Sequestro de carbono
Os níveis de dióxido de carbono na atmosfera subiram de níveis pré-industriais de 280 partes por milhão para níveis atuais de 375 partes por milhão. O aumento nos níveis de dióxido de carbono é principalmente devido ao uso cada vez maior de combustíveis fósseis para energia. Os níveis de CO 2 continuam a aumentar na atmosfera, pois há um aumento de muitas vezes no uso de energia. Tem havido crescentes evidências de rupturas no ciclo global do carbono e isso contribuiu para o aquecimento global. As mudanças observadas na temperatura, precipitação, cobertura de neve, nível do mar e condições meteorológicas extremas confirmam que o aquecimento global é uma realidade.
Este aquecimento atmosférico foi melhor explicado pelo efeito estufa. Este é um fenômeno pelo qual o dióxido de carbono, o vapor de água, o metano atmosférico, o óxido nitroso, o ozônio e os aerossóis retêm mais calor do sol, fazendo com que a terra fique mais quente. O dióxido de carbono é responsável por 60% do total do efeito estufa.
Arrhenius (1859-1927) foi o primeiro a introduzir este fenômeno como "teoria da estufa " que mais tarde ficou conhecido como "teoria da estufa" para modelar quantitativamente o efeito de mudanças na concentração de dióxido de carbono atmosférico no clima. À medida que o aquecimento global progrediu, os sumidouros de carbono terrestres essenciais, como florestas e solos, foram consistentemente erodidos, degradados e esgotados, resultando na redução do conteúdo orgânico do solo, declínio da fertilidade do solo e cortes significativos na produtividade.
Há uma evidência global crescente para mostrar que as recentes tendências climáticas e atmosféricas já estão afetando a fisiologia, distribuição e fenologia das espécies. A extensão dos limites da área geográfica das espécies está progredindo em direção aos pólos ou a elevações mais altas. A extinção das populações locais ao longo dos limites da faixa em latitudes mais baixas ou elevações mais baixas está progredindo.
A crescente invasão por espécies oportunistas, infestantes e / ou competitivamente móveis é evidente. O desacoplamento progressivo - de interação de espécies, por exemplo, entre plantas e polinizadores devido à fenologia incompatível - está ocorrendo.
A mudança climática, se não for mitigada, criará grandes desafios. Pandey (2004) descreveu alguns desafios. No caso de crianças, as mudanças ambientais levam a doenças respiratórias, queimaduras solares, melanoma e imunossupressão; a mudança climática pode causar diretamente insolação, afogamento, doenças gastrointestinais e mau desenvolvimento psicossocial; e alterações ecológicas desencadeadas pelas mudanças climáticas podem aumentar as taxas de desnutrição, alergias e exposição a micotoxinas, doenças transmitidas por vetores, como malária, dengue, encefalite e doenças infecciosas emergentes.
No caso da população jovem, as mudanças ambientais criam riscos à saúde, tornando-as improdutivas e agravando a pobreza. Além disso, as alterações climáticas no contexto das realidades industriais e políticas globais provocam a subida do nível do mar e as inundações costeiras, interrompem as monções e as chuvas e prolongam o período de seca.
O Protocolo de Kyoto à Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, em 1997, percebeu isso como um problema catastrófico e defendeu o seqüestro de carbono para controlar os níveis de gases de efeito estufa na atmosfera. Isso mostra que grandes mudanças são necessárias na forma como produzimos e usamos energia para controlar as emissões de carbono.
Importantes maneiras de gerenciar o carbono estão usando energia de maneira mais eficiente para reduzir a necessidade de uma fonte importante de energia e carbono e aumentar o uso de combustíveis e tecnologias de baixo carbono e carbono, como energia nuclear ou fontes renováveis, como energia solar, eólica e de biomassa. Após a emissão de carbono na atmosfera, o processo de seqüestro de carbono é um método importante para controlar os níveis de carbono na atmosfera.
O seqüestro de carbono é o processo de capturar as emissões de dióxido de carbono e armazená-las em reservatórios subterrâneos de petróleo e gás, jazidas de carvão e reservatórios salinos profundos), biosfera terrestre (em florestas, terras agrícolas e agrícolas e em áreas úmidas) ou os oceanos para que o acúmulo de concentração de dióxido de carbono na atmosfera diminua ou diminua.
Esse processo abrange todo o "ciclo de vida" da captura, separação, transporte e armazenamento ou reutilização, bem como a capacidade de medir e monitorar a quantidade de dióxido de carbono armazenado. Isto é conseguido mantendo ou melhorando o processo natural ou desenvolvendo novas técnicas para eliminar o carbono.
Pesquisas em geociências relacionadas à compreensão da geofísica e geoquímica de reservatórios potenciais apropriados para o seqüestro subterrâneo de dióxido de carbono são uma opção para sequestrar carbono em repositórios geológicos subterrâneos. Formas de identificar para aumentar o sequestro de carbono da biosfera terrestre através da remoção de dióxido de carbono da atmosfera pela vegetação e armazenamento em biomassa e solos são inevitáveis na melhoria do ciclo terrestre natural.
O sequestro de carbono nos oceanos é outra consideração importante para aumentar a captação oceânica líquida da atmosfera pela fertilização do fitoplâncton com nutrientes e injetar dióxido de carbono em profundidades oceânicas superiores a mil metros.
O mais recente conceito de gerenciamento de carbono é o sequenciamento dos genomas de micróbios que produzem combustíveis como metano e hidrogênio ou ajuda no seqüestro de carbono, para permitir uma avaliação do seu uso potencial para produzir combustíveis a partir de combustíveis fósseis ou biomassa ou resíduos.
O sequestro de carbono terrestre é uma abordagem importante para reduzir os gases de efeito estufa. Florestas, árvores e outras vegetações servem como sumidouros de carbono terrestres para absorver as emissões de dióxido de carbono e mitigar as mudanças climáticas. A biomassa total acima do solo nas florestas do mundo é de 421 × 10 9 toneladas distribuídas em mais de 3.869 milhões de hectares.
Desse total, 3.682 × 10 6 hectares, ou 95% é floresta natural e 187 × 10 6 hectares, ou 5% é área de plantio. As florestas contêm 100 m 3 ha -1 (metro cúbico por hectare) de volume de madeira e 100 t ha -1 (tonelada por hectare) de biomassa de madeira. Eles armazenam 1.200 GtC em vegetação e solo globalmente. O carbono nas florestas constitui 54% dos 2.200 Gt do total de carbono nos ecossistemas terrestres.
Eles seqüestram de 1 a 3 GtC anualmente através do efeito combinado de reflorestamento, regeneração e crescimento aprimorado de florestas existentes, compensando as emissões globais de dióxido de carbono do desmatamento. Na Índia, a quantidade de carbono armazenada nos solos é de 23, 4 a 27, 1 Gt ou de 1, 6 a 1, 8% do carbono armazenado nos solos do mundo. A biomassa estimada de florestas acima do solo e abaixo do solo é de 6.865, 1 e 1.818, 7 milhões de toneladas, contribuindo com 79 e 21% para a biomassa total, respectivamente.
A remoção direta de dióxido de carbono da atmosfera é realizada através de mudanças no uso da terra, florestamento, reflorestamento, fertilização oceânica e práticas agrícolas para melhorar o carbono do solo. Os combustíveis fósseis eram ao mesmo tempo biomassa e continuavam a armazenar o carbono até que fossem queimados. Árvores e plantas absorvem dióxido de carbono, liberam oxigênio e armazenam o carbono.
As florestas ou outros sistemas naturais têm a capacidade de “afundar” ou armazenar carbono e evitar que ele seja coletado na atmosfera como dióxido de carbono. Níveis elevados de dióxido de carbono aumentam as taxas de crescimento e aumentam a quantidade de nitrogênio fixada simbioticamente em plantas leguminosas, como as espécies de Acácia, e isso oferece uma oportunidade de planejar um mix de espécies que maximiza o crescimento de plantações multifuncionais.
As árvores em solos pobres dão melhor resposta a níveis elevados de dióxido de carbono e seria uma estratégia útil recorrer a esforços de restauração em larga escala em florestas degradadas e terrenos baldios como uma opção de mitigação das mudanças climáticas no curto prazo. Sistemas silviculturais para florestas multifuncionais que são capazes de cumprir funções ecológicas, econômicas e sociais são sugeridos para melhorar o sequestro de carbono e para o contínuo da paisagem.
O ecossistema florestal tem potencial para capturar e reter grandes volumes de carbono durante longos períodos, à medida que as árvores absorvem carbono através do processo de fotossíntese. Uma floresta jovem, quando cresce rapidamente, pode sequestrar volumes relativamente grandes de carbono adicional, aproximadamente proporcional ao crescimento da floresta em biomassa. Uma floresta madura atua como um reservatório, mantendo grandes volumes de carbono mesmo se não estiver experimentando um crescimento líquido e, portanto, o manejo florestal tem uma influência no seqüestro de carbono.
Reduzir o desmatamento, expandir a cobertura florestal, expandir a biomassa florestal por unidade de área e expandir o inventário de produtos de madeira de vida longa são algumas das atividades para convencer a comunidade global a perceber o potencial de seqüestro de carbono dos ecossistemas florestais.
Os solos fornecem um reservatório significativo de carbono orgânico, armazenando o dobro da atmosfera e três vezes mais que as plantas. A aplicação de grandes quantidades de biomassa ao solo e a melhoria das eficiências de uso de água e nutrientes aumentam a concentração de carbono orgânico no solo. Práticas agrícolas como a agricultura morta, a lavoura de conservação, o uso de adubos e estrume, a rotação de culturas, sistemas agroflorestais e a aplicação de biossólidos têm um papel importante no acréscimo de biomassa ao solo.
O grau de perturbação do solo através de operações de lavoura prejudica a agregação do solo, exacerba a decomposição de resíduos e reduz a retenção final de carbono no solo. A agricultura de plantio direto é uma opção viável que permite aos agricultores cultivar culturas economicamente enquanto reduz a erosão e melhora a quantidade e a qualidade do material orgânico do solo.
As cinzas volantes, o resíduo da queima de carvão de baixa qualidade nas usinas geradoras e o lodo de esgoto são produzidos em enormes quantidades na maioria dos países. Esses dois resíduos são depositados em grande parte sem tratamento diretamente nos sistemas de água; isso resulta em assoreamento, inundação e contaminação de fontes de água.
Os custos ambientais, econômicos e sociais associados à eliminação de resíduos são consideráveis e esses custos continuariam a aumentar à medida que a população e as atividades industriais crescessem. O uso de misturas de resíduos é uma abordagem importante para melhorar a fertilidade do solo e estruturar e aumentar as taxas de sobrevivência e crescimento de espécies de plantas, especialmente plantas lenhosas perenes e gramíneas. Como os resíduos geram continuamente, este é um remédio em potencial para tratar a doença do solo.
Mitra et al (2005) explicou o papel das zonas húmidas no ciclo global do carbono. Terras úmidas podem afetar o ciclo de carbono atmosférico de quatro maneiras diferentes. Primeiro, muitas áreas úmidas, especialmente as terras de turfa boreal e tropical, são reservatórios de carbono altamente lábeis; eles podem liberar carbono se os níveis de água forem reduzidos ou as práticas de manejo da terra resultarem na oxidação dos solos.
O aumento da temperatura pode derreter os solos do solo congelado e emitir hidratos de metano aprisionados por essas terras úmidas. Em segundo lugar, muitas zonas húmidas podem continuar a sequestrar carbono da atmosfera através da fotossíntese por plantas de zonas húmidas e subsequente acumulação de carbono no solo. Em terceiro lugar, as zonas húmidas estão intrinsecamente envolvidas nas vias de transporte de carbono horizontais entre os diferentes ecossistemas.
Eles são propensos a capturar sedimentos ricos em carbono a partir de fontes de bacias hidrográficas, mas também podem liberar carbono dissolvido através do fluxo de água nos ecossistemas adjacentes. Essas rotas horizontais podem afetar tanto o sequestro quanto as taxas de emissão de carbono. Em quarto lugar, os solos de zonas húmidas produzem metano, que é regularmente emitido para a atmosfera mesmo na ausência de alterações climáticas.
Eles emitem mais de 10% da força da fonte global de metano como resultado das condições anóxicas que ocorrem em seus solos inundados e suas altas taxas de produção primária. A drenagem das terras húmidas durante a conversão para agricultura ou silvicultura diminui as emissões de metano para zero e até consome pequenas quantidades de metano da atmosfera.
A mudança climática provavelmente afetará a capacidade das zonas úmidas de emitir metano e seqüestrar carbono. O aumento do dióxido de carbono na atmosfera resultará em maior produtividade primária na maioria das áreas alagadas, se não em todas elas. A fertilização de dióxido de carbono da atmosfera poderia aumentar o estoque de carbono em outros ecossistemas.
Os campos de arroz de zonas úmidas produzem mais do que o metano sob maior exposição ao dióxido de carbono. Temperaturas aumentadas podem resultar em aumento da evapotranspiração e podem, assim, diminuir os níveis das águas subterrâneas e superficiais em muitas áreas úmidas. Portanto, o aumento das reservas de carbono nas zonas úmidas no contexto das mudanças climáticas é consistente com a redução das emissões de gases de efeito estufa das áreas úmidas e a restauração de suas reservas de carbono. Proteger as zonas úmidas é uma maneira prática de manter as reservas de carbono existentes e, assim, evitar a emissão de dióxido de carbono e gases de efeito estufa.
Na Índia, um inventário das áreas úmidas foi realizado em 1990 pelo Ministério do Meio Ambiente e Florestas e esta pesquisa mostra que cerca de 4, 1 milhões de hectares são cobertos por áreas úmidas de diferentes categorias. Além disso, manguezais - áreas úmidas costeiras - ocupam uma área de cerca de 6.740 km.
Tendo em vista a importância das zonas úmidas no ciclo de carbono global e outros usos, o governo publicou uma Notificação de Zona de Regulamentação Costeira em 1991 proibindo atividades de desenvolvimento e descarte de resíduos nos manguezais e recifes de corais. Quinze áreas de mangue foram identificadas para conservação intensiva.
O seqüestro de carbono é uma estratégia em que todos ganham para a agricultura e o meio ambiente. Ajuda a mitigar as mudanças climáticas globais, armazenando dióxido de carbono nos solos. Medidas restaurativas do solo aumentam a produção de biomassa. O sequestro melhora a qualidade do solo e a produção agrícola. As práticas de conservação que sequestram o carbono aumentam simultaneamente a qualidade da água, ajudando a reduzir o escoamento ou a poluição não pontual.
Seneviratne (2002) deu outra dimensão ao seqüestro de carbono e propôs algumas atividades importantes para o seqüestro de carbono. O PNUD previu que o aquecimento global reduziria a produção de cereais e isso, por sua vez, resultaria em maior conversão de ecossistemas naturais em agroecossistemas. Com efeito, seria dada prioridade à plantação de culturas alimentares em vez de plantar árvores.
Com a expansão agrícola, o sumidouro de carbono provocado por ações deliberadas não contribuiria o suficiente para o sequestro de carbono. Portanto, a inoculação da fauna do solo é uma opção viável para aumentar a resistência do sumidouro de carbono em solos agrícolas, bem como nas árvores das florestas, para maior produtividade. A aplicação foliar de nutrientes ao dossel da floresta usando aviões é outra opção para melhorar o sumidouro de carbono, pois tem várias vantagens.
É importante para a aplicação eficiente de nutrientes aumentar a eficiência do uso de nutrientes pelas plantas, evitando as limitações de nutrientes. Ela ajuda a conservar os estoques de carbono no solo ao diminuir a decomposição microbiana sobre a aplicação direta de nutrientes no solo. Isso evita interrupções causadas pela rotatividade de lixo para plantar o sequestro de carbono.
Sahrawat (2003) explicou a importância do carbono inorgânico no sequestro de carbono em solos de regiões secas. Solos nas regiões mais secas dos trópicos contêm baixas reservas de matéria orgânica e nutrientes vegetais. O reservatório de carbono do solo composto de carbono orgânico e inorgânico é crítico para o solo desempenhar sua produtividade e funções ambientais, e desempenha um papel importante no ciclo de carbono global.
O carbonato de cálcio é um mineral comum nos solos das regiões secas do mundo e desempenha um papel dominante na modificação das propriedades físicas, químicas e biológicas e no comportamento dos nutrientes das plantas no solo. As regiões áridas e semi-áridas cobrem mais de 50% da área geográfica total da Índia. Os solos dessas regiões são de natureza calcária e contêm de 2 a 5 vezes mais carbono inorgânico do solo do que o carbono orgânico do solo na camada superior do solo de 1 m.
O pool de carbono inorgânico do solo consiste em carbonatos inorgânicos primários ou carbonatos inorgânicos litogênicos e carbonatos inorgânicos secundários ou carbonatos inorgânicos pedogênicos. Carbonatos secundários são formados através da dissolução de carbonatos primários e re-precipitação de produtos de intemperismo. A reação do dióxido de carbono atmosférico com água, cálcio e magnésio nos estratos superiores do solo, lixiviação no subsolo e subsequente re- precipitação resultam na formação de carbonatos secundários e no sequestro de dióxido de carbono atmosférico.
O carbono inorgânico pedogênico formado a partir de material não-carbonático é um sumidouro para o carbono e leva ao seqüestro de carbono, enquanto que aquele formado a partir de material calcário pode não estar envolvido no seqüestro de carbono no solo. Isto sugere que a dissolução de carbonatos e a lixiviação no perfil do solo podem levar ao sequestro de carbono. A lixiviação de bicarbonatos nas águas subterrâneas é um dos principais mecanismos de sequestro de carbono inorgânico do solo.
Maior produtividade primária da vegetação e adoção de medidas de controle de salinidade envolvendo o uso de gesso e adubação orgânica podem levar à lixiviação de bicarbonato de cálcio no perfil sob irrigação; resultaria em seqüestro de carbono e melhoria dos solos afetados pelo sal.
O sequestro do carbono inorgânico do solo tem implicações quando as águas subterrâneas insaturadas com bicarbonato de cálcio são usadas para irrigação. A aridez no clima é considerada responsável pela formação de bicarbonato de cálcio pedogênico e este é um processo inverso ao aumento do carbono orgânico no solo.
O aumento no sequestro de carbono via aumento do carbono orgânico do solo no solo induziria a dissolução do carbonato de cálcio nativo e sua lixiviação, resultando no sequestro de carbono inorgânico do solo. É necessário entender o papel do sequestro de carbono inorgânico no solo no sequestro de carbono para aumentar o estoque de carbono em solos calcários empobrecidos e degradados nas regiões áridas e semi-áridas e mitigar o efeito estufa.
O mundo em desenvolvimento é sugerido como responsável pela maioria das emissões recentes de dióxido de carbono induzidas por desmatamento e incêndios florestais. Isso é verdade localmente, mas se for holisticamente comparado às emissões devido à mudança atual e histórica do uso da terra e à emissão de combustível fóssil em latitudes temperadas, a emissão no mundo em desenvolvimento é muito pequena.
A maior parte da modificação humana da paisagem nos últimos séculos ocorreu nas latitudes temperadas, convertendo florestas e pastos em terras agrícolas e pastagens altamente produtivas, emitindo grande quantidade de dióxido de carbono na atmosfera. Estudos recentes indicam que a situação da cobertura florestal em latitudes tropicais não é ruim.
A Índia é mais vulnerável aos impactos das mudanças climáticas do que suas contrapartes desenvolvidas, uma vez que não dispõe de recursos para se adaptar às mudanças consequentes. Além disso, a saúde humana e os sistemas socioeconômicos são mais vulneráveis no contexto de recursos limitados da terra do país. O sequestro de carbono é a opção mais vibrante e viável para reverter o estado atual dos diferentes recursos da terra e dos ecossistemas.
A Índia está se movendo com políticas e programas para atingir a meta da política florestal nacional de 33% de cobertura florestal / florestal, com um total de 109 milhões de hectares de área sob a cobertura arbórea, de uma área total de 328 milhões de hectares do país. A cobertura florestal existente na Índia atualmente é de 67, 83 milhões de hectares e, além disso, 16 milhões de hectares de cobertura arbórea já existem fora das florestas.
Coletivamente, o total de terras sob cobertura florestal / arbórea atualmente é de 79, 73 milhões de hectares. Uma área adicional de 29, 27 milhões de hectares deve ser coberta de árvores para alcançar 33% de cobertura verde. Além disso, cerca de 31 milhões de hectares de 63, 73 milhões de hectares precisariam de restauração para aumentar a produtividade de florestas degradadas e 29 milhões de hectares de cobertura de árvores podem ser estabelecidos através de plantações em áreas não florestais e agroecossistemas.
Um total de 60 milhões de hectares de terras na Índia é proposto para ser florestado / reflorestado nos próximos tempos. Espera-se que essas atividades sequestram carbono adicional entre 83, 2 milhões de toneladas de carbono e 202. 67 milhões de toneladas de carbono por ano e certamente são vitais para a mitigação da mudança climática, a fim de manter as concentrações normais de gases atmosféricos.
