Il caffè cresce in modo nativo sotto gli alberi delle foreste e si adatta bene alla crescita all'ombra. 'Agroforestry' si riferisce a un sistema di coltivazione in cui il caffè viene coltivato tra alberi forestali. Questi possono essere alberi forestali nativi o possono essere piantati deliberatamente, sia per l'ombra che per la legna da ardere, per fissare l'azoto nel terreno o per produrre altre colture come frutta e noci.
Tali sistemi hanno un'impronta di carbonio media inferiore rispetto alle monocolture e stock di carbonio molto più elevati nella vegetazione (H van Rikxoort et al. 2014). In alcuni sistemi di ombra, gli alberi possono sequestrare una quantità di carbonio sufficiente per rendere l'intero sistema di produzione carbon neutral per tutta la sua durata (B Killian et al. 2013).
Tuttavia, per aumentare i raccolti, si coltiva sempre più caffè in pieno sole. Dei 2,8 milioni di ettari dedicati alla coltivazione del caffè in Messico, America Centrale, Colombia e Caraibi, a metà degli anni '90 1,1 milioni di ettari erano stati convertiti da agroforeste a caffè leggermente ombreggiati o a pieno sole (H van Rikxoort et al. 2014). Più di recente, l'aumento dell'interesse per la sostenibilità significa che almeno 20% delle aziende agricole hanno ottenuto una sorta di certificazione di sostenibilità (P Baker, 2014). "Non ci sono prove, tuttavia, che l'attuale tendenza globale verso il caffè sostenibile stia riducendo il tasso di deforestazione per le nuove piantagioni di caffè", scrive Baker. Parte del problema potrebbe essere che i criteri per le certificazioni ecologiche sono molto variabili, rendendo difficile per i consumatori prendere una decisione informata. Anche i criteri di certificazione sono soggetti a modifiche, probabilmente a causa della pressione delle grandi aziende del caffè per indebolire i requisiti (J desidera ardentemente, 2017).
Un sacchetto di caffè certificato Rainforest Alliance. 40% del caffè mondiale porta una sorta di certificazione di sostenibilità, ma il grado di protezione ambientale che offrono le diverse certificazioni è molto variabile.
Ad esempio, quando è stata fondata nel 2005, Rainforest Alliance, una delle più grandi certificazioni ecologiche sul mercato, ha stabilito requisiti specifici per il numero e le tipologie di alberi per ettaro e la percentuale di copertura della chioma. La ricerca mostra che la certificazione Rainforest Alliance è stata efficace nel ridurre la deforestazione in Etiopia (R Takahashi e Y Todo 2013). Negli anni successivi, tuttavia, i criteri relativi agli alberi da ombra sono stati gradualmente "erosi", secondo l'ecologa dell'Università del Michigan Julie Craves (2018), al punto che la certificazione Rainforest Alliance è diventata «inutile per valutare le condizioni di ombra».
La conversione della produzione di caffè in sistemi agroforestali ha un immenso potenziale per ridurre le emissioni di carbonio dalla coltivazione del caffè e persino per sequestrare il carbonio, immagazzinandolo nella biomassa degli alberi e aumentando la quantità di carbonio immagazzinata nel suolo. Una piantagione di caffè all'ombra con grandi alberi forestali può sequestrare fino a 70-80 tonnellate di carbonio per ettaro in totale, quasi quanto il carbonio immagazzinato in un'area uguale di foresta (NPA Kumar et al. 2019). Uno studio in Costa Rica ha mostrato che gli alberi da ombra possono sequestrare 1 tonnellata per ettaro all'anno, mentre gli alberi da legname possono sequestrare più di 3 tonnellate per ettaro all'anno, a seconda di come viene infine utilizzato il legname (JM Harman et al. 2007).
Possono essere realizzati anche sistemi agroforestali che fanno uso di altre colture arboree commerciali. Uno studio nel sud del Brasile ha mostrato che l'alternanza delle piante di caffè con alberi della gomma nelle aziende agricole può aumentare il sequestro del carbonio senza ridurre significativamente la resa di caffè per ettaro, rispetto al caffè pieno sole (GC Zaro et al. 2019). La gomma prodotta in tali aziende costituisce anche un'ulteriore fonte di reddito.
Oltre a ridurre l'impronta di carbonio di una piantagione di caffè, piantare alberi in aree precedentemente deforestate può anche aiutare gli agricoltori ad adattarsi ai cambiamenti climatici (E Rahn et al. 2013). Nei casi in cui esistono già alberi da ombra, piantare siepi o alberi sui confini dei campi e delle aziende agricole offre un modo per aumentare il sequestro del carbonio senza compromettere la produttività.
Erythrina poeppigiana, un albero azotofissatore comunemente usato come albero da ombra nelle piantagioni di caffè.
Alcune specie di alberi da ombra sono "fissatori di azoto", il che significa che sono in grado di convertire l'azoto nell'aria in nutrienti utilizzabili, invece di prenderlo dal terreno. Affinché le piante di caffè possano sfruttare l'azoto fissato da questi alberi, devono essere potate o cedute (tagliate fino al ceppo) e le talee lasciate a decomporsi (KH Van Den Meersche et al. 2019). Tali alberi possono ridurre la necessità di fertilizzanti in azienda, ma aggiungono protossido di azoto (N2O) emissioni proprie quando si decompongono (H van Rikxoort et al. 2014). Se l'uso di alberi da ombra azotofissatori non è accompagnato da una riduzione dell'uso di altri fertilizzanti, questa pratica può comportare emissioni complessive più elevate (K Hergoualc'h et al, 2008).