Greenhouse gases balance in farms: method and application

Diante do cenário de alterações climáticas e da demanda crescente por ações de redução e mitigação das emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) é necessário propor medidas que colaborem com políticas de atenuação das emissões de GEE, em especial na área rural – principal fonte emissora de gases de efeito estufa no Brasil. Deste modo, o objetivo geral deste estudo foi levantar dados primários e secundários de carbono florestal e desenvolver e implementar um sistema de cálculo de balanço de carbono em propriedades rurais. A tese foi dividida em quatro capítulos: Capítulo 1 - Estoque e incremento de carbono em Floresta Estacional Semidecidual na Bacia do Rio Doce, MG; Capítulo 2 – Balanço de gases de efeito estufa em monocultivo de eucalipto em Lamim, MG, Capítulo 3 – Balanço de gases de efeito estufa em sistemas silvipastoris em Porto Firme, MG, e Capítulo 4 – Sistema Carbono Zero: Cálculo de balanço de GEE em propriedades rurais. No Capítulo 1 estimou- se o estoque e incremento de carbono presente na biomassa viva acima e abaixo do solo em uma propriedade rural localizada na Bacia do Rio Doce em Minas Gerais. O carbono presente acima do solo foi o compartimento que apresentou maior estimativa, representando 81,93% do valor total. A estimativa de estoque e do IMA de carbono encontrado neste estudo foi igual a 39,90 Mg.ha -1 e 3,17 Mg.ha -1 .ano -1 , respectivamente. Plathymenia foliolosa (vinhático) e Paratecoma peroba (peroba) apresentaram maior média de carbono estocado (712,39 KgC.indivíduo -1 e 709,45 KgC.indivíduo -1 , respectivamente). Senna multijuga (canafístula) é a espécie que possui maior IMA de carbono, 7,79 KgC.ind. -1 .ano -1 . No Capítulo 2 estimou-se o balanço de remoções e emissões de GEE em monocultivo de eucalipto localizado na zona rural de Lamim, MG. Analisou-se quatro áreas com espaçamentos diferentes (2 x 1 m, 2 x 2 m, 3 x 2 m e 3 x 3 m) de E.urophylla x E.grandis aos 18 e 32 meses. O estoque de carbono foi maior nos plantios mais adensados, variando de 2,53 a 10,51 Mg.ha -1 , aos 18 meses e 12,72 e 24,78 Mg.ha -1 , aos 32 meses. Os valores de Incremento Médio Anual (IMA) de carbono diminuíram de acordo com o aumento da área útil por planta, variando entre 1,68 e 4,71 MgC.ha -1 .ano -1 para espaçamento 3 x 3 m, aos 18 e 32 meses, respectivamente, e 7,0 e 9,18 MgC.ha -1 .ano -1 para o espaçamento 2 x 1 m, aos 18 e 32 meses de idade, nesta ordem. O monocultivo de eucalipto apresentou balanço de GEE positivo para as quatro áreas, em média, 19,43 MgCO 2e aos 18 meses e 67,80 MgCO 2e aos 32 meses. No Capítulo 3 estimou-se o balanço de remoções e emissões de GEE em sistemas silvipastoris localizados em Porto Firme, MG. Analisou-se quatro sistemas silvipastoris com E.urophylla x E.grandis sob diferentes espaçamentos, clones e idades localizados na propriedade rural A (S-1A, S-2A, S-3A e S- 4A) e dois sistemas silvipastoris implantados na propriedade B (S-1B e S-2B). Todos os sistemas silvipastoris avaliados possuem balanço de carbono positivo. O sistema S-3A, por apresentar maior estoque de carbono, obteve também balanço de carbono superior aos demais. Além disso, em todos os sistemas avaliados, o gado é a principal fonte emissora de GEE. No Capítulo 4, final, objetivou-se desenvolver, implementar e validar um sistema de cálculo de balanço de GEE denominado Sistema Carbono Zero. O sistema mostrou-se eficiente e útil como ferramenta de apoio à implantação de projetos e ações de mitigação das alterações climáticas junto aos produtores rurais. Além disso, o componente arbóreo contribuiu de forma favorável para o balanço de GEE em propriedades rurais e, consequentemente, para a mitigação das alterações climáticas. Palavras-chave: Mudanças Climáticas, Agricultura de Baixo Carbono, Remoção de CO 2 , Emissão de CO 2.Based on climate changes scenario and demand rise by Greenhouse Gases (GHG) reduction and mitigation activities is important to propose methods to collaborate with GHG reduction policies, especially in rural areas – main Brazilian GHG source. Thus, this study aimed to evaluate the GHG balance of farms, develop and implement a GHG balance system. The thesis contains four chapters: Chapter 1 - Stock and carbon increase in seasonal semideciduous tropical forest in Bacia do Rio Doce, MG ; Chapter 2 - Greenhouse gas balance by eucalyptus monoculture in Lamim, MG; Chapter 3 - Greenhouse gas balance by silvopastoral systems in Porto Firme, MG; and Chapter 4 - Carbono Zero System: GHG balance of farms. In Chapter 1 we estimate stock and carbon increment in aboveground and belowground biomass in farm located in Bacia do Rio Doce, Minas Gerais. The aboveground biomass pool showed highest estimative, 81.93% of total. The estimative of carbon stock and annual average increment were equal to 39.90 Mg . ha -1 and 3.17 Mg . ha -1 yr -1 , in this order. Plathymenia foliolosa (vinhático) and Paratecoma peroba (peroba) showed higher average of carbon stock (712.39 KgC.tree -1 and 709.45 KgC.tree -1 , respectively). Senna multijuga (canafístula) has superior Annual Average Increment (AAI) of carbon, 7.79 KgC.tree -1 .yr -1 . In Chapter 2 we estimate the removals and GHG emission balance in Eucalyptus monoculture located in Lamim, MG. We evaluated four areas of E.urophylla x E.grandis at 18 and 32 months under different tree densities (2 x 1 m, 2 x 2 m, 3 x 2 m e 3 x 3 m) and GHG emissions from planting management. The carbon stock was higher for elevated tree density areas ranged from 2.53 to 10.51 Mg.ha -1 at 18 months and between 12.72 and 24.78 Mg.ha -1 at 32 months. The AAI values decreased according to elevation of area by tree, 1.68 – 4.71 MgC.ha -1 .yr -1 for 3 x 3 m at 18 and 32 months, respectively, and 7.0 and 9.18 MgC.ha -1 .yr -1 for 2 x 1 m, at 18 and 32 months, in this order. The Eucalyptus monoculture presented positive GHG balance for all rural areas, on average, 19.43 MgCO 2 at 18 months and 67.80 MgCO 2e at 32. In Chapter 3 we estimated the removals and GHG emissions in silvopastoral systems located in Porto Firme, MG. We analyzed four silvopastoral systems of E.urophylla x E.grandis under different tree density, clones and age for farm A (S-1A, S-2A, S-3A and S-4A) and two silvopastoral systems in rural property B (S-1B and S-2B). All silvopastoral systems showed positive carbon balance. The S-3A system has higher carbon stock and carbon balance superior them. Moreover, cattle is the main GHG source. The final Chapter, Chapter 4, aimed to develop, implement and validate a GHG balance system, named Carbono Zero System. The system proved efficient and useful as support appliance to develop projects and activities of climate changes mitigation with farmers. Furthermore, the trees contributed positively to the GHG balance on farms and, consequently, to climate change mitigation. Key-words: Climate change, Low-carbon agriculture, CO 2 removal, CO 2 emission.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio