A água é um recurso limitado. Assim, formas eficientes de gerir e otimizar conjuntamente as reservas hídricas são essenciais para o nosso presente e futuro. Mas como pode ser estabelecido um sistema bem equilibrado? Para destacar os parâmetros relevantes, uma equipe internacional de cientistas, incluindo Stefan Thurner, do Complexity Science Hub Vienna (CSH), aplicou um método da física a um sistema em equilíbrio:as práticas centenárias de irrigação de arroz em Bali.
De acordo com seu trabalho recém publicado em Physical Review Letters , o equilíbrio atual auto-organizado ao longo dos últimos mil anos, talvez impulsionado pelos horários de plantio dos agricultores - conflitantes.

Balancear restrições conflitantes

Ao longo dos séculos, os produtores de arroz balineses tiveram que lidar com duas restrições. Por um lado, a água para irrigar os arrozais é um recurso limitado. "Intuitivamente, pode-se pensar que uma inundação não sincronizada levaria a uma distribuição de água mais justa entre os agricultores", explica o presidente do CSH, Thurner. No entanto, há também a necessidade de controlar as pragas do arroz, como insetos que podem se mover facilmente de um campo para outro. Os agricultores aprenderam com a experiência que o controle de pragas precisa da inundação sincronizada dos arrozais vizinhos.

Essas duas restrições têm efeitos opostos. “Quanto maior a área agrícola que segue o mesmo cronograma de irrigação, mais estresse hídrico aparece a partir dos ciclos de irrigação sincronizados”, diz o estudo.

Para encontrar padrões em cronogramas agrícolas sincronizados e não sincronizados, os cientistas analisaram imagens de satélite de várias regiões de cultivo de arroz em Bali de 2002 a 2015. Eles classificaram quais dos quatro padrões de plantio característicos – crescimento, colheita, inundação ou drenagem – ocorreram quando e onde . Agora eles desenvolveram uma maneira de relacionar esses padrões ao equilíbrio de tensões na agricultura balinesa.

Uma fórmula para um equilíbrio

"Apresentamos uma fórmula que explica como é realizado um equilíbrio entre estresse hídrico e estresse por pragas e como o sistema eventualmente atinge um equilíbrio", diz Thurner. "Se os estresses fossem gerenciados de forma diferente, as regiões de cultivo de arroz seriam muito diferentes do que observamos na realidade."

De acordo com o cientista da complexidade, "é um equilíbrio afiado entre diferentes estados e pode se inclinar em um ponto de inflexão ou em um ponto de transição de fase, como os físicos o chamariam".

A rapidez com que o equilíbrio aparentemente eterno pode sair do controle tornou-se aparente na década de 1970. A chamada Revolução Verde fez com que os agricultores utilizassem agrotóxicos e cultivassem seus arrozais sem o sistema tradicional de sincronização.

"No início, as colheitas aumentaram", diz Yérali Gandica, da Universidade Cergy Paris, a primeira autora do artigo. "Mas dentro de alguns anos, os agricultores relataram caos nos horários de água e uma explosão de pragas." Quando muitos arrozais em regiões mais altas foram inundados ao mesmo tempo, os agricultores com terraços mais baixos sofreram estresse hídrico. A desarmonia entre vizinhos cresceu, a cultura balinesa de harmonia social cuidadosamente mantida foi perturbada. Foi somente quando o método tradicional foi restabelecido que o equilíbrio (principalmente) retornou.

"Pode parecer uma abordagem muito teórica, mas pode ter um lado prático em outros sistemas ecológicos humanos-ambiente acoplados:pode-se relacionar padrões ambientais facilmente observáveis ​​ao equilíbrio de estresse - e, assim, detectar pontos fracos em seu gerenciamento", conclui Thurner.