Soil erosion mitigation following forest wildfires

This study aims to measure the effectiveness of four post-fire emergency techniques for reducing overland flow and soil erosion on the central-Portugal typical forest. The selection and development of these techniques was based on the review of the scientific background, but specially after checking throughout field rainfall simulation experiments which factors were the key for runoff and soil erosion on the specific case of high repellent soils. The forest residue mulch, a new treatment never tested before, was highly effective in reducing runoff and soil erosion in recently burnt eucalypt forest. The logging slash mulch had no obvious effect, but it was attributed to the small amounts of runoff and sediments that the untreated plots produced due to the extensive needle cast following a low severity fire. The hydromulch, a mixture of water, organic fibres, seeds, nutrients and a surfactant used in cutted slopes rehabilitation was also highly successful and was specially indicated for especially sensible areas. The utilization of polyacrylamides, a chemical agent with good performance in agricultural erosion, was not successful in post-fire runoff and soil erosion control, once that did not alter the most important key factor for soil erosion: the ground cover. The development of a new fibre optic turbidity sensor was a successful development on the soil erosion determination methodology, and its patent is being processed in the mean time.

Post-fire vegetation regeneration in Portugal : implications for management

This thesis aims at improving the knowledge on the post-fire vegetation regeneration. For that, forests and shrublands were studied, after forest fires and experimental fires. Maritime Pine (Pinus pinaster) recruitment after fire was studied. Fire severity was evidenced as a major effect on this process. High crown fire severity can combust the pines, destroying the seed bank and impeding post fire pine recruitment. However, crown combustion also influences the post-fire conditions on the soil surface, since high crown combustion (HCC) will decrease the postfire needle cast. After low crown combustion (LCC) (scorched rather than torched crowns), a considerable needle cover was observed, along with a higher density of pine seedlings. The overall trends of post-fire recruitment among LCC and HCC areas could be significantly attributed to cover by needles, as well by the estimation of fire severity using the diameters of the burned twigs (TSI). Fire increased the germination from the soil seed bank of a Pinus pinaster forest, and the effects were also related with fire severity. The densities of seedlings of the dominant taxa (genus Erica and Calluna vulgaris) were contrastingly affected in relation to the unburned situation, depending on fire severity, as estimated from the degree of fire-induced crown damage (LCC/HCC), as well as using a severity index based on the diameters of remaining twigs (TSI). Low severity patches had an increase in germination density relatively to the control, while high severity patches suffered a reduction. After an experimental fire in a heathland dominated by Pterospartum tridentatum, Erica australis and E. umbellata, no net differences in seedling emergence were observed, in relation to the pre-fire situation. However, rather than having no effect, the heterogeneity of temperatures caused by fire promoted caused divergent effects over the burned plot in terms of Erica australis germination – a progressive increased was observed in the plots were maximum temperature recorded ranged from 29 to 42.5ºC and decreased in plots with maximum temperature ranging from 51.5 to 74.5ºC. In this heathland, the seed density of two of the main species (E. australis and E. umbellata) was higher under their canopies, but the same was not true for P. tridentatum. The understory regeneration in pine and eucalypt stands, 5 to 6 years post fire, has been strongly associated with post-fire management practices. The effect of forest type was, comparatively, insignificant. Soil tilling, tree harvesting and shrub clearance, were linked to lower soil cover percentages. However, while all these management operations negatively affected the cover of resprouters, seeders were not affected by soil tilling. A strong influence of biogeographic region was identified, suggesting that more vulnerable regions may suffer higher effects of management, even under comparatively lower management pressure than more productive regions. This emphasizes the need to adequate post-fire management techniques to the target regions.

Environmental factors, clipping and fire: effects on cerrado (Brazilian savanna) native and invasive grasses

The Brazilian Cerrado houses a hugely diverse biota and is considered a conservation hotspot. One of the greatest threats to the integrity of this ecosystem is introduced African grasses, which can competitively exclude native grasses and cause changes in the microclimate and other disturbances. The Cerrado is a mosaic vegetation that provides different combinations, both spatially and temporally, of conditions that can become natural stressors to the herbaceous vegetation (water, nutrient and light availability). These mosaics are reflected in differences in relationships among native and invasive species, affecting competition and creating situations (place/season) that are more, or less, susceptible to invasion. The present study aimed to identify the different biological responses of native (Aristida recurvata, Aristida setifolia, Axonopus barbigerus, Echinolaena inflexa, Gymnopogon spicatus, Paspalum gardnerianum, Paspalum stellatum, Schizachyrium microstachyum, Schizachyrium sanguineum) and invasive (Melinis minutiflora and Andropogon gayanus) grasses to variations in natural stressors and to disturbance (fire and clipping), in order to understand changes in ecosystem functioning and competition processes between the grasses, and to understand invasion dynamics in this ecosystem. The presence of invasive species proved to affect the ecosystem functioning by increasing soil feeding activity. These differences were no longer observed in the dry season or when fires were frequent, showing that water availability and fire are more detrimental to soil feeding activity than is the vegetation. Laboratory experiments showed that both drought and flood simulated scenarios damaged both species, although the invasive species performed better under all watering conditions and responded better to fertilization. Underlying mechanisms such as the efficiency of photosynthesis and antioxidant mechanisms helped to explain this behavior. The invasive species grew faster and showed less cellular damage and a healthier photosystem, reflected in higher assimilation rates under stress. These differences between the native and invasive species were reduced with clipping, especially in dry soil with no fertilization, where the native species recovered better in relation to the pre-clipping levels. Flooding was as stressful as drought, but the invasive species can bypass this issue by growing an extensive root system, especially in the better-drained soils. Fire is more detrimental than clipping, with a slower recovery, while post-fire temperatures affect the germination of both invasive and native seeds and may be an important factor influencing the persistence of a diverse biota. This approach will finally contribute to the choice of the appropriate management techniques to preserve the Cerrado’s biodiversity.

Aves nidificantes na freguesia de Casével (Santarém) - distribuição, abundância e relação com o uso do solo: contributos para a gestão do território

Dissertação de mest., Gestão e Conservação da Natureza, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 2009

Avaliaçao do potencial energético da biomassa florestal residual na ZIF de Arade-Alte/ São Bartolomeu de Messines

Dissertação de mest., Energias Renováveis e Gestão de Energia, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2011

Efeitos do fogo controlado no solo na sequência de uma queima experimental: resultados preliminaries

Os impactes dos incêndios florestais são múltiplos (económicos, humanos, paisagísticos, sociais e ambientais - nas árvores; na vegetação arbustiva, subarbustiva e herbácea; no solo, nos organismos do solo; nas aves e mamíferos; no ar; na água; ... - ) e complexos (diretos, indiretos, cumulativos, imediatos, subsequentes, ...), dependendo, segundo Macedo e Sardinha (1993), de fatores tão variados como a grandeza, a intensidade, a época, a duração e a frequência dos incêndios, as dimensões e composição dos povoamentos; volume, concentração, distribuição e características do combustível; natureza e características do solo, ..., sendo que um dos impactes mais significativos, no nosso país, se verifica nos solos (propriedades físicas e químicas, consequências hidrológicas e erosivas, hidrofobicidade, ...). Com esta comunicação pretende-se apresentar e discutir a queima experimental realizada em maio de 2014 em Santo Tirso, num eucaliptal, com o objetivo de reduzir o combustível, a qual resultou de uma cooperação entre a Universidade do Minho e a Camara Municipal de Santo Tirso e que visa estudar dos efeitos deste tipo de fogo no solo, bem como apresentar e discutir os primeiros resultados da referida queima.

Efeitos do fogo recorrente na serrapilheira: consequências para artrópodes, decomposição e mineralização de carbono e nitrogênio em uma floresta de transição da Amazônia

Os artrópodes possuem uma importante função no ecossistema, pois participam da ciclagem de nutrientes, decomposição, trituração e mistura da serrapilheira. Os incêndios florestais, cada vez mais freqüentes na Amazônia, destroem a camada de serrapilheira e os artrópodes que nela vivem. O objetivo desta tese é investigar como o fogo recorrente atua sobre este processo, investigando a abundância e densidade de artrópodes de serrapilheira e as taxas de decomposição da matéria orgânica e a mineralização de C e N em uma floresta de transição da Amazônia no município de Querência, estado do Mato Grosso. Para tanto, uma parcela de 50 ha de floresta primária (500 x 1000 m) foi queimada experimentalmente a cada ano a partir de 2004, e outra área de mesmo tamanho foi mantida intacta para controle. Os artrópodes foram coletados aleatoriamente em 40 pontos distribuídos dentro da parcela, por meio de armadilhas de solo (“pitfalls”) e em 40 pontos sendo extraídos da serrapilhaira através de funis de Berlese. As coletas foram realizadas em fevereiro, abril (estação chuvosa), junho e agosto (estação seca) de 2007, após a terceira queima experimental anual. Os artrópodes foram analisados até o nível taxonômico de ordem e as formigas foram identificadas até gênero. O estudo de decomposição foi feito com 480 bolsas se serrapilheira distribuídas aleatoriamente, com 240 em cada parcela, quatro meses após a última queimada. As bolsas foram confeccionadas com malhas de nylon com aberturas de 2 mm (malha fina), e em metade delas foram feitos três orifícios de 1 cm² de cada lado, permitindo a entrada de macroartrópodes (malha grossa). Em cada bolsa foi inserido cerca de 10 g de folhas secas. A cada dois meses 30 bolsas de cada tipo de malha foi retirada de cada parcela, totalizando duas retiradas na estação seca e duas na estação chuvosa. As bolsas foram secas em estufa e pesadas novamente. A diferença entre peso seco inicial e final representou a taxa de decomposição. A cada retirada de um lote de bolsas de cada tipo de malha e de cada parcela, uma subamostra (10) destas bolsas foram selecionadas aleatoriamente para análises de análise de C e N das folhas. Os artrópodes apresentaram fortes diferenças sazonais. Na estação seca os colêmbolas ocorreram em menor abundância e as formigas ocorreram em maior abundância. Concomitantemente aos efeitos de sazonalidade, os artrópodes apresentaram diversas respostas ao fogo, com alguns grupos apresentando aumento e outros redução em abundância e densidade em diferentes datas pós-fogo, em comparação a floresta controle. Os ortópteros se destacaram por terem apresentado maior abundância em todas as datas pós-fogo em comparação a floresta controle. Em geral os macropredadores freduziram sua abundância e densidade após o fogo (formigas, besouros, dentre outros) e os engenheiros de ecossistema e decompositores foram mais abundantes (baratas, ácaros, dentre outros) em relação à floresta controle. As formigas também apresentaram diferenças entre as parcelas: maior diversidade e modificações na composição de gêneros durante a estação seca, pois o fogo favoreceu o aumento em abundância de formigas generalistas. As taxas de decomposição na parcela queimada foram menores do que na parcela controle, e as bolsas de malha fina com menores taxas de decomposição do que as bolsas de malha grossa. As taxas de C e N também foram diferentes entre as parcelas, e a razão C/N, na parcela queimada se manteve estável em todas as datas pós-fogo, enquanto na parcela controle houve declínio gradual durante o experimento seguindo as estações. Estes resultados indicam que o fogo modifica a fauna de serrapilheira, reduzindo diversas populações de artrópodes e modificando a composição deste grupo. As bolsas de malha fina indicam que a exclusão de macroartrópodes reduzem a taxa de decomposição da matéria orgânica e que os microartrópodes são mais prejudicados. O fogo também reduz o processo de mineralização de C e N já que a razão C/N se manteve estável na parcela queimada. Este estudo demonstra que o fogo recorrente tem forte efeito sobre artrópodes de serrapilheira e ciclagem de nutrientes em florestas de transição da Amazônia.

Vulnerabilidade ao fogo de florestas intactas e degradadas na região de Santarém - Pará

A Amazônia se constitui atualmente como a maior floresta tropical úmida remanescente e contínua do mundo e abriga a maior diversidade de plantas e animais dentre todos os biomas da Terra, constituindo de suma importância para a manutenção da biodiversidade. A região tem passado por mudanças significativas nas últimas décadas, mudanças que são resultantes principalmente das alterações da paisagem/cobertura vegetal, impulsionadas pelo aumento populacional e práticas de manejo inadequado da terra, resultado de desmatamentos, queimadas, mudanças nas atividades agrícolas, pecuária, exploração madeireira, programas de colonização, abertura de estradas e problemas latifundiários. Dentre esses fatores, as queimadas e incêndios florestais se tornam os problemas mais críticos para a região, pois o manejo do fogo pelos produtores rurais na maioria das vezes é feito de forma inadequada, escapando de controle e provocando prejuízos econômicos, sociais e ecológicos. Florestas que já queimaram uma vez ficam mais susceptíveis a novos incêndios, pois tornam-se mais inflamáveis devido a modificação em sua estrutura do dossel, na dinâmica de umidade relativa do ar, temperatura do ar e no combustível fino no chão da floresta. Sendo assim, objetivou-se neste trabalho investigar os padrões diurnos de inflamabilidade de florestas intactas e degradadas na região de Santarém – PA, área de grandes alterações no padrão de uso do solo, com intensas atividades agrícolas e agropecuárias, região que apresenta também número significativo de focos de incêndios. Observou-se que as florestas intactas da região são significativamente menos inflamáveis do que as florestas degradadas, e as bordas das florestas degradadas são mais inflamáveis que seu interior, comprovados por dados da dinâmica de umidade relativa e temperatura do ar, umidade da Serapilheira e taxa de abertura do dossel. Esses dados foram associados com dados socioeconômicos através de entrevistas semi estruturadas, com o objetivo de saber como os produtores rurais manejam o fogo, onde os resultados mostraram que o treinamento de manejo de fogo influencia significativamente na adoção de boas práticas de uso de fogo, como por exemplo, não colocar fogo em horário crítico (entre 11 e 15 horas para região estudada), fazer aceiro, queimar contra o vento, esperar a primeira chuva, entre outros. O tamanho da propriedade não influencia significativamente no uso adequado de fogo, porém os pequenos produtores são os que mais o utilizam em suas atividades produtivas, uma vez que este se constitui a forma mais barata para limpar e preparar a terra. Neste sentido, este trabalho visa mostrar a necessidade de investimento em pesquisas sobre a inflamabilidade das florestas, o aperfeiçoamento das análises de satélites associadas às pesquisas em campo, como uma forma de amenizar e talvez solucionar os problemas das queimadas na Amazônia, além de colaborar para adoção de uma política de incentivo a redução das queimadas pelos produtores rurais, aliadas ao treinamento de uso do fogo, acesso a informação e tecnologias alternativas ao manejo de fogo.

Avaliação da implementação dos Projetos Agris 3.4 : Preveção de riscos provocados por agentes bióticos nos concelhos de Castelo Branco e Idanha-a-Nova

Dissertação apresentada à Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Castelo Branco para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Tecnologias e Sustentabilidade dos Sistemas Florestais.

Sistema de gestão de energia e ativação de uma espoleta eletrónica

Os incêndios florestais constituem uma realidade que pode ser minimizada com o auxílio Forças Armadas, através de homens e de meios. O Projeto FIREND®, no qual este trabalho está inserido, tem como objetivo projetar uma munição que ao libertar uma substância química sobre o fogo, o impeça de se expandir e se possível, o extinga. O projétil tem 155mm de calibre e o seu compartimento de carga terá cerca de 7,5

Fabrico e ensaio balístico em condições reais de conceito melhorado de um projétil de detonação mecânica

A floresta constitui uma das riquezas naturais com maior valor em todo o planeta, assumindo uma vital importância em termos ambientais e económicos, nomeadamente para Portugal. Neste projeto desenvolve-se um potencial meio de combate a incêndios florestais, com base num conceito inovador e complementar aos atuais meios aplicados no combate a este tipo de flagelo. Este projeto de investigação visa o desenvolvimento de um projétil de detonação mecânica, logo inerte, para aplicação no combate a incêndios florestais, e enquadra-se no âmbito de uma parceria alargada de colaboração em I&D entre a Academia Militar e o Instituto Superior Técnico. O conceito deste produto, ao qual foi atribuído o acrónimo: FIREND, foi, inicialmente, desenvolvido no âmbito de um projeto de I&D da Academia Militar. Neste projeto realiza-se o desenvolvimento final do conceito do produto, incluindo a verificação de aspetos chave no projeto mecânico, seleção e aquisição de materiais e fabrico de protótipos para ensaios balísticos em condições reais. Os resultados de funcionalidade e eficiência são apresentados nas fases estabilidade em voo, impacto com o solo, detonação, projeção e dispersão da carga para o exterior e análise de recuperação dos componentes do FIREND, após utilização. Tendo em conta os resultados obtidos relativos ao funcionamento do FIREND durante o disparo do Obus, voo, impacto no solo e detonação e ainda o estado geral dos componentes após os ensaios, pode-se concluir que se trata de um projeto viável.

Evaluation of vegetation recovery after fire: a case study in Calde, central region of Portugal

Remote Sensing has been used for decades, and more and more applications are added to its repertoire. With this study we aim to show the use of Remote Sensing in the field of vegetation recovery monitoring in burned areas and the added value of data with a high spatial resolution. This was done by analysing both Landsat 7 and 8 scenes, after the forest fire of summer 2012 in the parish of Calde, in the central region of Portugal, as well as an orthophoto produced with images acquired by an unmanned aerial vehicle.

Detecção e análise de áreas queimadas por meio da normalização de séries temporais MODIS na região do Jalapão

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2015.

Alterações causadas por incêndio florestal na composição de espécies de uma floresta primária no sudoeste da Amazônia brasileira.

A floresta amazônica é impactada por agressões antrópicas e pelas mudanças climáticas. Devido à alta umidade retida a floresta amazônica é considerada imune a queimadas, todavia, sob condições climáticas extremas torna-se vulnerável. Este estudo objetiva avaliar os impactos de incêndios florestais ocorridos na grande seca de 2005 sobre a composição de espécies de uma floresta natural primária sob manejo florestal, localizada no estado do Acre. Foram implantadas 40 parcelas amostrais permanentes de 400 m2 cada e monitorados os efeitos do fogo em árvores lenhosas, palmeiras e cipós em três níveis de amostragem: I - DAP ≥ 5 cm; II - 5 cm > DAP ≥ 2 cm; e III - DAP < 2 cm e altura ≥ 1 m. Foram efetuadas cinco avaliações entre novembro de 2005 e janeiro de 2009. Os resultados mostraram que quanto menor o tamanho das árvores, maiores são as taxas de mortalidade e as alterações na estrutura das espécies. Ainda que tenha havido aumento de 42,5% no número de espécies na regeneração (Nível III), o monitoramento revelou expressiva redução nos demais níveis de amostragem (15,6% no Nível I; 32,3% no Nível II; 28,8% nos níveis I e II juntos e 16,1% nos três níveis juntos), indicando que a floresta foi modificada quanto à sua composição de espécies.

Avaliação dos sistemas de redes viárias florestais em função dos custos e do risco de erosão

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA