L' enseignement du mouvement dans le jeu des cordes
Rolland, Paul
2011
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Comunicação oral da qual só estão disponíveis o resumo e a apresentação.
Erosão hídrica dos solos : factor de desertificação física e humana.
Nas condições climáticas de Portugal, a agricultura de regadio tem uma importância indiscutível na estrutura da produção final agrária, já que permite fazer culturas com maior valor acrescentado que as tradicionais culturas de sequeiro. Pretende-se neste estudo fazer uma abordagem integrada da questão do uso da água na actividade agrícola, enquadrada nos constrangimentos e oportunidades de cariz social e institucional. No último meio século constatou-se um significativo aumento da eficiência no uso da água na agricultura, a que tem correspondido um elevado consumo de energia. Dos aproveitamentos hidroagrícolas estudados, constata-se uma grande diversidade de esquemas de tarifação da água de rega, podendo o seu custo variar entre 77.4 e 556.8 €/ha para a cultura do milho. Note-se ainda que o custo da água de rega é, compreensivelmente, um factor que influencia, mas que não é determinante na taxa de adesão ao regadio. A taxa de adesão ao regadio dos aproveitamentos hidroagrícolas nacionais está condicionada por constrangimentos de natureza vária a que importa da solução, ao mesmo tempo que devem ser promovidas medidas de incentivo.
Tem vindo a aumentar o nível de consciencialização da nossa sociedade em relação à vital importância do recurso água, e aos problemas relacionados com a sua heterogénea distribuição no tempo e no espaço. A necessidade de água numa área de regadio é determinada por factores como a superfície regada e regável, as espécies e variedades cultivadas com distintas necessidades bioclimáticas, as características do solo, o nível de infra-estruturas de distribuição da água e as técnicas de rega utilizadas (Vera, 1990). O déficit hídrico e as suas consequências imediatas, especialmente infradotação das culturas, é o principal factor limitante do desenvolvimento das áreas deficitárias, dado que se repercute directamente no rendimento e produtividade das culturas e afecta negativamente a estrutura dos custos da exploração. Neste contexto têm especial relevância as estratégias destinadas a um melhor e mais eficiente uso da água consumida no regadio, como sejam as estratégias de rega deficitária capazes de reduzir a quantidade de água aplicada, com o menor impacto possível na produção. Algumas estratégias de rega deficitária, denominadas regas deficitárias de alta frequência, consistem em regar durante todo o ciclo da cultura com dotações abaixo das suas necessidades, mas praticando uma frequência de regas suficientemente alta para evitar o aparecimento de déficits hídricos transcendentes. Fereres et al . (1978) concluíram que estas estratégias se deviam restringir a culturas que sombreassem completamente o solo, mantendo neste um determinado nível mínimo de água. Esta estratégia, podendo constituir uma alternativa ante determinadas circunstâncias, apresenta o inconveniente importante de não considerar que o déficit hídrico pode resultar mais ou menos transcendente em função do momento fenológico das culturas. Por esta razão, nos últimos anos têm adquirido especial relevância abordagens mais fisiológicas da questão, prestando uma especial atenção tanto à fenologia das culturas como à sua capacidade de resistir a situações de déficit hídrico. Desta maneira surge o conceito de Rega Deficitária Controlada (RDC) (Mitchell et al., 1984), baseado na ideia de reduzir os aportes hídricos nos períodos fenológicos em que um déficit hídrico controlado não afecta sensivelmente a produção e qualidade da colheita, e cobrir plenamente as necessidades hídricas durante o resto do ciclo das culturas.
A agricultura de regadio tem uma importância indiscutível na estrutura da produção final agrária, já que permite fazer culturas com maior valor acrescentado que as tradicionais culturas de sequeiro. Actualmente os 271.4 milhões de hectares de regadio existentes a nível mundial, representam unicamente 5% da superfície agrícola e contribuem com 35% da produção agrária total (estatísticas da FAO). Aumentar a produtividade agrícola com a rega é um objectivo que produz importantes efeitos positivos, mas também comporta uma série de efeitos negativos que têm que ser considerados responsavelmente, para evitar a sobreexploração e degradação dos recursos naturais de que depende a agricultura de regadio. A compatibilidade ambiental desta actividade começa a ser questionada devido ao aparecimento de problemas tais como a erosão, a salinização e por consequência a degradação dos solos, e por outro lado a diminuição da qualidade das águas superficiais e subterrâneas e a perda de diversidade biológica. O problema ambiental dos regadios é particularmente sério em áreas onde as práticas agrícolas intensivas se combinaram com estruturas de propriedade baseadas em grandes unidades de exploração, cuja gestão se faz de forma homogénea e sem a suficiente precisão. O excesso de fertilizantes e outros agroquímicos, pode interferir com os sistemas circundantes e ameaçar a própria sustentabilidade dos regadios. Os fluxos de retorno das zonas de regadio, quando acumulados ao longo de uma bacia hidrográfica, podem deteriorar a qualidade da água até ao ponto de as tornar inutilizáveis. Nos países em desenvolvimento, às elevadas perdas na rede e sistemas de rega, há que juntar os problemas de salinização, de saúde pública (pelos múltiplos usos que tem a água de rega), e a escassa participação dos usuários na gestão da água (Villalobos et al., 2002).
Numa perspectiva de melhor gestão do recurso água usado na agricultura, é fundamental a caracterização e avaliação dos processos de rega, assim coma a sua regular monitorização. Torna-se por isso necessário o estabelecimento de esquemas experimentais, que permitam por em prática várias técnicas para recolha de dados de campo, muitas vezes condicionadas pelas condições existentes. O aperfeiçoamento das técnicas usadas é deveras importante para o rigor das avaliações de campo, para que os erros de observação não sejam propagados e acumulados na avaliação dos processos de rega.
The study watershed is located within the Idanha Irrigation Scheme, Portugal. A
hydrological and water quality station was installed at the outlet of the catchment. The
AnnAGNPS model was applied in this study, and afterwards it was calibrated and validated
to the conditions in the study catchment. The antecedent soil moisture conditions
play an important role for rapid runoff and flash flooding. Relative Water Supply (RWS)
is always bellow the unity value and sometimes below the value 0.5. Sometimes in very
dry years, like the year 2004-2005 (302 mm), a runoff coefficient is equal to 0.40. Spatial
distribution of runoff was primarily influenced by topography and soil management,
which is common in Mediterranean agricultural systems, namely in grain crop systems
such as oats and wheat. The simulation of spatial distribution of nitrate load shows a
dependence of the spatial distribution of runoff, due to its high solubility. Spatial distribution
of soil erosion by water indicates that the process does not depend directly on
the runoff distribution in the catchment. Therefore, soil erosion is greatly influenced by
deficient land cover whenever erosivity of rainfall is strong. Phosphorus losses were less
than nitrate losses, due to their lower water solubility and mobility in soil.
A água : defesa de um rescurso vital.
Neste estudo foram avaliados os efeitos da rega e da fertilização azotada sobre a produtividade do trigo mole na região do Alentejo, Sul de Portugal, em 2018. Testaram-se 3 tratamentos de rega e 8 tratamentos de tipo/fracionamento do fertilizante azotado. Os tratamentos de rega foram: R1 (rega com reposição de 100% da evapotranspiração cultural-ETc); R2 (rega com reposição de 100% da ETc apenas em quatro períodos: início do encanamento, emborrachamento, ântese, enchimento do grão); R3 (sequeiro). Os tratamentos de fertilização azotada incluíram 4 tipos de adubos (clássico; de libertação controlada; com inibidor de nitrificação; com inibidor da urease) aplicados totalmente à sementeira ou fracionados ao longo do ciclo. O ano hidrológico de 2017/2018 decorreu de forma anómala no que respeita à distribuição e volume de precipitação. Nas modalidades R1 e R2 apenas se verificaram dois pequenos períodos de stress hídrico na fase inicial da cultura. Na modalidade R3, verificaram-se períodos mais prolongados de stress hídrico e em maior número, que coincidiram com o final da fase de afilhamento e na fase de enchimento do grão. No que respeita à avaliação agronómica, não se verificaram efeitos significativos dos factores em estudo em qualquer dos parâmetros analisados, nomeadamente na produção de grão e seus componentes. Este conjunto de resultados reflecte o comportamento bastante semelhante do balanço de água no solo nas três modalidades de rega em estudo, como consequência da forma anormal como decorreu o ano hidrológico em causa. A fertilização com adubos específicos e com aplicações de 50% do azoto numa fase avançada do ciclo do trigo, deixam claro que aplicações mais tardias de azoto promovem o aumento de proteína no grão.
A atividade agrícola de regadio está associada à utilização massiva de fertilizantes e outros
agroquímicos, devendo ter responsavelmente implícita o consumo moderado e eficiente da água,
bem como a conservação da sua qualidade depois de usada e lançada novamente no meio hídrico. O
objetivo deste estudo é avaliar a forma como evolui a concentração de sais, azoto nítrico e amoniacal
em duas campanhas de rega, bem a sua carga contaminante relacionada com o volume de fluxos de
retorno. A bacia hidrográfica de estudo situa-se no concelho de Idanha-a-Nova, estando incluída no
Aproveitamento Hidroagrícola da Campina da Idanha. Apresenta uma área de 189 hectares, os
declives mais representativos variam entre 0 e 4%, os solos maioritariamente presentes são das
categorias dos Cambisols e Luvisols, e as culturas de regadio são sobretudo tabaco, milho e sorgo.
Uma estação hidrométrica e de qualidade da água assegura a avaliação do escoamento e da
concentração dos contaminantes sais e azoto. A qualidade dos fluxos de retorno relativamente aos
contaminantes em estudo, ainda que ligeiramente diminuída, fica longe de comprometer o seu uso a
jusante, deixando perceber que se a água derivada para a atividade agrícola for de boa qualidade,
esta não é significativamente degradada quando usada e lançada novamente no meio hídrico. As
características de solubilidade e mobilidade dos contaminantes, a sua disponibilidade no solo, bem
como o volume dos fluxos de retorno, determinam a dinâmica destes contaminantes ao nível de uma
pequena bacia hidrográfica de regadio.
Considering the objectives of the Erasmus+ Domotic School Garden are, among others, the
increase in motivation and academic performance in sciences and technology, this manuscript
summarizes the use of some sensors to monitoring and evaluating the hydrology and water quality, in a
small agro-forestry basin, under Mediterranean climatic conditions. For this porpuse it was used a
multiparameter probe, with sensors of electrical conductivity, temperature, nitrates and turbidity in the
return flows of the study basin. It was instaled as well a flume, as a hydraulic structure, and a ultrasonic
sensor to evaluate the discharge at the outlet of the basin. With a small description of each sensor, the
text is enriched with an example of results for each one, to perceive the kind of information is given to
the researcher. For these summarized results, it´s possible the importance to understand the hydrologic
beahvior and the dynamic of the pollutants in the basins, necessary to take measuments to prevent and
mitigate the pollution of water bodies.
Erosão acelerada do solo, um problema actual em Portugal e na região da Beira Baixa.
No desenvolvimento deste estudo aplicaram-se diversas metodologias de calculo tais como dias disponíveis, reacção das alfaias, características de tracção do tractor, capacidades reais de trabalho e custos horários. Estas, aliadas aos meios informáticos actuais, transformam-se em ferramentas extremamente úteis e eficazes no dimensionamento de um parque de máquinas. Elaborou-se um programa informático em linguagem FORTRAN que contempla a metodologia de cálculo do dimensionamento do parque de máquinas, a qual designamos de S.O.M.A. (Selecção Optimização Maquinaria Agrícola).
O S.O.M.A. é constituído por 4 subprogramas, não tendo os seus resultados ligação directa aplicada entre si. No entanto esses resultados convergem todos para a concretizarão do objectivo principal, que é a selecção da máquina/alfaia que melhor sirva uma determinada situação. Realizou-se um ensaio de campo numa parcela de 2.4 hectares da Escola Superior Agrária de Castelo Branco em que foram acompanhadas várias operações culturais, com o objectivo de comparação dos resultados observados com os simulados pelo programa S.O.M.A. Dos registos efectuados, o cálculo dos dias disponíveis apresenta o maior erro relativamente aos valores observados; nos restantes métodos parcelares de cálculo o erro verificado é mínimo, o que traduz a validade desta metodologia como ferramenta útil no dimensionamento do parque de máquinas.
A erosão hídrica do solo está estreitamente relacionada com o comportamento hidrológico das bacias hidrográficas. Estas são, actualmente, as unidades territoriais básicas das actividades de investigação, planeamento e de elaboração de normativas. O objectivo deste estudo é analisar o comportamento hidrológico e a dinâmica dos sedimentos produzidos ao nível de uma pequena bacia hidrográfica experimental. A bacia de estudo localiza-se no concelho de Idanha-a-Nova, cobrindo uma área de 189 ha. O clima é tipicamente mediterrânico; o terreno é pouco declivoso; as unidades de solo predominantes são Cambissolos e Luvissolos. Na secção de referência da bacia foi instalada uma estação hidrológica, em funcionamento desde 2008. Os modelos de simulação configuram-se como valiosas alternativas para avaliar os efeitos da actividade agrícola na qualidade do solo e da água. O modelo AnnAGNPS foi o selecionado para este estudo. A produção de sedimentos ao nível desta unidade territorial não mostra dependência clara do volume de escoamento num determinado evento, excepto quando a energia contida é suficiente para destacar e arrastar as partículas do solo para fora da bacia hidrográfica. Por outro lado, a perda de solo das parcelas agrícolas não depende somente do escoamento superficial, mas também da forma de cobertura e gestão do solo. A forma da histerese (positiva ou negativa) da curva que relaciona caudal e concentração de sedimentos, relativa à totalidade do hidrograma do evento de escoamento, é indicativa da rapidez com que os sedimentos chegam à rede de drenagem natural, e à secção de referência da bacia hidrográfica.
As reservas naturais de rocha fosfatada têm sido a matéria-prima tradicional dos fertilizantes fosfatados, estimando-se que 80% de quantidade explorada se destina à produção de adubos minerais para uso agrícola. O aumento da população mundial, e o consequente aumento na procura de alimentos, tem conduzido a um aumento crescente no consumo de fósforo. Deste
modo, a continua exploração deste recurso não renovável irá realizar-se sucessivamente em depósitos com menor concentração de fósforo, e com maior teor de impurezas, como por exemplo teores mais elevados de elementos tóxicos (ex: crómio, cadmio, chumbo e fluor) obtendo-se assim, uma matéria prima cada vez mais cara e de menor qualidade. Sendo o fósforo um nutriente essencial para todas as formas de vida, e que não pode ser substituído por nenhum outro elemento químico, torna-se evidente a necessidade urgente de tomar medidas para o seu uso sustentável. Neste capítulo são apresentados dados e são discutidas opções para o seu uso agrícola, que contribuirão, através da sua reutilização e reciclagem, para a proteção do fósforo como recurso natural.
Agricultural policies and social change influence irrigation management decisions and their associated effects.
The changes in the Common Agricultural Policy of the European Union have deeply affected irrigated agriculture in the Mediterranean region. In this region, hydrology is rather complex and the environment particularly vulnerable. We monitored cropping patterns and the water balance in a sprinkler-irrigated catchment in Central Portugal over thirteen irrigation seasons and twelve rainfall seasons. There was wide variation in annual rainfall (from 283 mm to 667 mm) and in the intensity of rainfall events from year to year. A monitoring station at the catchment outlet was installed to measure runoff which, together with field observations, allowed us to compute a water balance for both the rainfed and the irrigation seasons. Changes in cropping intensity led to changes in the depth of irrigation. Irrigation runoff followed irrigation depth and both followed the trend of cropping intensity. Less intensive cropping also reduced the off-site effects of agricultural activities. The runoff coefficient was 0.28 in the rainfed seasons and 0.02 in the irrigation seasons. The changes in the irrigation hydrology and in the off-site effects of agricultural activities in the catchment were caused by changes in cropping intensity induced by the European Union Common Agricultural Policy reforms, rather than by environmental or technical factors.
O SIGIPR (Sistema de Gestão Integrado de Perímetros de Rega) constitui a ferramenta de uma Junta de Agricultores para a gestão dos Aproveitamentos Hidroagrícolas do Açafal e Coutada/Tamujais (Vila Velha de Rodão, Portugal), de forma a dar cumprimento ao estabelecido no DR n.º 86/82 de 12 de Novembro (estabelece a base dos Regulamentos das Juntas de Agricultores para os pequenos regadios de interesse local, definindo as atribuições das Juntas de Agricultores, estabelecimento das Taxas, respectivos critérios e valores a cobrar), e ainda, o Decreto-Lei n.º 86/2002 de 6 de Abril, que actualiza o regime jurídico das obras de aproveitamento hidroagrícola estabelecido
pelo Decreto-Lei n.º 269/82 de 10 de Julho, que estabelece e actualiza um conjunto de regras e
procedimentos, nomeadamente quanto às Taxas de Conservação e Exploração e à liquidação e cobrança das mesmas taxas. Funcionando como ferramenta única, os seus módulos facilitam a gestão das Campanhas de Rega dos Aproveitamentos Hidroagrícolas referidos, bem como define os critérios obrigatórios da respectiva regulamentação, com o fim de adequar a especificidade dos Perímetros, integrando variados tipos de abastecimento (Baixa Pressão, Média Pressão, Alta Pressão e Bombagem).
Agricultural activities, as part of the natural resource management practice, impact soil and water quality at the
watershed or catchment level. Field monitoring is often used to evaluate and acquire knowledge of the impacts
of management practices on productivity and environment. Computer simulation models, after calibrated and
validated, provide an efficient and effective alternative for evaluating the effects of agricultural practices on soil
and water quality at the watershed level. The main objective is calibrate and validate the AnnAGNPS model
relatively to runoff and peak flow using five hydrologic years data, for the rain and irrigation season. The study
watershed is located in Portugal, and covers an area of 189 ha, divided into 18 fields belonging to four farmers.
The climate is typically Mediterranean with continental influence, and the main crops are oat, tobacco, sorghum
and maize. The calibration was done manually, but in a systematic away, in order to select values for the
statistical parameters so that the model closely simulates runoff and peak flow. The results obtained in
calibration and validation of the AnnAGNPS model, confirm a good or very good performance to simulate the
peak flow and runoff volume at daily or event scale, in rainfall season. Also, the obtained results are a good
indication of the validity of AnnAGNPS model to simulate runoff in irrigation to larger periods of time, for
example irrigation season.
A erosão hídrica, com a consequente perda de solo, representa um custo
para a agricultura já que significa perda de terra produtiva, nutrientes e matéria
orgânica, bem como uma degradação ambiental dos recursos hídricos a jusante.
Este ciclo de insustentabilidade levará, a prazo, a uma desertificação física dos
lugares acompanhada de uma desertificação humana. É indispensável a
compreensão do processo, a forma de influência de cada um dos fatores de que
depende, para a adoção das medidas mais eficazes na sua prevenção. Este estudo
decorre numa pequena bacia hidrográfica (190 ha), localizada no concelho de
Idanha-a-Nova, onde foi instalado um dispositivo experimental adequado. A
aleatoriedade do clima mediterrânico pode determinar anos com volumes de
precipitação mais elevados a que correspondem maior número de eventos
erosivos, e anos mais secos com a ocorrência de menor número de eventos
erosivos, mas com potencial erosivo ampliado em alguns. Nesta análise de
resultados concluímos sobre o enorme efeito protetor da vegetação ao
compararmos a concentração de sedimentos no escoamento em dois eventos
erosivos, correspondentes a condições de revestimento da bacia bastante
diferentes. O escoamento superficial será mais ou menos potenciado, dependendo
como se manifestam outros fatores que influenciam o processo erosivo,
concretamente, a vegetação, o solo, a topografia do terreno, e as práticas culturais
dos agricultores.
Na região da Beira Interior o pessegueiro constitui-se como uma cultura
com alguma tradição e com possibilidade de expansão, pelas favoráveis condições
edafo-climáticas e socioeconómicas existentes, pelo conhecimento
técnico associado ao seu cultivo e também pela procura dos seus frutos.
O projeto +pêssego, financiado pelo PRODER, pretende contribuir para
a valorização global da fileira através da atuação a nível de diversas práticas
culturais e valorização do seu produto – o pêssego. O projeto compreende
a avaliação e adoção de novas metodologias de produção de modo a sustentar
a rentabilidade e preservação ambiental, compreendendo a instalação
de 12 campos de observação instalados em explorações de produtores da
região. Estes campos distribuem-se por ações ao nível da Manutenção do
solo (1), Monda de flores (2), Monda de frutos (3), Gestão da rega (4),
Fertilização racional (5), Caracterização da qualidade dos frutos e da oferta
ao longo do ciclo (6) e caracterização económica da fileira. Neste projeto
participam nove instituições quer ligadas aos produtores (Qta de Lamaçais, AAPIM e APPIZÊZERE), quer ao ensino (ESA-IPCB ISA e UBI), quer
à prestação de serviços (CATAA, COTHN, INIAV), mas todos ligados a
atividades de investigação.
A população mundial está a aumentar prevendo-se que ultrapasse os 9 mil milhões de pessoas em 2050. Por outro lado, espera-se um acréscimo de 70% na procura mundial por alimentos e fibras na primeira metade do século XXI (FAO, 2009). Apesar desse aumento da população ocorrer sobretudo nos países em desenvolvimento, a agricultura nos países desenvolvidos estará também sob uma grande pressão, não só devido à necessidade de produzir alimentos com uma elevada qualidade, mas também em quantidade suficiente e garantindo a sustentabilidade ambiental, social e económica. Neste contexto, a água é um recurso essencial, embora a sua previsível escassez obrigue a repensar os termos da sua utilização. Para justificar este facto basta considerar que os regadios correspondem apenas a 5% da superfície agrícola mundial e contribuem com 35% do total da produção (FAO, 2010).
Sendo a água um recurso simultaneamente essencial e escasso, a sua adequada gestão adquire uma especial pertinência, tanto mais que o regadio envolve diversos fatores, não só técnicos e ambientais, como também políticos, sociais e económicos, que interagem entre si, por vezes de forma bastante complexa (Malano e Burton, 2001).
A ação da rega, integrada no projeto +Pêssego, teve como principais objetivos:
(1) caracterizar as práticas de rega em dois pomares de pessegueiro localizados na Beira Interior, a sul da Serra da Gardunha;
(2) avaliar a adequação de dois métodos utilizados para a determinação do teor de água no solo (a sonda capacitiva – DIVINER 2000 – e o balanço de água no solo considerando as entradas e saídas);
(3) avaliar o efeito de diferentes dotações de rega na produção e qualidade dos frutos.
Para estudar a influência da disponibilidade de água no crescimento e qualidade do pêssego (Prunus persica L. Batch) durante a fase de rápido crescimento do fruto, foram aplicadas, na campanha de rega de 2011, diferentes dotações de rega em pessegueiros das cultivares ‘Andross’ e ‘August Orebrad’, numa exploração localizada no extremo sul do concelho do Fundão. Os tratamentos foram estabelecidos de modo a aplicar a água necessária para suprir 100% (T100), 70% (T70) e 50% (T50) da ETc, durante o período de maior crescimento do fruto (fase III). A produtividade foi muito semelhante, não se tendo registado diferenças significativas entre os tratamentos de rega. Contudo, a produtividade teve comportamento crescente à medida que a restrição hídrica diminuiu. O peso do fruto, o teor de açúcares e a dureza da polpa foram afetados pelos tratamentos de rega. O tratamento sem restrição hídrica (T100) esteve associado ao maior peso médio do fruto, ao menor teor de açúcar e à menor dureza da polpa, verificando-se o inverso no tratamento com maior restrição hídrica (T50). Um estudo económico baseado no efeito da carga no crescimento do fruto permitiu separar o efeito da carga do efeito da restrição hídrica sobre o crescimento do fruto e determinar a carga ótima correspondente ao máximo benefício para o produtor. O valor da carga ótima para as condições do modelo correspondeu a cerca de 40 t/ha na modalidade sem restrições hídricas e entre cerca de 20-25 t/ha nas modalidades de rega deficitária nas duas cultivares.
El uso eficiente del agua en el sector agrario es uno de los condicionantes más importantes para una agricultura sostenible. En este trabajo se presenta y compara la situación, atendiendo a los indicadores de gestión del uso del agua en comunidades de regantes, de dos realidades muy diferentes de la península ibérica. Se ha tomado como referencia una zona con clara escasez de recursos hídricos, la zona del Sureste peninsular y otra donde tal escasez no se manifiesta, la región de Beira Interior en Portugal. Tras una descripción de las características de las zonas a analizar se describen los indicadores seleccionados, unos descriptivos, otros sobre rendimiento o eficiencia del uso del agua, y por último de tipología financiera, y en base a ellos se presentan los resultados. Las principales diferencias radican en el sistema tarifario para repercutir los costes del agua a los comuneros, y en los propios costes del agua de riego que son del orden de 4 a 6 veces superiores en la zona del SE peninsular, motivada sobre todo por los costes energéticos. Otra diferencia a destacar es la relación entre superficie efectivamente regada y superficie regable que en las comunidades de regantes de Beira Interior con disponibilidad de agua para riego es sólo de un tercio de la superficie regable mientras que en la zona del SE español es del 70-80%.
Soil erosion by water is considered as one of the processes leading to land degradation, affecting soil fertility, and consequently the loss of production capacity. According to recent studies, the projected increase of soil loss rate in the next few decades in European Union agricultural areas, is about 22.5%. In Portugal, as well as other countries in the Mediterranean basin, under a climate pattern unfavorable to maintaining an effective soil cover, and many times with rainfall peak events, is expectable the increase of soil erosion rates in climate change scenarios. The main goal of this study is to evaluate the present and project the future rate of soil in Tejo International Nature Park, located in the central-eastern part of Portugal and the surrounding area, where agricultural use and livestock grazing are dominant. The soil loss calculation was performed for the present situation and projected for 2070, considering two Representative Concentration Pathways (RCP 4.5 and RCP 8.5). We used the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) methodology to model the water soil erosion. For future scenarios, the change in rainfall patterns and the land cover modification were considered based on a set of drivers using the Patch-generating Land Use Simulation (PLUS). The future land cover patterns resulting from the PLUS model didn´t show significant changes for the studied period. The projected total annual rainfall will decrease for both RCP, however, the erosivity index increased in both future scenarios. Our findings provide insights into how future scenarios of socioeconomic development will affect soil erosion by water. Improving knowledge of the future rates of soil erosion is important for designing policy instruments to mitigate the future impact of climate change on water erosion. The results of this study provide insights into how future scenarios of socioeconomic development, and change in rainfall patterns, will can affect soil erosion by water. Understanding better the soil erosion process, by using modeling tools and others, it´s very important for designing policy instruments to prevent the future impact of climate change on soil erosion.
Soil erosion by water is considered one of the processes leading to land degradation, affecting soil fertility, and consequently the loss of production capacity. According to recent studies, the projected increase of soil loss rate in the next few decades in European Union agricultural areas is about 22.5%. In Portugal and other countries in the Mediterranean basin, under a climate pattern unfavorable to maintaining an effective soil cover, and many times with rainfall peak events, an increase in soil erosion rates in climate change scenarios is expected. The main goal of this study is to evaluate the present and project the future rate of soil erosion in the Portuguese part of the Tagus International Transboundary Biosphere Reserve, located in the central-eastern part of Portugal, and the surrounding area, where agricultural use and livestock grazing are dominant. The soil loss calculation was performed for the present situation and projected for 2050, considering two Representative Concentration Pathways (RCP 4.5 and RCP 8.5). We used the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) methodology to model water soil erosion. The projected total annual rainfall will decrease for both RCP, however, the erosivity index increased in both future scenarios. Our findings provide insights into how future scenarios of socioeconomic development will affect soil erosion by water. Improving knowledge of the future rates of soil erosion is important for designing pol-icy instruments to mitigate the future impact of climate change on water erosion. The results of this study provide insights into how future scenarios of socioeconomic development, and changes in rainfall patterns, will affect soil erosion by water. Understanding better the soil erosion process, by using modeling tools and others, it´s very important for designing policy instruments to prevent the future impact of climate change on soil erosion.
Adequate planning of soil and water conservation requires understanding and prediction of the interactions between soil, climate and management scenarios. These interactions have been investigated over the last decades by means of modelling tools. Some of the most widely used models, namely KINEROS, WEPP, SWAT, and AnnAGNPS have been compared in terms of interfaces, processes, data and parameter requirements, to describe their application domain. Some applicative cases are also added to evidence the importance of rainfall regimes, processes scale, land typologies and management for soil and water conservation modelling, to support the needs of farmers, researchers, extension services and land planners. In general, there is evidence of a large number of parameters to satisfy common users' perception of reliability on simulation results, while they are all good teaching and research tools.
Riparian systems are transitional environments between water bodies and surrounding elevated areas; they form an environment within which the aquatic and terrestrial components of the landscape interact. Riparian zones have been variously defined as very complex ecotones with distinct vegetation and soil characteristics periodically, influenced by flooding and, thus, where vegetation may be influenced by elevated water tables and the ability of the soils to hold water. Soil factors are of well-known importance for plants among other abiotic factors because they constitute the belowground environment from which water and nutrients can be captured. There are important feedbacks between the standing vegetation and fluvial processes, which have a fundamental effect on the character and dynamics of the riparian habitat mosaic. As a result of their complexity and dynamics, naturally functioning riparian systems show high biodiversity and production. Among soil parameters, soil pH is often considered the most proximal for explaining plant distributions and it was shown to be an important predictor of plant species richness. The carbon isotope composition of soil organic matter (OM) is another potentially important parameter used to infer the source of carbon in different ecosystems. This work aimed at evaluating the effect of soil proprieties in plant species and communities’ distribution and diversity along the banks of Erges river in the Tejo Internacional Natural Park (PNTI), Portugal. In this riparian area the homogeneous natural vegetation types, the floristic composition and cover of the species were determined in 56 plots floristic inventories and soil samples were collected, following a random-stratified equal sampling design. During the study period, a total of 249 plant species were recorded, and 10 main vegetation communities were identified. The influence of the soil parameters in the explanation of vegetation presence and abundance was assessed using canonical ordination (RDA). Linear regression was used to study the relation between soil parameters and plant richness. The correlation between the pH and plant species richness (R = 0.314) and between OM and plant species richness (R = 0.397) is moderate and positive. For rock vegetation communities the potassium concentrations in soil are higher than in other plant communities (x =129 ppm), and the OM content is higher in tall shrubs’ communities (x = 4.98%). Concerning the relation between soil parameters and presence of plant species using RDA, with the Monte Carlo permutation test showing that there is a significant correlation (P = 0.002), and 52.54% of total of the variance explained with the first two axes, we observed that OM, phosphorus, and pH concentrations have a strong influence in species distribution.
Trabalho apresentado no 2.º Simpósio Nacional de Fruticultura que decorreu em Castelo Branco, na Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco, de 4 a 5 de Fevereiro de 2010.
PTDC/AGR-PRO/112127/2009:
Fitodisponibilidade e riscos ambientais do fósforo aplicado por via de chorumes de pecuária intensiva em solos portugueses.
Nos estudos de poluição difusa originada pela actividade agrícola à escala da bacia hidrográfica, é
fundamental a sua conveniente configuração topográfica e a compreensão do seu comportamento hidrológico. No
presente trabalho é utilizado o módulo FlowNet Generator do modelo AnnAGNPS, no sentido de se compreender a
influência da resolução vertical do Modelo Digital do Terreno (DEM) na configuração topográfica de uma pequena
bacia hidrográfica. O estudo decorre no Aproveitamento Hidroagrícola da Campina da Idanha, na bacia de uma linha
de água tributária do rio Tejo, tendo sido elaborados dois DEM com resoluções verticais de 1 e 5m. A rede de
drenagem natural observada na bacia hidrográfica é a característica usada para comparar os resultados simulados e
observados, procedendo-se depois à análise da divisão da bacia e dos parâmetros topográficos e hidrológicos
resultantes. Este estudo permite concluir que para a área de estudo de 190 ha o DEM com resolução vertical de 5m
não é suficientemente detalhado para contemplar a totalidade da rede de drenagem natural, pelo que é recomendável
o uso de um DEM com menor resolução vertical. Pela forma como a rede de drenagem simulada, tendo por base o
DEM com resolução de 1m, se aproxima da rede de drenagem natural observada na zona de estudo, não se torna
necessário usar informação topográfica mais detalhada.
The irrigation patterns in two peach orchards, located in the central eastern region of Portugal, called “Beira Interior”, and the effect of different amounts of irrigation on the total production and fruit quality were evaluated. The experiment was conducted in 2016, in two different orchards, and included three treatments correspondent to three different flow rates per tree: 8, 12 and 16 l/hour. The water balance, which included the water supplied by rain and irrigation and the crop evapotranspiration, was developed. At harvest, crop production, pulp firmness and percentage of the total soluble solids were evaluated. There were no significant differences between treatments in the average production per tree. However, in one of the orchards production increased with the volume of irrigation. In the same orchard, fruit firmness decreased with the increasing water supply. Total soluble solids had decreased with the increasing water supply in both orchards, probably as a consequence of the dilution effect due, directly, to the water incorporated in the fruits, or, indirectly, to the larger fruits produced by the trees that were irrigated more. In general, the treatments used in this study as well as in the farmers’ practices, the supplied water was in deficit, but the farmers tend empirically to follow closely the evolution of evapotranspiration.
Climate change scenarios in Mediterranean basin point to a decrease in the amount
of annual rainfall and the increased frequency of drought. In this framework of
greater water scarcity, an increase in irrigation costs is expected, so its rational and
efficient use is an unavoidable issue in modern irrigated agriculture. In the last 60
years in Portugal, it had a great increase in the efficiency of water use in agriculture,
accompanied by a great increase in energy consumption, and the variation was 15,000
to 6000 m3/ha.year and 200 to 1500 kWh/ha, respectively. The rational application of
fertilizers is a priority, to prevent the contamination of superficial and subterraneous
waters, and the process of soil salinization in semi-arid conditions. The pressure of
water demand by agriculture implies the use of other water sources. For example, in
2010, the volume of unconventional water resources in Spain rose to 4.540 hm3/year.
Of the total used in agriculture, 450 hm3 of water comes from the reuse of treated
water, and 690 hm3 comes from desalination. The use of modern/smart technologies
in irrigated agriculture, like information and communication technologies, allows
the rapid share of information between all the system components and can promote
optimized answers at different scales.
Outdoor pig production (OPP) can be considered an intensive system in many areas of the
Mediterranean region. The concentration of the rainfall in the winter season, the OPP’s topographic
and soil properties, together with the continuous input of food and pigs’ excreta, contribute to a
profound increase in the nutrients leaching and soil erosion. This work aimed to evaluate the accuracy
of the DRASTIC-LU index and the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) to provide early
information to improve the planning of this type of pig production through more adequate location
and sustainable management practices. The two models were applied to an OPP with 2.24 ha, with
a heavy animal charge (one adult per 1.120 m2
). The results showed that 85% of the OPP area has
a moderate risk to the vulnerability index to groundwater pollution and 15% high risk. The risk
of soil erosion ranged from very severe to extremely severe in 96% of the area. The DRASTIC-LU
indexes and the RUSLE model produce a multi-risk assessment that agreed with the observed field
data. These two models showed accuracy to be used for early assessment when choosing the best
location and improving management practices for OPP systems.
Este trabalho consiste no desenvolvimento e validação de modelos de Machine Learning para a otimização de um sistema de rega de precisão utilizando algoritmos de classificação. A finalidade é atribuir a cada solo,
localizado a sul do concelho do Fundão, Portugal, uma classe de aptidão para o regadio, classes essas que identificam as zonas regáveis, não regáveis bem como as que precisam de intervenção para serem regadas. Os dados dos casos de estudo foram anteriormente recolhidos por uma aluna de Mestrado da Escola
Superior Agrária do IPCB (Portugal), onde incluíam vários condicionalismos (características dos solos que podem condicionar a aptidão para o regadio). A análise exploratória dos dados permitiu utilizar apenas os valores dos resultados relativamente às características dos solos que podem condicionar a aptidão para
o regadio rejeitando assim todo o cálculo efetuado para a obtenção dos mesmos. Desta forma os dados do caso de estudo foram enriquecidos com esta informação para a aplicação nos algoritmos de Machine Learning. Em geral, o facto de retirar estas características que não revelavam impacto no estudo ajudaram a melhorar os modelos de classificação bem como a sua precisão. Diferentes algoritmos de Machine Learning foram desenvolvidos, testados e validados, tais como, Support Vetor Machine, kNN, Árvore de Decisão, Naive
Bayes e Regressão Logística, para otimizar um sistema de rega de precisão de modo a atribuir uma a classe de aptidão de rega a novos solos introduzidos. A comparação dos modelos demonstrou que o método Naive Bayes é o que apresenta uma melhor precisão na altura de gerar uma classe de previsão.
The irrigation patterns in two peach orchards, located in the central eastern region of
Portugal, called “Beira Interior”, and the effect of different amounts of irrigation on the
total production and fruit quality were evaluated. The experiment was conducted in
2016, in two different orchards, and included three treatments correspondent to three
different flow rates per tree: 8, 12 and 16 l/hour. The water balance, which included the
water supplied by rain and irrigation and the crop evapotranspiration, was developed.
At harvest, crop production, pulp firmness and percentage of the total soluble solids
were evaluated. There were no significant differences between treatments in the
average production per tree. However, in one of the orchards production increased
with the volume of irrigation. In the same orchard, fruit firmness decreased with the
increasing water supply. Total soluble solids had decreased with the increasing water
supply in both orchards, probably as a consequence of the dilution effect due, directly,
to the water incorporated in the fruits, or, indirectly, to the larger fruits produced by
the trees that were irrigated more. In general, the treatments used in this study as well
as in the farmers’ practices, the supplied water was in deficit, but the farmers tend
empirically to follow closely the evolution of evapotranspiration.
Comunicação oral da qual só está disponível o resumo.
Fertilizantes orgânicos : efeito na fertilidade do solo e na produção de azevém.
Comunicação oral da qual só está disponível o resumo.
Efeito da aplicação de diferentes regimes de rega deficitária no pessegueiro ‘Sweet Dream’ cultivado num pomar da região da Beira Interior.
Phosphorus (P) is a non-renewable resource highlighting the significance of developing and using alternative P sources for a sustainable agriculture. The work aims to compare the effects of different organic amendments (OA) and a mineral P fertiliser as reference on P use efficiency by the crop, and on P losses to runoff waters and eroded sediments. A two-year field trial was conducted in a Dystric Regosol with Lolium sp. Treatments were: cattle manure compost (CM), solid fraction of swine (SS) and duck (DS) slurries and triple superphosphate (TSP), each applied at 50 kg P ha−1 year−1. Olsen P (mg P kg−1) increased from ≈ 19 at the beginning to ≈ 30 (TSP, CM), 45 (SS) and 62 (DS) after the experiment. Most of applied P remained in soil, between 92% (SS) and 96% (TSP), plant uptake ranged from 5% (CM) to 3.5% (TSP) and total P loss in runoff and sediments ranged between 0.2% (CM) and 4% (SS). OA increased P-use efficiency by the ryegrass crop compared with mineral P fertilizer. Composted cattle manure showed the best agronomic and environmental behaviour, simultaneously increasing P-use efficiency and decreasing P losses by runoff and erosion.
Nos ambientes mediterrânicos, a gestão da água de rega e a estratégia de fertilização
azotada são determinantes nas respostas produtivas e de qualidade tecnológica do trigo para
panificação. Neste estudo foram avaliados os efeitos da rega e da fertilização azotada sobre a
produtividade do trigo mole na região do Alentejo, Sul de Portugal, em 2018. Testaram-se 3
tratamentos de rega e 8 tratamentos de tipo/fracionamento do fertilizante azotado. Os
tratamentos de rega foram: R1 (rega com reposição de 100% da evapotranspiração cultural (ETc);
R2 (rega com reposição de 100% da ETc apenas em quatro fases: início do encanamento,
emborrachamento, ântese, enchimento do grão); R3 (sequeiro). Os tratamentos de fertilização
azotada incluíram 4 tipos de adubos (clássico; de libertação controlada; com inibidor de
nitrificação; com inibidor da urease) aplicados totalmente à sementeira ou fracionados ao longo
do ciclo. O ano hidrológico de 2017/2018 decorreu de forma anómala no que respeita à
distribuição e volume de precipitação: a precipitação acumulada durante o ciclo de
desenvolvimento cifrou-se em 479 mm; entre 26 de Fevereiro e 19 de Março, e entre 18 e 24 de
Maio, registaram-se volumes de precipitação de 222.3 mm e 82.5 mm, respectivamente. Nas
modalidades R1 e R2 apenas se verificaram dois pequenos períodos de stress hídrico na fase
inicial da cultura. Na modalidade R3, verificaram-se períodos mais prolongados de stress
hídrico e em maior número, que coincidiram com o final da fase de afilhamento e na fase de
enchimento do grão. No que respeita à avaliação agronómica, não se verificaram efeitos
significativos dos factores em estudo em qualquer dos parâmetros analisados, nomeadamente
na produção de grão e seus componentes. Este conjunto de resultados reflecte o comportamento
bastante semelhante do balanço de água no solo nas três modalidades de rega em estudo, como
consequência da forma anormal como decorreu o ano hidrológico em causa.
Dadas las condiciones climáticas de Portugal, la agricultura de regadío tiene una importancia indiscutible en la estructura de la producción final agraria, pues permite la obtención de cultivos con mayor valor que los tradicionales de secano. En este estudio se aborda el estado de la cuestión del uso del agua en la actividad agrícola, considerando ciertas restricciones de carácter social e institucional. En el último siglo se ha constatado un significativo aumento de la eficiencia del uso del agua en la agricultura, mientras se ha verificado un elevado consumo de energía. De las zonas regables estudiadas en la región de Alentejo, se observa una gran variabilidad de formas de tarifación del agua, pudiendo su costo variar entre 77,4 y 556,8 €/ha en tierras de cultivo de maíz. Además observaremos que siendo el costo del agua un factor determinante de la adhesión al regadío, no se plantea como tal. El nivel de adhesión al regadío de las zonas regables nacionales está condicionado por otras restricciones de diversa naturaleza a las que hay que dar solución, al mismo tiempo que deben ser promovidas medidas de incentivo para que se produzcan estas unidades.
Urbanization alters hydrological processes and is often associated with increasing flood
risks, which threaten human wellbeing and social and economic development. The conventional
paradigm of flood protection relying on structural measures based on hard
engineering solutions (e.g., dams, piped systems) has proven insufficient to mitigate
floods. Sustainable water management, including solutions to enhance natural processes
within urban areas, is a promising approach to enhance flood resilience and
address the multiple sustainability challenges faced by cities. However, implementation
of solutions based on mimicking natural processes has been slow. Mainstreaming
of urban sustainable flood management is inhibited by governance aspects (e.g., limited
collaborative governance), and knowledge gaps on effectiveness compared with conventional engineering approaches. The increasing flood hazards driven by growing
urban populations and climate change projections of increasing frequency and intensity
of large precipitation events demand improvements in spatial planning. This
also provides opportunities for sustainable water management mainstreaming in order
to complement the relatively limited drainage capacity of conventional systems.
Agricultural land degradation is a global problem affecting food production and other ecosystem services worldwide such as water regulation. It is driven by unsustainable land use and management practices (e.g. intensive tillage, overuse of agrochemicals) and can be aggravated by future climate change. Land degradation is particularly problematic in arid and semi-arid areas of southern Europe, and distinct soil degradation processes impair agricultural areas in Portugal and Greece. This chapter aims to improve understanding of various degradation processes affecting agricultural land, including soil erosion, compaction, contamination, and salinity and sodicity. It summarises the scientific literature on the current status of these degradation processes in agricultural areas of Portugal and Greece and their main causes and consequences. Moreover, it provides examples of best management practices implemented to mitigate agricultural land degradation. Some degradation processes are relatively well documented (e.g. erosion), while knowledge of the spatial extent of others such as soil compaction is still limited. A better understanding of soil degradation processes and of the counter-impacts of improved agricultural management practices is critical to support decision-making and ensure long-term fertility and productivity, thereby maintaining the sustainability of agriculture.
A obra é constituída pelos resumos das comunicações apresentadas pelos docentes da Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco e são referentes aos projetos de investigação nos quais estão envolvidos.
A obra é constituída pelos resumos das comunicações apresentadas pelos docentes da Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco e são referentes aos projetos de investigação nos quais estão envolvidos.
O 1.º Seminário Raiano de Combate à Desertificação, realizado em Castelo Branco, em 20 e 21 de Janeiro de 2011, com o patrocínio dos Ministérios da Agricultura, do Desenvolvimento Rural e das Pescas de Portugal, do Ministério do Ambiente e do Meio Rural e Marinho de Espanha e do Conselheiro de Agricultura e Desenvolvimento Rural da Junta da Extremadura, focalizou-se nas problemáticas do Despovoamento e do Abandono Rural. Relevou-se neste Seminário a necessidade de encontrar e construir soluções para combate à desertificação e síndromas associados nas zonas raianas, que tenham em conta as pessoas e os valores naturais e culturais presentes nestes territórios e que, atendendo às novas realidades emergentes, recorram a soluções criativas e pragmáticas. Destacou-se também a necessidade de se envolverem e terem em conta as vontades expressas das populações locais e das imprescindíveis convergências para a ação de todas as instituições e agentes implicados, com
fortalecimento das redes representativas.
Assim, em termos de compromissos para o futuro, o 1.º Seminário integrou nas principais propostas de linhas de ação para a Raia, que passam antes do mais pela consolidação de processos existentes e/ou o desenvolvimento de novas intervenções complementares conjuntas que se refletem no combate à desertificação e ao despovoamento, designadamente os referentes aos programas comuns transfronteiriços de (i) combate aos incêndios florestais, (ii) prevenção e combate à degradação dos montados, (iii) gestão sustentável das redes de regadios públicos e (iv) intervenções coordenadas das Redes Rurais e ADLs/ GALs de um e outro lado da fronteira, questões que no global devem ser objecto de acompanhamento prioritário e concertado das redes de investigação científica ibéricas.
O 2.º Seminário Raiano de Combate à Desertificação, que agora se promove, conta de novo com o apoio e empenho das instituições públicas dos dois países Ibéricos. Embora aconteça num tempo particular de crise e do aprofundar de mudanças, também do emergir de novas oportunidades no Mundo Rural, em particular da Raia, procura-se retomar e reavaliar as condicionantes à realização das frentes de trabalho conjuntas antes acordadas. Neste Seminário, contudo, o foco centra-se no Papel do Planeamento para dar resposta às questões candentes, incluindo-se nas intervenções e debates a promover temas como o Estado da Populações, os Serviços do Ecossistema a reconsiderar, as Boas Práticas Rurais a promover, os desafios das Áreas Protegidas Transfronteiriças e as Redes de Agentes de Desenvolvimento, de Informação para Apoio à Decisão Regional e Local e de Investigação e Desenvolvimento, bem como a questão chave do Papel e das Intervenções das Autarquias.
Matérias e propostas decorrentes que, em conjunto com as do 1.º Seminário, devem ser agora
particularmente consideradas na preparação e na negociação dos novos Programas de Desenvolvimento Regional e Rural (2014/2020) em preparação, e não podem deixar de ser inscritas naqueles num coerente quadro comum de intervenções raianas. Quadro comum que deve também ser considerado e integrado no âmbito de um possível e mais alargado Programa Ibérico de Combate à Desertificação, iniciativa sub-regional que tem enquadramento no âmbito do Anexo IV (Região Mediterrânica) da respetiva Convenção.
Hydrological signatures are indices that help to describe the behavior of catchments. These indices can also be used to transfer information from gauged to ungauged catchments. In this study, different approaches were evaluated to determine volumetric runoff coefficients in 18 small/medium experimental gauged catchments of the Iberian Peninsula and to fit runoff calculations based on precipitation data for gauged and ungauged catchments. Using data derived from 1962 events, rainfall-runoff relationships were characterized and compared in order to evaluate the various hydrological response patterns. Volumetric runoff coefficients and cumulative runoff and precipitation ratios of the events that generated runoff (Rcum) minimized the root mean square error. A linear fit for the estimation of Rcum in ungauged catchments was based on mean annual precipitation, rates of infiltration, the fraction of forest-land use, and the catchment channel length. Despite high catchment heterogeneity, Rcum resulted in a suitable parameter to evaluate hydrological variability in rural gauged and ungauged catchments. In 50% of the catchments, the precipitation
accounted for less than 50% of the runoff variation. Annual precipitation, antecedent rainfall, and base flow did not have a high significance in rainfall-runoff relationships, which illustrates the heterogeneity of hydrological responses. Our results highlight the need for signature characterizations of small/medium rural catchments because they are the sources of runoff and sediment discharge into rivers, and it is more economical and efficient to take action to mitigate runoff in rural locations.
Rainfall is the key factor to understand soil erosion processes, mechanisms, and rates. Most research was conducted to determine rainfall characteristics and their relationship with soil erosion (erosivity) but there is little information about how atmospheric patterns control soil losses, and this is important to enable sustainable environmental planning and risk prevention. We investigated the temporal and spatial variability of the relationships of rainfall, runoff, and sediment yield with atmospheric patterns (weather types, WTs) in the western Mediterranean basin. For this purpose, we analyzed a large database of rainfall events collected between 1985 and 2015 in 46 experimental plots and catchments with the aim to: (i) evaluate seasonal differences in the contribution of rainfall, runoff, and sediment yield produced by the WTs; and (ii) to analyze the seasonal efficiency of the different WTs (relation frequency and magnitude) related to rainfall, runoff, and sediment yield. The results indicate two different temporal patterns: the first weather type exhibits (during the cold period: autumn and winter) westerly flows that produce the highest rainfall, runoff, and sediment yield values throughout the territory; the second weather type exhibits easterlyflowsthatpredominateduringthewarmperiod(springandsummer)anditislocatedonthe MediterraneancoastoftheIberianPeninsula. However,thecyclonicsituationspresenthighfrequency throughout the whole year with a large influence extended around the western Mediterranean basin. Contrary, the anticyclonic situations, despite of its high frequency, do not contribute significantly to thetotalrainfall,runoff,andsediment(showingthelowestefficiency)becauseofatmosphericstability that currently characterize this atmospheric pattern. Our approach helps to better understand the relationship of WTs on the seasonal and spatial variability of rainfall, runoff and sediment yield with a regional scale based on the large dataset and number of soil erosion experimental stations.
Soil degradation by water is a serious environmental problem worldwide, with specific climatic factors being the major causes. We investigated the relationships between synoptic atmospheric patterns (i.e. weather types, WTs) and runoff, erosion and sediment yield throughout the Mediterranean basin by analyzing a large database of natural rainfall events at 68 research sites in 9 countries. Principal Component Analysis (PCA) was used to identify spatial relationships of the different WTs including three hydro-sedimentary variables: rainfall, runoff, and sediment yield (SY, used to refer to both soil erosion measured at plot scale and sediment yield registered at catchment scale). The results indicated 4 spatial classes of rainfall and runoff: (a) northern sites dependent on North (N) and North West (NW) flows; (b) eastern sites dependent on E and NE flows; (c) southern sites dependent on S and SE flows; and, finally, (d) western sites dependent on W and SW flows. Conversely, three spatial classes are identified for SY characterized by: (a) N and NE flows in northern sites (b) E flows in eastern sites, and (c) Wand SW flows in western sites. Most of the rainfall, runoff and SY occurred during a small number of daily events, and just a few WTs accounted for large percentages of the total. Our results confirm that characterization by WT improves understanding of the general conditions under which runoff and SY occur, and provides useful information for understanding the spatial variability of runoff, and SY throughout the Mediterranean basin. The approach used here could be useful to aid of the design of regional water management and soil conservation measures.
