Understanding and modelling hydrological and soil erosion processes in burnt forest catchments

Forest fires implications in overland flow and soil erosion have been researched for several years. Therefore, is widely known that fires enhance hydrological and geomorphological activity worldwide as also in Mediterranean areas. Soil burn severity has been widely used to describe the impacts of fire on soils, and has being recognized as a decisive factor controlling post-fire erosion rates. However, there is no unique definition of the term and the relationship between soil burn severity and post-fire hydrological and erosion response has not yet been fully established. Few studies have assessed post-fire erosion over multiple years, and the authors are aware of none which assess runoff. Small amount of studies concerning pre-fire management practices were also found. In the case of soil erosion models, the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) and the revised Morgan–Morgan–Finney (MMF) are well-known models, but not much information is available as regards their suitability in predicting post-fire soil erosion in forest soils. The lack of information is even more pronounced as regards post-fire rehabilitation treatments. The aim of the thesis was to perform an extensive research under the post fire hydrologic and erosive response subject. By understanding the effect of burn severity in ecosystems and its implications regarding post fire hydrological and erosive responses worldwide. Test the effect of different pre-fire land management practices (unplowed, downslope plowed and contour plowed) and time-since-fire, in the post fire hydrological and erosive response, between the two most common land uses in Portugal (pine and eucalypt). Assess the performance of two widely-known erosion models (RUSLE and Revised MMF), to predict soil erosion rates during first year following two wildfires of distinctive burn severity. Furthermore, to apply these two models considering different post-fire rehabilitation treatments in an area severely affected by fire. Improve model estimations of post-fire runoff and erosion rates in two different land uses (pine and eucalypt) using the revised MMF. To assess these improvements by comparing estimations and measurements of runoff and erosion, in two recently burned sites, as also with their post fire rehabilitation treatments. Model modifications involved: (1) focusing on intra-annual changes in parameters to incorporate seasonal differences in runoff and erosion; and (2) inclusion of soil water repellency in runoff predictions. Additionally, validate these improvements with the application of the model to other pine and eucalypt sites in Central Portugal. The review and meta-analysis showed that fire occurrence had a significant effect on the hydrological and erosive response. However, this effect was only significantly higher with increasing soil burn severity for inter-rill erosion, and not for runoff. This study furthermore highlighted the incoherencies between existing burn severity classifications, and proposed an unambiguous classification. In the case of the erosion plots with natural rainfall, land use factor affected annual runoff while land management affected both annual runoff and erosion amounts significantly. Time-since-fire had an important effect in erosion amounts among unplowed sites, while for eucalypt sites time affected both annual runoff and erosion amounts. At all studied sites runoff coefficients increase over the four years of monitoring. In the other hand, sediment concentration in the runoff, recorded a decrease during the same period. Reasons for divergence from the classic post-fire recovery model were also explored. Short fire recurrence intervals and forest management practices are viewed as the main reasons for the observed severe and continuing soil degradation. The revised MMF model presented reasonable accuracy in the predictions while the RUSLE clearly overestimated the observed erosion rates. After improvements: the revised model was able to predict first-year post-fire plot-scale runoff and erosion rates for both forest types, these predictions were improved both by the seasonal changes in the model parameters; and by considering the effect of soil water repellency on the runoff, individual seasonal predictions were considered accurate, and the inclusion of the soil water repellency in the model also improved the model at this base. The revised MMF model proved capable of providing a simple set of criteria for management decisions about runoff and erosion mitigation measures in burned areas. The erosion predictions at the validation sites attested both to the robustness of the model and of the calibration parameters, suggesting a potential wider application.

Supervisão colaborativa para uma educação inclusiva : um estudo com professores do ensino regular

Este trabalho, desenvolvido por uma professora de educação especial no contexto onde exerce funções, resultou da vontade de aprofundar o conhecimento sobre as dinâmicas de trabalho entre os professores do Ensino Regular e entre estes e o professor de Educação Especial. Desta forma elaborámos um projeto de investigação com o propósito de aprofundar o conhecimento sobre estas dinâmicas, no âmbito de uma oficina de formação, dinamizada pela investigadora, realizada no contexto de trabalho dos participantes. Neste âmbito, foi proporcionado um conjunto de experiências vivenciadas em conjunto, procurando contribuir para novas perspetivas teóricas sobre o conhecimento, bem como o envolvimento dos participantes em situações empíricas que lhes permitissem aplicar esses conhecimentos na resolução de problemas concretos emergentes no seu contexto de trabalho. A estratégia formativa baseou-se na colaboração como factor de desenvolvimento e de aprendizagem, surgindo como relevante e necessário o envolvimento dos formandos em processos de investigação da própria prática. A formação, na modalidade de Oficina, foi promovida através do Centro de Formação da Instituição onde a escola, um estabelecimento de ensino particular e cooperativo, se integra. Neste âmbito foi acreditada pelo Conselho Científico-Pedagógico da Formação Contínua e envolveu dezasseis professores do 1.º, 2.º e 3.º ciclos do ensino básico. A formação desenvolveuse em duas fases - a primeira fase, constituída por 4 sessões, teve lugar entre maio e julho de 2011, e a segunda fase, igualmente constituída por 4 sessões, teve lugar de setembro a novembro de 2011, num total de 25 horas presenciais e 25 horas não presenciais. Trata-se de um estudo com uma dupla intencionalidade – formativa e investigativa – no qual se procura compreender (i) a relação entre as estratégias de formação e supervisão promovidas pela professora de educação especial e o desenvolvimento de dinâmicas de trabalho colaborativo entre os participantes (ii) e o impacto dessas dinâmicas no desenvolvimento profissional e nas suas práticas, tendo em vista a promoção de uma educação inclusiva. Configura-se como estudo de caso, na variante de multicaso apresentando, ainda, algumas características de investigação-ação. No âmbito deste estudo, utilizámos um conjunto diverso e complementar de procedimentos investigativos, nomeadamente, o inquérito por questionário aplicado a todos os participantes no início e no fim da oficina de formação; o inquérito por questionário de avaliação das sessões, tendo por base os objetivos do estudo; a entrevista semi-estruturada, realizada a quatro docentes do 1º CEB que constituem os subcasos e o portfolio reflexivo individual dos mesmos, os quais se constituem como estratégia de formação e de investigação. Recorreu-se, ainda, como fontes de informação secundária, ao Teaching portfolio do investigador, às videogravações das sessões de formação, aos registos em vídeo de alguns episódios relativos à intervenção dos formandos em sala de aula e aos projetos de investigação-ação, bem como aos dados recolhidos na entrevista dirigida ao Diretor do estabelecimento de educação e ensino, depois de concluído o programa de formação. Os resultados da análise parecem evidenciar a existência de dinâmicas colaborativas e um clima de inter-ajuda que caraterizou a interação ocorrida na formação, em torno de casos concretos, os quais tiveram um impacto significativo sobre o pensamento e a prática dos participantes. Todo o processo desenvolvido parece ter dado lugar à partilha de saberes e à procura conjunta de soluções para os problemas, tendo contribuído para que os professores passassem a ser mais interventivos, evidenciando novas aprendizagens e uma maior consciencialização do conceito de educação para todos e do que esta implica. Os resultados parecem ainda revelar o desenvolvimento de uma parceria estratégica entre os professores do ensino regular e a professora de educação especial, a qual passou a ser aceite como uma pessoa que pode ajudar a encontrar soluções para os problemas que surgem na sala de aula, de forma a garantir a inclusão de todos os alunos e não apenas dos que têm necessidades educativas especiais.