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- Deciphering sediment connectivity dynamic in traditional water-meadows (lameiros)Publication . Bertocco, Tamires; Figueiredo, Tomás d'Aquino; Paz-González, Antonio; García-Tomillo, Aitor; López-Vicente, ManuelLameiros are traditional man-made water-meadows located at the bottom of the valleys in northern Portugal and northwestern Spain. Although lameiros act as hydrological and sediment accumulation regulators, this process has never been quantified in a spatially distributed manner (maps), nor have its temporal variations. For the first time, the role of lameiros in sediment connectivity is calculated by using the aggregated index of sediment connectivity (AIC) in two medium-size ungauged headwater basins with permanent and seasonal streams. Index parameterization was done in detail, including field surveys to distinguish the type, in-use (n = 21) or abandoned (n = 78), of lameiros and their water availability, well (n = 89) or poor (n = 10) irrigated. Different sedimentological scenarios that occur throughout the year were computed considering the net soil loss at the basin scale (target: watercourses; common conditions with the whole basin activated) and temporary accumulation in watercourses (target: outlet; dry conditions with sediment transport limited to the streams). The three erosive periods that happen during the year, i.e. high, medium and low rainfall erosivity, were simulated with long, average and short watercourses. Results of structural connectivity proved that the role played by each input (land-use, soil permeability, rainfall erosivity, slope gradient, drainage area, roughness of the terrain) on sediment connectivity strongly depended on the spatial location of each landscape unit regarding the selected target and not only on their own values. This fact explained the lower connectivity obtained in the abandoned lameiros than that found in the in-use lameiros. Map analysis indicated that during the dry period from May to September overland flow was restricted to the streams, sediment supply from slopes to lameiros was limited and the temporarily accumulated sediment in lameiros may be remobilized, while during the wet (January–April) and rainy (October–December) periods sediment supply from active slopes to lameiros was high and sediment delivery from lameiros to stream was relatively lower, acting as sedimentation-prone areas. Indeed, poor-irrigated lameiros had greater connectivity than well-irrigated lameiros. Connectivity of lameiros with their contributing areas (target: lameiros) was higher than that of the remaining land uses with the outlet and watercourses, proving the high sediment accessibility of this landscape feature. Index output performed well against available data of soil depth measured both in the lameiros and slopes. Multi-target computation of structural and functional connectivity concluded that sedimentation in lameiros prevailed against sediment delivery, although both processes occurred simultaneously throughout the year. This study suggests the convenience of preserving lameiros with some form of legal protection.
- Efeito de diferentes coberturas permanentes do solo no vigor das vinhas na viticultura biológica: um estudo de 3 anos na Galiza (Espanha)Publication . López-Vicente, Manuel; Bertocco, Tamires; Silva-Dias, Rosane da; Martínez-Picado, SaraO vigor da videira é influenciado pelas condições climáticas, doenças e propriedades do solo. O objetivo desta pesquisa é quantificar o impacto de cinco tipos de coberturas de solo no vigor da videira – estimado com NDVI – numa pequena vinha biológica localizada na província da Corunha (NO Espanha). A plantação (adega Pagos de Brigante) localiza-se numa encosta íngreme e reta que inclui 20 filas, com 591 vinhas (ca. 27 anos) e duas castas (‘Agudelo’ –Ag– e ‘Blanco Legítimo’ –BL– ). O período de estudo (março 2021 – fevereiro 2024) compreendeu três períodos vegetativos (VEG) e três períodos de repouso invernal (RES). Foram avaliadas diferentes coberturas de solo: em 2021 (ano de referência) a vegetação residente (VR) cobriu todo o campo; em 2022 e 2023 todas as fileiras (R) possuíam agrotêxtil espesso de juta, e três tratamentos nas áreas entrelinhas (IR): VR em um terço, palha em um terço e cultura de cobertura semeada (CS); e em 2024 todo o campo voltou a ter VR depois de arar em outubro de 2023. Treze levantamentos foram feitos com drone (DJI Matrice 600, câmera multiespectral Micasense Altum), abrangendo os diferentes estádios fenológicos das vinhas e o crescimento e evolução das coberturas: 03,06,09,12/2021; 03,06,09,11/2022; 01,04,06,09/2023 e 01/2024. Todos os mapas NDVI (9 x 9 mm de tamanho de pixel) foram analisados com ferramentas GIS. Durante VEG#1, Ag-R ("#$%=0,802) apresentou maior vigor ao BL-R ("#$%=0,761), e VR ("#$%=0,736) tinha menor vigor que as vinhas ("#$%=0,780). Durante VEG#2 e VEG#3, videiras com juta ("#$%=0,651) tiveram menor vigor do que durante VEG#1, embora este efeito não tenha sido importante durante as pesquisas de junho e setembro ("#$%VEG#2+3=0,764 vs. "#$%VEG#1=0,778). Em IR, VR ("#$%VEG#2+3=0,678) teve maior vigor que a palha ("#$%VEG#2+3=0,503), mas inferior a CS ("#$%VEG#2+3=0,768). Na escala de campo, RESR+IR ("#$%1+2+3=0,759) tinha maior vigor do que VEGR+IR ("#$%1+2+3=0,681). As diferentes coberturas vivas e inertes não reduziram o vigor da vinha, mas reduziram o vigor da vegetação intervinha, demonstrando a sua eficiência em minimizar a competição por nutrientes e água. Este estudo foi financiado pela 'Xunta de Galicia' através do projeto 'GalVin-5G' (Ref. ED431H 2020/18).
- Índice de conectividade sedimentar estrutural e funcional em bacias hidrográficas com lameiros no MediterrâneoPublication . Bertocco, Tamires; López-Vicente, Manuel; Figueiredo, Tomás de; Paz-González, Antonio; García-Tomillo, AitorEste estudo teve como objetivo comparar o Índice Agregado de Conectividade Sedimentar (AIC) estrutural (AICstr) e funcional (AICfun) em duas bacias hidrográficas com lameiros, que são áreas de pastagens tradicionais entre o norte Portugal e noroeste da Espanha e cuja contribuição para a conectividade sedimentar ainda não foi quantificada espacialmente. Avaliou-se o papel dos diferentes lameiros na conectividade sedimentar, considerando diferentes condições de uso do solo (lameiros abandonados e em uso) e disponibilidade de água (lameiros próximos a cursos d’água permanentes ou temporários). Nas análises realizadas no ponto de saída das bacias, os valores de AICstr foram ligeiramente superiores aos da AICfun, com uma diferença média de 1,1%. No entanto, nos cursos de água, essa discrepância foi mais significativa, com a capacidade funcional de transporte de sedimentos limitada em relação à AICstr, apresentando uma diferença média de 6,0%. Isso sugere uma possível desconexão entre a estrutura física e a capacidade funcional de transferência de sedimentos. Em relação aos lameiros, avaliou-se que a AICfun foi menor comparado ao AICstr, com uma diferença média de 8,1%. Lameiros em uso próximos a cursos d'água exibiram valores mais baixos de AICstr e AICfun (-7,01 e -7,61), que promovem a sedimentação, em comparação com os abandonados (-6,63 e -7,22). Pelo contrário, lameiros sem cursos d'água em uso (AICstr: -5,67; AICfun: -6,27) apresentaram valores superiores (transporte ativo de sedimentos) aos abandonados (AICstr: -6,20; AICfun: -7,21). Os resultados enfatizam a importância de considerar tanto a estrutura quanto a função do sistema, com destaque para os lameiros, uma vez que parte deles está situada no Parque Natural de Montesinho. Esses ecossistemas desempenham um papel crucial na conectividade sedimentar das bacias hidrográficas em estudo. Contudo, sua eficácia pode ser prejudicada por diversos fatores, incluindo práticas inadequadas, incêndios florestais e o abandono.
- Estimativa do fator de erosividade das chuvas para uma região da Argentina com clima temperado húmido de planície sem estação seca: ajustamento com dados diários e de 15 minutosPublication . Seehaus, Mariela S.; Bertocco, Tamires; López-Vicente, Manuel; Melgares, Emanuel; Wingeyer, Ana; Sasal, Maria CarolinaAtualmente, a erosão hídrica é a causa da degradação do solo na província de Entre Ríos (Argentina), afectando 50% da sua superfície. Na estimativa da perda líquida de solo, é fundamental o fator de erosividade da precipitação e do escoamento superficial (conhecido como fator R), que reflecte a energia de choque das gotas de chuva e a desagregação por cisalhamento do escoamento superficial. A variabilidade do tipo de precipitação e a dificuldade de cálculo exato do fator R levaram a uma série de propostas. Este trabalho estima o fator R para o período de 1934-2023 (90 anos), utilizando três métodos, para a área de influência do Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuária do Paraná (-31° 50' 55,7" S, -60° 32' 10,2" W), que possui clima temperado úmido de planície sem estação seca. Método 1: a equação linear proposta por Santos Loureiro e de Azevedo Coutinho (2001) foi aplicada aos dados diários de todo o período. Métodos 2 e 3: Com dados a cada 15 minutos e para o período 1999-2023, R foi determinado de acordo com as equações propostas em USLE (logarítmica) e RUSLE2 (exponencial). No período 1934-2023 a precipitação e a erosividade médias foram de 1029 mm e 3648,7 MJ mm ha-1 h-1 yr-1, com uma concentração primavera-verão-outono. Para o período 1999-2023 (precipitação média de 1119 mm), os valores de R foram 4193,7 (linear), 8284,7 (USLE) e 8300,6 (RUSLE2) MJ mm ha-1 h-1 ano-1. As correlações entre a equação de aproximação e os métodos 2 e 3 foram significativas: 0,87 (USLE e RUSLE2). As equações de regressão obtidas permitiriam estimar R para os anos com registos incompletos ou períodos posteriores, com base nos registos diários de precipitação. A capacidade de previsão é significativa em cenários antigos ou para avaliar cenários futuros, principalmente, com fenómenos extremos.
- Caudais de ponta de cheia em bacias de drenagem de lameiros do Parque Natural de Montesinho: estimativas pelo método soil conservation service (SCS) sob cenários de mudança globalPublication . Bertocco, Tamires; Figueiredo, Tomás de; Fonseca, Felícia; Schutz, Fabiana Costa de AraújoLameiros localizados no Parque Natural de Montesinho (PNM), possuem grande valor ambiental, paisagístico e econômico, além de serem uma barreira natural contra incêndios. No entanto, os lameiros estão em processo de regressão de uso devido ao abandono da terra, principalmente por se situarem em zonas com alto declínio demográfico. Com o objetivo de reveter esse quadro, o Projeto HabMonte do ICNF (Instituto da Conservação da Natureza e das Florestas) tem como uma das metas realizar medidas preventivas estruturais à manutenção dessas áreas. Sobre os efeitos do manejo e as consequências do abandono dos lameiros, na perspectiva botânica e ecológica, existem diversificados estudos. No entanto, do ponto de vista pedológico e hidrológico são ainda mal conhecidos. Diante dessa problemática, o presente estudo se conduziu em pequenas bacias de drenagem do projeto HabMonte, as quais foram segregadas em termos de uso e abandono, bem como a presença ou não de rio próximo aos lameiros. Para o conhecimento das respostas hidrológicas dessas bacias, foi utilizado o método SCS (Soil Conservation Service) a fim de estimar os caudais de ponta. Para a aplicação do método, foi adotada a metodologia de Temez (1978) para os dados de entrada relacionados ao tempo de concentração, por apresentarem uma situação mais crítica comparado ao método de Giandotti (1953). Constatou-se também, a viabilidade da utilização das curvas IDF de Portugal Continental (PC) (Matos e Silva, 1986) com dados extrapolados através da comparação entre curvas IDF propostas por Brandão (1995) e a curvas IDF construídas partir da estação udométrica de Rio do Onor, para a obtenção dos dados de precipitação total das bacias. Por meio das estimativas de caudais de ponta, identificou-se diferentes efeitos relacionados ao aumento do caudal entre bacias hidrográficas com rio e uma diminuição entre bacias hidrográficas sem rio, tendo como maior influência a área do lameiro e o número de escoamento obtido. Quatro cenários de mudança global foram simulados a fim de analisar o comportamento hidrológico das bacias, onde nos cenários que estabeleceram-se as mudanças no uso e ocupação do solo dos lameiros, não houve alterações substanciais nos valores médios globais, indicando a falta de sensibilidade do método SCS por não corresponder à essas condições. Para os cenários que compreenderam as mudanças climáticas, verificou-se que houve um aumento considerável no incremento nos caudais de ponta até o final do ano de 2100.
- Peak flow estimations in Montesinho Natural Park applying the SCS methodPublication . Bertocco, Tamires; Figueiredo, Tomás de; Fonseca, Felícia; Schutz, FabianaLameiros, grasslands typical of Northern Portugal, have high environmental and landscape value, also contributing to ecosystems services provision in mountain areas. Their position in the headwaters of large basins contributes to the regulation of hydrological risks, stressing their importance in the context of global change. In Montesinho Natural Park (PNM), a Protected Area in Northeast Portugal, lameiros face land abandonment, as located in areas with sharp demographic decline. In this work, we estimated peak flow and analysed the influence of Lameiros on the hydrological responses of small catchments in PNM applying the Soil Conservation Service (SCS) method. Sixteen catchments were selected, including managed and abandoned lameiros. We estimated peak flow in the current condition and in that simulating scenarios of decreasing precipitation amounts that consequently increase rainfall intensities, eventually with impact on the occurrence of hydrological risks. For applying the SCS method, data on catchments characteristics was used, such as topography, soil type and land use. Catchments studied were grouped as follows (4 each group): 1) with manged lameiros and with permanent stream; 2) with abandoned lameiros and with permanent stream; 3) with manged lameiros and with no permanent stream; 4) with abandoned lameiros and with no permanent stream. Future climate simulation scenarios considered an increase of 21 and 32% in rainfall intensities until 2100, based on the Municipal Strategy of Adaptation to Climate Change (EMAAC ). Results obtained show differences in peak flow between catchments with permanent stream (with the highest values) and without permanent stream. The areal proportion of lameiros in the catchment partially affects its response to intense rainfalls. Simulation considering future climate scenarios outcome an increase of 54% (21% increment until 2070) and 86% (by the 34% increment until the year 2100) in peak flow, when compared with the present situation. In these scenarios, it was observed that peak flow is higher in catchments with no permanent stream and in those with abandoned lameiros.
- A comparison of analytical methods for the determination of soil pH: case study on burned soils in Northern PortugalPublication . Faria, Maria; Bertocco, Tamires; Barroso, Ana; Carvalho, Manuela; Fonseca, Felícia; Matos, Cristina Delerue; Figueiredo, Tomás de; Braga, Amalia Sequeira; Valente, Teresa; Jimenez-Ballesta, RaimundoWildfires can cause serious imbalances in ecosystems, primarily at the soil level, making it vulnerable to degradation processes such as erosion. During and after a fire, changes occur in soil properties, including pH, which affects the solubility and availability of nutrients. Currently, there is a great diversity of protocols, some involving normalized standards, to determine soil pH, but there is no consensual or universal analytical method for this parameter, especially in burned soils, in which mineral and organic fractions could have been modified. Therefore, the objective of the present work is to evaluate the effect that variations in these analytical protocols may have on pH results. For this, five methods commonly found in the international bibliography for the analysis of pH of soil in water (pH(H2O)) were selected and compared to propose the most precise procedure. The analytical methods were applied to 43 soil samples, collected in a plot subjected to prescribed burning in the Parque Natural de Montesinho (Northern Portugal). The studied methods differ in the following protocol items: water suspension ratio (1:2.5 or 1:5), mechanical stirring time in the suspension (10 min or 1 h), and in the resting time for the solid particles to settle (15 min or 8 h). The obtained results point to the suitability of the five methods used for soil pH analysis, indicating that there are no statistically significant differences. However, results also allow suggesting a more appropriate method concerning practical reasons, such as labor in a lab. Thus, to make the analysis process more profitable, M2 is a good option because it uses a small amount of sample (5 g), short agitation (10 min) and settling time (15 min). In turn, M1 and M5, which use a lower proportion of soil (1:2.5) show lower pH variation in the measurements. This fact may be explained by a smaller dilution effect. Considering that these two methods differ in the settling time, it is suggested to apply M1, because only 15 min are required. Therefore, the main conclusion reached with this work is that the measurement of soil pH using M1, i.e., a soil:water ratio of 1:2.5, with agitation of 10 min and settling time of 15 min, is a robust and more expeditious protocol to be applied to soil samples after a fire.
- Estimativas de caudais de ponta no Parque Natural de Montesinho aplicando o método SCSPublication . Bertocco, Tamires; Figueiredo, Tomás de; Fonseca, FelíciaOs lameiros exercem um papel de influência na regulação do ciclo hidrológico em pequenas bacias de drenagem em zonas de montanha. No Parque Natural de Montesinho (PNM), os lameiros estão em regressão de uso devido ao abandono da terra, principalmente por se situarem em zonas com alto declínio demográfico. Nestas condições, através do método SCS (Soil Conservation Service), estimaram-se caudais de ponta em dezasseis bacias hidrográficas ocupadas parcialmente por lameiros no PNM, sendo possível identificar diferenças significativas entre categorias de bacias associadas a presença ou não de rio próximo aos lameiros, bem como ao uso e abandono de terra. Além disso, baseando-se em previsões de precipitação, no contexto de alterações climáticas, simulou-se um aumento de até 86% de nos caudais de ponta até o ano de 2100. À vista das respostas hidrológicas obtidas, percebeu-se o impacto do processo de abandono dos lameiros, principalmente nos caudais de ponta, trazendo efeitos negativos e riscos hidrológicos através da falta ou inadequação do manejo dessas zonas.