Em condições naturais, as turfeiras são um dos reservatórios de carbono mais importantes da Terra. O solo está saturado de água e contém pouco oxigênio, o que retarda a decomposição das plantas mortas. O material vegetal não se decompõe completamente, mas em vez disso acumula camada sobre camada ao longo de milhares de anos, formando depósitos profundos de turfa que retêm o carbono ao longo do tempo.
Quando as turfeiras são drenadas para a agricultura, este equilíbrio muda. A redução do lençol freático permite que o oxigênio entre no solo, acelerando a atividade microbiana. Quando os microrganismos decompõem a matéria vegetal previamente preservada, o carbono armazenado durante séculos é libertado na atmosfera sob a forma de dióxido de carbono (CO2).2).
As turfeiras do norte permanecem pouco estudadas
Desde 1600, vastas extensões de turfeiras em toda a Europa e no norte da Europa foram drenadas. Os cientistas estudaram cuidadosamente como as mudanças na drenagem e nos níveis de água em muitas destas áreas afectam as emissões de gases com efeito de estufa.
Pouco se sabe sobre as turfeiras mais ao norte utilizadas para a agricultura. Essas áreas têm temperaturas frias, uma curta estação de crescimento e longas horas de verão.
“Com base em pesquisas em regiões mais quentes, sabemos que a elevação dos lençóis freáticos em turfeiras drenadas e cultivadas geralmente reduz o CO22 emissões porque a turfa se decompõe lentamente”, explicou o pesquisador do NIBIO, Zhao Junbin.
“Ao mesmo tempo, as condições húmidas e com baixo teor de oxigénio aumentam os níveis de metano porque os microrganismos produtores de metano prosperam quando há pouco oxigénio no solo”.
O óxido nitroso também pode aumentar sob certas condições de umidade. Quando o solo está úmido, mas não completamente encharcado, a decomposição do nitrogênio pode parar no meio do caminho, produzindo óxido nitroso em vez de gás nitrogênio inofensivo.
“Como cada gás de efeito estufa responde de maneira diferente às mudanças nos níveis da água, um gás pode diminuir enquanto outro aumenta. É por isso que é importante focar no equilíbrio geral dos gases”, disse Zhao.
“Precisamos medir o dióxido de carbono2metano e óxido nitroso simultaneamente ao longo da temporada para compreender o verdadeiro efeito líquido na região agrícola mais ao norte. “
Pesquisa de campo do Ártico de dois anos no norte da Noruega
Para responder a estas questões, Zhao e os seus colegas conduziram dois anos de investigação de campo em 2022 e 2023 na estação de investigação Svanhovoede do NIBIO, no Vale Pasvik, no norte da Noruega. CO de rastreamento de sala de automação2Metano, metano e óxido nitroso são emitidos várias vezes ao dia durante a estação de crescimento.
“A experiência incluiu cinco parcelas, que em conjunto reflectem condições típicas de gestão em terras agrícolas drenadas – diferentes níveis de água, diferentes dosagens de fertilizantes e diferentes quantidades de colheita em cada estação”, explica Zhao.
A equipe se concentrou em três questões principais:
- Poderá a elevação dos lençóis freáticos aproximar as turfeiras cultivadas no Ártico da neutralidade climática?
- O nível da água afeta o CO do solo?2 As emissões são maiores que o impacto no CO2 da fábrica2 absorver?
- Como é que a fertilização e a colheita afectam o equilíbrio climático global?
Aumentar os níveis das águas subterrâneas pode reduzir as emissões de CO22 Emissões
Quando a turfa de Pasvik é severamente drenada, são libertadas grandes quantidades de dióxido de carbono.2comparável às turfeiras cultivadas mais ao sul. Mas quando os investigadores elevaram o lençol freático para 25 a 50 centímetros abaixo da superfície, as emissões caíram drasticamente.
“As emissões de metano e óxido nitroso também são baixas em níveis de água mais elevados, resultando num melhor equilíbrio global de gases. Nestas condições, o campo absorve até um pouco mais de dióxido de carbono2 Mais do que foi lançado”, disse Zhao.
Isto sugere que a manutenção de níveis mais elevados de águas subterrâneas nas terras agrícolas do Ártico poderia servir como uma estratégia climática eficaz.
“As nossas descobertas são particularmente interessantes porque as emissões foram medidas continuamente, 24 horas por dia. Isto significa que captámos breves picos em emissões invulgarmente elevadas e flutuações naturais do dia-a-dia, detalhes que muitas vezes são perdidos quando as medições são feitas apenas ocasionalmente.”
Por que o clima frio do Ártico amplifica esse efeito
O aumento do lençol freático torna o solo mais úmido e reduz o oxigênio ao redor das raízes das plantas. As plantas tornam-se menos ativas e absorvem menos dióxido de carbono2 nestas condições.
Mesmo assim, o CO global2 As emissões dos campos petrolíferos caem.
“Isso ocorre porque condições mais úmidas significam que os campos precisam de menos luz antes de começarem a absorver mais dióxido de carbono.2 Do que libera. Quando você atinge esse limite no início do dia, você tem mais tempo para a absorção líquida de carbono”, explica Zhao.
“Nossos cálculos mostram que este efeito é particularmente forte no norte devido às longas e brilhantes noites de verão. Isto proporciona muito tempo extra para o sistema permanecer no lado positivo, o que aumenta os níveis totais de CO22 A absorção é significativa. “
A temperatura provou ser outro fator chave. Quando a temperatura do solo sobe acima de 12°C, a atividade microbiana se intensifica.
“Em temperaturas mais altas, os microrganismos decompõem a matéria orgânica mais rapidamente e o dióxido de carbono2 As emissões de metano estão aumentando”, disse Zhao.
“Isto significa que os efeitos dos elevados níveis de água são maiores em climas mais frios e o aquecimento futuro pode reduzir os seus benefícios. Em termos práticos, isto significa que os níveis de água devem ser considerados juntamente com a temperatura e as condições locais.”
Fertilização e colheita moldam o equilíbrio de carbono
As práticas de gestão agrícola também desempenham um papel. Adicionar mais fertilizante estimula o crescimento da grama.
“Mais fertilizantes produziram mais biomassa, mas não resultaram em mudanças significativas no dióxido de carbono2 Ou emissões de metano em nossos experimentos”, disse Zhao.
A colheita tem um impacto mais pronunciado. Quando a grama é cortada e removida, o carbono armazenado no material vegetal sai do sistema.
“Se a colheita for muito frequente, com o tempo será expelido mais carbono do que acumulado novamente. Mesmo que os níveis de água permaneçam elevados, a camada de turfa pode perder carbono gradualmente”, explica Zhao.
Portanto, Zhao sublinhou que a gestão da água, o uso de fertilizantes e os calendários de colheita devem ser avaliados em conjunto. As medidas para reduzir as emissões a curto prazo podem reduzir o armazenamento de carbono a longo prazo, enfraquecendo potencialmente a qualidade do solo.
“Uma solução pode ser a paleocultura, que envolve o cultivo de espécies de plantas que podem tolerar condições húmidas para que a biomassa possa ser produzida sem manter o solo seco.”
As diferenças locais são importantes para a contabilidade climática
Os pesquisadores também observaram diferenças significativas dentro do mesmo domínio. Algumas áreas absorvem dióxido de carbono2enquanto partes próximas liberaram uma grande quantidade.
“Essas diferenças locais afetarão grandemente a forma como a contabilidade e as medidas climáticas nacionais são concebidas, uma vez que um fator de emissão padrão pode não refletir a situação real em cada local”, disse Zhao.
“Nossos resultados mostram que há uma clara necessidade de medições mais detalhadas e de uma gestão mais precisa do nível da água na prática, especialmente onde as condições do solo e da agricultura variam amplamente entre os locais.”
