As terras agrícolas abandonadas podem desempenhar um papel na luta contra as alterações climáticas. Um estudo mostra exatamente onde eles estão
Fluxograma da nossa abordagem para mapear o abandono de terras agrícolas. Crédito:Cartas de Pesquisa Ambiental (2024). DOI:10.1088/1748-9326/ad2d12 As terras agrícolas são frequentemente um campo de batalha na luta contra as alterações climáticas. Os painéis solares e as culturas energéticas são confrontados com a produção de alimentos, enquanto escolhas políticas bem intencionadas podem criar incentivos para os agricultores cultivarem novas terras, libertando ainda mais gases que retêm calor na atmosfera.
É por isso que as estratégias para combustíveis vegetais sustentáveis se concentram em terras marginais – campos que são demasiado difíceis de cultivar ou que não produzem rendimentos suficientemente bons para serem considerados rentáveis.
Uma nova ferramenta desenvolvida por cientistas da Universidade de Wisconsin-Madison poderia ajudar a aliviar essa tensão.
Liderada por Yanhua Xie e Tyler Lark, pesquisadores do Centro de Pesquisa de Bioenergia dos Grandes Lagos, a equipe usou aprendizado de máquina para mapear quase 30 milhões de acres de terras agrícolas abandonadas nos Estados Unidos desde a década de 1980, criando uma ferramenta que poderia orientar decisões sobre como equilibrar a produção de energia e comida.
Suas descobertas, publicadas na revista Environmental Research Letters , incluem o mapeamento mais detalhado de terras anteriormente cultivadas nos EUA até o momento. Eles fornecem resolução em nível de campo de terras agrícolas abandonadas que poderiam ser usadas para o cultivo de culturas como switchgrass ou sorgo, que podem reter carbono no solo e servir como matéria-prima para biocombustíveis e substitutos para produtos petroquímicos.
“Se conseguirmos compreender onde estão estas terras e quais são as suas características, poderemos realmente compreender o seu verdadeiro potencial para coisas como a mitigação climática”, diz Lark, cientista do Centro para a Sustentabilidade e o Ambiente Global da UW-Madison.
Lark, que estuda as mudanças no uso do solo e os seus impactos nos recursos terrestres e hídricos, afirma que a compreensão poderia ser usada para direcionar os investimentos em energia limpa onde eles têm menos concorrência com outros usos benéficos.
“Essa é uma aplicação fundamental disso”, diz Lark. "Seja para energia solar fotovoltaica, ou agrivoltaica, ou para o desenvolvimento de bioenergia celulósica, ou apenas para a restauração de ecossistemas naturais:esses locais podem ser ótimos candidatos para muitas dessas aplicações."
O estudo foi uma colaboração entre pesquisadores da UW – Madison e da Michigan State University. Os dados resultantes estão disponíveis publicamente no atlas interativo de terras agrícolas dos EUA do GLBRC, que também mapeia tendências na expansão de terras agrícolas e irrigação.
Os pesquisadores tradicionalmente se baseiam em conjuntos de dados como o Censo Agrícola do USDA, que fornece estimativas de terras agrícolas em nível de condado em intervalos de cinco anos e pode ser usado para estimar quanta terra foi retirada da produção.
Mas até agora não havia como saber exatamente onde ficava aquele terreno ou quando foi abandonado.
“A maioria dessas estimativas foi feita em nível de condado”, diz Lark. "Esta é realmente a análise de maior resolução disponível, olhando diretamente para a paisagem - campo por campo, acre por acre - de onde estão essas terras agrícolas."
Embora as imagens de satélite já existam há décadas, sem avanços recentes na computação em nuvem, Lark diz que era impossível classificar os quase 2 bilhões de acres de terra nos EUA.
Para construir as análises da equipa, Xie, agora professor na Universidade de Oklahoma, utilizou dados existentes sobre a cobertura do solo para treinar um computador para ler essas imagens e reconhecer padrões de cultivo. Os pesquisadores então fizeram com que esse algoritmo analisasse dados de satélite de 1986 a 2018 e categorizasse cada pixel para determinar se ele foi cultivado.
Os resultados prevêem com precisão a localização precisa de terras agrícolas abandonadas nove em cada dez vezes e podem até identificar o ano em que foram abandonadas com cerca de 65% de precisão.
A equipe descobriu que mais de 30 milhões de acres de terras agrícolas foram abandonados nesses 32 anos. A maior parte das terras abandonadas estava concentrada nas Grandes Planícies e ao longo do rio Mississippi, entre o sul de Illinois e o Golfo do México.
Esses 30 milhões de acres não incluem terras urbanizadas, que, segundo Lark, dificilmente retornarão ao cultivo. Dessas terras agrícolas abandonadas, mais de metade foi transformada em pastagens ou pastagens e cerca de um terço era matagal, floresta, zona húmida ou nua.
Lark ficou surpreendido ao descobrir que menos de um quinto das terras abandonadas estava inscrito num programa formal de conservação, como o Programa de Reserva de Conservação do USDA, que paga aos agricultores para retirarem da produção terras ambientalmente sensíveis. Isso significa que mais terra do que se pensava anteriormente poderia ser usada para cultivar culturas bioenergéticas.
“Muitas das suposições eram de que essas antigas terras agrícolas tinham muitas sobreposições com programas formais de conservação”, diz Lark. "Mas vimos que são pools quase inteiramente distintos."
Os investigadores podem agora utilizar os dados resultantes para modelar a quantidade de biomassa que poderia ser cultivada nestas terras, bem como o seu potencial para reter dióxido de carbono da atmosfera no solo.
O estudo não explica por que as terras foram abandonadas. “O próximo passo é descobrir os drivers”, diz Lark.
Para fazer isso, Lark diz que a equipe pode extrair outras informações, como dados socioeconômicos e registros fiscais, para ter uma noção melhor do que está acontecendo no nível da parcela – por exemplo, se um agricultor retirou a produção de um campo ou vendeu a fazenda inteira. e usar isso para identificar usos potenciais para a terra.
“Se eles estão cultivando um monte de feno, isso provavelmente será mais facilmente adaptável à matéria-prima de biocombustível celulósico, porque eles já podem ter o equipamento… e você também pode colher algo como switchgrass”, diz Lark. “Se estiver em algum lugar onde não há mais produção agrícola, pode ser mais difícil fazer isso, mas talvez seja mais adequado para uma instalação solar”.
