Si ritiene che l'uso del suolo e il cambiamento di uso del suolo siano responsabili di circa il 23% delle emissioni di gas serra causate dall'uomo. Ma fissare questo numero con certezza è stato ostacolato dalla mancanza di dati in molte regioni chiave dei tropici, dove le foreste vengono sostituite dall'agricoltura e dove altre attività stanno degradando le foreste.

Gran parte della nostra incertezza è legata a ciò che sta accadendo nei suoli a causa della conversione delle foreste in agricoltura. I suoli immagazzinano circa il doppio di carbonio rispetto all'atmosfera e sono responsabili della regolazione delle concentrazioni di altri due importanti gas serra:il protossido di azoto, che è un gas serra circa 265 volte più potente dell'anidride carbonica, e metano, che è il secondo gas serra antropogenico più importante dopo l'anidride carbonica.

È necessario migliorare la quantificazione delle emissioni di gas a effetto serra per l'attuazione delle azioni di mitigazione dei cambiamenti climatici ai sensi dell'accordo di Parigi. Molti paesi ai tropici si sono impegnati a ridurre le emissioni nei loro settori agricolo e forestale. Parte di questo sarà fatto unilateralmente, ma alcuni saranno realizzati attraverso la cooperazione internazionale, anche attraverso i mercati del carbonio.

L'Alleanza di Bioversity International e CIAT ha lavorato con i partner del CGIAR per aumentare la disponibilità dei dati sulle emissioni. Negli ultimi mesi, abbiamo pubblicato tre articoli con nuovi dati primari da siti nei tropici umidi. Due studi hanno esaminato la conversione delle foreste a diversi tipi di agricoltura sui suoli montani in Camerun e sull'isola di Sumatra in Indonesia; il terzo studio ha esaminato il degrado forestale in una torbiera tropicale dovuto alla raccolta insostenibile di frutti di palma in Perù.

La scoperta coerente di questi documenti è che la conversione della foresta in agricoltura e il degrado forestale rallentano i cicli del carbonio e dell'azoto in questi paesaggi, che influenza i flussi di gas serra tra la biosfera e l'atmosfera.

Uno dei gas che abbiamo esaminato era il metano, e questo è importante perché il suolo rimuove questo gas serra dall'atmosfera e ne limita l'impatto sul clima. Il nostro studio in Camerun ha rilevato che la conversione della foresta umida in terra coltivata ha ridotto questa rimozione del 47%, ma la conversione in una piantagione di cacao non ha ridotto la rimozione. Il nostro studio a Sumatra ha trovato più bassi, ma comunque importante, tassi di rimozione rispetto alla foresta che abbiamo osservato in Camerun.

La conversione delle foreste in piantagioni di gomma e palma da olio ha ridotto la rimozione dei gas serra dal suolo quasi a zero.

Risolvere il mistero del metano mancante?

Il metano sta aumentando nell'atmosfera a un ritmo accelerato. Gli ordini di grandezza della riduzione delle rimozioni di metano della foresta tropicale che abbiamo osservato suggeriscono che la deforestazione potrebbe contribuire tra il 4% e il 9% di questo aumento. Questo effetto del cambiamento nell'uso del suolo non è integrato negli studi di modellizzazione globale e può spiegare parte della variabilità da un anno all'altro nell'accumulo di metano atmosferico.

In Perù, abbiamo osservato una situazione contrastante nelle zone umide boscose, che sono una fonte naturale di metano nell'atmosfera a causa della combinazione dell'elevato contenuto di materia organica dei suoli delle zone umide e delle condizioni di inondazione che limitano i livelli di ossigeno in questi suoli.

Abbiamo esaminato il degrado forestale in un'area paludosa su suoli di torba (terreni con un contenuto di materia organica molto elevato) e abbiamo scoperto che i cambiamenti nella struttura forestale e i disturbi del suolo dovuti alla raccolta insostenibile delle palme di Mauritia flexuosa stavano diminuendo la fonte naturale di metano dalla regione. Data la perdita e il degrado su larga scala delle zone umide attraverso i tropici, questa fonte naturale potrebbe essere in diminuzione, il che significa che l'aumento di metano nell'atmosfera dovuto ad attività antropiche può essere sottovalutato.

Riduzioni di protossido di azoto—all'inizio

Per il protossido di azoto, abbiamo anche riscontrato che le emissioni erano inferiori nelle aree convertite all'agricoltura, principalmente perché questi terreni non venivano fertilizzati. In Camerun, le emissioni sono diminuite del 52% nei terreni coltivati ​​recentemente convertiti e del 35% nelle piantagioni agroforestali. Abbiamo pubblicato i risultati di Sumatra in precedenza e abbiamo mostrato una riduzione del 40% quando la foresta è stata convertita in piantagioni di palma da olio e gomma.

La continua rimozione delle colture da questi siti senza rifornimento di nutrienti aggraverà le carenze di azoto e ad un certo punto sarà necessaria la fertilizzazione per aumentare la produttività. Ciò aumenterà le emissioni e in genere, le emissioni dei sistemi fertilizzati superano quelle della vegetazione autoctona.

Abbiamo trovato risultati equivoci per le emissioni di protossido di azoto in risposta al degrado forestale nelle torbiere peruviane, con un sito degradato che mostra emissioni molto inferiori rispetto alla foresta intatta e un altro che mostra emissioni simili.

L'agroforestazione può mantenere i livelli di carbonio nel suolo

Il terzo gas che abbiamo esaminato è stato l'anidride carbonica e abbiamo esaminato in particolare la respirazione del suolo. La respirazione del suolo è l'efflusso di anidride carbonica dai suoli e questo proviene da due fonti:la degradazione della materia organica del suolo e la respirazione delle radici. La respirazione del suolo è il secondo flusso di carbonio più importante negli ecosistemi dopo la fotosintesi e indica la produttività dell'ecosistema.

In Camerun, la conversione delle foreste in terre coltivate ha comportato una riduzione del 43% della respirazione del suolo, e solo una riduzione del 20% nella piantagione di cacao. A Sumatra, non abbiamo visto alcun cambiamento nella respirazione del suolo con la conversione della foresta in colture da piantagione, e la palma da olio aveva tassi di respirazione del suolo più elevati rispetto al sito forestale. Sono in arrivo i dati sulla respirazione del suolo nell'esperimento di degradazione delle torbiere peruviane.

A Sumatra, c'era poca perdita di materia organica del suolo dopo la conversione, che ha contribuito a rafforzare la respirazione del suolo. Abbiamo notato un calo significativo della materia organica del suolo in Camerun associato a una respirazione del suolo inferiore. Questi risultati suggeriscono che il mantenimento di sistemi agroforestali altamente produttivi può essere una chiave per mantenere gli stock di carbonio nel suolo e ridurre le emissioni dovute al cambiamento dell'uso del suolo.

Questi studi e altri documenti che saranno o saranno prodotti da questi siti aggiungeranno tre siti ben caratterizzati al corpo di conoscenze attraverso i tropici umidi per supportare una migliore modellazione e una migliore attuazione dell'accordo di Parigi.

Una delle funzioni importanti delle organizzazioni di scienza applicata come l'Alliance è quella di fornire dati per supportare un processo decisionale sano. Riconosciamo che buoni dati non garantiscono buone decisioni, ma la mancanza di dati garantisce che le buone decisioni siano casuali.