Os gases do efeito estufa (GEE) cuja acumulação na atmosfera está aumentando devido às atividades humanas, têm sido apontados como os principais responsáveis pelas mudanças climáticas em curso no planeta. Embora não haja unanimidade no meio científico da responsabilidade das emissões antrópicas, vários organismos internacionais têm apelado a diversos líderes mundiais e chefes de Estado para que sejam realizadas ações que promovam a diminuição das emissões dos GEE e, em paralelo, para que se impulsiona o desenvolvimento de tecnologias que busquem extrair da atmosfera quantidades significativas desses gases (SILVA et al., 2012; SILVA et al., 2013a,b).
Entre os GEE, em franco aumento na atmosfera, o dióxido de carbono (CO2), o
metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O) são os mais importantes. De acordo com o quinto
relatório do Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), os registros em núcleos de gelo demonstraram que as concentrações dos GEE excederam as concentrações dos últimos 800 mil anos (IPCC, 2013). Devido a grande quantidade emitida, o CO2 é o que
apresenta a maior contribuição para o aquecimento global.
O processo segundo o qual o carbono (C) é removido da atmosfera é denominado de sequestro de carbono. O sequestro de carbono é um processo integrante do ciclo de carbono (Figura 8), um ciclo biogeoquímico onde o C é trocado entre a biosfera, pedosfera, geosfera e hidrosfera da Terra (MOLLES JR., 2002). As principais vias naturais de sequestro de carbono são: (1) a absorção de CO2 pelos oceanos via processos
físico-químicos ou biológicos ou por difusão simples e (2) fotossíntese pela vegetação terrestre. Existem também meios artificiais de sequestro de carbono, como por exemplo: (1) os aterros sanitários e (2) tecnologias de sequestro e armazenamento de carbono (SAC) que constituem um meio de aprisionar CO2 de combustíveis fósseis e armazená-
30 Folhada Rios LEGENDA Unidade: Petagrama (Pg) = 1015gC Reservatórios: Pg
Fluxos: Pg/ano Fonte: Houghton (2007), modificado.
ATMOSFERA LITOSFERA Solos Desflorestação e Alterações do Uso da Terra 1.1 Vulcões Oceano Perda Oceano Ganho Fotossíntese Respiração do solo (decomposição) Depósito de sedimentos Queima de Combustíveis Fósseis Respiração BIOSFERA LISTOSFERA Crosta Terrestre LISTOSFERA Combustíveis Fósseis OCEANO Superfície 725 OCEANO Intermédio e profundo 37.275
Figura 8. Diagrama representativo do ciclo de carbono.
A preocupação da comunidade internacional com as alterações climáticas existe há várias décadas, tendo sido marcada na Convenção de Mudança Climática, que ocorreu em junho de 1992 na cidade do Rio de Janeiro, onde as Nações se comprometeram a ratificar uma Convenção para criar mecanismos que diminuíssem as emissões dos gases causadores do efeito estufa. Estes mecanismos abordariam duas formas diferentes para minimizar o problema: a redução das emissões dos gases causadores do efeito estufa, e também as alternativas para absorção de CO2, através dos
projetos de sequestro de carbono. Os países signatários passaram a se reunir anualmente para discutir o progresso da implementação dos mecanismos. Estes encontros são chamados de Conferência das Partes (COPs). Neste caso, a “Parte” é o mesmo que país e a “COP” constitui o órgão supremo da convenção (RENNER, 2004).
O conceito de sequestro de carbono foi consagrado pela Conferência de Quioto, em 1997, com a finalidade de conter e reverter o acúmulo de CO2 na atmosfera, visando
a diminuição do efeito estufa. O Protocolo de Quioto ou Terceira Conferência das Partes (COP3) estabeleceu metas de redução das emissões totais de gases do efeito estufa, a
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serem adotadas pelos países desenvolvidos e em transição para economias de mercado, relacionados no Anexo I da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima.
Assim, a redução da concentração dos GEE na atmosfera pode ocorrer segundo duas principais vias. Uma delas consistiria no estabelecimento de políticas públicas que assegurassem a diminuição das emissões. Outra consistiria em extrair ou sequestrar da atmosfera, o CO2, o que poderia ser alcançado pela proteção das áreas florestais, pela
recuperação de áreas degradadas, aumento das áreas plantadas dentre outras, o que corresponderia a incorporar o CO2 atmosférico na biomassa vegetal da biosfera. As
plantas, através da fotossíntese, fixam o carbono atmosférico através da biossíntese de carboidratos.
Dessa forma, o primeiro passo consistiria em se avaliar como os diversos biomas estão sequestrando carbono da atmosfera. Existem diversos métodos destinados à quantificação do carbono estocado na vegetação (GALLON et al., 2006; LEFSKY et al., 2005; SANTOS; COSTA, 2003), dos quais se destaca a técnica da covariância de vórtices turbulentos, muito empregada para quantificar o fluxo de CO2 em diversos
ecossistemas florestais (CABRAL et al., 2011; KIRSCHBAUM et al., 2007; AGUIAR et al., 2006; OLIVEIRA et al., 2006; BALDOCCHI, 2003; FALGE et al., 2002). Esta técnica goza de grande prestígio junto à comunidade científica, mas seu custo e operacionalidade muitas vezes se apresentam proibitivos para vários grupos de pesquisa. Outra questão que restringe o uso de tal técnica é que a mesma geralmente se aplica a áreas homogêneas de pequena extensão. Nesse sentido, os métodos que empregam o sensoriamento remoto apresentam a grande vantagem da ampla cobertura espacial, baixo custo e maior operacionalidade, além de não serem destrutivos (BEER et al., 2010; SIMS et al., 2008; LI et al., 2007; TURNER et al., 2006; ZHAO et al., 2005; GITELSON et al., 2008; XIAO et al., 2004). Uma técnica baseada em sensoriamento remoto e poucos dados complementares de superfície, reúne o modelo de radiação fotossinteticamente ativa de Monteith (1972), o modelo de eficiência de uso da luz aprimorado por Field et al. (1995) e o balanço de energia pelo SEBAL de Bastiaanssen et al. (1998a,b). Silva et al. (2012) denominaram a técnica que possibilita quantificar o carbono armazenado pela comunidade vegetal de uma dada área de balanço de carbono.
Algumas limitações ao emprego dessa técnica são a indisponibilidade de imagens de satélite com ausência total de nuvens sobre a área de estudo que poderia inviabilizar o cálculo do balanço de radiação e de energia e, consequentemente, o balanço de
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carbono, e a indisponibilidade de dados meteorológicos que complementam as informações extraídas com as imagens para que se possa aplicar o SEBAL. Uma alternativa em exploração para superar as limitações citadas acima é o uso de imagens do sensor MODIS dos satélites Terra e Aqua. O período de revisita desse sensor é diário, o que aumenta consideravelmente as chances de obter imagens que reúnam condições para aplicação da técnica. Além disso, esse sensor disponibiliza dados que tornariam o balanço de carbono praticamente independente de dados meteorológicos (SILVA et al., 2012).
Assim, os métodos de quantificação de carbono estocado na vegetação que empregam o sensoriamento remoto se mostram muito atrativos. Delang e Hang (2009) estimaram a quantidade de carbono sequestrado pela vegetação e pelo solo nos parques de Hong Kong (China) entre 1978 e 2004 comparando imagens de satélite para cada parque: 1978, 1991, 1997 e 2004. Também calcularam a área de floresta, arbustiva e de pastagem em cada imagem tendo observado que houve reduzida sucessão ecológica nos parques, mas a quantidade de carbono sequestrado duplicou durante o período de estudo. Os autores ainda referem que o método apresentou limitações devido à qualidade das imagens e dos dados meteorológicos e, por isso, deve ser melhorado através de mais pesquisa para poder utilizá-lo em políticas de planejamento.
Nguyen (2012) estimaram a biomassa e o carbono armazenado nas florestas tropicais das Terras Altas do Centro no Vietnam usando dados de sensoriamento remoto e observaram que a floresta seca apresentava uma biomassa de 153,49 ton.ha-1, a floresta úmida 345,35 ton.ha-1, floresta de médio porte 210,34 ton.ha-1 e a floresta esparsa e arbustiva 33,56 ton.ha-1. O autor enfatiza a importância do estudo para a United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCC), para o protocolo de Quioto e para o programa Reducing Emission from Deforestation and Forest Degradation (REDD) com o propósito de melhorar a taxa nacional de sequestro de carbono e indicar as áreas de potencial para crédito de carbono para pagamento de serviços ambientais.
Silva et al. (2013a) determinaram a PPB no perímetro irrigado de São Gonçalo (PB), no semiárido brasileiro utilizando imagens do TM Landsat 5 e dados complementares de superfície. O modelo expressa a PPB em função da radiação fotossinteticamente ativa absorvida e da eficiência de uso da luz pela vegetação. Os autores verificaram que a integração da PPB em toda a área de estudo, durante cinco dias resultou na fixação de 200,3 a 295,3 ton C dia-1. Comparando os resultados com
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dados da PPB extraídos do produto MOD17A2, o desvio percentual médio (DPM) foi de 11,82%. Os autores enfatizam a importância do conhecimento da PPB para estudos de mudanças climáticas.