Browsing by Author "Bueno, Paulo"
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- Carbon storage patterns and landscape sustainability in northeast portugal: a digital mapping approachPublication . Patrício, Matheus Bueno; Lado, Marcos; Figueiredo, Tomás de; Azevedo, João; Bueno, Paulo; Fonseca, FelíciaThis study investigated the impact of regional land abandonment in northeast Portugal. It specifically focused on carbon sequestration opportunities in the Upper Sabor RiverWatershed, situated in the northeast of Portugal, amidst agricultural land abandonment. The study involved mapping the distribution of soil organic carbon (SOC) across four soil layers (0–5 cm, 5–10 cm, 10–20 cm, and 20–30 cm) at 120 sampling points. The quantification of SOC storage (measured in Mg C ha−1) allowed for an analysis of its relationship with various landscape characteristics, including elevation, land use and land cover (LULC), normalized difference vegetation index (NDVI), modified soil-adjusted vegetation index (MSAVI), topographic wetness index (TWI), and erosion risk (ER). Six statistical tests were employed, including multivariate approaches like Cubist and Random Forest, within different scenarios to assess carbon distribution within the watershed’s soils. These modeling results were then utilized to propose strategies aimed at enhancing soil carbon storage. Notably, a significant discrepancy was observed in the carbon content between areas at higher elevations (>1000 m) and those at lower elevations (<800 m). Additionally, the study found that the amount of carbon stored in agricultural soils was often significantly lower than in other land use categories, including forests, mountain herbaceous vegetation, pasture, and shrub communities. Analyzing bi- and multivariate scenarios, it was determined that the scenario with the greatest number of independent variables (set 6) yielded the lowest RMSE (root mean squared error), serving as a key indicator for evaluating predicted values against observed values. However, it is important to note that the independent variables used in set 4 (elevation, LULC, and NDVI) had reasonably similar values. Ultimately, the spatialization of the model from scenario 6 provided actionable insights for soil carbon conservation and enhancement across three distinct elevation levels.
- Estudo preliminar da influência do uso da terra sobre o estoque de carbono da bacia do alto rio Sabor, NE PortugalPublication . Patrício, Matheus Bueno; Bueno, Paulo; Figueiredo, Tomás de; Azevedo, João; Fonseca, FelíciaO carbono é um elemento químico encontrado em abundância na natureza. Este possui um ciclo próprio que compreende vários compartimentos, o solo encontra-se entre estes, atua como local de armazenamento de carbono. O presente trabalho tem como objetivo compreender as influências que o uso da terra exerce sobre os estoques de carbono da bacia do alto rio Sabor, NE Portugal. Para isto, realizou-se a delimitação de áreas de amostragem, designadas de unidades primárias (parcelas de 1000 × 1000 m), dentro das quais se estabeleceram unidades secundárias (parcelas de 200 × 200 m), onde se realizaram as coletas de amostras de solo (perturbadas e não perturbadas) em diferentes profundidades, visando a determinação da massa de carbono orgânico por unidade de área de solo (kg C m-2). Durante o trabalho de campo realizou-se a categorização das amostras conforme o uso da terra em que estas foram coletadas. As classes de uso adotadas foram agricultura, floresta, gramíneas, lameiros (pastagens) e matos. Utilizou-se o teste de Kruskal-Wallis para variáveis não paramétricas para comparar os usos, por meio do software Bioestat. De um modo geral, os usos agricultura e lameiro apresentam comportamento idêntico. A agricultura, nas camadas mais superficiais, mostra quantidade de carbono no solo significativamente inferior à encontrada no caso dos matos, floresta e gramíneas.
- Temporal dynamics of carbon storage in a Mediterranean mountain scrubland managed by prescribed firePublication . Fonseca, Felícia; Silva, Diego; Bueno, Paulo; Hernández, Zulimar; Royer, Ana Carolina; Figueiredo, Tomás deFarmland abandonment and reduction of grazing activity, mainly in mountain areas with remote access and ageing population, have been contributing to shrub encroachment in such territories and, consequently, to increase fuel load available for triggering wildfires. Accordingly, it is necessary to use vegetation management practices in order to reduce wildfire risk, prescribed fire being one of the most common techniques used in the Mediterranean region. This research focused in the effects of a prescribed fire (PF) applied in Montesinho Natural Park (PNM), NE Portugal, on the temporal dynamics of carbon storage in mineral soil, litter layer (organic horizon), and shrub biomass. Before PF and thirty-six months after PF, aboveground shrub biomass was collected in areas of 1 m2 in 11 plots randomly distributed in the experimental shrub area. Also, in the same plots, litter thickness was measured and soil samples were collected before, two, six and thirty-six months after PF, in order to assess carbon concentration, bulk density and coarse elements content. Despite low to moderate fire intensity, carbon storage changes were observed in all compartments evaluated. Thirty-six months after PF, carbon storage in aboveground biomass of shrub species (7.4 Mg C ha- 1) was roughly two-thirds of that recorded prior to PF, and in litter layer (1.6 Mg C ha- 1) it was about half of that in the original situation (before PF). In contrast, the mineral soil showed a 10% carbon increase (6.4 Mg C ha- 1). Based on the balance between losses (shrub species and litter layer) and gains (mineral soil), at the end of the monitoring period (36 months), there was an annual positive rate of carbon storage, equivalent to 0.2 Mg C ha-1 year- 1. Even after anthropogenic disturbances, such as prescribed fire, shrub communities constitute important terrestrial carbon pools; hence, these ecosystems might play an important role in mitigating climate change.
- Uso de ferramentas de geoestatística na modelação da distribuição de carbono nos solos da bacia hidrográfica do alto rio Sabor, NE PortugalPublication . Patrício, Matheus Bueno; Lado Liñares, Marcos; Bueno, Paulo; Figueiredo, Tomás de; Azevedo, João; Fonseca, FelíciaA humanidade exerce com maior intensidade a pressão de suas atividadades nos sistemas terrestres (rochas, solo e vegetação), isto intefere na quantidade de carbono armazenado causando o desequilibrio registrado atualmente. Há uma diversidade de fatores que interferem na quantidade de carbono armazenado no solo e se faz importante a aplicação de ferramentas a nível da paisagem para assim definir estratégias para manutenção do carbono no solo e mitigação dos efeitos de alterações no fluxo do carbono. Neste sentido, o presente trabalho visou a amostragem em diferentes pontos dentro da bacia hidrográfica, a quantificação de carbono orgânico e a modelação da distribuição do carbono para toda a bacia do Alto rio Sabor, NE Portugal. Para alcança o objetivo utilizou-se técnicas de amostragem dos solos em 120 pontos eleitos de forma aleatória e técnicas laboratoriais para determinação da concentração de carbono orgânico. Por último, utilizou-se três diferentes modelos de regressão (Linear Multivariada, PLS e Random Forest) para correlacionar a distribuição do carbono com características da paisagem (altitude, declive, tipo de solo e uso da terra), com o resultado dessas regressões e ferramentas de geoprocessamento pode-se modelar a distribuição do carbono para todo o território. Obteve-se que se pode possuir mais de 1,5 milhões de toneladas de carbono armazenadas na área, pois o valor médio armazenado é de 49,5 t ha-1 na camada de 0 a 30 cm de profundidade. Dentre os três modelos de regressão obteve-se que o método Random Forest apresenta melhores resultados de correlação e validação, quando comparado com os demais modelos. A partir do mapeamento em que se utilizou os resultados de predição obtidos pelo método Random Forest observa-se que a maior parte do carbono está armazenada na região norte da bacia, dentro da área do Parque Natural de Montesinho. O presente trabalho pode ser utilizado como ponto de partida para acompanhar a evolução da paisagem no que se refere à distribuição do carbono na bacia, como também auxiliar na definição de áreas a serem exploradas com a finalidade de aumentar os estoques de carbono dentro do Parque Natural de Montesinho.