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O Brasil é um dos três maiores emissores de gás carbônico do setor agropecuário no mundo. O desmatamento e a degradação do solo são considerados uma das principais causas da Emissão de Gases de Efeito Estufa (GEE) no Brasil. No estado do Rio de Janeiro, segundo o Inventário Estadual de Emissões de Gases de Efeito Estufa, ao contrário, a agropecuária é o setor que menos contribui para as emissões estaduais, porém, tem papel de destaque pela disponibilidade de áreas para implementação de ações de mitigação e adaptação às mudanças climáticas.

Além de fortalecer as economias de baixo carbono, um dos compromissos climáticos do Brasil assumidos na Conferência das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (COP 21), em 2015, inclui a recuperação, até 2030, de 15 milhões de hectares de pastagens degradadas para sequestro de carbono, uma das principais finalidades do projeto Conexão Mata Atlântica.

O volume de carbono sequestrado a partir das ações desenvolvidas é uma das formas possíveis de mensuração dos resultados e benefícios gerados pelo projeto ao meio ambiente e à sociedade, além do impacto social e econômico na vida dos agricultores e nas regiões atendidas pela iniciativa. O Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) é responsável por implementar os sistemas de monitoramento e avaliação dos resultados. 

Segundo estimativas do Inea, atualmente, as seis microbacias fluminenses atendidas pelo projeto representam um estoque de cerca 5 milhões de toneladas de Carbono. Estima-se que cada hectare de floresta em desenvolvimento é capaz de absorver de 150 a 200 toneladas de carbono. Em uma previsão aproximada do potencial impacto do projeto no estado, o cumprimento das metas promoverá o sequestro de até 160 mil toneladas de carbono, provenientes das ações de restauração das florestas nativas em áreas de recarga hídrica, nascentes e matas ciliares, e da conversão de pastagens degradadas em sistemas silvipastoris ou agroflorestais.

As áreas prioritárias para intervenção do projeto constituem as áreas de preservação permanente e de uso restrito, segundo o novo Código Florestal (Lei nº 12.727, de 17 de outubro de 2012). Dessa forma, o projeto vem a contribuir tanto para a adequação ambiental das propriedades rurais, quanto para os compromissos assumidos pelo Brasil em acordos internacionais por meio do Plano de Agricultura de Baixo Carbono (Plano ABC) e o Plano Nacional de Adaptação à Mudança do Clima (PNA).