Associations between extreme climate events and land-use changes in the Doce River Basin, MG: climate change projections.

Abstract

A Bacia do Rio Doce (BRD), no sudeste do Brasil, enfrenta crescentes pressões das mudanças climáticas e do uso da terra. Este estudo integra três investigações interligadas, com uma abordagem que articula as dinâmicas hidroclimáticas e do uso da terra, com ênfase na identificação das regiões mais vulneráveis a eventos extremos de chuva e temperatura. As etapas incluem: (i) análise da influência da ZCAS na variabilidade hidroclimática; (ii) avaliação do uso da terra em cenários futuros; e (iii) resposta da vegetação via coerência wavelet, fornecendo subsídios ao planejamento territorial da bacia. Os resultados mostraram que a ZCAS é o principal modulador da variabilidade hidroclimática na BRD. A análise evidenciou que o uso de médias espaciais da ZCAS tende a mascarar variações relevantes na distribuição das chuvas. Assim, propôs-se uma avaliação baseada em padrões geográficos distintos (Norte, Centro e Sul), permitindo identificar áreas com maior exposição a eventos extremos. Os padrões Norte e Central estão associados aos maiores acumulados de precipitação (≥ 18 mm/dia) nas regiões norte, noroeste e parte do oeste da bacia, afetando as sub-bacias dos rios Suaçuí, Santo Antônio, Caratinga e Piracicaba. Já o padrão Sul concentrou os maiores acumulados no setor meridional, com destaque para a sub-bacia do Piranga. Os padrões Norte e Central apresentaram maior ocorrência de inundações durante episódios de eventos extremos associados à ZCAS, com limiares de precipitação definidos em ≥ 43 mm/dia nas regiões Norte e Central, e ≥ 23 mm/dia no Sul. Esses limiares contribuem para o aprimoramento de sistemas de alerta precoce. A modelagem das mudanças no uso e cobertura da terra (LULC) reforçou os resultados obtidos na análise da ZCAS, ao indicar que as áreas previamente identificadas como vulneráveis, localizadas nas regiões Norte, Noroeste, Sudoeste e Sul da BRD, tendem a sofrer transformações significativas no curto (2030), médio (2050) e longo prazo (2080). As projeções do modelo LULC, combinadas com os IAMs, mostram que, no cenário RCP4.5, a cobertura de floresta nativa deve ocupar 28,76% da área da bacia até 2030, com uma redução estimada entre -0,21% e -0,52% até 2080. Simultaneamente, as áreas agrícolas tendem a se expandir de 0,31% a 0,78%. No cenário RCP8.5, prevê-se uma redução mais acentuada da floresta nativa (-4,88%) e um crescimento significativo das áreas agrícolas (+6,04%). As projeções dos modelos Eta-MIROC e Eta-CanESM2 corroboraram essas tendências, indicando aumentos de 2 °C a 3 °C na temperatura média (TG e TG90p), maior frequência de dias secos (CDD > 50 dias), intercalados com eventos de chuvas intensas mais frequentes (RX1day e RX5day), e redução da precipitação total (PRCPTOT). Nessas áreas identificadas com redução da floresta nativa e aumento da agropecuária, a vegetação está respondendo de forma mais rápida a eventos de seca, com respostas entre 2 e 4 meses (SPI_1, SPI_3 e SPI_6), do que a eventos extremos de chuva, cuja resposta ocorreu entre 8 e 16 meses. Isso sugere que, em um contexto de mudanças climáticas, os impactos da degradação podem se manifestar mais rapidamente do que os processos de recuperação da cobertura vegetal.