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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2014.tde-17042014-165930
Document
Author
Full name
Marcelo Eduardo Dias de Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2014
Supervisor
Committee
Moraes, Sergio Oliveira (President)
Angulo Filho, Rubens
Blain, Gabriel Constantino
Miranda, Jarbas Honorio de
Monteiro, Regina Teresa Rosim
Title in Portuguese
Estimativas de emissões de N2O e CH4 na cultura da cana-de-açúcar, no estado de São Paulo
Keywords in Portuguese
Cana-de-açúcar
Etanol
Gases de Efeito Estufa
Metano
Mudanças climáticas
Óxido Nitroso
Abstract in Portuguese
Atualmente a questão das mudanças climáticas causada por gases do efeito estufa (GEE), desperta grande interesse. Diante dos possíveis impactos que tais mudanças podem causar, buscam-se alternativas visando diminuir as emissões desses gases associadas a atividades antrópicas. Entre essas alternativas está a utilização de biocombustíveis, que no caso do Brasil é representado pelo etanol proveniente da cana-de-açúcar. Existe um debate sobre a magnitude da redução de emissões de GEE que tal opção de combustível representa. Fatores como mudança do uso da terra e fluxos de óxido nitroso (N2O) e metano (CH4) nas plantações de cana-de-açúcar, ainda estão sendo estudados. O propósito deste trabalho foi avaliar, com auxílio de modelagem computacional e sistemas de informações geográficas (SIG), as emissões de GEE associadas ao cultivo da cana-de-açúcar no estado de São Paulo, nos anos de 2003 e 2010, comparando os resultados com os obtidos a partir das diretrizes do "Intergovernmental Panel on Climate Change" (IPCC). Também foi avaliada a influência nos resultados quando os dois métodos são utilizados em diferentes escalas espaciais. O programa computacional de emissões utilizado foi o "Denitrification Decomposition" - DNDC. Inicialmente foram comparados valores de emissão simulados pelo programa com valores de um experimento com medição contínua desses gases numa plantação de cana-deaçúcar na região de Quensland - Austrália. Os resultados da simulação foram quantitativamente semelhantes aos obtidos no experimento no caso dos fluxos de N2O, e qualitativamente satisfatórios com relação aos fluxos CH4. As estimativas estaduais de emissões de N2O, obtidas através do programa DNDC foram significativamente maiores do que as obtidas pelas diretrizes do IPCC, em todas as escalas consideradas. Também foram observadas variações significativas entre as estimativas nas diversas escalas espaciais quando utilizado o programa computacional, o mesmo não sendo verificado quando utilizados os algoritmos do IPCC. Em ambos os casos também se notou um aumento na estimativa de emissões de N2O para o ano de 2010 em relação a 2003. A simulação computacional indicou que os fluxos de N2O e CH4 na cultura da cana-de-açúcar, são influenciados pelo tipo de solo e condições climáticas, sendo que tais fatores não são levados em consideração quando as estimativas são baseadas nos algoritmos do IPCC.
Title in English
Estimates of N2O and CH4 emissions from sugarcane crops, in the state of São Paulo
Keywords in English
Climate change
Ethanol
Greenhouse gases
Methane
Nitrous oxide
Sugarcane
Abstract in English
Currently the climate change issue caused by greenhouse gases (GHG) attracts great interest. Given the potential impacts that such changes might cause, option aiming to reduce emissions of these gases associated with anthropogenic activities are currently being sought. Among these options is the use of biofuels, which in the case of Brazil is represented by sugarcane ethanol. There is a debate about the magnitude of GHG emission reduction that this option represents. Issues like land use change and fluxes of nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) on sugarcane plantations are still being investigated. The purpose of this work is to evaluate, with the assistance of computational modeling and geographic information systems (GIS), greenhouse gases emissions associated with the cultivation of sugarcane in the state of São Paulo, in the years 2003 e 2010, comparing the results with the ones obtained by the International Panel on Climate Change (IPCC) guidelines. The influence on the results when both methods are used at different spatial scales was also evaluated. The computer program used to simulate GHG emissions was the "Denitrification Decomposition" - DNDC. Initially, emissions values simulated by the computer program were compared with values obtained in an experiment with continuous measurements of such gases in a plantation of sugarcane in the region of Queensland-Australia. The simulation results were quantitatively similar to those obtained in the experiment in the case of N2O fluxes, and of a satisfactory quality with respect to CH4 fluxes. The statewide estimates for N2O emissions, obtained through the DNDC program were significantly greater than the ones obtained by the IPCC guidelines, at all scales considered. Significant variations between estimates were also observed at different spatial scales when using the computer program, the same thing was not observed when using IPCC algorithms. In both cases it was also notice an increase on the estimates of N2O emissions for the year 2010 compared to 2003. The computer simulation indicated that the flows of N2O and CH4 in sugarcane crops are influenced by soil types and climatic conditions, and these factors are not taken into account when estimates are based on the IPCC algorithms.
 
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Publishing Date
2014-04-28
 
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