No seu estado natural, as turfeiras estão entre os sumidouros de carbono mais importantes do planeta. O solo está saturado de água e contém muito pouco oxigênio, o que retarda a decomposição das plantas mortas. Em vez de se decompor completamente, o material vegetal acumula-se em camadas ao longo de milhares de anos, criando depósitos profundos de turfa que retêm carbono por longos períodos de tempo.
Esse equilíbrio muda quando as turfeiras são drenadas para a agricultura. A redução do lençol freático permite que o oxigênio entre no solo, acelerando a atividade microbiana. À medida que os micróbios decompõem a matéria vegetal previamente armazenada, o carbono armazenado ao longo dos séculos é libertado na atmosfera como dióxido de carbono (CO).2)
As turfeiras do norte são estudadas
Grandes áreas de turfeiras foram drenadas em toda a Europa e na região nórdica desde o século XVII. Os cientistas examinaram atentamente como a drenagem e as alterações nos níveis da água afectam as emissões de gases com efeito de estufa em muitas destas regiões.
Pouco se sabe sobre as turfeiras mais ao norte utilizadas para a agricultura. Essas regiões apresentam temperaturas mais amenas, estações de cultivo mais curtas e luz solar prolongada durante os meses de verão.
“A partir de estudos em regiões quentes, sabemos que a drenagem e o aumento dos níveis das águas subterrâneas em turfeiras cultivadas muitas vezes reduzem o CO2 emissões, porque a turfa se decompõe mais lentamente”, explica o pesquisador do NIBIO, Junbin Zhao.
“Ao mesmo tempo, condições úmidas e com baixo teor de oxigênio podem aumentar o metano, uma vez que os micróbios produtores de metano prosperam quando quase não há oxigênio no solo.”
O óxido nitroso também pode crescer sob certas condições de umidade. Quando o solo está úmido, mas não completamente encharcado, a degradação do nitrogênio pode parar no meio do caminho, produzindo óxido nitroso em vez de gás nitrogênio inofensivo.
“Como cada gás de efeito estufa reage de maneira diferente às mudanças nos níveis da água, um gás pode diminuir e outro pode subir. É por isso que é importante observar o equilíbrio geral dos gases”, disse Zhao.
“Precisamos medir o CO2metano e óxido nitroso ao mesmo tempo e durante toda a temporada para compreender o verdadeiro impacto líquido nas regiões agrícolas do norte.”
Um estudo de campo ártico de dois anos no norte da Noruega
Para responder a esta pergunta, Zhao e seus colegas conduziram um estudo de campo de dois anos em 2022 e 2023 no Centro de Pesquisa Svanhovd do NIBIO, no Vale Pasvik, no norte da Noruega. Trilha de câmara automática CO2Emissões de metano e óxido nitroso várias vezes por dia durante a estação de cultivo.
“A experiência incluiu cinco parcelas que, em conjunto, reflectem as condições típicas de gestão encontradas num campo agrícola drenado – com diferentes níveis de água subterrânea, diferentes quantidades de fertilizantes e diferentes números de colheitas por época”, explicou Zhao.
A equipe se concentrou em três questões principais:
- Poderia o aumento dos níveis das águas subterrâneas tornar uma turfa cultivada no Ártico neutra para o clima?
- O nível da água afeta o CO do solo?2 Isso representa mais emissões do que o CO da planta afeta2 aceitar?
- Como é que a fertilização e a colheita afectam o equilíbrio climático global?
Níveis mais elevados de águas subterrâneas reduzem CO2 emissões
Quando a turfa passiva é fortemente drenada, emite grandes quantidades de CO2Comparável às turfeiras cultivadas mais ao sul. Mas quando os investigadores elevaram as águas subterrâneas para entre 25 e 50 centímetros abaixo da superfície, as emissões caíram drasticamente.
“Nesses níveis de água mais elevados, as emissões de metano e óxido nitroso também foram menores, proporcionando um equilíbrio geral de gases muito melhor. Sob tais condições, o campo absorveu um pouco mais de CO2 É mais do que libertador”, disse Zhao.
Isto sugere que a manutenção de níveis mais elevados de águas subterrâneas nas terras agrícolas do Ártico pode servir como uma estratégia climática eficaz.
“Os nossos resultados são particularmente interessantes porque as emissões foram medidas continuamente, 24 horas por dia. Isto significa que captámos emissões invulgarmente elevadas e pequenos picos nas flutuações diárias normais, detalhes que muitas vezes são perdidos quando as medições são feitas apenas de forma intermitente.”
Por que o frio Ártico amplifica o efeito climático?
O aumento do lençol freático torna o solo mais úmido e reduz o oxigênio ao redor das raízes das plantas. As plantas são um pouco menos ativas e absorvem menos CO2 Nestas condições.
No entanto, o CO global2 Redução de emissões do campo.
“Isso ocorre porque condições mais úmidas significam que o campo precisa de menos luz antes de começar a absorver mais CO2 É mais que libertação. Quando esse limite é atingido no início do dia, você ganha mais horas com ingestão líquida de carbono”, explica Zhao.
“Nossos cálculos mostram que este efeito é particularmente forte no norte devido às longas e amenas noites de verão. Isso proporciona muitas horas adicionais onde o sistema está na direção positiva, o que pode aumentar o CO total2 levar significativamente.”
A temperatura acabou sendo outro fator importante. Quando a temperatura do solo sobe acima de cerca de 12°C, a atividade microbiana se intensifica.
“Em altas temperaturas, os microrganismos decompõem rapidamente a matéria orgânica e tanto o CO2 E as emissões de metano aumentam”, disse Zhao.
“Isto significa que níveis de água mais elevados têm maior impacto em climas mais frios – e podem reduzir os benefícios futuros do aquecimento. Na prática, isto significa que os níveis de água devem ser considerados em conjunto com a temperatura e as condições locais.”
A fertilização e a colheita moldam o equilíbrio de carbono
As práticas de gestão agrícola também desempenharam um papel. Adicionar mais fertilizante aumenta o crescimento da grama.
“Mais fertilizante produz mais biomassa, mas não causa mudanças perceptíveis no CO2 ou emissões de metano em nossos experimentos”, disse Zhao.
A colheita teve um efeito claro. Quando a grama é cortada e removida, o carbono armazenado no material vegetal sai do sistema.
“Se a colheita for muito frequente, ao longo do tempo pode ser extraído mais carbono do que pode ser regenerado. A camada de turfa pode perder carbono lentamente, mesmo quando o lençol freático é mantido alto”, explica Zhao.
Por esse motivo, Zhao enfatiza que a gestão da água, o uso de fertilizantes e a programação da colheita devem ser avaliados em conjunto. As ações para reduzir as emissões a curto prazo podem reduzir o armazenamento de carbono a longo prazo, enfraquecendo potencialmente a qualidade do solo.
“Uma solução poderia ser a paladicultura, ou seja, cultivar espécies de plantas que toleram condições úmidas para produzir biomassa sem manter o solo seco”.
As diferenças locais são importantes para a contabilidade climática
Os pesquisadores também observaram mudanças significativas no mesmo campo. Algumas áreas absorvem CO2Quando as seções circundantes tiverem liberado o suficiente
“Essas mudanças locais podem afetar grandemente a contabilidade climática nacional e a forma como as medidas são concebidas, porque um fator de emissão padrão pode não refletir a realidade em todos os lugares”, disse Zhao.
“Os resultados do nosso estudo mostram uma necessidade clara de medições mais detalhadas e de uma gestão mais precisa do nível da água na prática, especialmente onde as condições do solo e da lavoura variam significativamente entre locais.”
