Luiz Adriano Maia Cordeiro Eng.Agr., D.S., Pesquisador, Embrapa Sede

Departamento de Transferência de Tecnologia (DTT)

Conceitos e Impactos do Aquecimento

Global e das Mudanças Climáticas na

Agricultura

Efeito “natural” do aprisionamento de parte da radiação

solar (calor) na atmosfera pelos Gases de Efeito Estufa

(GEE): permite temperatura média de 15oC (mantém a vida!)

Acredita-se que o homem aumentou o efeito estufa de

forma “não-natural” ao emitir mais GEE provocando

Aquecimento Global, ou seja, o aumento de temperatura em

todo o planeta Terra.

Isto pode gerar Mudanças no Clima.

Efeito Estufa, Aquecimento Global e Mudanças

Climáticas

Temperatura média = 15 ºC

Temperatura máxima: 50 oC

Temperatura mínima: - 90 oC

Efeito estufa “natural”

Homo sapiens sapiens

Homo industrialis

Século XIX

Aquecimento Global

Natural Antrópico

Mudança Climática Global

T média = 15+ T ºC Temperatura média = 15 ºC

• Dióxido de Carbono (CO2): proveniente da queima de

combustíveis fósseis (geração de energia elétrica, transporte e

indústrias); queimadas florestais ou agrícolas, e, preparo e

revolvimento do solo agrícola.

• Metano (CH4): produzido pela atividade agrícola,

principalmente em lavouras de arroz e na criação de gado (por

causa dos gases produzidos quando eles ruminam) e pela

decomposição do lixo.

• Óxido Nitroso (N2O): proveniente de indústrias de fertilizantes

químicos, queimadas e uso de combustíveis fósseis.

• Outros: PFC, SF6, (CFC, HFC), ...

Principais Gases de Efeito Estufa (GEE)

Gás Atmosférico % ppm

Nitrogênio 78,08 780.000,0

Oxigênio 20,95 209.460,0

Argônio 0,93 9.340,0

Dióxido de carbono 0,037 370,0

Neônio 0,0018 18,0

Hélio 0,00052 5,2

Metano 0,00014 1,4

Kriptônio 0,00010 1,0

Óxido nitroso 0,00003 0,3

Hidrogênio 0,00005 0,5

Ozônio 0,000007 0,07

Xenônio 0,000009 0,09

GASES DE

EFEITO

ESTUFA

CH4 CO2

N2O

Dióxido de

Carbono

64%

Metano

19%

Óxido nitroso

6%

HF6

10%

Outros

1%

84% dos GEEs são derivados do Carbono

CO2 CH4 N2O

1 23 296

1 kg CO2 = 1kg CO2eq

1 kg CH4 = 23 kg CO2eq

1 kg N2O = 296 kg CO2eq

CO2 Equivalente

Potencial de aquecimento global

(PAG ou GWP)

Equivalências

CO2 para C => dividir por 3,6667

C para CO2 => multiplicar por 3,6667

CO2 (Gás

Carbônico)2

CH4

(Metano)3

N2O (Óxido

Nitroso)3

Concentração em 1750 280 ppm 700 ppb 270 ppb

Concentração em 1998 365 ppm 1745 ppb 314 ppb

Taxa de Alteração1 1,5 ppm/ano 7,0 ppb/ano 0,8 ppb/ano

Residência na Atmosf. (anos) 50-200 12 114

Fonte: ROCHA (2003) adaptado de Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas

– IPCC (2001); Third Assesment Report - TAR - WG1 (2001).

1 Taxa calculada durante o período de 1990 a 1999.

2 ppm = partes por milhão

3 ppb = partes por bilhão

Variações nas concentrações globais dos principais GEE

devido à atividades humanas (1750 à 1998).

Curva de Keeling

Aquecimento Global é resultante

da superconcentração na

atmosfera de GEE

Emissões de GEE por

atividades humanas

CO2

76%

CH4

15% N2O

8%

3 / 4 combustíveis

fósseis 1 / 4 desmatamento

e outros

Fonte: European Space Agency (2006)

País

Emissões

GEE2 Ranking

Total

Mundial (%)

Emissões GEE

Per Capita3 Ranking China 7.234,3 (1) 19.13% 5,5 (82) EUA 6.931,4 (2) 18.33% 23,5 (9) UE (27) 5.049,2 (3) 13.35% 10,3 (43) Rússia 1.947,4 (4) 5.15% 13,6 (22) Índia 1.866,1 (5) 4.94% 1,7 (149) Japão 1.356,2 (6) 3.59% 10,6 (39) Brasil 1.011,9 (7) 2.68% 5,4 (85) Alemanha 975,2 (8) 2.58% 11,8 (28) Canadá 739,3 (9) 1.96% 22,9 (10) Reino Unido 645,3 (10) 1.71% 10,7 (38)

EMISSÕES TOTAIS DE GASES DE EFEITO ESTUFA (GEE)1 – 2005

Excluindo mudança no uso da terra e florestas

1 CO2, CH4, N2O, PFCs, HFCs, SF6. 2 Mt CO2eq 3 t CO2eq Fonte: Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) Version 7.0

(Washington. DC: World Resources Institute)

País

Emissões

GEE2 Ranking

Total

Mundial (%)

Emissões GEE

Per Capita3 Ranking China 7.187,0 (1) 16.64% 5,5 (92)

EUA 6.814,3 (2) 15.78% 23,1 (10)

UE(27) 5.049,2 (3) 11.69% 10,3 (48)

Brasil 2.841,9 (4) 6.58% 15,3 (18) Indonésia 2.041,9 (5) 4.73% 9,3 (56)

Rússia 2.005,4 (6) 4.64% 14,0 (23)

Índia 1.866,1 (7) 4.32% 1,7 (154)

Japão 1.356,2 (8) 3.14% 10,6 (44)

Alemanha 975,2 (9) 2.26% 11,8 (33)

Canadá 803,8 (10) 1.86% 24,9 (9)

EMISSÕES TOTAIS DE GASES DE EFEITO ESTUFA (GEE)1 – 2005

Incluindo mudança no uso da terra e florestas

1 CO2, CH4, N2O, PFCs, HFCs, SF6. 2 Mt CO2eq 3 t CO2eq Fonte: Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) Version 7.0

(Washington. DC: World Resources Institute)

Segunda Comunicação Nacional do Brasil à Convenção-

Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima

Fonte: MCT/FBMC (2010)

Fonte: MCT/FBMC (2010)

• Aumento de CO2 afetará a distribuição e sobrevivência de

seres vivos devido o aumento de temperatura,

particularmente, os vegetais.

• Segundo o Painel Intergovernamental sobre Mudanças

Climáticas (IPCC), no último século, a temperatura da Terra

já aumentou entre 0,8 e 1,0ºC.

• Previsão de aumento entre 1,5 ºC a 4,5 ºC até o ano 2050,

ou seja, entre 1,4 ºC a 5,8 ºC nos próximos cem anos.

Ou seja, isto poderá gerar MUDANÇAS

CLIMÁTICAS...

Efeito Estufa e Aquecimento Global = Mudanças Climáticas (?)

Fonte: IPCC (2007)

Fonte: IPCC (2007)

Anos

Co

nce

ntr

açõ

es d

e C

O2 (

pp

mv)

Te

mp

era

tura

Glo

ba

l (T

oC

)

Fonte: Climate Research Unit – University of

East Anglia – Reuno Unido (2006)

Fonte: IPCC (2007)

• Década de 1990 foi a mais quente do último milênio e o

ano de 2005 foi +0,48oC, seguido de 2003 e de 2007.

• Aumento da freqüência de furacões mais intensos;

redução na espessura da camada de gelo nos pólos;

enchentes e ondas de calor na Europa; invernos mais intensos

na Europa e Ásia; aumento do nível do mar; etc.

• Quantidade de chuvas cresceu 7% nos últimos 100 anos, e

aumento da freqüência de eventos extremos (fortes secas ou

fortes tempestades).

Exemplos de Efeitos das Mudanças Climáticas

Fonte: Marengo (2006)

• O Brasil é vulnerável às mudanças climáticas atuais e

mais ainda às que se projetam para o futuro, especialmente

quanto aos extremos climáticos.

• As áreas mais vulneráveis compreendem a Amazônia e o

Nordeste do Brasil, como mostrado em estudos recentes.

• Mudanças de Clima no Brasil: ciclones, tornados, secas

e desertificação.

Fonte: Marengo Orsini (2007); Ambrizzi et al.

(2007); Marengo Orsini et al. (2007).

Exemplos de Efeitos das Mudanças Climáticas

Tornado em Criciúma-SC Ciclone Catarina

Litoral SC

Tornado interior RS

Tornado Castro-PR Tornado Taubaté-SP

Tornado Torres-RS

Seca na Amazônia em 2005

Mapa de Ocorrência de Desertificação e Áreas de

Atenção Especial no Brasil

Impactos das Mudanças Climáticas na

Agricultura

AGRICULTURA AMEAÇADA

1. Aumento na concentração de CO2: elevação na atividade fotossintética

e seu efeito sobre o crescimento de plantas; mas, nem sempre com

aumento de produtividade (desbalanço na relação fonte-dreno) e maior

consumo hídrico.

2. Aumento da temperatura do ar e do solo: incremento na produtividade

de plantas C4 mas depende das relações hídricas concomitantes;

aumento da evapotranspiração (esvaziando reservatório solo); redução

do ciclo culturas (acelera senescência); aumento das taxas respiratórios

(temperatura noturna); mudança da dinâmica de pragas e doenças.

3. Aumento de secas e chuvas torrenciais (extremos pluviométricos):

atrasos no plantio e perda de calendários; falhas na

germinação/emergência e estabelecimento de lavouras; déficits hídricos

nas fases vegetativas e reprodutivas; chuvas erosivas e erosão;

encharcamento do solo; altera química, física e biologia do solo; aumento

de plantas daninhas; chuvas excessivas na colheita.

Produto Unidade 2008/2009 2019/20201 Variação (%)

Soja Milhões t 57.97 81.95 43.55

Milho Milhões t 50.97 70.12 37.57

Trigo Milhões t 5.67 7.07 24.70

Feijão Milhões t 3.48 4.27 22.61

Arroz Milhões t 12.73 14.02 11.72

Algodão Milhões t 1.19 2.01 68.19

Laranja Milhões t 18.54 21.06 13.55

Cana-de-açúcar2 Milhões t 696.44 893.00 28.22

Etanol Bilhões L 27.67 62.91 127.33

Carne Bovina3 Milhões t 7.83 9.92 26.76

Rebanho Bovino4 Milhões 202,287,19 - -

Produção Agrícola Brasileira: 2008/09 to 2019/20

Fonte: Ministério da Agricultura - AGE/MAPA (2010); IBGE-SIDRA (2010). 1 Projeções. 2 Para produzir açúcar, etanol e outros. 3 Carcaça-equivalent e. 4 2008.

Produtos Participação

Mercado Mundial1

Produção Exportações

2008/09 2018/19 2008/09 2018/19

Açúcar 41% 1º 1º 1º 1º

Café 28% 1º s/d 1º s/d

Suco Laranja 82% 1º s/d 1º 1º

Soja 37% 2º 2º 2º 1º

Carne Bovina 27% 2º 2º 1º 1º

Etanol - 2º 2º 1º 1º

Frango 39% 3º 3º 1º 1º

Milho 6% 3º 3º 3º 3º

Carne Suína 11% 4º 4º 4º 2º

Fonte: USDA, FAPRI e Ministério da Agricultura (MAPA). s/d = sem dados 1 2008/2009.

Posição da Agricultura Brasileira: 2008/09 - 2018/19

Culturas Produção atual

Valor da produção

Área atual

Cenário B2 - % de variação em relação à área ou produção atual

Cenário A2 - % de variação em relação à área ou produção atual

(toneladas) (R$1.000) (km2) 2020 2050 2070 2020 2050 2070

Algodão 2.898.721 2.831.274 4.029.507 -11,04 -14,17 -15,71 -11,07 -14,40 -16,12 Arroz 11.526.685 4.305.559 4.168.806 -08,56 -12,53 -14,31 -09,70 -12,32 -14,19 Café 2.573.368 9.310.493 395.976 -06,75 -18,32 -27,61 -9,48 -17,15 -33,01

Cana 457.245.516 16.969.188 619.422 170,93 146,77 143,42 159,76 138,58 118,18 Feijão 3.457.744 3.557.632 4.137.837 -04,35 -10,01 -12,75 - 4,36 -10,21 - 13,30 Girassol ----- ------- 4.440.650 -14,10 -16,63 -18,25 -14,16 -16,47 -18,17 Mandioca 26.639.013 4.373.156 5.169.601 -02,51 07,29 16,61 -03,15 13,48 21,26 Milho 42.661.677 9.955.266 4.381.791 -12,17 -15,13 -16,98 -11,98 -15,18 -17,28 Soja 52.454.640. 18.470.711 2.790.265 -21,62 -29,66 -34,86 -23,59 -34,15 -41,39

Aquecimento Global e a Nova Geografia

da Produção Agrícola no Brasil (2008)

Cenário A2 – pessimista, descreve um mundo com uma população crescendo continuamente, assim como as emissões dos

gases-estufa. temperatura média da Terra deve aumentar entre 2°C e 5,4ºC até 2100.

Cenário B2 – otimista, mundo com ênfase em soluções locais para sustentabilidade econômica, social e ambiental. População

aumenta continuamente, mas em um ritmo menor que no A2. temperatura deve variar entre 1,4°C e 3,8ºC em 2100.

Fonte: Assad et al. (2008)

Cultura: Soja / Cenário A2

Ano - 2010

Fonte: Assad et al. (2008)

Cultura: Soja / Cenário A2

Ano - 2070

Fonte: Assad et al. (2004)

AGRICULTURA AMEAÇADA

Fonte: Assad et al. (2007)

Riscos climáticos para plantio de soja no primeiro decênio de novembro

com 50 mm de água no solo devido a aumentos de temperatura

Impactos do aumento de temperatura sobre as culturas do

feijão e do arroz no Estado de Goiás, Brasil.

CO2

N2O CH4

CO2

N2O

CO2

N2O CH4

CO2

N2O CH4

CO2

CH4

CH4

CH4

CH4

CH4

AGRICULTURA AMEAÇA

AGRICULTURA AMIGA

Mitigação Adaptação

• Seqüestro de Carbono (vegetação,

biomassa e solos)

• Reduzir emissões de GEE

• Adoção de Sistemas Sustentáveis

• Geração de novas cultivares

(melhoramento/biotecnologia) e tecnologias

• Adaptar sistemas produtivos, comunidades

• Prever e reduzir vulnerabilidades

Refere-se a uma intervenção antropogênica

para reduzir (mitigar, minimizar, atenuar) a

própria força antropogênica no sistema

climático.

São estratégias para reduzir as fontes de

emissões de GEE e para aumentar os

sumidouros de GEE.

Fonte: IPCC

Conceito de Mitigação

Existem três maneiras de mitigação do efeito

estufa reconhecidas pelo IPCC:

1) Conservação dos estoques de Carbono existentes

(evitar ou reduzir emissões)

2) Remoção por meio da ampliação dos reservatórios de

Carbono (promover seqüestro de Carbono)

3) Substituição energética

MOS

CO2

C-palha

C-raízes

Parte aérea

A matéria orgânica do solo é o resultado

líquido da deposição de resíduos e de sua

decomposição (Greenland et al 1992).

CO2

CO2

CO2 CO2

CO2

CO2

Estoque de Carbono no Solo

Fonte: Robert Boddey (Embrapa Agrobiologia)

Refere-se a às estratégias e medidas, incluindo a definição

de prioridades e aceleração de cronogramas, necessárias

para redefinir ou adequar às atividades produtivas aos

impactos da mudança de clima.

De uma forma mais ampla alguns ajustes serão necessários

visando diminuir a vulnerabilidade dos produtores, das

comunidades rurais e dos ecossistemas, ampliando a

resiliência dos sistemas produtivos e promovendo o uso

sustentável da biodiversidade e dos recursos hídricos.

Conceito de Adaptação

Fonte: Convenção-Quadro sobre Mudanças

Climáticas (UNFCCC)

Biotecnologia e transgênicos: família de genes que codificam fatores detranscrição

denominados DREB (“Dehydration Responsive Element Binding protein”)