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domingo, 16 de outubro de 2016

Produção de alimentos e mudanças climáticas

Uma das grandes preocupações com as mudanças climáticas é o impacto que elas têm sobre a produção de alimentos.

As grandes culturas vegetais: trigo, milho, soja, cevada, arroz e aveia - de 1960 a 2010, tiveram suas safras triplicadas; a quantidade de tubérculos e raízes: mandioca e batata, aumentou em 50% durante o mesmo período. Atualmente a produção de frango é cinco vezes a de seis décadas atrás; duas vezes e meia mais porcos são criados e 50% mais de gados bovinos, bubalinos, ovinos e caprinos. (Godfray et al. 2010.) Esse aumento foi essencial para atender ao crescimento da demanda com o correspondente aumento da população humana e mudanças nos padrões de consumo - embora a distribuição dessa produção seja ainda um grande desafio (uma fração substancial vive em regime de subnutrição).

Nos próximos 40 anos, a pressão para o aumento da produção deve continuar com o aumento da população mundial para estimados 9 bilhões de pessoas. (Godfray et al. 2010.) Mas as áreas com problemas de produtividade têm aumentado. Ray et al 2012, examinando dados de censos agropecuários ao redor do mundo de 1961 a 2008, encontraram que, a despeito de a produção crescer em várias áreas, em entre 24 e 39% das áreas de cultivo de milho, soja, arroz e trigo a produção não tem aumentado ou vem decaindo por vários motivos. Um esforço muito maior, então, acaba tendo que ser aplicado para que as áreas produtivas tenham uma safra suficiente para atender à demanda.

Além disso, as mudanças climáticas estão alterando as temperaturas - aquecimento global em função do aumento da concentração de CO2 -, e os padrões de pluviosidade. Como isso afeta a agricultura?

As temperaturas afetam a produtividade por:
a) acelerar o crescimento das plantas, reduzindo o tempo da safra, o que, para muitas culturas, significa uma menor produção;
b) alterando as taxas de respiração, fotossíntese e formação dos grãos;
c) elevando a pressão de vapor de saturação: aumentando as situações de déficit hídrico, aumentando a perda de água das plantas para a atmosfera;
d) temperaturas elevadas danificam as células diretamente;
*obs. por outro lado, o aumento da temperatura tende a diminuir a incidência de geadas - culturas sensíveis ao congelamento tendem a se beneficiar;
e) junto com teores mais altos CO2 de pode beneficiar pragas e doenças.
(Lobell & Gourdji 2012.)

O aumento de CO2 tende a ser benéfico para as plantas:
a) espécies de metabolismo C3 como milho, trigo e outros tendem a se beneficiar pela maior concentração de CO2 diminuir os custos energéticos dessa via fotossintética;
b) os estômatos podem permanecer mais tempo fechados, evitando a perda de água;
*obs. por outro lado, o valor nutricional das culturas pode ser afetado pela redução da concentração de proteínas uma vez que diminui a eficiência da absorção de nitratos do solo pelas plantas.
(Lobell & Gourdji 2012.)

Mas no balanço entre benefícios e prejuízos como tem sido o efeito das mudanças climáticas e quais as perspectivas dos efeitos futuros?

Lobell et al. 2011 analisaram as tendências de alteração de temperatura e precipitação nas áreas de cultivo dos quatro principais grãos (milho, soja, trigo e arroz) de 1960 a 2008. Não se detectaram mudanças em relação à pluviosidade, mas as temperaturas nas áreas de cultivo entre 1980 e 2008 estiveram mais altas cerca de 2 desvios padrões a mais em relação à variação entre 1960 e 2000. Na modelagem usada pelos autores, isso significou uma queda de 3,8% da produção do milho e de 2,5% na de trigo em relação a uma situação sem mudanças climáticas e sem aumento nos teores atmosféricos de CO2. Para a soja, deve ter havido um incremento de 1,3%, e de 2,9% para o arroz. Mas isso em uma escala global, em perspectiva local, houve perdas significativas para vários produtores importantes: a produção de soja no Brasil, p.e., deve estar cerca de 5% menor do que seria caso as temperaturas não tivessem aumentado (na Argentina, a produção de soja deve ter se beneficiado com uma produção cerca de 2 a 3% aumentada em relação a uma ausência de aumento global de temperatura); já na produção de milho, o impacto negativo das temperaturas mais elevadas são ainda maiores para o Brasil: uma perda entre 7 e 8% na produtividade, isso porque a cultura de milho não tende a se beneficiar com o aumento observador nos teores de COno ar.

Lobell et al. 2008 identificam o Sul da Ásia e o Sul da África como as regiões sob maiores riscos de sofrerem com queda de produção devido às mudanças climáticas, sendo as áreas prioritárias para as medidas de adaptações até 2030. As regiões tropicais são as que enfrentarão os impactos mais negativos até 2080 (Fig. 1), enquanto a agricultura das regiões temperadas e frias, especialmente do hemisfério norte, devem se beneficiar das alterações; exatamente as regiões com maiores índices absolutos e per capita de emissão de gases de efeito estufa (Fig. 2).

Figura 1. Impacto previsto das mudanças climáticas sobre a produção agrícola. Fonte: Wikimedia Commons.

a)
b)
Figura 2. Emissões de equivalentes de CO2  por país: a) emissões totais (ano base 2005); b) per capita . Fonte: a) Wikimedia Commons b) Wikimedia Commons.

Challinor et al. 2014, em uma meta-análise de mais de 1.700 artigos, concluem que um aumento de 2°C ou mais na temperatura média local deve levar a uma queda de cerca de 20% na produção dos grãos. Mas medidas de adaptação (alteração no calendário de plantio, uso de fertilizantes, irrigação, cultivares adaptados e outras medidas agronômicas) podem aumentar a produção em 7 a 15% contrabalançando o efeito das perdas pelas alterações climáticas: a adaptação de cultivares tendo o maior efeito, seguido da irrigação; e tendo maior efeito para o trigo e arroz do que para o milho. Mas as perdas pelas alterações podem ser ainda maiores porque, até o momento, os modelos utilizados pouco levam em conta o aumento da incidência de pragas e doenças com o aumento das temperaturas e variação da pluviosidade.

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