Savanas da Amazônia: emissão de gases do efeito estufa e material particulado pela queima e decomposição da biomassa acima do solo, sem a troca do uso da terra, em Roraima, Brasil

• Autor(a) principal: Barbosa, Reinaldo Imbrozio
• Data de Publicação: 2001
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional do INPA
• Texto Completo: https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/12289
• topic: Gases do efeito estufa; Queimadas; Savanas

Foi estimada a emissão de CO2, gases-traço (CH4, CO, N2O, NOx e HCNM=hidrocarbonos não-metanos) e material particulado total (MPT) pela queima e decomposição da biomassa acima do solo em três áreas de savana, sem alteração do uso do solo, localizadas no extremo norte da Amazônia Brasileira, Estado de Roraima. A base de cálculo foi o decênio de 1990. Para tanto, foi necessário medir os seguintes parâmetros de cálculo por tipo de savana analisado: (1) área e freqüência das queimadas, (2) biomassa acima do solo (arbórea e rasteira) antes e depois das queimas, com o respectivo fator de combustão, (3) concentração de carbono de todos os componentes da vegetação, (4) dinâmica da mortalidade/recrutamento (indivíduos e biomassa) das espécies arbóreas em áreas "protegidas" e "não-protegidas" do fogo e (5) taxa de decomposição do material lenhoso (necromassa). Estes dois últimos como forma de auxiliar um modelo de "estação e transição" de dinâmica de carbono acima do solo que determina o incremento de carbono (-/+) através de condicionantes climáticas (anos secos, úmidos ou normais). Além disto, foi necessário revisar todas as taxas de emissão molar e fatores de emissão de cada gás envolvido + MPT no sentido de adequar todos os valores apenas para os estudos brasileiros e evitar o uso de índices de outros continentes que possuem realidade quantitativa e qualitativa diferente da brasileira. A área total de cada tipo de savana, com a respectiva participação da área sem a troca do uso da terra foi estimada em : Sg (Savana Gramíneo-lenhosa)= 15.057 km² (13.586 km²), Sp (Savana Parque)=11.674 km² (10.553 km²) e Tp (Savana Estépica-parque) = 8.764Km² (8.172 Km²). A área média queimada para cada paisagem foi de 41% para Sg, 34% Sp e 58% para Tp, levando em consideração o período de julho de 1997 a abril de 2000. Esta variação foi função da maior ou menor presença humana nestas áreas (manejo e fator cultural), em conjunção com os efeitos das situações micro-climáticas criadas pelo gradiente de altitude existente entre os três tipos de savanas. A média ponderada para os três ambientes nos três anos de observação foi de 43%. A freqüência de queimadas média para todas as áreas foi de 1 queima a cada 2-2,5 anos. Do total de área queimada no mesmo ano climático, em média, mais de 98% queima apenas uma vez, o restante queima duas vezes (2%) - em geral com distanciamento de no mínimo 6 meses entre a primeira e a segunda queima. Entre 75-85% do total (em área) queimado anualmente, são de áreas que não queimaram no ano anterior, indicando maior quantidade de biomassa para queimar em etapas seguintes devido ao acúmulo de combustível. A biomassa total acima do solo (arbórea + rasteira) pré e pós-queima foi de 3.286 kg.ha-¹ e 1.045 kg.ha-¹ para Sg, 6.051 kg.ha-¹ e 2.490 kg.ha-¹ para Sp e, 6.586 kg.ha-¹ e 4.105 kg.ha-¹ para Tp. Estes valores resultaram nos seguintes fatores de combustão (FC) : 68,2% (Sg), 58,8% (Sp) e 37,7% (Tp) para a biomassa total destes ambientes. Biomassa rasteira foi determinada pelo método direto (corte e pasagem) em 100 sub-quadras de 1 m² distribuídas ao longo dos três tipos de savanas estudados. Biomassa arbórea foi determinada pelo método indireto com o corte de 130 indivíduos também distribuídos entre os três tipos de savana, por três grupos de espécies pré-determinados por inventários (3,024 ha e 3.601 indivíduos avaliados : 2.820 vivos e 781 mortos), e por três classes diamétricas. O modelo de regressão que melhor se ajustou às variáveis coletadas para todas as espécies e classes de diâmetro foi : In(Bs) = 4,501 + 0,459 In(Ht) + 1,589.In(Db) + 1,025 In(Dc), onde Bs = biomassa seca do indivíduo (kg), Db = diâmetro de base (m) medido à 2cm do solo, Ht + altura total (m) e Dc = diâmetro de copa (m) ; r² = 0,984 ; P 0,001. Em média, o resultado da relação entre biomassa arbórea e rasteira (pré-queima) foi de 0,13 (Sg), 0,46 (Sp) e 1,20 (Tp), definindo um comportamento diferenciado do fogo em relação à massa presente : maior massa arbórea menor FC total. As concentrações médias ponderadas de carbono (%) por paisagem variaram em função da proporção existente entre as diferentes frações que compunham o total observado nas fases pré e pós-queima (Sg = 36,3% / 43,5% ; Sp = 41,9% / 45,8%; Tp = 41,9% / 43,7%). Este resultado também determinou o destino do carbono pré-queima, analisado no pós-queima. Do total de carbono pré-existente em Sg, 4,6% foram adicionados aos estoques de carbono de longo prazo (material particulado agragado às cinzas e depositado sobre o solo), 3,1% foram mantidos como estoque de curto prazo (biomassa morta), 21,6% permaneceram na biomassa viva remanescente e os 70,7% restantes foram presumidamente liberados para a atmosfera, Na mesma ordem, estes valores foram de 2,2%, 3,4%, 35,7% e 58,7% para Sp e 2,1%, 3,4%, 55,3% e 39,2% para Tp. Aproveitando o roteiro de cálculo do Intergovernamental Panel on Climate Change (IPCC), calculou-se que o montante de carbono afetado por estas três savanas foi de 2,87 x 10 t C.ano-¹, considerado o período de 1990/99. Destes, 1,51 x 10 t C.ano-¹ foram emitidos de forma instantânea para a atmosfera e 0,08 x 10 t C.ano-¹ foram depositados sobre o solo na forma de partículas de carbono (estoques de longo prazo). As taxas de mortalidade, decomposição da necromassa e recrutamento de indivíduos arbóreos foram associadas às mesmas taxas estimadas para biomassa rasteira e, ambas foram transformadas em incremento (-/+) de carbono em áreas protegida e não-protegida do fogo por tipo de ano climático (seco, úmido e normal). Na simulação do modelo para um horizonte de tempo de 100 anos e, levando em consideração uma média ponderada entre as três savanas, foi estimada uma perda líquida total de carbono de -1,81 kg C.ha-¹.ano-¹ (arbóreo = -3,06 kg C.ha-¹.ano-¹ e rasteiro = +1,25 kg C.ha-¹.ano-¹). Embora necessitando de um maior volume de dados para completar com menos incertezas o modelo, este resultado sugere que a freqüência de queimas e a quantidade de anos secos pode levar ambientes de savanas a perder pequenas quantidades de carbono para a atmosfera na foram de CO 2, enriquecendo a atmosfera e impossibilitando a recuperação da massa arbórea perdida pelo fogo. Para o cálculo das emissões dos gases e do MPT, foram aproveitados todos os parâmetros listados acima como sugerido pelo IPCC. Além disto, como base dos cálculos, foram adotados os fatores de emissão de cada gás e do MPT, ao invés de usar as taxas de emissão molar que embutiam um maior grau de incertezas para ambientes brasileiros: (1) CO 2 = 1.721± 37 g C) 2.Kg de Biomassa Consumida (BC)-¹, (2) CO = 49,8 ± 15,4 CO.kg de BC-¹, (3) CH 4 = 1,31 ± 0,45 g CH 4kg de BC-¹, (4) HCNM = 2,12 ± 0,656 g HCNM.kg de BC-¹, (5) N 2O = 0,115 ± 0,064 g N 2O.kg de BC-¹, (5) NOx = 4,11 ± 0,98 g NOx kg de BC-¹ e (6) MPT = 12,53 ± 8,03 g MPT.kg de Carbono Liberado-¹.Na década de 1990, a queima de biomassa acima do solo nas três principais tipos de savanas em Roraima liberou anualmente apra a atmosfera um total bruto de 6,348 ± 0,146 x 10 6 t CO 2, 0,005 ± 0,002 x 10 6 t CH 4, 0,184 ± 0,057 x 10 6 t CO, 0,002 x 10 6 t HCNM, 0,00042 ± 0,00023 x 10 6 t N 2 O, 0,015 ± 0,004 x 0,004 x 10 6 t NOx, além de 0,019 ± 0,012 x 10 6 t MPT. A emissão de gases do efeito estufa das savanas da Amazônia Legal Brasileira sem a troca do uso da terra foi estimada usando 783.866 km² como a área total de savanas na região. Dessa área, 611.267 km² são de sistemas "não-florestais" puros (savanas) e 172.599 km² são de sistemas oligotróficos (campinas e campinaranas) e pioneiros.