe mé-dia e adotado o estilo de vida oriundo desse novo status. A renda descartável dessa população é de, no mínimo, $ 3.000 anuais. Em 20 países, como China, Índia, Indo-nésia, Brasil, Coreia do Sul e México, a classe média tem se desenvolvido rapidamente. Na China, Índia e Indoné-sia, o número de consumidores de classe média está se aproximando dos 600 milhões, quase duas vezes o ta-manho atual da população dos Estados Unidos. Há uma expectativa de que esse número alcance o patamar de 945 milhões até 2015, e a China terá cerca de dois terços desses novos consumidores da nova classe média.

A China possui a maior população do mundo e a se-gunda maior economia. É o principal consumidor mundial de trigo, arroz, carne, carvão, fertilizantes, aço, cimento e óleo. A China também lidera o consumo mundial de pro-

Pegada ecológica total (milhões de hectares) e compartilhamento da capacidade biológica global (%)

Pegada ecológica

Pegada projetada

Vida não sustentável

Vida sustentável

2.810 (25%)

Núm

ero

de p

lane

tas

Ter

ra

0

Ano

1961 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

1,5

2,0

1,0

0,5

Estados Unidos

União Europeia

China

Índia

Japão

2.160 (19%)

2.050 (18%)

780 (7%)

540 (5%)

Pegada ecológica per capita (hectares por pessoa)

9,7Estados Unidos

União Europeia

China

Índia

Japão

4,7

1,6

0,8

4,8

2,5

Figura 1.8 Uso do capital natural e degradação: esses gráficos mostram as pegadas ecológicas totais e per capita de alguns países (superior). Em 2008, a pegada ecológica estimada, total ou global, da humanidade era, no mínimo, 30% maior que a capacidade ecológica da Terra (inferior), e há a expectativa de que seja duas vezes a capacidade ecológica do planeta até 2035. Pergunta: Se estamos vivendo além da capacidade renovável da Terra, por que a população humana e o consumo de recurso per capita ainda crescem rapidamente? (Dados da Worldwide Fund for Nature, Global Footprint Network, Living Planet Report 2008.)



dutos como televisores, celulares e refrigeradores. Cons-truiu o maior edifício do mundo, o trem mais rápido e a maior barragem. Produziu mais turbinas eólicas do que qualquer outro país e, em breve, se tornará a maior pro-dutora do mundo de células solares. Até 2015, o país deve ser o maior produtor e consumidor de carros do mundo, a maioria deles com combustível mais eficiente do que aqueles produzidos nos Estados Unidos e na Europa.

Entretanto, após vinte anos de industrialização, a China agora tem dois terços das cidades mais poluídas do mundo. Alguns dos seus principais rios estão sufocados com resíduos e poluição, e algumas áreas de seu litoral são basicamente desprovidas de peixes e outros frutos do mar. Uma nuvem maciça de poluição do ar, amplamente gerada na China, afeta outros países asiáticos, o Oceano Pacífico e a Costa Oeste da América do Norte.

Países menos desenvolvidos

População (P)Consumo por pessoa

(afluência, A)Impacto tecnológico por unidade de consumo (T)

Impacto ambiental da população (I)

Países mais desenvolvidos

Figura 1.9 Conexões: esse modelo simples demonstra como os fatores tamanho da população, afluência (uso de recurso por pessoa) e tecnologia ajudam a determinar os impactos ambientais das populações em países menos desenvolvidos (superior) e países mais desenvolvidos (inferior).

1.3 Por que temos problemas ambientais?

CONCEITO 1.3A As principais causas dos problemas ambientais são o crescimento populacional, o uso de recursos devastadores e insustentáveis e a pobreza. Nesse contexto, não inserimos os custos ambientais nocivos relacionados ao uso de recursos nos preços de produtos e serviços no mercado.

CONCEITO 1.3B Nossa visão de mundo ambiental desempenha um papel principal ao determinar se vivemos de forma não sustentável ou mais sustentável.

▲▲

Especialistas identificaram quatro causas básicas de problemas ambientaisDe acordo com cientistas ambientais e sociais, as princi-pais causas de problemas ambientais que enfrentamos são (1) crescimento populacional, (2) uso de recursos que geram desperdício e é insustentável, (3) pobreza e (4) não inclusão, nos preços de mercado, dos custos am-bientais nocivos relacionados ao uso de recurso de pro-dutos e serviços (Figura 1.10).

Abordaremos todas essas causas detalhadamente nos próximos capítulos deste livro. A seguir, apresentamos um resumo geral delas.

A população humana cresce rapidamenteO crescimento exponencial ocorre quando uma quantidade como a população humana aumenta em uma porcentagem fixa por unidade de tempo, como 2% ao ano. O crescimento exponencial começa lentamente.


isbn 13 978-85-221-1865-6isbn 10 85-221-1865-5

7 8 8 5 2 2 1 1 8 6 5 69

outras obras

CiênCia ambiental

CiênCia ambiental

CiênCia am

biental



Tradução da 14a edição

norte-americana


G. Tyler M

iller e Scott E. Spoolm

an

O objetivo desta edição é ajudar os leitores a atingir três objetivos: primeiro, entender os fundamentos científicos de como a vida na Terra sobreviveu e prosperou; segundo, usar este fundamento científico para ajudá-los a entender os inúmeros problemas ambientais que encara-mos e a avaliar as possíveis soluções para eles; e terceiro, inspirar os outros a fazer a diferença em como se tratar a Terra, que dá suporte à nossa vida e às economias e, assim, como tratamos a nós mesmos e nossos descendentes.

Para alcançar esses objetivos, apresentamos nossa visão da Terra, os problemas ambientais que encaramos, e algumas possíveis soluções para eles por meio das lentes da sustentabilidade.

Aplicações: livro indicado para os cursos de Ciências Biológicas, Ciências Biomédicas, Engenharia Ambiental, Engenharia Florestal, Engenharia de Biossistemas, Medicina Veterinária, Agronomia, Zootecnia , Gestão Am-biental, Biotecnologia, Geologia, Geografia, Bioenergia, Meio Ambiente e Recursos Hídricos nas disciplinas ecologia de populações, ecologia de comunidades, ecologia geral e aplicada, ecossistemas, educação ambiental, biogeografia, as plantas e a sociedade, evolução de ecossis-temas, evolução das populações, evolução das comunidades, ambiente e sociedade.

EDUCAÇÃO AMBIENTAL NA FORMAÇÃO DO ADMINISTRADORJosé Carlos Barbieri e Dirceu da Silva

INTRODUÇÃO À ENGENHARIA AMBIENTALTradução da 2a edição norte-americanaP. Aarne Vesilind e Susan M. Morgan

ECONOMIA AMBIENTALJanet M. Thomas e Scott J. Callan

ECOLOGIA E SUSTENTABILIDADETradução da 6a edição norte-americanaG. Tyler Miller e Scott E. Spoolman

FUNDAMENTOS DE ECOLOGIAEugene P. Odum e Gary W. Barrett

Para suas soluções de curso e aprendizado, visite www.cengage.com.br

Trilha é uma solução digital, com plataforma de acesso em português, que disponibiliza ferramentas multimídia para uma nova estratégia de ensino e aprendizagem.


cpa_CIENCIAAMBIENTAL_26mm.indd 1 6/22/15 4:17 PM

ciência ambiental - tradução da 14ª edição norte-americana

Documents