No seu estado natural, as turfeiras estão entre as reservas 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 camada sobre camada ao longo de milhares de anos, formando depósitos profundos de turfa que armazenam carbono por um longo tempo.
Este equilíbrio muda quando as turfeiras são drenadas para a agricultura. A redução do lençol freático permite que o oxigênio flua para o solo, acelerando a atividade microbiana. Quando os micróbios decompõem a matéria vegetal previamente preservada, o carbono armazenado durante séculos é liberado na atmosfera na forma de dióxido de carbono (CO).2).
As turfeiras do norte permanecem pouco estudadas
Grandes áreas de turfeiras em toda a Europa e na região nórdica foram drenadas desde 1600. Os cientistas estudaram cuidadosamente como a drenagem e as alterações nos níveis da água afectam as emissões de gases com efeito de estufa em muitas destas regiões.
Muito menos 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 luz diurna durante os meses de verão.
“Sabemos, através de pesquisas em regiões quentes, que o aumento do lençol freático em turfeiras drenadas e cultivadas muitas vezes reduz o CO2 emissões porque a turfa se decompõe mais lentamente”, explica o pesquisador do NIBIO, Junbin Zhao.
“Ao mesmo tempo, condições mais úmidas e com baixo teor de oxigênio podem aumentar o metano porque os micróbios produtores de metano prosperam quando quase não há oxigênio no solo.”
O óxido nitroso também pode aumentar sob certas condições de umidade. Se o solo estiver húmido mas não completamente encharcado, a decomposição do azoto pode parar a meio caminho, produzindo óxido nitroso em vez de azoto inofensivo.
“Como cada gás de efeito estufa responde de maneira diferente às mudanças nos níveis da água, um gás pode diminuir e outro pode aumentar. É por isso que é importante observar o equilíbrio geral dos gases”, diz Zhao.
“Precisamos medir o CO2metano e óxido nitroso simultaneamente e durante toda a temporada para compreender o efeito líquido real nas áreas agrícolas mais ao norte.’
Um estudo de campo ártico de dois anos no norte da Noruega
Para responder a estas perguntas, Zhao e os seus colegas conduziram um estudo de campo de dois anos em 2022 e 2023 na Estação de Pesquisa NIBIO Svanhovd, no Vale Paz, no norte da Noruega. Câmeras automatizadas monitoradas CO2emissões de metano e óxido nitroso várias vezes ao dia durante a estação de crescimento.
“A experiência incluiu cinco parcelas que, em conjunto, representavam condições de gestão típicas encontradas em campos agrícolas drenados – com diferentes níveis de lençol freático, diferentes quantidades de fertilizantes e diferentes rendimentos agrícolas por época”, explica Zhao.
A equipe se concentrou em três questões principais:
- Poderia o aumento dos lençóis freáticos tornar uma turfa cultivada no Ártico quase neutra em termos climáticos?
- O nível da água afeta o CO no solo2 emissões em maior extensão do que os efeitos do CO nas plantas2 absorção?
- Como é que a fertilização e a colheita afectam o equilíbrio climático global?
Um lençol freático mais alto reduz o CO2 Emissões
Quando a turfa de Pasvik foi severamente drenada, libertou uma grande quantidade de CO2em comparação com turfeiras cultivadas mais ao sul. Mas quando os investigadores elevaram as águas subterrâneas a um nível de 25 a 50 cm abaixo da superfície, as emissões caíram drasticamente.
“Com estes níveis de água mais elevados, as emissões de metano e óxido nitroso também foram baixas, proporcionando um equilíbrio global de gases muito melhor. Sob tais condições, o depósito absorveu até um pouco mais de CO2 do que ele lançou”, diz 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.
“Nossas descobertas são particularmente interessantes porque as medições de emissões foram feitas continuamente, 24 horas por dia. Isso significa que capturamos pequenos surtos de emissões anormalmente altas e flutuações diárias naturais, detalhes muitas vezes perdidos quando as medições são feitas apenas ocasionalmente.”
Por que o clima frio do Ártico aumenta o efeito
O aumento do lençol freático torna o solo mais úmido e reduz a quantidade de oxigênio ao redor das raízes das plantas. As plantas tornam-se um pouco menos ativas e absorvem menos CO2 nestas condições.
Apesar disso, em geral o CO2 as emissões do campo são reduzidas.
“Isso ocorre porque as condições úmidas significam que o campo precisa de menos luz antes de começar a absorver mais CO2 do que lançamentos. Quando esse limite é atingido no início do dia, você obtém mais horas de 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. Isso proporciona muitas horas adicionais quando o sistema permanece no lado positivo, o que pode aumentar o CO total2 a absorção é significativa.’
A temperatura provou ser outro fator decisivo. Quando a temperatura do solo subiu acima de 12°C, a atividade microbiana aumentou.
“Em temperaturas mais altas, os microrganismos decompõem a matéria orgânica mais rapidamente, e tanto o CO2 e as emissões de metano estão aumentando”, diz Zhao.
“Isto significa que o efeito dos elevados níveis de água é mais forte em climas frios – e que o aquecimento futuro pode reduzir os benefícios. Na prática, isto significa que os níveis de água precisam de ser considerados juntamente com a temperatura e as condições locais.”
A aplicação e colheita de fertilizantes moldam o equilíbrio de carbono
As práticas agrícolas também desempenharam um papel. Adicionar mais fertilizante ajudou a grama a crescer.
“Mais fertilizantes produziram mais biomassa, mas não levaram a mudanças apreciáveis no CO.”2 ou emissões de metano em nosso experimento”, diz Zhao.
A colheita foi mais claramente afetada. Quando a grama foi cortada e removida, o carbono armazenado no material vegetal saiu do sistema.
“Se a colheita for muito frequente, pode ser removido mais carbono do que armazenado ao longo do tempo. A camada de turfa pode perder carbono gradualmente, mesmo que o nível da água seja mantido alto”, explica Zhao.
Por esta razão, Zhao enfatiza que a gestão da água, o uso de fertilizantes e os calendários de colheita devem ser avaliados em conjunto. As ações que reduzem as emissões a curto prazo podem reduzir o armazenamento de carbono a longo prazo, piorando potencialmente a qualidade do solo.
“Uma solução poderia ser a palicultura, que consiste no cultivo de espécies de plantas que toleram condições húmidas para que a biomassa possa ser produzida sem manter o solo seco”.
As diferenças locais são importantes na contabilização do clima
Os pesquisadores também observaram variação significativa dentro da mesma área. Algumas áreas absorveram CO2enquanto seções próximas liberaram quantidades significativas.
“Essas variações locais podem ter um grande impacto na contabilidade climática nacional e na forma como as medidas são concebidas, porque um único factor de emissão padrão pode não reflectir a realidade em todos os lugares”, diz Zhao.
“Os resultados do nosso estudo mostram uma clara necessidade de medições mais detalhadas e de uma gestão mais precisa dos níveis de água na prática, especialmente onde os solos e as condições agrícolas variam significativamente de local para local.”
