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Publicação
Impactos das alterações do uso do solo nos fluxos de CO2 na União Soviética entre 1940 e 1960
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Resumo(s)
Dados observacionais de alta resolução temporal da concentração de dióxido de carbono (CO2) atmosférico, obtidos através de ar aprisionado em gelo da Antártida, indicam uma estabilização dessa concentração ao longo da década de 1940, sugerindo um equilíbrio entre fontes e sumidouros de CO2 durante esse período. No entanto, as mais recentes reconstruções dos diversos termos do balanço de carbono não permitem reconstruir essa mesma estabilização. Trabalhos recentes indicam que as estimativas do sequestro terrestre de CO2 possam estar a ser subestimadas durante esse período (Bastos et al., 2016). Entre outras razões, esta discrepância pode estar associada a alterações no uso e coberto do solo (Land Use and Land Cover Change, LULCC) não totalmente contabilizadas nas mesmas reconstruções.
A década de 1940 foi marcada pela 2ª Guerra Mundial e por drásticas alterações socio-económicas. Novos dados indicam um abandono substancial de áreas agrícolas em zonas de conflito na União das Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS) que não foi considerado por Hurtt et al. (2011). Esta dissertação pretende avaliar a contribuição do abandono dos campos agrícolas indicado pelos novos dados para os fluxos de CO2 entre atmosfera e biosfera. Em particular, pretende-se estimar o impacto dos dados em falta para o sumidouro terrestre necessário para explicar a estabilização de CO2 atmosférico da década de 40. Para tal, procedeu-se à atualização dos dados de LULCC de Hurtt et al. (2011) utilizando os novos dados de área agrícola na URSS. Foram definidos diferentes cenários de transições ecológicas após abandono agrícola, e os fluxos de CO2 nos ecossistemas serão calculados utilizando o modelo dinâmico de vegetação, ORCHIDEE-MICT (Zhu et al. 2015).
O cenário correspondente a um aumento do sequestro de carbono corresponde à substituição de áreas agrícolas por floresta. A diferença média anual que esse cenário apresenta face aos dados de referência para a década de 1940 é de 0.024 PgC/ano, sendo que a diferença máxima na mesma década é de 0.24 PgC/ano em 1941. Ao longo da década de 1940, este cenário conduz a emissões de CO2 por LULCC 24 Tg/ano inferiores às estimadas usando os dados de Hurtt et al. (2011). Este valor corresponde a cerca de 6% do sumidouro terrestre adicional necessário para explicar o plateau de CO2 atmosférico, indicando a necessidade de reconstruções mais detalhadas de LULCC a nível global de forma a caracterizar correctamente as emissões de CO2 devido a LULCC.
High resolution observational data of atmospheric carbon dioxide (CO2), obtained from air entrapped in ice cores from Antartica, indicate a stabilization of CO2 concentration during the 1940s, suggesting a balance between sources and sinks of CO2 during that period. The inability to reconstruct those observations using state-of-the-art reconstructions of the different terms of the carbon budget is likely due to the underestimation of the terrestrial CO2 sink (Bastos et al., 2016). Amongst other reasons, this difference may be associated with land use and land cover change (LULCC) processes not fully represented in those reconstructions. The 1940s were marked by World War II, and dramatic socio-economic changes. A new dataset of crop area in the Union of the Soviet Socialist Republics (USSR) indicates strong abandonment of agricultural areas located on conflict regions, which is not taken into account on the commonly used LULCC reconstruction by Hurtt et al. (2011). The aim of this dissertation is to assess the contribution of this reported cropland abandonment on CO2 fluxes between atmosphere and biosphere during that period. For that purpose, Hurtt et al. (2011) data were updated using the new crop area information, and different post-abandonment scenarios defined. The corresponding CO2 fluxes were evaluated using ORCHIDEE-MICT (Zhu et al., 2015). The scenario presenting a larger increase in CO2 uptake was the one where most agricultural area was substituted with forest. The mean annual difference between that scenario and the reference data is 0.024 PgC/yr for the 1940s, with a maximum difference of 0.24 PgC/yr in 1941. During the 1940s, the average difference between this scenario and the one using Hurtt et al. (2011) data amounts to 24TgC/yr, which could explain about 6% of the additional terrestrial sink required to explain the plateau (Bastos et al., 2016). These results highlight the need for more detailed datasets of LULCC in order to better represent CO2 emissions from LULCC.
High resolution observational data of atmospheric carbon dioxide (CO2), obtained from air entrapped in ice cores from Antartica, indicate a stabilization of CO2 concentration during the 1940s, suggesting a balance between sources and sinks of CO2 during that period. The inability to reconstruct those observations using state-of-the-art reconstructions of the different terms of the carbon budget is likely due to the underestimation of the terrestrial CO2 sink (Bastos et al., 2016). Amongst other reasons, this difference may be associated with land use and land cover change (LULCC) processes not fully represented in those reconstructions. The 1940s were marked by World War II, and dramatic socio-economic changes. A new dataset of crop area in the Union of the Soviet Socialist Republics (USSR) indicates strong abandonment of agricultural areas located on conflict regions, which is not taken into account on the commonly used LULCC reconstruction by Hurtt et al. (2011). The aim of this dissertation is to assess the contribution of this reported cropland abandonment on CO2 fluxes between atmosphere and biosphere during that period. For that purpose, Hurtt et al. (2011) data were updated using the new crop area information, and different post-abandonment scenarios defined. The corresponding CO2 fluxes were evaluated using ORCHIDEE-MICT (Zhu et al., 2015). The scenario presenting a larger increase in CO2 uptake was the one where most agricultural area was substituted with forest. The mean annual difference between that scenario and the reference data is 0.024 PgC/yr for the 1940s, with a maximum difference of 0.24 PgC/yr in 1941. During the 1940s, the average difference between this scenario and the one using Hurtt et al. (2011) data amounts to 24TgC/yr, which could explain about 6% of the additional terrestrial sink required to explain the plateau (Bastos et al., 2016). These results highlight the need for more detailed datasets of LULCC in order to better represent CO2 emissions from LULCC.
Descrição
Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2017
Palavras-chave
LULCC URSS 2ª Guerra Mundial ORCHIDEE-MICT Sequestro de carbono Teses de mestrado - 2017