Recursos Hídricos

José Galizia Tundisi
Instituto Internacional de Ecologia
São Carlos-SP



Introdução
A água é essencial à vida e todos os organismos vivos no planeta Terra dependem da água para sua sobrevivência. O planeta Terra é o único planeta do sistema solar que tem água nos três estados (sólido, líquido e gasoso), e as mudanças de estado físico da água no ciclo hidrológico são fundamentais e influenciam os processos biogeoquímicos nos ecossistemas terrestres e aquáticos. Somente 3% da água do planeta está disponível como água doce. Destes 3%, cerca de 75% estão congelados nas calotas polares, em estado sólido, 10% estão confinados nos aqüíferos e, portanto, a disponibilidade dos recursos hídricos no estado líquido é de aproximadamente 15% destes 3%. A água, portanto, é um recurso extremamente reduzido. O suprimento de água doce de boa qualidade é essencial para o desenvolvimento econômico, para a qualidade de vida das populações humanas e para a sustentabilidade dos ciclos no planeta.
A água nutre as florestas, mantêm a produção agrícola, mantêm a biodiversidade nos sistemas terrestres e aquáticos. Portanto, os recursos hídricos superficiais e os recursos hídricos subterrâneos são recursos estratégicos para o homem e todas as plantas e animais.
O ciclo hidrológico é o princípio unificador fundamental referente à água no planeta, sua disponibilidade e distribuição. O ciclo hidrológico opera em função da energia solar que produz evaporação dos oceanos e dos efeitos dos ventos, que transportam vapor d’água acumulado para os continentes. A velocidade do ciclo hidrológico variou de uma era geológica a outra, bem como a proporção de águas doces e águas marinhas.
As características do ciclo hidrológico não são homogêneas, daí a distribuição desigual da água no planeta. Há 26 países com escassez de água e pelo menos 4 países (Kuwait, Emirados Árabes Unidos, Ilhas Bahamas, Faixa de Gaza – território palestino) com extrema escassez de água (entre 10 e 66 m3/habitante). A Tabela I mostra os balanços hídricos por continente e a Tabela II o balanço hídrico das principais bacias hidrográficas do Brasil.

Tabela I – Balanço Hídrico de águas superficiais por continente [1]

Continente
Precipitação (Km3/ano)
Evaporação (Km3/ano)
Drenagem (Km3/ano)
Europa
8,290
5,320
2,970
Ásia
32,200
18,100
14,100
África
22,300
17,700
4,600
América do Norte
18,300
10,100
8,180
América do Sul
28,400
16,200
12,200
Austrália/Oceania
7,080
4,570
2,510
Antártica
2,310
0
2,310
Total
118,880
71,990
46,870


Tabela II - Balanço hídrico das principais bacias hidrográficas do Brasil [2]

Bacia Hidrográfica
Área (Km2)
Média da
Precipitação
(m3/s)
Média de descarga
(m3/s)
Evapotransp
(m3/s)
Descarga/
Precipitação
(%)
Amazônica
6.112.000
493.191
202.000
291.491
41
Tocantins
57.000
42.387
11.300
31.087
27
Atlântico Norte
242.000
16.388
6.000
10.388
37
Atlântico Nordeste
787.000
27.981
3.130
24.851
11
São Francisco
634.000
19.829
3.040
16.789
15
Atlântico Leste Norte
242.000
7.78
670
7.114
9
Atlântico Leste Sul
303.000
11.79
3.710
8.081
31
Paraná
877.000
39.935
11.200
28.735
28
Paraguai
368.000
16.326
1.340
14.986
8
Uruguai
178.000
9.589
4.040
5.549
42
Atlântico Sul
224.000
10.515
4.570
5.949
43
Brasil incluindo Bacia Amazônica
10.724.000
696.020
251.000
445.020
36


O Brasil tem aproximadamente 16% das águas doces do planeta, distribuídas desigualmente. A Figura 1 mostra a distribuição dos recursos hídricos superficiais do Brasil em relação à distribuição da população.

Figura 1 – Regiões hidrográficas do Brasil e distribuição da população [3]

Água – desenvolvimento econômico e estimativas do uso dos recursos hídricos
Sempre houve grande dependência dos recursos hídricos para o desenvolvimento econômico. A água funciona como fator de desenvolvimento, pois ela é utilizada para inúmeros usos diretamente relacionados com a economia (regional, nacional e internacional). Os usos mais comuns e freqüentes dos recursos hídricos são: água para uso doméstico, irrigação, uso industrial e hidroeletricidade. De 1900 a 2000, o uso total da água no planeta aumentou dez vezes (de 500 km3/ano para aproximadamente 5.000 Km3/ano) (Figura 2). Os usos múltiplos da água aceleram-se em todas as regiões, continentes e países. Estes usos múltiplos aumentam à medida que as atividades econômicas se diversificam e as necessidades de água aumentam para atingir níveis de sustentação compatíveis com as pressões da sociedade de consumo, a produção industrial e agrícola.

Figura 2 – Tendências no consumo global de água, 1900-2000 [4]


A Tabela III mostra a retirada de água “per capita” para diferentes continentes por atividade (para o ano 2000) [5]

Região
Doméstico
m3/ano
Industrial
m3/ano
Agricultura
m3/ano
Perdas em
reservatórios
m3/ano
Europa
150
400
185
10
União Soviética
120
500
1.310
70
Ásia
75
150
5.585
25
África
50
100
400
85
América do Norte
260
2.000
1.050
110
América do Sul
20
200
190
35
Oceania
110
700
750
150
         


A Tabela IV mostra as projeções para os usos múltiplos da água retiradas para usos diversos até 2015 [6]

Setor
2015
(sem reuso industrial)
km3/ano
2015
(com reuso industrial)
km3/ano
Doméstico
890
890
Industrial
4,100
1,145
Agricultura
5,850
5,850
Total
10,884

7,885


A urbanização acelerada em todo o planeta produz inúmeras alterações no ciclo hidrológico e aumenta enormemente as demandas para grandes volumes de água, aumentando também os custos do tratamento, a necessidade de mais energia para distribuição de água e a pressão sobre os mananciais.
À medida que aumenta o desenvolvimento econômico e a renda per capita, aumenta a pressão sobre os recursos hídricos superficiais e subterrâneos. As estimativas e projeções sobre os usos futuros dos recursos hídricos variam bastante, em função de análises de tendências diversificadas, algumas baseadas em projeções dos usos atuais, outras em função de re-avaliações dos usos atuais e introdução de medidas de economia da água, tais como, re-uso e medidas legais para diminuir os usos e o consumo e evitar desperdício, ou a cobrança pelo uso da água e o princípio do poluidor-pagador.

A Tabela V mostra algumas das estimativas dos usos da água para o futuro até o ano de 2025.

Autor / ano
Ano para o qual o cenário foi avaliado
Uso global da água (Km3/ano)
L’Vovich (uso convencional, 1974) [7]
2.000
12.270
De Mare (1976) [5]
2.000
5.605
Shiklomanov (1998) [8]
2.025
4.089
Shiklomanov (1998) [8]
2.025
4.867
Gleick (visão sustentável, 1997) [9]
2.025
4.270
Raskin et al. (com reformas legislativas e políticas no uso) (1997) [10]
2.050

3.899


Os impactos nos recursos hídricos
Os impactos quantitativos nos recursos hídricos são crescentes e produzem grandes alterações nos estoques de águas superficiais e subterrâneas. Há casos muito evidentes de uso excessivo de recursos hídricos superficiais que resultaram na redução quantitativa acentuada e em desastres de grandes proporções. Exemplos disto são os problemas referentes ao Mar de Aral [11, 12], à cidade do México [13] e a muitas outras regiões do planeta, especialmente regiões urbanas.
Além dos impactos quantitativos, há muitos outros impactos na qualidade da águas superficiais e subterrâneas que comprometem os usos múltiplos e aumentam as pressões econômicas regionais e locais sobre os recursos hídricos. Estes impactos estão descritos na Tabela VI.

Tabela VI – Impactos das atividades humanas nos ecossistemas aquáticos e valores/serviços dos recursos hídricos em risco.
Atividade Humana Impacto nos ecossistemas aquáticos Valores/serviços em risco
Construção de represas. Altera o fluxo dos rios e o transporte de nutrientes e sedimento e interfere na migração e reprodução de peixes. Altera habitats e a pesca comercial e esportiva.Altera os deltas e suas economias.
Construção de diques e canais. Destrói a conexão do rio com as áreas inundáveis. Afeta a fertilidade natural das várzeas e os controles das enchentes.
Alteração do canal natural dos rios. Danifica ecologicamente os rios. Modifica os fluxos dos rios. Afeta os habitats e a pesca comercial e esportiva. Afeta a produção de hidroeletricidade e transporte.
Drenagem de áreas alagadas. Elimina um componente-chave dos ecossistemas aquáticos. Perda de biodiversidade. Perda de funções naturais de filtragem e reciclagem de nutrientes. Perda de habitats para peixes e aves aquáticas.
Desmatamento do solo. Altera padrões de drenagem, inibe a recarga natural dos aqüíferos, aumenta a sedimentação. Altera a qualidade e a quantidade da água, pesca comercial, biodiversidade e controle de enchentes.
Poluição não controlada. Diminui a qualidade da água. Altera o suprimento de água. Aumenta os custos de tratamento. Altera a pesca comercial. Diminui a biodiversidade. Afeta a saúde humana.
Remoção excessiva de biomassa. Diminui os recursos vivos e a biodiversidade. Altera a pesca comercial e esportiva. Diminui a biodiversidade. Altera os ciclos naturais dos organismos.
Introdução de espécies exóticas. Elimina espécies nativas. Altera ciclos de nutrientes e ciclos biológicos. Perda de habitats e alteração da pesca comercial. Perda da biodiversidade natural e estoques genéticos.
Poluentes do ar (chuva ácida) e metais pesados. Altera a composição química de rios e lagos. Altera a pesca comercial. Afeta a biota aquática. Afeta a recreação. Afeta a saúde humana. Afeta a agricultura.
Mudanças globais no clima. Afeta drasticamente o volume dos recursos hídricos. Altera padrões de distribuição de precipitação e evaporação. Afeta o suprimento de água, transporte, produção de energia elétrica, produção agrícola e pesca e aumenta enchentes e fluxo de água em rios.
Crescimento da população e padrões gerais do consumo humano. Aumenta a pressão para construção de hidroelétricas e aumenta a poluição da água e a acidificação de lagos e rios. Altera os ciclos hidrológicos. Afeta praticamente todas as atividades econômicas que dependem dos serviços dos ecossistemas aquáticos.
Diversas fontes. Consolidado por Tundisi [12].

O aumento e a diversificação dos usos múltiplos, o extenso grau de urbanização e o aumento populacional resultaram em uma multiplicidade de impactos que exigem evidentemente diferentes tipos de avaliação, novas tecnologias de monitoramento e avanços tecnológicos no tratamento e gestão das águas. Este último tópico tem fundamental importância no futuro dos recursos hídricos, pois como já descrito anteriormente, os cenários de uso aumentando e excessivo estão relacionados com uma continuidade das políticas no uso e gestão pouco evoluída conceitualmente e tecnologicamente.
Os resultados de todos estes impactos são muito severos para as populações humanas, afetando todos os aspectos da vida diária das pessoas, a economia regional e nacional e a saúde humana. Estas conseqüências podem ser resumidas em:
. Degradação da qualidade da água superficial e subterrânea.
. Aumento das doenças de veiculação hídrica e impactos na saúde humana.
. Diminuição da água disponível per capita.
. Aumento no custo da produção de alimentos.
. Impedimento ao desenvolvimento industrial e agrícola e comprometimento dos usos múltiplos.
. Aumento dos custos de tratamento de água.
Além destes impactos produzidos pelas atividades humanas, deve-se também considerar que as mudanças globais em curso poderão afetar drasticamente os recursos hídricos do planeta. Estas mudanças globais, em parte resultantes da aceleração dos ciclos biogeoquímicos e contribuição de gases de efeito estufa para a atmosfera, também poderão interferir nas características do ciclo hidrológico, afetar a temperatura das águas superficiais de lagos, rios e represas, alterar a evapotranspiração e produzir impactos diversos na biodiversidade. Estas mudanças globais poderão ter efeitos na agricultura, na distribuição da vegetação e conseqüentemente poderão alterar a quantidade e qualidade dos recursos hídricos.
Um dos importantes problemas relativos aos impactos dos usos múltiplos e a sua quantificação está na distribuição compartilhada dos recursos hídricos nas bacias internacionais.
Há 19 bacias hidrográficas internacionais cujos recursos hídricos são compartilhados por 5 ou mais países. A bacia do Rio Danúbio, por exemplo, hoje é resultado dos usos por 17 países (eram 12 em 1978). Estas bacias internacionais geram grande número de problemas políticos complexos, resultantes da disputa pelos recursos hídricos e usos múltiplos por diferentes países. Conflitos internacionais com disputa pelos recursos hídricos são resultado de animosidades religiosas, disputas ideológicas, problemas fronteiriços e competição econômica [14]. À medida que ocorre uma percepção cada vez mais acentuada sobre os recursos hídricos e seu valor econômico e social, mais acirrada se torna a disputa por recursos hídricos internacionais (Tabela VII).

Tabela VII - Número de bacias internacionais por Continente

Continente
Nações Unidas [15]
Wolf et al. [16]
África
57
60
América do Norte e Central
33
39
América do Sul
36
38
Ásia
40
53
Europa
48
71
Total
214

261


Problemas especiais referentes aos usos de recursos hídricos
Água e produção de alimentos
O desenvolvimento socialmente justo de todo o planeta deve promover a distribuição e o suprimento adequado de alimento para todos os habitantes do planeta. A avaliação adequada dos recursos hídricos necessários para duplicar a produção de alimentos ainda não foi feita. Quais as fontes principais de água disponíveis para produzir alimento, por região ou continente? Ainda não há uma definição muito clara sobre este problema, especialmente em continentes como a América do Sul e África.
Grande parte da expansão na produção de alimentos foi conseguida, principalmente, pelo aumento da área irrigada, especialmente na Ásia e particularmente na Índia.
A produção agrícola depende da irrigação, da precipitação natural e da água produzida por aqüíferos subterrâneos utilizada para irrigação. A utilização de água para irrigação era de 2.500 Km3 em 1999. Sem essa água utilizada para irrigação, a produção agrícola mundial estaria muito abaixo da produção atual.
É fundamental o investimento em novas técnicas de irrigação para melhorar o uso da água e economizar recursos hídricos de forma adequada, nos diferentes continentes. Evidentemente, estes usos de água dependem do tipo de solo e do clima, do tipo de cultura e das características do ciclo hidrológico local ou regional. A água requerida para produzir dietas básicas com base em necessidades regionais varia de um mínimo de 640m3/pessoa/ano para a África sub-sahariana, até um máximo de 1.830 m3/pessoa/ano para o continente norte-americano. Na América Latina estes números são da ordem de 1.000m3/pessoa/ano.
Estes dados incluem água de irrigação e águas de precipitação natural. Os requerimentos de água para produção de várias culturas e tipos de alimento variam enormemente. Por exemplo, para produção de 1Kg de trigo são necessários 900 a 2000 Kg de água e para produção de 1Kg de carne bovina são necessários 15.000 a 70.000 Kg de água. Custos do alimento estão relacionados com os custos da irrigação e o volume de água utilizado na produção.

Água para as regiões urbanas
O crescimento exponencial da população humana promoveu uma enorme demanda sobre os recursos hídricos, aumentando significativamente a necessidade de grandes volumes de água para suprir as populações urbanas adequadamente sem causar danos à saúde pública. A urbanização avançou sobre os mananciais e deteriorou as fontes de suprimentos superficiais e subterrâneas. Os custos do tratamento de água para produção de água potável atingem altos valores especialmente se os mananciais estão desprotegidos de florestas riparias e cobertura vegetal suficiente nas bacias hidrográficas e se as águas subterrâneas estão contaminadas. Estes custos variam de R$ 0,50 a R$ 80,00 ou R$ 100,00 dependendo da região, época do ano e da fonte. De grande preocupação é a toxicidade dos mananciais, o que pode aumentar os riscos à saúde humana e agravar problemas principalmente de toxicidade crônica. Regiões urbanas produzem grandes volumes de águas residuárias de origem doméstica, esgotos não tratados que degradam rios e lagos próximos e elevam os custos do tratamento. No Brasil somente 20% dos esgotos municipais são tratados, produzindo um vasto processo de eutrofização de rios, represas e lagos naturais e águas costeiras.

Água e Saúde Humana
Existem muitas informações sobre os efeitos dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos deteriorados sobre a saúde humana. Há diversas doenças de veiculação hídrica que são conseqüências de organismos que tem um ciclo de vida de alguma forma relacionado com águas estagnadas, rios, represas, estuários ou lagos. Estas doenças, em Continentes como América Latina, África e no Sudoeste da Ásia, matam mais pessoas que todas as outras doenças em conjunto [17]. As doenças que atingem os seres humanos a partir da água poluída podem resultar de contaminação em águas não tratadas (esgotos domésticos) por contribuição de pessoas e animais infectados, animais em regiões de intensa atividade pecuária (galo, aves, suínos) ou por animais silvestres. As doenças de veiculação hídrica aumentam de intensidade e distribuição em regiões com alta concentração populacional, por exemplo, em zonas periurbanas metropolitanas, e com o aumento de despejos de atividades industriais, especialmente aqueles provenientes das indústrias de processamento da matéria orgânica (carne, laticínios, cana de açúcar). Fatores adicionais de contaminação são os rios urbanos de pequeno porte, com águas contaminadas e não tratadas que podem funcionar como pólo de dispersão de doenças de veiculação hídrica direta ou indiretamente. A eutrofização de sistemas continentais e costeiros também é causa de contaminação e aumento de doenças.
Inabilidade e mortes prematuras produzidas por doenças de veiculação hídrica têm como conseqüência muitas perdas econômicas, efeitos de curto e longo prazo.

Valoração dos Recursos Hídricos
Os ecossistemas apresentam funções que podem ser qualificadas de “serviços” e benefícios à população humana e a outras espécies. Por exemplo, a produção de alimentos, a reciclagem de nitrogênio e fósforo pelos ecossistemas aquáticos, a produção de alimento e o suprimento de água para abastecimento público, podem ser considerados “serviços” proporcionados pelos recursos hídricos. Esta valorização pode ser feita em função do “capital natural” que pode ser a biodiversidade ou funcionamento de uma área alagada como promotor do saneamento. Os estoques de recursos hídricos superficiais ou subterrâneos podem ser considerados um capital que é crítico ao funcionamento do planeta, contribuindo para o bem estar e a melhor qualidade de vida da população [18]. O conjunto de serviços proporcionados pelos recursos hídricos é de aproximadamente U$ 1700 x109 por ano (para uma área de 200x106 hectares de rios e lagos).
Esta valoração está ainda nos estágios iniciais, uma vez que a dimensão completa de todos os “serviços” é difícil e complexa e há enormes diferenças regionais e locais nesses valores.
Valores recreacionais, estéticos e custos do tratamento natural variam bastante. Esforços precisam ser definidos para avaliações locais, de diferentes ecossistemas aquáticos, de águas superficiais e recursos hídricos subterrâneos. Entretanto, esta valoração é fundamental para definir inclusive os custos de preservação e da recuperação e como compreensão para antecipar impactos. É fundamental avaliar os custos dos impactos sobre o capital natural e os “serviços” proporcionados por este capital.

O futuro dos recursos hídricos
Recursos Hídricos representam um estoque de recursos fundamental para a manutenção da vida no planeta Terra e também para o funcionamento dos ciclos e funções naturais. Recursos Hídricos beneficiam direta ou indiretamente a população humana, principalmente se levarmos em conta os vários benefícios promovidos para o bem estar da população humana e para a sobrevivência de organismos.
Uma nova ética é necessária para enfrentar a escassez de recursos hídricos no futuro e para tratar este recurso como um componente fundamental dos ciclos do planeta Terra.
Além desta nova ética que compreende uma visão mais ampla do recurso, que inclui valores estéticos e culturais, é necessário um conjunto de alterações conceituais na gestão, como a descentralização da gestão, implantando os comitês de bacias hidrográficas, desenvolvendo mecanismos de integração institucional e ampliando a capacidade preditiva do sistema. A gestão ambiental e especialmente a gestão dos recursos hídricos no século 20 foi dirigida essencialmente para uma ação setorial (pesca, hidroeletricidade, navegação), em nível local (rio, lago, represa, água subterrânea) e de resposta a crises. No século 21 esta gestão deverá sofrer uma transição para uma gestão integrada (usos múltiplos), em nível de ecossistema (bacia hidrográfica) e preditiva (ou seja, capacidade de antecipação de problemas, desastres e impactos). Isto implica também em avanços tecnológicos essenciais: monitoramento avançado em tempo real, treinamento de gerentes de recursos hídricos com visão integrada e integradora, capacidade de análise ecológica e modelagem matemática e construção de cenários adequados com avaliação de tendências, impactos e análises de risco.
Acima de tudo, o futuro dos recursos hídricos depende de uma integração entre o conhecimento (diagnóstico, banco de dados, sistemas de informação) ou seja, dados biogeofísicos e a sócio economia regional, incluindo-se as tendências e a construção de cenários.
Para evitar desperdícios, economizar água, melhorar os custos do tratamento e desenvolver arcabouços legais e institucionais é necessário considerar o conjunto de recursos hídricos – águas continentais superficiais, águas subterrâneas, águas costeiras e sua sustentabilidade no espaço e tempo incluindo valores estéticos, segurança coletiva, oportunidades culturais, segurança ambiental, oportunidades recreacionais, oportunidades educacionais, liberdade e segurança individual [12, 19].

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