emissões de carbono em função da implantação de

EMISSÕES DE CARBONO EM FUNÇÃO DA IMPLANTAÇÃO DE EUCALIPTO EM ÁREAS
OCUPADAS COM PASTAGEM
Hélio Rodrigues Bassanelli¹
Aluno do PPGCA – UNITAU
Professor FATEA/IST (Faculdades Integradas Teresa D’Ávila/ Instituto Santa Teresa),
Organização Guará de Ensino e Instituto N. Sra. do Carmo
¹[email protected]
Getulio Teixeira Batista²
²[email protected]
Universidade de Taubaté, Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais.
Departamento de Ciências Agrárias, Universidade de Taubaté
Estrada Mun. Dr. José Luiz Cembranelli, 5.000, 12.081-010 - Taubaté, SP, Brasil
Rodolfo Araujo Loos³
³[email protected]
Pesquisador - Ecofisiologia Florestal
Centro de Tecnologia - Fibria
Resumo. Esse trabalho tem por objetivo verificar a hipótese de que a mudança da matriz de
ocupação do solo de eucalipto para pastagem pode contribuir para mitigar o efeito estufa
provocado pela emissão de gás carbônico para a atmosfera pelo consumo de combustíveis
fósseis. A metodologia visa averiguar o sequestro de carbono pela diferença de C (Carbono)
armazenado nessas duas coberturas do solo, levando-se em conta o padrão de manejo das
pastagens e da silvicultura. A área de estudo é a microbacia experimental Fazenda Santa Marta,
centrada nas coordenadas 23°10´22”S de latitude, 46°06´50”W de longitude e 745 m de altitude,
pertencente à Fibria, empresa brasileira líder mundial na produção de celulose de eucalipto com
forte presença no mercado global de produtos florestais, e localizada no município de Igaratá, a
sudeste do estado de SP, microrregião de São José dos Campos. Para determinação da
biomassa e do consequente acúmulo do carbono na pastagem e no eucalipto será utilizado o
método direto, ou seja, a derrubada e pesagem de todos os componentes de árvores/pasto. Cada
amostra será cortada rente ao solo e pesada. Depois se determinará o peso da matéria seca.
Para analisar a mudança no uso do solo será utilizada para análise a série temporal MODIS do
INPE com base nos dados EVI-2 e TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) disponibilizadas
pelo laboratório virtual do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).
Palavras-chave: Sequestro de carbono; Geoprocessamento; Mudança de uso da terra
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INTRODUÇÃO
Durante a história da humanidade, o homem sempre dispôs dos recursos naturais para
garantir a sobrevivência da espécie. A preocupação com o meio ambiente começa a surgir
quando a velocidade do consumo dos recursos naturais supera a velocidade natural de sua
reposição. Com o advento da revolução industrial, passou-se a utilizar os recursos naturais em
uma velocidade muito superior à sua capacidade de reposição. Em consequência do
desenvolvimento industrial e tecnológico e do crescimento demográfico, a concentração de CO2
na atmosfera de 280 ppm (partes por milhão) antes da era industrial, elevou-se para cerca de 379
ppm, em 2005. Se o cenário de desenvolvimento continuar, esse nível poderá chegar a 970 ppm
em 2100 (IPCC, 2007).
Esse tema (mudança climática) motivou a realização da primeira Conferência Mundial sobre o
Clima em 1979. Posteriormente, foi estabelecido o Painel Intergovernamental sobre Mudanças
Climáticas (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) e em seguida, em 1992, foi
estabelecida a Convenção do Clima que objetiva a estabilização das concentrações de GEE na
atmosfera em um nível que minimize uma interferência antrópica perigosa no sistema climático.
Os temas acordados nessa conferência têm continuado a ser discutidos em reuniões anuais nas
chamadas COP (Conferência das Partes), e um dos produtos destas conferências foi o Protocolo
de Quioto (Corte e Sanquetta, 2007), além da discussão sobre a importância das florestas nativas
e plantadas para o sequestro de carbono e mitigação do efeito estufa.
O Estado de São Paulo é o estado brasileiro com maior área de plantio e o Vale do Paraíba é
considerado uma das áreas de produção mais promissoras para expansão da silvicultura. Em seu
estudo Arguello et al. (2010) afirmam que, se comparados os panoramas dessa cultura entre 2001
e 2007, a maioria dos municípios do Vale do Paraíba sofreu uma expansão dos cultivos de
eucalipto e conclui:
Os resultados indicaram a existência de 100.742 ha em 2007 de áreas
plantadas com eucalipto, o que equivale a 7,1% da área total do trecho
paulista da bacia hidrográfica Paraíba do Sul. Em 2001, foram estimados
76.200 ha plantados, portanto, observou-se um acréscimo de 32,2% nas
áreas com o cultivo dessa espécie em 2007”.
No balanço global de carbono na atmosfera de nosso planeta, de cerca de 8 bilhões de
toneladas de carbono emitidas anualmente na forma de dióxido de carbono (CO2) pela queima de
combustíveis fósseis e mudanças dos usos da terra, cerca de 3,2 bilhões permanecem na
atmosfera, provocando o aumento do efeito estufa (aumento do aquecimento da superfície e da
troposfera devido à absorção de radiação infravermelha termal por vários gases traços presentes
na atmosfera, principalmente o dióxido de carbono). O restante é reabsorvido pelos oceanos e
pela biota terrestre (Nobre e Nobre, 2002). De acordo com esses autores, os maiores sorvedouros
de carbono são os oceanos. No balanço global do carbono, Balbinot (2008) afirma que as
florestas são importantes para o equilíbrio do estoque de carbono global, pois armazenam em
suas árvores e no solo mais carbono do que o existente atualmente na atmosfera.
Sequestro de carbono
O sequestro florestal do carbono é um processo de mitigação biológica resultante do fato das
plantas absorverem o CO2 do ar e fixá-lo em forma de matéria lenhosa, refere-se aos processos
de absorção e armazenamento de CO2 atmosférico (Renner, 2004), trata-se de um mecanismo de
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absorção e transformação do gás carbônico atmosférico, por meio da fotossíntese, em estoques
de carbono na biomassa terrestre como as plantas.
Já no início da década de 90, o sequestro de carbono era aventado como um instrumento
para compensar a emissão de carbono, no debate sobre mecanismos de mitigação do
aquecimento global nas conferências anuais da Convenção do Clima (Chang, 2002).
Esse termo passa a tomar relevância após o Protocolo de Quioto, em que foi proposto se
reduzir as emissões antrópicas em 5,2% abaixo dos níveis de 31 de dezembro de 1989 (BRASIL,
1997), e propõe sua mitigação de quatro formas:
a) reflorestamento e/ou aflorestamento (inclusive de sistemas agroflorestais) para o sequestro
de carbono; b) manejo florestal sustentável que tanto sequestra quanto reduz as emissões; c)
conservação e proteção florestal que é uma forma de emissão evitada; e d) substituição do
combustível fóssil por biomassa renovável para reduzir as emissões, sendo que apenas nesta, a
redução da emissão é permanente (Yu, 2004).
Pastagem
No território brasileiro, as pastagens ocupam cerca de 170 milhões de hectares do território
brasileiro sendo que 20% correspondem a pastagens degradadas de plantas do gênero
Brachiaria.
O Estado de São Paulo conta com uma área ocupada com pastagens da ordem
de 40% do total de terras cultiváveis, o que corresponde à perto de 7,8 milhões de
hectares, entretanto, cerca de 20% delas (1,5 milhão de hectares) encontram-se
fora do sistema produtivo e outras 60% (4,6 milhões de hectares) em estágios
iniciais de degradação, com perspectivas de se ver agravada a situação, caso não
sejam adotadas ações para a correção desta tendência (Demarchi, 2012).
Historicamente, no Estado de São Paulo, a pecuária leiteira se concentrou no Estado de São
Paulo nas regiões de Franca, Ribeirão Preto, Campinas e todo o Vale do Paraíba. Nessas
regiões, os solos que ocorrem em maior concentração é o Latossolo Roxo, Terra Roxa
Estruturada, Podózólicos com cascalho, Latossolos fase terraço e fase rasa, Latossolos Campos
do Jordão e Solos litólicos, na maioria das vezes com horizontes argilosos e profundos, além de
apresentarem declividades acentuadas e riscos à erosão (Drugowich e Savatano, 2008).
De acordo com Batista (2010), o percentual ocupado com pastagens no Vale do Paraíba em
2010 era de 40,83% e em 2001 foi de 45,70%, um decréscimo de 4,87% em 10 anos. O que
indica que a pastagem vem sendo substituída por outra atividade agrícola.
Eucalipto
O cultivo de eucalipto está em destaque no cenário agrícola brasileiro. Graças às diferentes
espécies e variedades do eucalipto, além de sua adaptabilidade, ele passou a ser considerado
como a principal matéria-prima florestal, pois possui alto rendimento e crescimento rápido,
podendo servir a diferentes usos. Segundo o IPEF (2005), no Brasil, as espécies mais utilizadas
são o Eucalyptus grandis (55%), Eucalyptus saligna (17%), Eucalyptus urophylla (9%), Eucalyptus
viminalis (2%), híbridos de E. grandis x E. urophylla (11%) e outras espécies (6%).
O Brasil é um país com aproximadamente 543 milhões de hectares (64,3% do seu território)
de florestas naturais e plantadas, sendo a segunda maior área florestal do planeta, perdendo
apenas para a Rússia.
O Brasil possui cerca de 5,5 milhões de hectares de florestas plantadas, principalmente com
espécies dos gêneros Eucalyptus e Pinus, que representam quase 93,0% do total, sendo que
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64,4% é somente de eucalipto (MMA, 2008). Isto corresponde a apenas 1,3% da área do país e
1,0% do total das florestas.
O estado com a maior área plantada com eucalipto é Minas Gerais, seguido por São Paulo e
se constata um incremento do plantio de florestas em todos os estados analisados, com destaque
para o Estado do Mato Grosso do Sul com mais de 300% de acréscimo de área plantada. A região
com maior área plantada é a Sudeste (44%), seguida pela região Sul (30%), Centro Oeste (12%),
Nordeste (10%) e Norte (4%).
O Brasil é responsável por cerca de 3% da produção mundial de eucalipto, não sendo,
portanto, suficiente para caracterizar o país como grande produtor, no entanto, algumas regiões
possuem destaque para essa produção, como é o caso da região Sudeste, que tem apresentado
recentemente incremento na área plantada, como a região do Vale do Paraíba Paulista (Arguello
et al., 2010).
De acordo com Batista et al. (2010), no ano de 2010, a área ocupada com eucalipto no trecho
paulista da bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul, passou para 116.018 ha, com uma cobertura
de 8,12% da área da bacia, o que equivale a um incremento de 1,02%, o que equivale a 39.818
ha em relação à área de 2007.
Todo esse crescimento da silvicultura tem sido acompanhado por polêmicas, muitas vezes
infundada, sendo que alguns municípios chegaram a limitar o plantio desta espécie. Entretanto,
percebe-se que o cultivo de eucalipto está presente em diversas regiões do planeta, em diferentes
biomas, solos, regimes de chuva e interesses. E algumas generalizações são comumente
veiculadas, como ressalta Vital (2007):
Por isso, generalizações abstratas sobre o tema (tais como “O eucalipto
seca o solo”) devem ser recebidas com ressalva ou, preferencialmente,
substituídas por assertivas técnicas contextualizadas (tais como “Em
regiões onde o volume pluviométrico é inferior a 400 mm/ano, as plantações
de eucalipto podem levar ao ressecamento do solo”).
Lima (1993) afirma que a necessidade de água do eucalipto é de 800 a 1200 mm ao ano
(Tabela 1).
Tabela 1. Quantidade de água necessária por diversas culturas, durante um ano ou ciclo da
cultura.
Cultura
Consumo de água (mm)
Cana-de-açúcar
1000 – 2000
Café
800 – 1200
Citrus
600 – 1200
Eucalipto
800 – 1200
Milho
400 – 800
Feijão
300 – 600
Obs.: 1 mm (milímetro) corresponde a 1 litro por metro quadrado
Fonte: Lima (1993).
Muito se tem escrito sobre o eucalipto, seu crescimento, seus efeitos e problemas, seja o
rebaixamento do lençol freático, seja o impacto social da monocultura ou ainda sobre sua
vantagem econômica. No tocante a eficiência no uso da água, apesar do eucalipto ser eficiente
em seu crescimento, de acordo com a Sociedade Brasileira de Silvicultura, ele produz 2.9 gramas
de madeira por cada litro de água utilizado.
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Tabela 2: Eficiência no uso da água.
Atividade
Eficiência no uso da água (produção por litro de água)
Batata
0,4 – 0,65 g de bulbos
Milho
0,5 – 1,1 g de grãos
Cana-de-açúcar
1,8 g de açúcar
Feijão
0,5 g de grãos
Trigo
0,9 g de grãos
Cerrado
0,4 g de madeira
Eucalipto
2,9 g de madeira
Boi
1.000 l / Kg vivo
Fonte: Sociedade Brasileira de Silvicultura (2011).
Em uma pesquisa realizada no município de Cruzeiro, Coutinho (2009) constatou que nas
condições avaliadas, a substituição da pastagem pelo reflorestamento com eucalipto, promoveu
um ganho líquido de carbono de 24,4 Mg C ha-1, indicando que a substituição da pastagem por
esses usos, pode contribuir para mitigação do efeito estufa. Para Stape (2009), as florestas de
eucalipto são muito eficientes no uso da água, no entanto, em alguns lugares tropicais específicos
podem causar impacto na drenagem e em seu próprio crescimento. A forma do uso do solo, e não
as florestas plantadas causa a maior parte dos impactos ao ambiente. As florestas plantadas são
e serão cada vez mais partes integrantes da paisagem. Há a necessidade de planejamento da
produção madeireira no plano econômico e ecológico.
Para Queiroz & Barrichello (2007), o consumo de água varia entre as espécies de eucalipto,
sendo que o consumo médio é de 15 litros de água ao dia por árvore adulta no verão e de 3 a 4
litros no inverno, considerando um espaçamento bem adensado de 2 m entre árvores e entre
linhas, a quantidade por hectare seria de 2500 pés de eucalipto. O consumo de água por hectare
de eucalipto seria de 37.500 litros de água no verão e, aproximadamente, 8.750 litros no inverno.
Na Bacia Hidrográfica do Paraíba do Sul a média pluviométrica é de 1200-1500 mm/ano. Os
municípios do Estado de São Paulo possuem índices pluviométricos superiores a 800 mm ao ano.
No Estado de São Paulo fica claro que nenhuma área apresenta precipitação média inferior a
quantidade necessária para o cultivo do eucalipto. Para Lima (2007), apenas em regiões de pouca
chuva, o eucalipto poderia acarretar ressecamento do solo. Ou seja, os impactos sobre lençóis
freáticos, pequenos cursos d´água e bacias hidrográficas dependem da região em que se inserem
os plantios.
Esse projeto propõe avaliar as emissões/sequestro de carbono de pastagem e de eucalipto
plantado em uma fazenda situada em microbacia experimental no município de Igaratá, com a
seguinte hipótese: a mudança da matriz de ocupação do solo de eucalipto para pastagem
promove o aumento da capacidade de estocar carbono e mesmo que ele seja colhido, a área
onde foi implantada a silvicultura permanece com um estoque de carbono maior quando
comparado com a de pastagem que existia anteriormente na área, seja por incorporação do
carbono no solo, serrapilheira ou promoção de regeneração.
MATERIAIS E MÉTODOS
Área de estudo
A área de estudo consiste na microbacia experimental localizada na Fazenda Santa Marta
(Figura 1), entre as coordenadas 23°10´22” S de latitude e 46°06´50” W de longitude e 745 m de
altitude, pertencente ao município de Igaratá, localizado a sudeste do estado de SP, microrregião
de São José dos Campos. O clima, de acordo com a classificação de Köppen, é do tipo Cwa, com
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verão quente e inverno seco, podendo ser classificado também como clima tropical de altitude. De
acordo com a classificação de domínios morfoclimáticos proposta por Ab’Saber (2003) a área de
estudo se encaixa no Domínio dos Mares de Morros, no Planalto Atlântico, com altitudes que
variam entre 300 e 100 metros. O solo da propriedade é do tipo Cambissolo Háplico Tb distrófico,
latossólico, com textura argilosa (Tonello, 2010).
A microbacia experimental (Figura 1) possui uma área de drenagem de 150 ha, sendo 92 ha
de plantio de eucalipto e o restante da área dividido entre áreas de preservação e pastagens.
Figura 1: Visão parcial da microbacia localizada na Fazenda Santa Marta.
Fonte: Fíbria (2012).
Coleta de dados
Para determinação da biomassa e do consequente acúmulo do carbono na pastagem e no
eucalipto o método direto será utilizado, ou seja, a derrubada e pesagem de todos os
componentes de árvores/pasto. Cada amostra será cortada rente ao solo e pesada. Depois se
determinará o peso da matéria seca. Para a quantificação de carbono existente na biomassa,
deve-se multiplicar a tonelada de matéria seca por um fator 0,5 (Dewar e Cannel, 1992).
Será utilizada para análise do histórico da cobertura vegetal da área e precipitação, a série
temporal MODIS1 do INPE, ou seja, as séries temporais de EVI-2 e TRMM (Tropical Rainfall
Measuring Mission) disponibilizadas pelo laboratório virtual do Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (INPE).
1
Cada série temporal representa a variação dos valores do índice de vegetação (EVI2) ao longo do tempo sobre o pixel selecionado
pelo usuário no globo virtual (Google Maps), com resolução espacial de 250 m e resolução temporal de 16 dias disponibilizado
pela NASA. A série em azul no gráfico EVI2 (sem filtro) representa os valores observados em 1 pixel nas imagens MODIS ao longo do
tempo. A série em vermelho (com filtro) é resultado de uma suavização da série em azul utilizando a transformada wavelets. Os
valores de gaps igual a 0 (linha cor laranja) representam regiões na série temporal em que os dados foram interpolados e a
distância até o pixel válido mais próximo é maior que 32 dias. Essas regiões na série temporal (gaps=0) são caracterizadas pela
presença de dados contaminados por nuvem ou outros tipos de ruído.
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Figura 2. Série temporal MODIS de área recoberta por pastagem da Fazenda Santa Marta,
Igaratá. Fonte: Inpe (2011).
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Figura 3. Série temporal MODIS de área recoberta por eucalipto da Fazenda Santa Marta,
Igaratá.
Fonte: INPE (2011).
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Determinação de Biomassa herbácea.
A biomassa herbácea é a biomassa total que se encontra sobre o solo, são representados
por arbustos, gramíneas e outras espécies, possuindo menos de 2,5 cm de diâmetro de acordo
com a metodologia proposta por Arevalo et al. (2002):
Para estimar a biomassa marcam-se ao acaso dois quadrantes de 1 x 1 m.
Nestas, corta-se toda a biomassa ao nível do solo. Registra-se o peso fresco total
2
por m e deste, coletar uma amostra (aproximadamente 300 g), logo colocá-la em
bolsa de papel corretamente identificada e enviá-la ao laboratório para ser secada
em estufas de ar quente a 70°C até atingir o peso seco constante (Arevalo, Alegre
e Vilcahuaman, 2002).
Determinação de Biomassa do eucalipto
Para determinar os estoques de biomassa é necessário quantificar o volume de madeira por
métodos diretos e possivelmente indiretos. O método direto consiste no corte da árvore e
pesagem de suas partes: tronco, fuste, galhos e folhas utilizando-se o método de Smalian
(Almeida et al., 2006).
Os volumes individuais foram obtidos pela aplicação da fórmula de Smalian. O modelo
volumétrico adotado foi descrito por Silva et al. (2009):
em que:
µj = volume, m3;
DAP = diâmetro a 1,3 m de altura, cm;
Ht = altura total da árvore, m;
bi = parâmetros; e,
Ɛ = erro aleatório.
As estimativas da quantidade de carbono presentes no conjunto de galhos, folhas e fuste das
árvores-amostra serão obtidas ao se multiplicar as respectivas estimativas de biomassa pelo fator
0,5, ou seja, considerando que em média 50% da biomassa é composta por carbono (Soares e
Oliveira, 2002).
RESULTADOS ESPERADOS
Espera-se demonstrar que o eucalipto incorpora à área e quantificar o aumento do estoque
de carbono em relação à pastagem e desenvolver equações alométricas para subsidiar
estimativas para o restante da bacia hidrográfica do Vale do Paraíba a partir do estudo de caso na
Fazenda Santa Marta.
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