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Conceitos e Impactos do Aquecimento
Global e das Mudanças Climáticas na
Agricultura
Luiz Adriano Maia Cordeiro
Eng.Agr., D.S., Pesquisador, Embrapa Sede
Departamento de Transferência de Tecnologia (DTT)
Efeito Estufa, Aquecimento Global e Mudanças
Climáticas
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.
Temperatura máxima: 50 oC
Temperatura mínima: - 90 oC
Temperatura média = 15 ºC
Efeito estufa “natural”
Natural
Antrópico
Homo sapiens sapiens
Século XIX
Homo industrialis
Temperatura média = 15 ºC
T média = 15+ T ºC
Aquecimento Global
Mudança Climática Global
Principais Gases de Efeito Estufa (GEE)
• 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), ...
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
84% dos GEEs são
derivados do Carbono
Óxido nitroso
6%
Metano
19%
HF6
10%
Outros
1%
Dióxido de
Carbono
64%
Potencial de aquecimento global
(PAG ou GWP)
CO2 Equivalente
CO2
CH4
N2O
1
23
296
1 kg CO2 = 1kg CO2eq
1 kg CH4 = 23 kg CO2eq
1 kg N2O = 296 kg CO2eq
Equivalências
CO2 para C => dividir por 3,6667
C para CO2 => multiplicar por 3,6667
Variações nas concentrações globais dos principais GEE
devido à atividades humanas (1750 à 1998).
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
1,5 ppm/ano
7,0 ppb/ano
0,8 ppb/ano
50-200
12
114
Taxa de Alteração1
Residência na Atmosf. (anos)
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
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)
EMISSÕES TOTAIS DE GASES DE EFEITO ESTUFA (GEE)1 – 2005
Excluindo mudança no uso da terra e florestas
País
Emissões
GEE2
China
EUA
UE (27)
Rússia
Índia
Japão
Brasil
Alemanha
Canadá
Reino Unido
7.234,3
6.931,4
5.049,2
1.947,4
1.866,1
1.356,2
1.011,9
975,2
739,3
645,3
1 CO , CH ,
2
4
2 Mt CO eq
2
3 t CO eq
2
Total
Emissões GEE
Ranking Mundial (%) Per Capita3
Ranking
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
19.13%
18.33%
13.35%
5.15%
4.94%
3.59%
2.68%
2.58%
1.96%
1.71%
5,5
23,5
10,3
13,6
1,7
10,6
5,4
11,8
22,9
10,7
(82)
(9)
(43)
(22)
(149)
(39)
(85)
(28)
(10)
(38)
N2O, PFCs, HFCs, SF6.
Fonte: Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) Version 7.0
(Washington. DC: World Resources Institute)
EMISSÕES TOTAIS DE GASES DE EFEITO ESTUFA (GEE)1 – 2005
Incluindo mudança no uso da terra e florestas
Emissões
GEE2
País
Total
Emissões GEE
Ranking Mundial (%) Per Capita3
Ranking
China
EUA
UE(27)
7.187,0
6.814,3
5.049,2
(1)
(2)
(3)
16.64%
15.78%
11.69%
5,5
23,1
10,3
(92)
(10)
(48)
Brasil
2.841,9
(4)
6.58%
15,3
(18)
Indonésia
Rússia
Índia
Japão
Alemanha
Canadá
2.041,9
2.005,4
1.866,1
1.356,2
975,2
803,8
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
4.73%
4.64%
4.32%
3.14%
2.26%
1.86%
9,3
14,0
1,7
10,6
11,8
24,9
(56)
(23)
(154)
(44)
(33)
(9)
1 CO , CH ,
2
4
2 Mt CO eq
2
3 t CO eq
2
N2O, PFCs, HFCs, SF6.
Fonte: Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) Version 7.0
(Washington. DC: World Resources Institute)
Segunda Comunicação Nacional do Brasil à ConvençãoQuadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima
Fonte: MCT/FBMC (2010)
Fonte: MCT/FBMC (2010)
Efeito Estufa e Aquecimento Global = Mudanças Climáticas (?)
• 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...
Fonte: IPCC (2007)
Fonte: IPCC (2007)
Concentrações de CO2 (ppmv)
Temperatura Global (ToC)
Anos
Fonte: Climate Research Unit – University of
East Anglia – Reuno Unido (2006)
Fonte: IPCC (2007)
Exemplos de Efeitos das Mudanças Climáticas
• 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).
Fonte: Marengo (2006)
Exemplos de Efeitos das Mudanças Climáticas
• 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).
Tornado em Criciúma-SC
Ciclone Catarina
Litoral SC
Tornado interior RS
Tornado Castro-PR
Tornado Torres-RS
Tornado Taubaté-SP
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.
Produção Agrícola Brasileira: 2008/09 to 2019/20
Produto
Soja
Milho
Trigo
Feijão
Arroz
Algodão
Laranja
Cana-de-açúcar2
Etanol
Carne Bovina3
Rebanho Bovino4
Unidade
Milhões t
Milhões t
Milhões t
Milhões t
Milhões t
Milhões t
Milhões t
Milhões t
Bilhões L
Milhões t
Milhões
2008/2009
57.97
50.97
5.67
3.48
12.73
1.19
18.54
696.44
27.67
7.83
202,287,19
2019/20201
81.95
70.12
7.07
4.27
14.02
2.01
21.06
893.00
62.91
9.92
-
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.
Variação (%)
43.55
37.57
24.70
22.61
11.72
68.19
13.55
28.22
127.33
26.76
-
Posição da Agricultura Brasileira: 2008/09 - 2018/19
Produtos
Produção
Exportações
Participação
Mercado Mundial1 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.
Aquecimento Global e a Nova Geografia
da Produção Agrícola no Brasil (2008)
Culturas
Algodão
Arroz
Café
Cana
Feijão
Girassol
Mandioca
Milho
Soja
Produção
atual
Valor da
produção
Área
atual
(toneladas)
2.898.721
11.526.685
2.573.368
457.245.516
3.457.744
----26.639.013
42.661.677
52.454.640.
(R$1.000)
2.831.274
4.305.559
9.310.493
16.969.188
3.557.632
------4.373.156
9.955.266
18.470.711
(km )
4.029.507
4.168.806
395.976
619.422
4.137.837
4.440.650
5.169.601
4.381.791
2.790.265
2
Cenário B2 - % de
variação em relação à
área ou produção atual
2020
2050
2070
-11,04 -14,17 -15,71
-08,56 -12,53 -14,31
-06,75 -18,32 -27,61
170,93 146,77 143,42
-04,35 -10,01 -12,75
-14,10 -16,63 -18,25
-02,51
07,29
16,61
-12,17 -15,13 -16,98
-21,62 -29,66 -34,86
Cenário A2 - % de
variação em relação à
área ou produção atual
2020
2050
2070
-11,07 -14,40
-16,12
-09,70 -12,32
-14,19
-9,48 -17,15
-33,01
159,76 138,58
118,18
- 4,36 -10,21
- 13,30
-14,16 -16,47
-18,17
-03,15
13,48
21,26
-11,98 -15,18
-17,28
-23,59 -34,15
-41,39
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
Cultura: Soja / Cenário A2
Ano - 2070
Fonte: Assad et al. (2008)
AGRICULTURA AMEAÇADA
Fonte: Assad et al. (2004)
Riscos climáticos para plantio de soja no primeiro decênio de novembro
com 50 mm de água no solo devido a aumentos de temperatura
Fonte: Assad et al. (2007)
Impactos do aumento de temperatura sobre as culturas do
feijão e do arroz no Estado de Goiás, Brasil.
AGRICULTURA AMEAÇA
CO2
CO2
N2O
CH4
CH4
CO2
CH4
N2O
CH4
N2O
CO2
CO2
N2O
CH4
CH4
CH4
CH4
AGRICULTURA AMIGA
Mitigação
• Seqüestro de
biomassa e solos)
Carbono
(vegetação,
Adaptação
• Geração
de
novas
cultivares
(melhoramento/biotecnologia) e tecnologias
• Reduzir emissões de GEE
• Adaptar sistemas produtivos, comunidades
• Adoção de Sistemas Sustentáveis
• Prever e reduzir vulnerabilidades
Conceito de Mitigação
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
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
Estoque de Carbono no Solo
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
Parte aérea
CO2
C-palha
C-raízes
MOS
A matéria orgânica do solo é o resultado
líquido da deposição de resíduos e de sua
decomposição (Greenland et al 1992).
Fonte: Robert Boddey (Embrapa Agrobiologia)
Conceito de Adaptação
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.
Fonte: Convenção-Quadro sobre Mudanças
Climáticas (UNFCCC)
Biotecnologia e transgênicos: família de genes que codificam fatores detranscrição
denominados DREB (“Dehydration Responsive Element Binding protein”)