BALANÇO DE CARBONO EM FLORESTA DE EUCALIPTO

BALANÇO DE CARBONO EM FLORESTA DE EUCALIPTO Raquel Couto Evangelista Baesso 1, Mariana Gonçalves dos Reis 1, Aristides Ribeiro 1, Mariano Pereira Silva 1 1 Universidade Federal de Viçosa UFV Departamento de Engenharia Agrícola, Campus Universitário Viçosa MG Brasil, email: raquel.evangelista@ufv.br ABSTRACT: With the aim of examining how climate change will affect the productivity of eucalyptus plantations in the present work has focused on analysis of carbon balance in the cultivation of eucalyptus for current conditions and future climate. It was observed that the net carbon stock in the first two future projections (2011-2040 and 2041-2070) were larger than the carbon stocks in the current scenario, probably due to the fertilizing effect of CO2 in plants. Already in the projection of 2071-2100 the stock of liquid carbon in the plant decreased compared to the stock in the current scenario, showing that the effect of temperature increase and decrease in precipitation have been defining in biomass production by the plant. Keywords: Climate Change, Carbon Balance, Forest Planted. 1 - INTRODUÇÃO No balanço global de carbono na atmosfera de nosso planeta cerca de 8 bilhões de toneladas de carbono são emitidas anualmente na forma de CO 2 pela queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra. Somente 3,2 bilhões permanecem na atmosfera, provocando o aumento do efeito estufa, o restante é reabsorvido pelos oceanos e pela biota terrestre. É cada vez maior o interesse pela fixação de carbono em florestas plantadas, principalmente devido as suas elevadas taxas de crescimento e consequente capacidade de remover dióxido de carbono da atmosfera. As florestas plantadas, geralmente com fins econômicos e comerciais, são orientadas por critérios técnicos, conforme um plano de manejo, definindo-se sua época de colheita. Durante sua existência, estas florestas realizam a atividade de captura e fixação de carbono na madeira e nos demais componentes. A remoção do dióxido de carbono da atmosfera ocorre por meio da fotossíntese nos vegetais e sua liberação no processo de respiração, sendo parte deste carbono armazenado nos diversos componentes das plantas. O eucalipto oferece diversas vantagens em comparação a outras espécies florestais, inclusive as nativas, apresentando grande relevância no cenário atual, em que se busca o desenvolvimento sustentável. Pois a necessidade de materiais oriundos da madeira é questão estratégica para o desenvolvimento do país, sendo as florestas de eucalipto uma excelente solução como fonte deste tipo de matéria prima nos dias atuais. Experimentos em condições controladas (Ferrar e Williams, 1991) demonstraram que o aumento de CO 2 no ambiente resulta em aumentos da produção de matéria seca, se os demais fatores de crescimento estiverem adequados. Isso demonstra que, do ponto de vista da produção, o aumento da concentração de CO 2 na atmosfera poderia ser interessante para capturar o excesso de CO 2 da atmosfera. Com o intuito de analisar como as mudanças climáticas afetarão a produtividade das florestas plantadas de eucalipto, no presente trabalho fez-se a análise do balanço de carbono na cultura do eucalipto para as condições atuais e futuras do clima. 2 - MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Balanço de Carbono Utilizando o 3-PG

Landsberg e Waring (1997) desenvolveram um modelo de crescimento florestal baseado em processos fisiológicos, intitulado Physiological Principles for Predicting Growth (3-PG). O 3-PG consiste basicamente de cinco submodelos: produção de biomassa; balanço de água no solo; alocação de biomassa entre folhas, raízes e lenho (incluindo galhos e cascas); mortalidade de árvores, e módulo para converter biomassa de tronco em variáveis de interesse para o manejo florestal. Para estimar o balanço de carbono na produção de eucalipto utilizou-se o modelo crescimento 3-PG, que se baseia na fração fotossintética da radiação absorvida pelo dossel e consiste, essencialmente, no cálculo de biomassa e sua distribuição entre os componentes da árvore. Os dados de entrada de clima requeridos pelo modelo de crescimento são a radiação solar, temperatura (máxima e mínima) e chuva total. O balanço de carbono foi realizado para uma floresta de E. Grandis, situada no norte do Estado do Espírito Santo, com um ciclo de 7 anos. Na estimativa do teor de carbono contido na matéria seca dos diferentes componentes das árvores, baseou-se na metodologia proposta por Lopes e Aranha (2006), que consideram 49,7% de carbono em 1 kg de matéria seca de folhas, 48,1% de carbono em 1 kg de matéria seca de raízes e 40,4% de carbono em 1 kg de matéria seca de tronco. O 3-PG considera um valor fixo em torno de 0,47 para a relação entre produção primária líquida (PPL) e a produção primária bruta (PPB) equivalendo a um coeficiente de uso do carbono, o que elimina a necessidade de cálculos referentes às perdas de carbono por meio da respiração. Assim, neste estudo considerou-se a perda de carbono por meio da respiração como sendo 53% da PPB. 2.2 Dados Climáticos As projeções de clima utilizadas neste estudo consistem do cenário de clima futuro denominado Special Report on Emissions Scenarios (SRES) A2 (alta emissão) que foi implementado pelo IPCC. O Center for Climate System Research/National Institute for Enviromental Studie (CCSR/NIES) é um dos modelos globais que utilizam os cenários de emissões do IPCC para representar o clima futuro. No presente estudo foram utilizadas as projeções climáticas do modelo CCSR/NIES, que é um modelo acoplado oceano-atmosfera, com resolução espectral T21 (aproximadamente 5.6 latitude/longitude), com 20 níveis ve rticais na parte atmosférica e uma grade horizontal de aproximadamente 2.8º e 17 níveis verticais na parte oceânica (NOZAWA et al., 2001). Para avaliar as projeções dos cenários A2 dadas pelo CCSR/NIES GCM, foi utilizado como período base os dados climáticos médios de 1961-1990 do Climatic Research Unit (CRU), climatologia, com resolução de 0,5 de latitude e longitude. A climatologia foi construída a partir da interpolação, em função da latitude, longitude e altitude, de dados observados de estações climatológicas (NEW et al., 1999). 3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO Pela Figura 1 pode-se observar que a projeção futura, obtida com a simulação do modelo CCSR/NIES, para o total anual precipitado decresce expressivamente, o que, consequentemente, pode influenciar a produtividade das árvores, pelo déficit hídrico e, também, pelo aumento de temperatura.

Figura 1 Clima atual e projeções futuras para a precipitação total anual e temperatura média anual, obtidas através da simulação do modelo CCSR/NIES. O estoque de carbono nas folhas decresce ao decorrer da idade das plantas, pois no início do crescimento as plantas investem mais na fotossíntese e ao longo dos anos começam a investir menos em folhas e mais em sustentação, sendo os grandes sorvedouros as raízes e troncos. Por meio da Figura 2a observa-se que na projeção futura ocorre um aumento na quantidade de carbono nas folhas em comparação ao clima atual, sendo que os primeiros 30 anos (2011-2040) apresentam um aumento mais acentuado. O menor estoque de carbono nas folhas nas projeções de 2041-2070 e 2071-2100 em relação a 2011-2040, provavelmente deve-se a mudança no clima, como observado na Figura 1, ou seja, decréscimo na precipitação e aumento na temperatura, mais acentuados no final do século. Estas mudanças estariam sobrepondo o efeito positivo da fertilização do CO 2 no aumento de produtividade das plantas. De acordo com Figura 2b, o estoque de carbono aumenta ao decorrer da idade da planta, tendendo a se estabilizar a partir do quinto ano de idade das plantas e apresenta um pequeno decréscimo no sétimo ano. Assim como acontece com a alocação de carbono nas folhas e tronco, a alocação para as raízes decresce de 2011 até 2100. Porém as últimas projeções do estoque de carbono nas raízes, 2041-2070 e 2071-2100, foram sempre superiores ao estoque no clima atual. A necessidade de busca por mais água, conseqüência do estresse hídrico imposto pela queda no total precipitado, faz com que a planta invista em mais raízes profundas. De modo contrário ao estoque de carbono nas folhas, o estoque de carbono no tronco, aumenta ao decorrer da idade das plantas, como pode ser visualizado na Figura 2c. Efeitos similares ao apresentado pelo estoque nas folhas ocorrem também no tronco, a projeção 2011-2040 apresenta os maiores estoques de carbono e, também, de modo similar, as projeções 2041-2070 e 2071-2100 apresentam decréscimos em seus estoques. Porém, a projeção 2071-2100 não apresenta maiores estoques em nenhuma idade da plantas, demonstrado, desta forma, que a planta, pelas adversidades do clima, prefere alocar mais biomassa para as folhas e raízes que para o tronco. Na Figura 2d, observa-se um aumento no estoque de carbono total, do início do cultivo em relação ao final do ciclo de 7 anos. Pode-se notar também que na projeção de 2011-2040, existe um aumento no estoque de carbono, desde o início até o final do ciclo, em relação às demais projeções. Também se percebe um aumento do estoque de carbono na projeção de 2041-2070, em relação ao clima atual, com o passar dos anos. Já na projeção de 2071-2100 o estoque

de carbono sempre foi menor do que o acumulo atual. Mesmo com o aumento do estoque de carbono nas raízes e folhas, o menor estoque no tronco, fez com que o estoque total de carbono decrescesse nesse período. Figura 2 Estoque de carbono em clones de eucaliptos para o clima atual e projeções futuras. (a) estoque nas folhas; (b) estoque no tronco; (c) estoque nas raízes; e (d) estoque total. Na Tabela 1 encontra-se o balanço total de carbono em uma plantação de eucalipto, para o cenário de clima atual e futuro. Observou-se que o estoque de carbono líquido nas duas primeiras projeções futuras (2011-2040 e 2041-2070) foram maiores que os estoques de carbono no cenário atual, provavelmente devido ao efeito fertilizante do CO 2 nas plantas. Já na projeção de 2071-2100 o estoque de carbono líquido na planta diminuiu em relação ao estoque no cenário atual, mostrando que o efeito do aumento da temperatura e o decréscimo na precipitação foram definidores na produção de biomassa pela planta.

Tabela 1 Balanço de carbono em plantação de eucalipto. Balanço de carbono na planta Cenário ECB Respiração ECL Atual 664,7 352,0 312,4 2011-2040 839,2 445,0 394,4 2041-2070 729,9 387,0 343,0 2071-2100 592,2 314,0 278,3 em que: ECB estoque de carbono bruto; e ECL estoque de carbono líquido. 4 - CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos pelas simulações, pode-se concluir que o eucalipto tende a fixar mais carbono em um futuro próximo, projeção 2011-2040, apresentando maiores produções de matéria seca. Todavia, a partir das projeções que se iniciam em 2071, o efeito positivo do enriquecimento do CO 2, passa a ser parcialmente neutralizado pela redução da disponibilidade hídrica e aumento da temperatura, reduzindo assim a sua produtividade. 5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FERRAR, J.F. e WILLIAMS, W.L. The effects of increase atmospheric carbon dioxide and temperature on carbon partitioning, source-sink relations and respiration. Plant Cell Environ., 14:819-830, 1991. LANDSBERG, J.J. e WARING, R.H. A generalized model of forest productivity using simplified concepts of radiation-use efficiency, carbon balance and partitioning. Forest Ecology and Management, 95: p.209-228, 1997. LOPES, D., ARANHA, J. Avaliação do Conteúdo de Carbono na Matéria Seca de Diferentes Componentes de Árvores de Eucalyptus globulus e de Pinus pinaster. Silva Lusitana 14(2): 149-154, 2006. NEW, M., HULME, M. e JONES, P.D. Representin4g twentieth century space-time climate variability. Part 1: development of a 1961-90 mean monthly terrestrial climatology. Journal of Climate, 12: p.829-856, 1999. NOZAWA, T., EMORI, S., NUMAGUTI, A., TSUSHIMA Y., TAKEMURA, T., NAKAJIMA, T. E ABE-OUCHI, A. e KIMOTO, M. Projections of future climate change in the 21st century simulated by the CCSR/NIES CGCM under the IPCC SRES scenarios. Present and Future of Modeling Global Environmental Change: Toward Integrated Modeling, Eds., T. Matsuo and H. Kida, p. 15-28, 2001.