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- Climatic Change. Human Influence?Publication . Gonçalves, Dionísio; Leite, Solange; Ribeiro, A.C.; Figueiredo, Tomás deWe begin by presenting the functioning of the Climate System and the variety of climates that occurs on the surface of the globe. We analyze climate change based on the sun's orbital parameters and other causes, focusing on the current interglacial period and the influence it had on the development of human societies. The following text looks on developing of the climate of the last 1000 years, with considerations about the warm medieval climate, the little ice age, the recovery of temperatures since the nineteenth century, the global cooling of the 60s and 70s of last century and global warming observed since the late 80s of last century. Human influence is analyzed as part of the climate subsystem Biosphere and the concerns that have been linked by the Intergovernmental Panel on Climatic Change. We comment the various scenarios of greenhouse gas emissions and their relation to global warming. In this context, we discuss the reasons for the discrepancy that has been observed between the predictions of global temperature increase of models and reality.
- O efeito do comprimento da encosta na erosão em solos pedregosos: modelo e aplicações em áreas de vinha do Vale do Douro, PortugalPublication . Figueiredo, Tomás de; Fonseca, Felícia; Ferreira, António G.; Poesen, Jean; Gonçalves, DionísioOs solos pedregosos cobrem a maior parte da faixa Mediterrânica, regra geral ocupando as zonas de elevado risco potencial de erosão, como por exemplo as superfícies de relevo ondulado e as áreas de montanha. Tratando-se de terras cultivadas, muitas vezes desde longa data, às condições topográficas junta-se o uso do solo como factor potenciador do risco de erosão. A aplicação de medidas de controlo da erosão impõe-se nestas condições e o comprimento da encosta é um factor de erosão que, na prática, muito condiciona o dimensionamento dessas medidas, especialmente quando se trata de medidas estruturais ou de carácter mecânico destinadas ao controle do escoamento superficial. Todavia, o efeito deste factor é reconhecidamente complexo visto que representa a expressão final do processo de transferência de água e sedimento ao longo da encosta, muito afectado por outros factores que não os estritamente associados à topografía dos terrenos. A pedregosidade superficial dos solos é um deles. Este trabalho tem o propósito de apresentar e discutir um modelo descritivo do efeito da pedregosidade superficial dos solos na transferência de sedimento ao longo da encosta, e de o explorar com aplicações em áreas de vinha do Vale do Douro, Portugal. O modelo considera os parâmetros de caracterização dos elementos grosseiros do solo e deduz o modo como estes contribuem para a retenção de partículas num segmento da encosta. As expressões de cálculo deduzifas são justificadamente apresentadas, bem como o suporte experimental que permitiu calibrá-las. Na sua aplicação ao contexto do Vale do Douro consideraram-se as vinhas plantadas segundo o maior declive (vinhas ao alto) como exemplo. As simulações efectuadas com o modelo permitem explicar resultados experimentais e evidencias no terreno, e formular recomendações para a concepção de planos de conservação do solo à escala da parcela cultivada.
- Alterações climáticas e agriculturaPublication . Goncalves, Dionisio; Figueiredo, Tomás de; Ribeiro, A.C.A evolução do clima nas últimas décadas colocou o problema das mudanças climáticas e os seus impactes, em particular na agricultura, nas agendas políticas nacionais e internacionais. Neste contexto,faz-se wna abordagem às alterações climáticas ao longo dos últimos 1000 anos, referindo o período de clima óptimo da alta idade media, a pequena idade do gelo dos séculos XVI a XIX, 0 aquecimento do século XX ate aos nossos dias, com a ocorrência do arrefecimento das décadas de 1960 e 1970, que se designou por Global Cooling. Referem-se as principais consequências nos sistemas de Agricultura, relacionadas com o acréscimo da incerteza no regime da precipitação e com o aumento da temperatura e seus efeitos nos estados fenológicos.
- Erosividade das precipitações e erosão hídrica dos solos: exercícios de estimativa face a cenários de alteração climáticaPublication . Figueiredo, Tomás de; Gonçalves, DionísioA erosão acelerada dos solos é problema que afecta vastas áreas do globo, com graves consequências para a qualidade dos recursos naturais solo e água e para a sustentabilidade dos sistemas produtivos agrários que deles dependem. A erosão hídrica resulta da acção das precipitações sobre a superfície do terreno, cuja susceptibilidade àquela acção é muito condicionada pela cobertura vegetal do solo. A avaliação da erosividade das precipitações exige informação pluviométrica detalhada e passa pelo cálculo de índices que, em regra, integram a intensidade e a energia cinética estimada em períodos de chuva seleccionados de acordo com limiares de duração, quantidade e intensidade. O padrão de evolução da cobertura vegetal ao longo do ano, quando cruzado com a distribuição temporal da erosividade das precipitações, permite identificar períodos de maior risco de erosão hídrica dos solos, assim avaliável não apenas quantitativamente mas também em termos de frequência. Num contexto de alteração climática, o sentido genérico da mudança quanto às precipitações aponta para uma exacerbação dos fenómenos extremos em magnitude e em frequência. Deste modo, os cenários desenháveis têm, aparentemente, consequências no risco de erosão dos solos, seja pelo lado da erosividade (expectavelmente maior), seja pelo da cobertura vegetal dos solos (expectavelmente menor face à ocorrência de períodos mais persistentes de seca). Este trabalho reúne um conjunto de reflexões em torno da problemática enunciada, consequentes dos exercícios de estimativa que se apresentam. Estes referem-se às alterações no risco de erosão face aos cenários de mudança no regime pluviométrico e tomam por base exemplos portugueses, aplicando modelos conhecidos de estimativa da erosão hídrica e seus factores. Entende-se que os resultados destes exercícios podem contribuir para melhor compreender a evolução dos processos erosivos em contexto de mudança climática, bem como melhor delinear estratégias e aplicar tecnologias de conservação do solo e da água.
- Temporal changes on the effect of rock fragments in interrill soil loss: a simulation experiment and a simple descriptive modelPublication . Figueiredo, Tomás de; Ferreira, Alfredo Gonçalves; Gonçalves, Dionísio; Poesen, JeanSoils with rock fragments have been studied under several aspects in the last years. Research shows that a single pattern in the erosional response of these soils to rainfalls is not always found. In order to contribute to the understanding of this topic, an experiment was carried out, simulating interrill areas covered by rock fragments. This paper specifically aims at presenting and discussing temporal changes on sediment exported from such areas, also introducing a simple descriptive model to represent soil loss temporal evolution. Small bottom perforated boxes, 612 cm2 area, were filled with a silt-loam fine earth, very poor in organic matter, covered with simulated rock fragments and leaned at 10% slope gradient. The experiment comprised the exposure to 240 mm natural rainfall of 48 boxes corresponding to selected combinations, 4 replicates each, of rock fragments cover (0, 17, 30 and 66%), size (2, 4 and 10 cm), form (rectangular and circular) and position (resting on top and embedded). During the experiment boxes were kept under near saturation soil water conditions. Water and soil exported from the boxes as infiltration, runoff, wash and splash were measured after each period of precipitation. Recorded values of soil loss plotted against precipitation, both expressed in cumulative terms, follow a sigmoid curve. This pattern of response was interpreted as a result of crust formation on soil surface exposed to rainfalls, a hypothesis suggested by observations during the experiment and confirmed at its end. Parameters of this model were related with rock cover and characteristics. The effect of rock fragments on soil loss varies with time, a conclusion that must be taken into account when interpreting either results from experiments with different durations or the evolution of stoniness on eroding surfaces. Os solos pedregosos vêm sendo estudados sob diversos aspectos nos últimos anos. No que respeita à perda de solo, os resultados publicados mostram todavia a dificuldade em estabelecer um padrão único de resposta destes solos às precipitações erosivas. Com vista a aprofundar conhecimentos sobre este tópico, foi instalado um ensaio experimental, simulando superfícies com variável pedregosidade sujeitas a erosão interssulcos. Constitui objectivo deste trabalho apresentar e discutir a evolução temporal da perda de solo nessas superfícies, propondo a sua representação num modelo descritivo simples. O ensaio compreendeu a exposição a 240 mm de chuva natural de um conjunto de tabuleiros com 612 cm 2 de área e 10% de declive, contendo terra fina franco-limosa, muito pobre em matéria orgânica, coberta por elementos grosseiros simulados. Os tabuleiros mantiveram-se próximo da saturação de água. Para além do solo nu, testaram-se tratamentos com 4 repetições cada, correspondendo a combinações específicas de 3 fracções de cobertura (17, 30 e 66%), 3 dimensões (2, 4 e 10 cm), 2 formas (rectangulares e circulares) e 3 posições (pousados à superfície, semi-aflorantes e aflorantes). A infiltração e o escoamento, e as perdas de solo neste e por salpico, foram medidas ao longo do ensaio, na sequência de períodos de precipitação. A perda de solo acumulada representada em função da precipitação acumulada ao longo do ensaio segue uma curva sigmóide. Este modelo de resposta foi interpretado como resultando da formação da crosta superficial do solo exposto, hipótese sugerida pela observação no decorrer do ensaio e confirmada no final. Os parâmetros da curva sigmóide correlacionaram-se com a fracção de cobertura, tendo sido também explorada a relação com outros parâmetros descritivos da pedregosidade. A conclusão de que a relação entre perda de solo e pedregosidade é temporalmente variável, traz consequências para a interpretação quer de resultados de ensaios com diferente duração, quer da evolução temporal da pedregosidade em superfícies erodidas.
- Runoff and soil loss from steep sloping vineyards in the Douro Valley, Portugal: rates and factorsPublication . Figueiredo, Tomás de; Poesen, Jean; Ferreira, Alfredo Gonçalves; Gonçalves, DionísioThe Douro Region,, NE Portugal, where the grapes for Port Wine are produced, faces a high potential erosion risk due to its natural setting, for long tackled with heavy labour inputs. These allowed the stabilization of steep vineyard covered hill-slopes by means of traditional terracing, manually built and following models that changed through time. Alternative vineyard installation and cultivation techniques were tested and progressively adopted, namely row plantation perpendicular to the contour, nowadays an integral yet small part of the plantation schemes accepted under the rules of the World Heritage status, granted by UNESCO in 2001. This paper investigates the effects of vine plantation schemes on long-term (10 years) runoff and soil loss data recorded in the Douro Region using a set of meso-scale erosion plots installed in vineyards planted in rows perpendicular to the contour. It also aims at identifying, and quantitatively deriving the significance of erosion factors helping to interpret the results obtained. Runoff and soil loss were measured between 1978 and 1988 using five runoff plots, 32.1 m long and 5.2 m wide, on a 45 % slope, over a silt loam soil containing 60 % rock fragments by mass, under Mediterranean climatic regime with less than 600 mm mean annual rainfall. Vine plantation schemes tested correspond to three different plant densities (3571, 4808, 5917 plants ha-1) on paired plots (except for the intermediate plant density, tested in a single plot), which provided a mean vegetation cover of 50, 60 and 75 %. The 10 year data analyzed correspond to 167 runoff events. Mean annual runoff and soil loss, computed for the 10 years of records, were 22 mm and 361 kg ha-1 respectively. These relatively low soil loss rates are explained under the prevailing conditions of rainfall erosivity, soil, topography and vegetation cover, by the very high rock fragment cover, protecting the topsoil from wash by runoff. Soil loss was very much concentrated in a few erosive events, 3 of them being responsible for ca.75 % of the total soil loss recorded in 10 years. These events occurred in spring and summer, whereas most erosive events in Mediterranean conditions occur in autumn and winter. Results also show that increasing the vine plant density by 66 % resulted in a reduction of mean annual runoff by 19 % and of mean annual soil loss by 57 %, demonstrating the significant effect of this erosion control measure in permanent crops such as vineyards.
- Physiography and climate of Trás-os-MontesPublication . Gonçalves, Dionísio; Figueiredo, Tomás deUltramafic rocks are rare lithotypes in Portugal. The main Portuguese ultramafic areas are restricted to the districts of Bragança and Portalegre, respectively located in the Trás-os-Montes (NE Portugal) and Alentejo (SE Portugal). The ultramafic rocks of the Trás-os-Montes are the largest and the richest in endemic species within Portugal. This text is a tour companion to the ultramafic rocks of northeastern Portugal. It contains, among other sections, a description of the physiography and climate of Trás-os-Montes, where the ultramafic rocks appear assembled in two massifs: Bragança, not far away from the Portuguese-Spanish border, and Morais, further south. (text slightly adapted from the Introduction section)
- A pedregosidade como indicador do estado de degradação dos solos: modelo conceptual e sua aplicação a Trás-os-Montes, NE PortugalPublication . Figueiredo, Tomás de; Fonseca, Felícia; Ferreira, António G.; Poesen, Jean; Gonçalves, DionísioA pedregosidade dos solos é uma característica de avaliação complexa, em regra objecto de estimativas pouco fiáveis, e quantitativamente mal conhecida no seu significado e nos seus efeitos. Todavia, é uma característica incontornável na análise de processos pedológicos, geoquímicos e geomorfológicos. A abordagem integrada destes processos é rara e mais ainda quando centrada numa propriedade de importancia comparativa menor como é a pedregosidade. Em vastas áreas da Bacia Mediterrânica os solos são pedregosos. A pedregosidade é, na maior parte dos casos, apenas mais um elemento identificador do carácter marginal dessas áreas, em regra declivosas, de solos delgados e de baixa produtividade. Acresce que a estes se associa também elevado risco e/ou clara evidencia dos processos erosivos que os afectam. Com este trabalho pretende-se apresentar, discutir e explorar um modelo conceptual que integra o papel e significado da pedregosidade superficial dos solos. Em síntese, o modelo tem em conta o carácter selectivo dos processos erosivos, o efeito da pedregosidade na limitação desses processos, o contributo dos processos de meteorização e de formação do material originário dos solos na distribuição da pedregosidade no perfil, e os correspondentes efeitos de retro-alimentação. Do modelo, calibrado com base na informação contida na Carta de Solos do NE de Portugal, resulta a possibilidade de establecer o teor de elementos grosseiros de equilibrio para um certo ambiente geomorfológico e pedológico, e a correspondente taxa de perda de solo. Tomou-se portanto como referência na avaliação do estado de degradação dos solos nesta região. A exploração do modelo nesta perspectiva é contrastada com as avaliações constantes das cartas de risco de erosão. Os resultados desta comparação são apresentados e discutidos, revelando, em conclusão genérica que a degradação dos solos é mais notória nas áreas mais secas e quentes da região.
- Esquema do modelo territorial: sistema biofísicoPublication . Rodrigues, Orlando (Coord.); Teixeira, Amílcar; Geraldes, Ana Maria; Aguiar, Carlos; Gonçalves, Dionísio; Fonseca, Fernando; Castro, João Paulo; Castro, José; Cortez, José Paulo; Figueiredo, Tomás deA Rede Ecológica Regional (RER) é uma das componentes fundamentais do sistema territorial, na medida em que traduz espacialmente as orientações estratégicas definidas quanto à Estrutura Regional de Protecção e Valorização Ambiental. Esta rede é compatível com o modelo territorial que se propõe para a região neste trabalho, e tem como objectivo assegurar a sustentabilidade do desenvolvimento da Região, segundo as Opções Estratégicas definidas.
- Síntese de diagnóstico: sistema biofísicoPublication . Rodrigues, Orlando (Coord.); Teixeira, Amílcar; Geraldes, Ana Maria; Aguiar, Carlos; Gonçalves, Dionísio; Castro, João Paulo; Fernandes, Luís Filipe; Cortez, José Paulo; Figueiredo, Tomás deEste trabalho faz uma caracterização da estrutura biofísica e das dinâmicas de ocupação do solo na região de Trás-os-Montes e Alto Douro (TMAD), com base na avaliação global dos valores naturais da região e da sua interacção com as actividades humanas. Orienta-se esta análise tomando como referência o objectivo fundamental de assegurar que, daquela interacção, resulte um equilíbrio que salvaguarde a sustentabilidade ambiental e a conservação da natureza.