Magda Lima

Dinâmica de carbono e Gases de Efeito Estufa em Sistemas de Produção Agropecuária e Florestal Brasileiros

Magda Lima – Embrapa Meio Ambiente

Workshop “Sequestro de Carbono”

Organização: Secretaria de Ciência e Tecnologia

Governo de Minas Gerais

Fevereiro, 2008 - Belo Horizonte, MG

Projeto em Rede AGROGASES

Título: Dinâmica de Carbono e Gases de Efeito Estufa em

Sistemas de Produção Agropecuária, Florestal e Agroflorestal

Brasileiros

Início: janeiro/2003

Término: dezembro/2007

Líder: Magda Aparecida de Lima – Embrapa Meio Ambiente

Objetivo geral

• Quantificar e avaliar o estoque / balanço de carbono e emissões de

gases de efeito estufa provenientes de diferentes sistemas de uso

da terra no Brasil, visando o estabelecimento de uma rede de

informações integradas que possa subsidiar a geração de

tecnologias sustentáveis e mitigadoras de gases de efeito estufa,

previsões de cenários, e o suporte à formulação de políticas

públicas.

Objetivos específicos

Criar uma rede interdisciplinar de estudos sobre a dinâmica de C e GEE

dentro da Embrapa, em conexão com instituições parceiras, organizando

competências, capacitando pessoal e otimizando o uso de recursos

financeiros.

Estabelecer um fórum de discussão e intercâmbio científico entre

especialistas na linha temática, e por meio do qual a Pesquisa e

Desenvolvimento da Embrapa tenha uma base referencial para visualizar

novos desafios.

Capacitar recursos humanos em técnicas de medição padronizadas

utilizadas no projeto, por meio de treinamentos e difusão técnico-

científica.

Objetivos específicos (cont.)

Estabelecer métodos padrão de amostragem e mensuração de estoques de

carbono e GEE em agroecossistemas e sistemas florestais e

agroflorestais.

Quantificar as emissões de GEE e o balanço de carbono em diferentes

sistemas agrícolas e florestais brasileiros.

Elaborar / atualizar inventários de emissões de GEE provenientes de atividades agropecuárias e florestais, e do estoque de carbono na biomassa e solos.

Estudar e propor práticas e tecnologias de mitigação de GEE e de absorção de carbono atmosférico.

Objetivos específicos (cont.)

Avaliar o impacto sócio-econômico de alternativas de mitigação de GEE e do acúmulo de C em sistemas agropecuários, florestais e agroflorestais, bem como a valoração não monetária dos serviços prestados pelos sistemas.

Analisar as opções e estratégias de mitigação de GEE e as oportunidades para o agronegócio quanto aos mecanismos de flexibilidade do Protocolo de Quioto.

Promover o intercâmbio da rede com instituições nacionais e estrangeiras, propiciando treinamentos e difusão de conhecimento entre as equipes do projeto.

Subsidiar políticas públicas nacionais para o desenvolvimento rural sustentável.

Agrogases NetworkCarbon Dynamics and Greenhouse Gas Emissions in Brazilian Agricultural,

Agroforestry and Forestry Systems

Project Part 1Project Management

Project Part 3Carbon Stock in Natural

Forestry / Permanent Plantations

Project Part 4Estimation of GHG in

Land Use Systems

PA 2.1.C stock and Soil Basic

Unities

PA 2.2.Brachiaria pastures

PA 2.3.Conventional

and no-tillage

systems

PA 2.5.Estability of OM in soil

and vegetal residues

PA 3.1. Tropical Primary Forest

PA 3.2. Planted forest

PA 3.3. Tradicional forests and

alternatives in Amazon region

PA 4.1.Methane

emission by ruminants

PA 4.2.Methane

emission from flooded soils

PA 4.3.N2O from agricultural areas and pastures

PA 3.4. Caatinga

PA 4.4.CO2, CH4 in

Amazon agric. sytems

PA 4.5.CO2 balance

in sugar cane crops

Project Part 5

National Inventories of GHG / Analysis of strategies to GHG mitigation under actual social economical conditions

PA 2.4.Agroforestry systems in Amazon

PA 35. Atlantic Forest

Project Part 2Soil Stock and

Dynamics

Estrutura

Instituições 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Acre Agrobiologia Agropecuária Oeste Amazônia Ocidental Amazônia Oriental Cerrados Florestas Gado de Corte Informática Instrumentação LABEX Meio Ambiente Milho e Sorgo Pantanal Pecuária Sudeste Rondônia Roraima Soja Solos Solos/Recife Trigo Arroz e Feijão INPE/CPTEC UFRJ Univ. F. Santa Maria WHRC LANL UNESP IPAM UFAC APTA/IZ ESALQ/USP INPA APTA/Pólo R. V. Paraíba APTA/ Rib. Preto IAG/USP IRGA UFRGS SPVS

Competências & Infraestrutura

1. Sítios experimentais2. Avaliação de estoque de carbono em solos3. Avaliação qualitativa da MO nos solos 4. Avaliação de estoques de carbono em biomassa aérea5. Avaliação de estoques de carbono em biomassa radicular ou macrofauna6. Avaliação de emissões de GEEs em sistemas agroflorestais sequenciais7. Avaliação de emissões de óxido nitroso em solos agrícolas e pastagens8. Avaliação de emissões de óxido nitroso em solos florestais9. Avaliação de emissões de metano em ruminantes10. Avaliação de emissões de metano em áreas inundadas11. Análise de metano por cromatografia gasosa 12. Análise de óxido nitroso por cromatografia gasosa13. Balanço de CO2 no sistema solo-planta-atmosfera14. Sensoriamento remoto15. Sistema de informação geográfica16. Modelagem de sistemas17. Estrutura de banco de dados18. Avaliação sócio-econômica 19. Análise de sistemas / informática/ internet20. Inventário de emissão de gases de efeito estufa

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4

Estoque e dinâmica de C em solos

Estoque e dinâmica de C em florestas

Fluxos de gases de efeito estufa

Estimativas de emissão de GEEs

Figura 1 - Distribuição das atividades desenvolvidas pelo Projeto emRede Agrogases

Atividades do Agrogases

Abrangência

Equipe principal

Equipe principal Unidade Função no projeto

Projeto Componente 1- Gerencial1 Magda Aparecida de Lima CNPMA Líder do Projeto2 Pedro Arraes Labex Membro

Projeto Componente 23 Ladislau Martin CNPDIA Líder PC 24 Débora Milori CNPDIA Membro5 J úlio C. Franchini dos Santos CNPSO Membro6 Paulo Salvador Wadt CNPAC Membro7 Vinicius de Melo Benites CNPS Resp. P.A.8 Pedro L. O. de A. Machado CNPAF Membro9 Elaine Cristina C. Fidalgo CNPS Membro10 Beata Emoke Madari CNPAF Membro11 Maurício Rizzato Coelho CNPS Membro12 Silvio T. Spera CNPT Membro13 Osvaldo R. Kato CPATU Resp. P.A.14 Maria do Socorro Kato CPATU Membro15 Ricardo de Oliveira Figueiredo CPATU Membro16 Robert Michael Boddey CNPAB Membro17 Segundo Urquiaga CNPAB Membro

Equipe principal (contin.)

Projeto Componente 318 Haron Xaud CPAFRR Resp. P.A.19 Maristela Ramalho Xaud CPAFRR Membro20 Cíntia R. de Souza CPAA Membro21 Roberval Monteiro B. de Lima CPAA Membro22 Helio Tonini CPAFRR Membro23 Moisés Mourão J r. CPAFRR Membro24 Edilson B.Oliveira CNPF Resp. P.A.25 Claudia M.B.F.Maia CNPF Líder PC 326 Luiz R. Graça CNPF Membro27 Vitor Hoeflich CNPF Resp. P.A.28 Maria Augusta D. Rosot CNPF Membro29 Yeda M.M. Oliveira CNPF Membro30 Renato Dedecek CNPF Membro31 Dalva Santana CNPF Membro32 Vanda Goretti CPAFRO Resp. P.A.33 Francisco das C. Leônidas CPAFRO Membro34 Luciano Accioly CNPS/Recife Resp. P.A.35 João Cordeiro CNPS/Recife Apoio36 Ademar Barros da Silva CNPS/Recife Membro37 Flávio Hugo B. Batista da Silva CNPS/Recife Membro


Projeto Componente 438 Odo Primavesi CPPSE Resp. P.A.39 Armando de Andrade Rodrigues CPPSE Membro40 Rosa T.S. Frighetto CNPMA Membro41 Dagmar Nunes CNPMA Apoio42 Melissa Baccan CNPMA Apoio43 Irene Domingos Schio CNPMA Apoio44 Maria Lucia Meirelles CPAC Resp. P.A.45 Lourival Costa Paraíba CNPMA Membro46 Eloisa Aparecida Belleza Ferreira CPAC Membro47 Edim Borges Vieira CPAC Apoio48 Inésio A. Marinho Corrêa CPAC Apoio49 Nelson de Oliveira Pais CPAC Apoio50 Valdeci de Matos Lima CPAC Apoio51 Arminda M. de Carvalho CPAC Resp. P.A.52 Osvaldo M. R. Cabral CNPMA Resp. P.A.53 Marcos Antonio V. Ligo CNPMA Membro54 Bruno R. Alves CNPAB Membro55 Cláudio R. Carvalho CPATU Líder PC 456 Tatiana Deane de Sá CPATU Membro57 Ricardo de O. Figueiredo CPATU Membro


Projeto Componente 558 Honorino Roque Rodigheri CNPF Membro59 Magda Aparecida de Lima CNPMA Lider PC 560 Luiz Gustavo Barioni CPAC Membro61 Aline de Holanda Maia CNPMA Membro62 Alfredo Luiz Barreto CNPMA Membro

Projeto Componente 2 Estoques e Balanço de Carbono no Solo

PA 2.1. Estoques de C em solos e

Unidades Básicas de Comparação

PA 2.2. Pastagens de Brachiaria na

Região dos Cerrados

PA 2.3. Sistemas de Plantio Direto: Sul

do Brasil

2.1.1. Sistematização da informação sobre estoques de carbono nos solos do Brasil

2.1.2. Estoque de C na Amazônia

2.1.3. Estoque de C nos Cerrados

2.1.4. Estoque de C no Sul do Brasil

2.2.1. Absorção e emissão de CO2 em solos sob pastagens de Brachiaria na região do Cerrado: Fazenda Boca do Lobo, Luz-MG

2.2.2. Absorção e emissão de CO2 em solos sob pastagens de Brachiaria na região do Cerrado: Fazenda Ribeirão, Chapadão do Sul-MS

2.3.1. Absorção e emissão de CO2 em solos sob plantio direto e convencional na região sul: Passo Fundo - RS

2.3.2. Absorção e emissão de CO2 em solos sob plantio direto e convencional na região sul: Cruz Alta - RS

2.3.3. Absorção e emissão de CO2 em solos sob plantio direto e convencional na região sul: Londrina - PR

PA 2.5. Estabilidade da MO em Solos e

Resíduos

2.5.1. Estabilidade de compartimentos da MO em solos com diferentes texturas e mineralogia sob vegetação nativa

2.5.2. Estabilidade de compartimentos da MOS em áreas de acúmulo de carbono

2.5.3. Decomposição de resíduos vegetais de espécies utilizadas em rotação de culturas no sistema plantio direto

2.5.4. Modelagem da dinâmica da MOS sob diferentes sistemas de manejo

PA 2.4. Sistemas Agroflorestais na

Amazonia

2.4.1. Carbono em solos de sistemas agroflorestais seqüenciais tradicionais e alternativos

2.4.2. Carbono no solo em áreas com e sem queima

2.4.3. Carbono no solo em áreas preparadas sem queima

2.4.4. Caracterização de cronosseqüencias para avaliação da fixação de carbono no solo em sistemas de uso da terra

• Líder: Ladislau Martin Neto / Débora Milori – CNPDIA• Vice-Líder: Pedro Machado – CNPAF / Vinicius Benites - CNPS

Projeto Componente 2- Estoques e Balanço de Carbono no Solo

Objetivo geral

Gerar informações para a compreensão do balanço de carbono no solo, sob diferentes sistemas de uso da terra.

Quantificar os estoques de carbono em solos brasileiros sob diferentes sistemas de uso da terra, fornecendo subsídios para a elaboração de inventários

Plano de Ação 2.1 - Estoque de carbono nos solos do Brasil sob sistemas de uso da terra das Unidades Básicas de Compartimentação nos Grandes Domínios Morfo-climáticos

Base de dados do Projeto Agrogases

• 71 publicações – Boletins de pesquisa, Relatórios técnicos, Teses

• Base de Dados SIGSOLOS + SIN

1975 perfis - 7354 horizontes

• Outras fontes (Embrapa Floresta, boletins recentes)

279 perfis - 1087 horizontes

• Todos trabalhos utilizam metodologia Embrapa 1979 e 1997

• Armazenados em ACCESS

Bases do SIGSOLOS (ACCESS)

10 bases de dados10 bases de dados

Dados inseridos na base Agrogases

Dados não inseridos na base Agrogases

Publicações repetidas(3 publicações são repetidas nas bases 7 e 10)

Inseridos na base Agrogases:

25 publicações - 885 perfis

BASE 1 – 2 publicações – 121 perfis


BASE 3 – 1 publicação – 131 perfis








Perfis de solos

Estoque nacional com base em levantamentos de solos do Brasil

• No âmbito da rede Agrogases, Fidalgo et al. (2007) estimaram o estoque de C dos solos do Brasil a partir de uma base de dados de solos SIGSOLOS (Chagas et al., 2004) que contém informações de solos para o período de 1958 a 2001.

• Conforme opção sugerida por IPCC (2006), o estudo considerou o sistema brasileiro de classificação de solos (Embrapa, 1997) que tem harmonia com o sistema da FAO (1998) e os biomas nacionais. De 8441 horizontes (2257 perfis; Figura 1) contendo valores de C, também medidos por combustão via úmida, apenas 1542 horizontes continham valores de densidade do solo.

• Uma função de pedotransferência foi desenvolvida (Benites et al., 2007) para estimar a densidade do solo dos demais horizontes:

DS = 1,56 – (0,0005 x Argila) – (0,01 x C) + (0,0075 x S)

onde:

DS é a densidade do solo em g cm-3,

Argila é o conteúdo de argila em g kg-1,

C é o conteúdo de C orgânico em g kg-1 e

S é a soma de cátions (Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+)

Estoque nacional com base em levantamentos de solos do Brasil

• Foi calculado, para cada perfil de solo, o C total considerando o conjunto de horizontes até a profundidade de 30 centímetros.

• Para a estimativa da área de cada classe de solo, uso e bioma foram utilizados: o mapa de solos do Brasil (IBGE, 2001), o mapa de vegetação do Brasil (IBGE, 2004a) e o mapa de biomas (IBGE, 2004b), todos em escala 1:5.000.000. Para o cálculo de área e integração de informações espaciais utilizou-se o programa ArcGIS versão 9.1 da ESRI.

• Consideraram-se 2 diferentes conjuntos de dados denominados de grupamentos: 1) As médias de C por classe de solo; 2) As médias de C dos solos sob um mesmo tipo de uso em cada bioma do território brasileiro.

Estimativa do estoque de C considerando os diferentes tipos de solos do Brasil

Caracterização Qualitativa da MOS

Determinação do grau de humificação de substâncias húmicas e frações organo-minerais em áreas com potencial para seqüestro de C no solo

• A concentração de radicais livres orgânicos estáveis, detectados por Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE), é relacionada ao grau de humificação da MOS

• Estruturas aromáticas complexas são associadas à estabilização de radicais livres do tipo semiquinona em húmus

• O conhecimento da humificação é importante, pois segundo Lal (1997), constitui uma das estratégias para o aumento do seqüestro de C no solo é a criação de mecanismos para o aumento da humificação, tanto na superfície quando no perfil do solo, de resíduos oriundos da biomassa.

Determinação do grau de humificação de substâncias húmicas e frações organo-minerais em áreas com

potencial para seqüestro de C no solo

• a determinação do grau de humificação por meio da concentração de radicais livres do tipo semiquinona tem sido intensamente utilizada para avaliar os efeitos de diferentes manejos do solo e rotação de culturas, permitindo a comparação de áreas sob floresta (sem cultivo), plantio convencional, cultivo mínimo e PD, áreas sob adição de lodo de esgoto, entre outros.

Espectrômetro de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR)

1313C CPMAS NMR ÁCIDO HÚMICO TÍPICO C CPMAS NMR ÁCIDO HÚMICO TÍPICO MOSTRANDO GRUPOS FUNCIONAISMOSTRANDO GRUPOS FUNCIONAIS

Laser Induced Fluorescence - LIFLaser Induced Fluorescence - LIF

Milori et al., 2002 - Patente/Prêmio Criatividade EmbrapaMilori et al., 2002 - Patente/Prêmio Criatividade Embrapa

Análise de carbono do solo por espectroscopia infravermelha

• A implantação, em 2008, do Protocolo de Quioto (Kyoto Protocol..., 2004) vem estimulando projetos que promovam o acúmulo de carbono (C) em ecossistemas terrestres

• Considerando-se que a área de solo sob uso econômico no Brasil (ex. lavouras, pastagens e florestas) é de 236,1 milhões de hectares (Manzatto et al., 2002), as quantidades estimadas de amostras de solos a serem analisadas demandam um método para a determinação de C do solo que seja rápido, de baixo custo e, ao mesmo tempo, de alta acurácia e precisão.


• Métodos de análises convencionais de carbono do solo como combustão por via seca e oxidação com dicromato de potássio (Nelson & Sommers, 1996; Embrapa, 1997; Watson et al., 2000) são caros, lentos ou ambos. Embora a acurácia da combustão por via seca seja considerada satisfatória sua manutenção é cara.

• A oxidação com dicromato de potássio determina somente parte do C orgânico, é impreciso por utilizar fatores adicionais de correção e produz resíduos laboratoriais tóxicos contendo cobre.

• O método da mufla (ou perda de peso por ignição) é relativamente rápido, mas também apresenta problemas de acurácia devido a decomposição de algumas frações minerais juntamente com a matéria orgânica. (Nelson & Sommers, 1996; Watson et al., 2000).


• técnicas espectroscópicas como a espectroscopia em infravermelho média, transformada de Fourier com reflectância difusa (DRIFTS) e a espectroscopia em infravermelho próxima (NIRS)

• Madari et al (2006b) também constataram a possibilidade de se utilizar a espectroscopia infravermelha para a quantificação de N total, argila e silte do solo.

• a espectroscopia infravermelha possibilita ainda avaliar aspectos de estrutura do solo por meio da quantificação de índices de estabilidade de agregados (Madari et al., 2006b), identificados neste capítulo como principais responsáveis pela proteção da matéria orgânica do solo contra a rápida mineralização e conseqüente emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera.

Projeto Componente 3 Estoque de Carbono em Formações Vegetais Nativas,

Plantações Perenes e Sistemas Agroflorestais

PA 3.1. Estoque de Carbono em Floresta Primária na Amazônia

PA 3.2. Estoque de C em plantações florestais

PA 3.3. Florestas Tradicionais e

Alternativas na Amazônia

3.1.1. Refinamento das estimativas de fitomassa/carbono em diferentes tipologias de florestas naturais através do aumento da grade de inventários no Estado de Roraima

3.1.2. Avaliar dados de sensoriamento remoto na estimativa de distribuição de biomassa vegetal/carbono em florestas naturais de Roraima

3.1.3. Estimativa do estoque de C em florestas primárias do Acre

3.2.1. Desenvolvimento de modelagem de estoque e dinâmica de C por compartimento de árvores individuais

3.2.2. Sensoriamento remoto aplicado à estimativa de biomassa de florestas plantadas na avaliação de estoques de C

3.2.3. Estudo da dinâmica de C em função de práticas de manejo de plantações florestais

3.2.4. Estoque de C em função de cenários de redução ou ampliação de áreas reflorestadas e de uso final da produção florestal

3.2.5. Fixação de C em plantios comerciais em diferentes estágios de crescimento inicial em áreas de Cerrado em Roraima

3.2.6. Fixação de C em plantios experimentais florestais em Roraima

3.2.7. Modelagem e determinação do estoque e fixação de C no sistema de produção madeireira na Amazônia Central

3.3.1. Caraterização de cronosseqüências para a avaliação da fixação de C em sistemas de uso da terra

3.3.2. Quantificação do estoque de C em sistemas envolvendo pousio de curta duração na Amazônia Oriental

PA 3.4. Estoque de C na Caatinga

3.4.1. Avaliação do uso atual e ocupação da área do Bioma Caatinga por meio de imagens de Satélite

3.4.2. Estimativa da biomassa e estoque de C das áreas com caatinga através de imagens de satélite

PA 3.5. Estoque e dinâmica de C em Floresta Atlântica

3.5.1. Cálculo de estoque e plano de monitoramento de C

3.5.2. Análise multitemporal e determinação de Linha de Base

Líder: Rosana Higa / Cláudia Maia - CNPF

Vice-Líder: Haron Xaud – CPAFRR

Objetivo geral

• Estimar os estoques de carbono na biomassa vegetal em formações nativas, plantações florestais perenes e sistemas agroflorestais representativos, e avaliar suas alterações em função das práticas de manejo.

P.A. 3.2. Avaliação de estoque de Carbono

em Plantações Permanentes

- Estimativa de estoque de carbono

de vegetação solos e litter

- Base de dados usando

sensoriamento remoto e SIG

- Compilação de inventários

existentes e realização de novos

inventários

- Modelagem de estoque de carbono

3.2.1. Desenvolvimento de modelagem de estoque e dinâmica de C por compartimento de árvores individuais

3.2.2. Sensoriamento remoto aplicado à estimativa de biomassa de florestas plantadas na avaliação de estoques de C

3.2.3. Estudo da dinâmica de C em função de práticas de manejo de plantações florestais

3.2.4. Estoque de C em função de cenários de redução ou ampliação de áreas reflorestadas e de uso final da produção florestal

3.2.5. Fixação de C em plantios comerciais em diferentes estágios de crescimento inicial em áreas de Cerrado em Roraima

3.2.6. Fixação de C em plantios experimentais florestais em Roraima

3.2.7. Modelagem e determinação do estoque e fixação de C no sistema de produção madeireira na Amazônia Central

Criação do Software CARBOPLANCriação do Software CARBOPLANCoContabilidade de carbono

(3.2. Equipe do CNPF)

Métodos utilizados:

• Real-timeReal-time: reflete o que está ocorrendo na floresta : reflete o que está ocorrendo na floresta ((Carbono totalCarbono total))

• One-timeOne-time: estima-se o : estima-se o carbono médiocarbono médio a longo prazo a longo prazo

• Tonne-yearTonne-year:: trabalha-se com trabalha-se com “tempo equivalente”“tempo equivalente” em em projetos de mitigaçãoprojetos de mitigação

Área plantada (ha)

Araucária 50.000

Acácia-negra 180.000

Bracatinga 60.000

Eucalipto 3.200.000

Pinus 1.800.000

98% das plantadas no Brasil98% das plantadas no Brasil

Florestas já contempladas

Carbono total (Araucaria angustifolia )

0,000,151,213,90

7,48

12,10

17,3718,76

29,09

34,75

39,95

44,80

49,87

54,32

31,9935,43

38,9842,22

44,9347,59

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

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Idade (anos)

T/ha

Carbono total

Menu

Estoque de carbono em rotações sucessivas (Araucaria angustifolia)

27,8 27,927,7 27,9 28,0

0

10

20

30

40

50

60

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97

Idade (anos)

Ton/

ha

Carbono totalCarbono médio

Menu

Metodologia

• Para a quantificação da biomassa da parte aérea em ecossistemas florestais, foram utilizados métodos diretos e indiretos:

• 2.1 Diretos (Destrutiva)• 2.2 Indiretos:

– 2.2.1 Equações Alométricas

– 2.2.2 Sensoriamento Remoto

Formações vegetais estudadas

– Caatinga – Sistemas agroflorestais, capoeiras, e alguns

cultivos agrícolas perenes na Amazônia • Biomassa da parte aérea em sistema agroflorestal sequencial com

enriquecimento de pousio em Igarapé-Açu, Pará

– Acúmulo de biomassa em florestas secundárias na Amazônia oriental

– Florestas Plantadas • Biomassa de Pinus no sul do Brasil• Sclerolobium paniculatum• Carapa guianensis

Projeto Componente 4 Avaliação das emissões de gases de efeito estufa em sistemas de

uso da terra

PA 4.1. Avaliação da emissão de metano

proveniente de ruminantes

PA 4.2. Avaliação de GEEs de áreas

inundadas

PA 4.3. Avaliação da emissão de N2O

e CH4 por solos agrícolas e pastagens

4.1.1. Avaliação de emissão de metano do rúmen de bovinos leiteiros

4.1.2. Avaliação da emissão de metano do rúmen de bovinos de corte na região Sudeste

4.1.3. Avaliação da emissão de metano do rúmen de bovinos mestiços de leite com ingestão controlada de forragem

4.1.4. Avaliação da emissão de metano proveniente do rúmen de bovinos de corte no Pantanal

4.1.4. Análise de metano e hexafluoreto de enxofre por método cromatográfica

4.2.1. Avaliação da emissão de metano em arroz irrigado por inundação no Sul e Sudeste

4.2.2. Simulação dos processos metanogênicos em sistemas de produção de arroz irrigado

4.2.3. Avaliação sazonal dos fluxos de metano e CO2 em campo úmido do Cerrado

4.3.1. Avaliação dos fluxos de N2O e metano em solos agrícolas sob plantio direto na região dos Cerrados

4.3.2. Avaliação da emissão de N2O e CH4 em solos sob pastagens de Brachiaria no Cerrado

PA 4.4. Medições das trocas de CO2 no sistema solo-

planta-atmosfera

4.4.1. Observações de longo prazo dos fluxos turbulentos de CO2 no sistema solo-planta-atmosfera em plantação de cana-de-açúcar no Estado de São Paulo

4.4.2. Determinação de C e N potencialmente mineralizáveis no solo sob plantação de cana-de-açúcar em São Paulo

PA 4.5. Emissão de CO2, CH4, N2O e NO em sistemas Agroflorestais sequenciais na

Amazônia Oriental

4.5.1. Emissão de GEE em sistema de corte-e-queima e pousio espontâneo

4.5.2. Emissão de GEE em sistemas de corte-e-mulch associados a pousio melhorado

4.5.3. Emissão de GEE em cronoseqüências de florestas secundárias

4.5.4. Emissão de GEE e fixação de N em diferentes sistemas de uso da terra

4.5.5. Emissões de GEE em sistemas de uso da terra em solos de baixa fertilidade natural na Amazônia

Líder: Tatiana Sá / Cláudio Carvalho - CPATU

Vice-Líder: Maria Lúcia Meirelles - CPAC

Objetivo Geral

• Quantificar os efeitos de diferentes sistemas de uso da terra (incluindo sistemas agrícolas, pecuária, floresta, agrofloresta, cerrado, campos) sobre a emissão de gases de efeito estufa.

PA 4.1. Avaliação da emissão de metano proveniente de ruminantes

(Odo Primavesi e colab.)

4.1.1. Avaliação de emissão de metano do rúmen de bovinos leiteiros

4.1.2. Avaliação da emissão de metano do rúmen de bovinos de corte na região Sudeste

4.1.3. Avaliação da emissão de metano do rúmen de bovinos mestiços de leite com ingestão controlada de forragem

4.1.4. Avaliação da emissão de metano proveniente do rúmen de bovinos de corte no Pantanal

4.1.4. Análise de metano e hexafluoreto de enxofre por método cromatográfica

CH4 g/d* Category Weight % of total

dairy herd Winter Spring Summer Fall

CH4 kg/animal year

Bulls 550 > 1.6 126 231 286 231 79.8 Cows, lactating 350-450 29.8 225 284 347 284 104.0 Cows, dry 400-550 14.9 204 231 286 231 86.9 Heifers (7 months to 2 years)

180-250 13.8 53 65 68 65 23.0

Heifers (2-3 years)

250-351 8.9 109 147 158 147 51.0

Methane emission factors for dairy cattle (Zebu

crossbred) in the Southeast of Brazil (tropical climate)

Methane emission factors for beef cattle (Nelore) in

the Southeast of Brazil (tropical climate) CH4 g/d*

Category Weight % of total herd

Winter Spring Summer Fall CH4 kg/animal

year

Bulls 500 > 1.4 131 192 274 168 69.7 Cows 350-450 36.6 116 150 198 161 57.0 Heifers (7 months to 2 years)

180-250 11.4 95 99 159 159 46.7

Heifers (2-3 years) 250-351 7.5 103 114 194 130 49.3 Males (7 months to 2 years)

180-250 9.6 95 99 159 159 46.7

Males (2-3 years) 250-351 5.0 103 114 194 130 49.3 Males (3-4 years) 350-450 1.6 116 150 198 161 57.0 Males (4 years ) 450> 0.4 131 192 274 161 69.1

Mean - - 111 139 206 154 53.0

Áreas de Estudo

- Estado de São Paulo – Pindamonhanganba

Textura do solo : argilosa

Local de coleta: Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios do Vale do Paraíba

Estado do Rio Grande do Sul – Cachoeirinha e Santa Maria

Textura do solo : argilosa Local de coleta: Instituto Riograndense do Arroz

(IRGA)

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Universidade Federal de Santa Maria

Atividade 4.2.1. Avaliação de emissão de metano em arroz irrigado por Inundação (Magda Lima e colab.)

Método

• Porto Alegre, RS

• Técnica de câmara fechada (Sass et al., 1991, 1992) - 60 cm x 60 cm

• Pindamonhangaba, SP

Emissões de metano em sistemas de produção de arroz irrigado em Pindamonhangaba (SP), Cachoeirinha e Uruguaiana (RS)

Área de estudo Sistema de manejo Emissões sazonais de metano (g/m2)

Safra

2002/2003 2003/2004 2004/2005 Média

Pindamonhangaba, SP

PC – regime contínuo 21,1 5,5 11,8 12,8

(Sudeste) PC – regime intermitente

23,9 3,7 10,5 12,7

Cachoeirinha, RS (Sul)

PC - Plantio convencional

33 38 13,2 27,7

PD - Plantio direto 22 36 - 29,0

CM - Cultivo mínimo - - 4,7 -

Uruguaiana, RS (Sul) PC – Plantio convencional

- - 4,0 -

Estudo da dinâmica de Carbono em área úmida de Cerrado (metodo de Eddy-Correlation)

Torres EMA MCTe Painel Solar

Atividade 4.2.3. Avaliação sazonal dos fluxos de metano e CO2 em campo úmido do Cerrado (Resp.: Maria Lúcia Meirelles - CPAC

Produção dos óxidos nítrico e nitroso em sistemas agrícolas e em florestas

• Culturas estudadas: soja, milho, Arroz de sequeiro, feijoeiro, cana-de-açúcar,

• Pastagens

• Florestas e sistemas agroflorestais

– Florestas primárias e exploração florestal

– Florestas secundárias: recuperação após o uso da terra

– Sistemas alternativos de agricultura sem queima (“Tipitamba”)

Produção dos óxidos nítrico e nitroso em sistemas agrícolas e em florestas

• Os estudos com culturas de grãos foram realizados em sua maioria em Latossolos. Esses solos são considerados de drenagem acentuada e boa aeração. Os resultados de pastagens foram obtidos de Argissolos e Planossolos, este último também em área de cana-de-açúcar, solos estes com menor capacidade de drenagem do que os Latossolos, especialmente os Planossolos, que apresentam drenagem imperfeita.

Florestas secundárias: recuperação após o uso da terra

• Utilizando cronosequências de vegetações secundárias com idades variando de 3 a 70 anos após o uso agropecuário e fragmentos de floresta primária, foi demonstrado que com o aumento da idade da vegetação, os teores de nitrogênio mineral (NO3- +NH4+) no solo tendem a aumentar, coincidindo com o aumento da emissão de N2O o qual é mais acentuado durante a estação chuvosa

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Floresta Avançada Intemediária J ovem PimentalIdade da Parcela

N2O

(n

g N

/cm

2 /h)

úmido

seco

Emissões de N2O do solo em cronosequência de florestas secundárias no município de São Francisco do Pará durante a estação úmida e seca.

Sistemas alternativos de agricultura sem queima (“Tipitamba”)

• Aproximadamente 75% das emissões brasileiras de gases de efeito estufa, são associados com o uso da terra em diferentes sistemas de exploração, ao desflorestamento e queima da biomassa. As queimadas são utilizadas como meio de limpeza de áreas para plantio e como método de aporte de nutrientes e correção parcial da acidez dos solos (Sa et al., 2007).

• O balanço das emissões de GEEs provenientes do sistema de corte e trituração, mostrou que houve um acréscimo de 50% nas emissões de N2O e NO provenientes basicamente do uso de fertilizantes nitrogenados e da queima de combustível pelo trator. Porém, considerando todas as emissões decorrentes do processo em um ciclo de cultivo, as emissões totais (em CO2 equivalentes), provenientes do processo utilizando o método de queima da vegetação foram pelo menos cinco vezes maiores do que quando se utiliza o sistema alternativo de trituração da biomassa (Davidson et al., 2006).

Totais diários de trocas líquidas of CO2 observados em uma plantação de cana-de-açúcar

(Plano de Ação 4.4 – Osvaldo Cabral e colab. – CNPMA)

Observado pelo método de “eddy correlation” e estimado pelo modelo SiB2 (Simple Biosphere Model)

Rocha et al., 2000, Atmospheric CO2 fluxes and soil respiration measurements over sugarcane in southeast Brazil. In: Global Climate Change and Tropical Ecosystems. R. Lal, J.M. Kimble, B.A. Stewart eds., CRC Press, Boca Raton, 405-414

O método “eddy covariance” foi usado para medir fluxos de energia e de CO2 em uma plantação de cana em Sertaozinho, SP, Brasil.

O sistema solo-vegetação-atmosfera foi modelado com SiB2 (Simple Biosphere Model), utilizado como driving forcing das variáveis meteorológicas medidas no topo de uma torre na área da plantação.

Resultados

A evaporação total simulada para o período de 1998/1999 foi de 1,027 mm, 9% maior do que o observado.

A biomassa acima do solo medida foi de 7.3 kg CO2 m-2, cujo coeficiente de variação foi cerca de 30% maior e a assimilação acumulada foi de 9.9 kg CO2 m-2, embora 35% mais elevada, mostra a mesma ordem de magnitude.

Totais diários de fluxos de CO2 balance entre a plantação de cana e a atmosfera (Net Ecosystem Exchange)

Projeto Componente 5 Inventário de carbono e gases de efeito estufa

PA 5.1. Estimativa das emissões de GEE provenientes de

atividades agropecuárias

5.1.1. Estimativa das emissões de GEE provenientes da pecuária, do arroz irrigado por inundação, da queima de resíduos agrícolas e do manejo de solos agrícolas

5.1.2. Estimativa das emissões de GEE e absorção de C em plantações florestais

5.1.3. Estimativa das emissões de GEE e absorção de C no solo

PA 5.2. Análise sócio-econômica-ambiental das

opções e oportunidades do setor agropecuário para a

mitigação de GEE

5.2.1. Elaboração de relatório sobre as opções e alternativas de mitigação de GEE no setor agropecuário

5.2.2. Estudos sócio-econômicos do efeito de políticas públicas

Líder: Magda Lima – CNPMA

Colaboradores: Equipe dos Planos de Ação 2.1, 4.1, 4.2, 4.3 e outros

Inventários de Emissão de Gases de Efeito Estufa

Objetivo geral

Elaborar inventários nacionais de emissões de gases de efeito estufa provenientes de atividades agrícolas no Brasil, de acordo com a metodologia do Intergovernamental Panel on Climate Change (UNEP, 1996).

Inventário de emissão de metano por ruminantesBases de dados

Mecanismo de Desenvolvimento LimpoArtigo 12 do Protocolo de Quioto

• Consiste na possibilidade de um país desenvolvido financiar projetos em

países em desenvolvimento como forma de cumprir parte de seus

compromissos de redução das emissões de gases de efeito estufa

• O objetivo da mitigação de gases de efeito estufa é atingido através da

implementação de atividades de projeto nos países em desenvolvimento

que resultem na redução da emissão de GEE ou no aumento da remoção

de CO2, mediante investimentos em tecnologias mais eficientes,

substituição de fontes de energia fósseis por renováveis, racionalização do

uso de energia, florestamento e reflorestamento, entre outras.

Documents

Magda Lima