Draft environmental report on Cape Verde

Faced with recurrent drought and famine during five centuries of human occupation, the small and densely populated Cape Verde Islands have a history of severe environmental problems. The arid climate and steep, rocky terrain provide scant resources for traditional subsistance farming under the best conditions, and in years of low rainfall the failure of rainfed crops causes massive food shortages. Agricultural use of steep slopes where rainfall is highest has led to soil erosion, as has removal of the island's vegetation for fuel and livestock. Pressure on the vegetation is particularly severe in dry years. International aid can provide relief from famine, and the introduction of modern agricultural and conservation techniques can improve the land and increase yield, but it is unlikely that Cape Verde can ever be entirely self -sufficient in food. Ultimately, the solution of Cape Verde's economic and environmental problems will probably require the development of productive urban jobs so the population can shift away from the intensive and destructive use of land for subsistance farming. In the meantime, the people of Cape Verde can best be served by instituting fundamental measures to conserve and restore the land so that it can be used to its fullest potential. The primary environmental problems in Cape Verde today are: 1. Soil degradation. Encouraged by brief but heavy rains and steep slopes, soil erosion is made worse by lack of vegetation. Soils are also low in organic matter due to the practice of completely removing crop plants and natural vegetation for food, fuel or livestock feed. 2. Water shortage. Brief and erratic rainfall in combination with rapid runoff makes surface water scarce and difficult to use. Groundwater supplies can be better developed but capabilities are poorly known and the complex nature of the geological substrate makes estimation difficult. Water is the critical limiting factor to the agricultural capability of the islands. 3. Fuel shortage. Demand for fuel is intense and has resulted in the virtual elimination of native vegetation. Fuelwood supplies are becoming more and more scarce and costly. Development of managed fuelwood plantations and alternate energy sources is required. 4. Inappropriate land use. Much of the land now used for raising crops or livestock is too steep or too arid for these purposes, causing erosion and destruction of vegetation. Improving yield in more appropriate areas and encouraging less damaging uses of the remaining marginal lands can help to alleviate this problem.

Income and body mass index in Europe

The problem of obesity is alarming public health authorities around the world. Therefore, it is important to study its determinants. In this paper we explore the empirical relationship between household income and body mass index (BMI) in nine European Union countries. Our findings suggest that the association is negative for women, but we find no statistically significant relationship for men. However, we show that the different relationship for men and women appears to be driven by the negative relationship for women between BMI and individual income from work. We tentatively conclude that the negative relationship between household income and BMI for women may simply be capturing the wage penalty that obese women suffer in the labor market.

Worker morphology of the ant Gnamptogenys striatula Mayr (Formicidae, Ectatomminae) in different landscapes from the Atlantic Forest domain

Morphological traits, such as size and shape, may reflect a combination of ecological and evolutionary responses by organisms. Ants have been used to evaluate the relationship between the environment and species coexistence and morphology. In the present study, we analyzed the morphology of workers of Gnamptogenys striatula Mayr in different landscapes from the Atlantic Domain in southeastern Brazil, focusing on the variation in the morphological attributes of these populations compared to those from a dense ombrophilous forest. Eighteen morphological traits of functional importance for interactions between workers and the environment were measured to characterize the size and shape of the workers. In general, the results show that ants of urban areas possess some morphological attributes of smaller size, with highly overlapped morphological space between the populations in forested ecosystems. Further, some of the traits related to predation were relatively smaller in modified land areas than in the populations from preserved areas of dense ombrophilous forest. These results help broaden the knowledge regarding morphological diversity in G. striatula, suggesting that the characterization of the morphology may be important to quantify the effects of land use on morphological diversity, and presumably, to facilitate the use of ants as biological indicators.

Changing landscapes of Switzerland: assessing effects of historic and future land uses and land covers on the occurrence of selected butterfly species

Summary Landscapes are continuously changing. Natural forces of change such as heavy rainfall and fires can exert lasting influences on their physical form. However, changes related to human activities have often shaped landscapes more distinctly. In Western Europe, especially modern agricultural practices and the expanse of overbuilt land have left their marks in the landscapes since the middle of the 20th century. In the recent years men realised that mare and more changes that were formerly attributed to natural forces might indirectly be the result of their own action. Perhaps the most striking landscape change indirectly driven by human activity we can witness in these days is the large withdrawal of Alpine glaciers. Together with the landscapes also habitats of animal and plant species have undergone vast and sometimes rapid changes that have been hold responsible for the ongoing loss of biodiversity. Thereby, still little knowledge is available about probable effects of the rate of landscape change on species persistence and disappearance. Therefore, the development and speed of land use/land cover in the Swiss communes between the 1950s and 1990s were reconstructed using 10 parameters from agriculture and housing censuses, and were further correlated with changes in butterfly species occurrences. Cluster analyses were used to detect spatial patterns of change on broad spatial scales. Thereby, clusters of communes showing similar changes or transformation rates were identified for single decades and put into a temporally dynamic sequence. The obtained picture on the changes showed a prevalent replacement of non-intensive agriculture by intensive practices, a strong spreading of urban communes around city centres, and transitions towards larger farm sizes in the mountainous areas. Increasing transformation rates toward more intensive agricultural managements were especially found until the 1970s, whereas afterwards the trends were commonly negative. However, transformation rates representing the development of residential buildings showed positive courses at any time. The analyses concerning the butterfly species showed that grassland species reacted sensitively to the density of livestock in the communes. This might indicate the augmented use of dry grasslands as cattle pastures that show altered plant species compositions. Furthermore, these species also decreased in communes where farms with an agricultural area >5ha have disappeared. The species of the wetland habitats were favoured in communes with smaller fractions of agricultural areas and lower densities of large farms (>10ha) but did not show any correlation to transformation rates. It was concluded from these analyses that transformation rates might influence species disappearance to a certain extent but that states of the environmental predictors might generally outweigh the importance of the corresponding rates. Information on the current distribution of species is evident for nature conservation. Planning authorities that define priority areas for species protection or examine and authorise construction projects need to know about the spatial distribution of species. Hence, models that simulate the potential spatial distribution of species have become important decision tools. The underlying statistical analyses such as the widely used generalised linear models (GLM) often rely on binary species presence-absence data. However, often only species presence data have been colleted, especially for vagrant, rare or cryptic species such as butterflies or reptiles. Modellers have thus introduced randomly selected absence data to design distribution models. Yet, selecting false absence data might bias the model results. Therefore, we investigated several strategies to select more reliable absence data to model the distribution of butterfly species based on historical distribution data. The results showed that better models were obtained when historical data from longer time periods were considered. Furthermore, model performance was additionally increased when long-term data of species that show similar habitat requirements as the modelled species were used. This successful methodological approach was further applied to assess consequences of future landscape changes on the occurrence of butterfly species inhabiting dry grasslands or wetlands. These habitat types have been subjected to strong deterioration in the recent decades, what makes their protection a future mission. Four spatially explicit scenarios that described (i) ongoing land use changes as observed between 1985 and 1997, (ii) liberalised agricultural markets, and (iii) slightly and (iv) strongly lowered agricultural production provided probable directions of landscape change. Current species-environment relationships were derived from a statistical model and used to predict future occurrence probabilities in six major biogeographical regions in Switzerland, comprising the Jura Mountains, the Plateau, the Northern and Southern Alps, as well as the Western and Eastern Central Alps. The main results were that dry grasslands species profited from lowered agricultural production, whereas overgrowth of open areas in the liberalisation scenario might impair species occurrence. The wetland species mostly responded with decreases in their occurrence probabilities in the scenarios, due to a loss of their preferred habitat. Further analyses about factors currently influencing species occurrences confirmed anthropogenic causes such as urbanisation, abandonment of open land, and agricultural intensification. Hence, landscape planning should pay more attention to these forces in areas currently inhabited by these butterfly species to enable sustainable species persistence. In this thesis historical data were intensively used to reconstruct past developments and to make them useful for current investigations. Yet, the availability of historical data and the analyses on broader spatial scales has often limited the explanatory power of the conducted analyses. Meaningful descriptors of former habitat characteristics and abundant species distribution data are generally sparse, especially for fine scale analyses. However, this situation can be ameliorated by broadening the extent of the study site and the used grain size, as was done in this thesis by considering the whole of Switzerland with its communes. Nevertheless, current monitoring projects and data recording techniques are promising data sources that might allow more detailed analyses about effects of long-term species reactions on landscape changes in the near future. This work, however, also showed the value of historical species distribution data as for example their potential to locate still unknown species occurrences. The results might therefore contribute to further research activities that investigate current and future species distributions considering the immense richness of historical distribution data. Résumé Les paysages changent continuellement. Des farces naturelles comme des pluies violentes ou des feux peuvent avoir une influence durable sur la forme du paysage. Cependant, les changements attribués aux activités humaines ont souvent modelé les paysages plus profondément. Depuis les années 1950 surtout, les pratiques agricoles modernes ou l'expansion des surfaces d'habitat et d'infrastructure ont caractérisé le développement du paysage en Europe de l'Ouest. Ces dernières années, l'homme a commencé à réaliser que beaucoup de changements «naturels » pourraient indirectement résulter de ses propres activités. Le changement de paysage le plus apparent dont nous sommes témoins de nos jours est probablement l'immense retraite des glaciers alpins. Avec les paysages, les habitats des animaux et des plantes ont aussi été exposés à des changements vastes et quelquefois rapides, tenus pour coresponsable de la continuelle diminution de la biodiversité. Cependant, nous savons peu des effets probables de la rapidité des changements du paysage sur la persistance et la disparition des espèces. Le développement et la rapidité du changement de l'utilisation et de la couverture du sol dans les communes suisses entre les années 50 et 90 ont donc été reconstruits au moyen de 10 variables issues des recensements agricoles et résidentiels et ont été corrélés avec des changements de présence des papillons diurnes. Des analyses de groupes (Cluster analyses) ont été utilisées pour détecter des arrangements spatiaux de changements à l'échelle de la Suisse. Des communes avec des changements ou rapidités comparables ont été délimitées pour des décennies séparées et ont été placées en séquence temporelle, en rendrent une certaine dynamique du changement. Les résultats ont montré un remplacement répandu d'une agriculture extensive des pratiques intensives, une forte expansion des faubourgs urbains autour des grandes cités et des transitions vers de plus grandes surfaces d'exploitation dans les Alpes. Dans le cas des exploitations agricoles, des taux de changement croissants ont été observés jusqu'aux années 70, alors que la tendance a généralement été inversée dans les années suivantes. Par contre, la vitesse de construction des nouvelles maisons a montré des courbes positives pendant les 50 années. Les analyses sur la réaction des papillons diurnes ont montré que les espèces des prairies sèches supportaient une grande densité de bétail. Il est possible que dans ces communes beaucoup des prairies sèches aient été fertilisées et utilisées comme pâturages, qui ont une autre composition floristique. De plus, les espèces ont diminué dans les communes caractérisées par une rapide perte des fermes avec une surface cultivable supérieure à 5 ha. Les espèces des marais ont été favorisées dans des communes avec peu de surface cultivable et peu de grandes fermes, mais n'ont pas réagi aux taux de changement. Il en a donc été conclu que la rapidité des changements pourrait expliquer les disparitions d'espèces dans certains cas, mais que les variables prédictives qui expriment des états pourraient être des descripteurs plus importants. Des informations sur la distribution récente des espèces sont importantes par rapport aux mesures pour la conservation de la nature. Pour des autorités occupées à définir des zones de protection prioritaires ou à autoriser des projets de construction, ces informations sont indispensables. Les modèles de distribution spatiale d'espèces sont donc devenus des moyens de décision importants. Les méthodes statistiques courantes comme les modèles linéaires généralisés (GLM) demandent des données de présence et d'absence des espèces. Cependant, souvent seules les données de présence sont disponibles, surtout pour les animaux migrants, rares ou cryptiques comme des papillons ou des reptiles. C'est pourquoi certains modélisateurs ont choisi des absences au hasard, avec le risque d'influencer le résultat en choisissant des fausses absences. Nous avons établi plusieurs stratégies, basées sur des données de distribution historique des papillons diurnes, pour sélectionner des absences plus fiables. Les résultats ont démontré que de meilleurs modèles pouvaient être obtenus lorsque les données proviennent des périodes de temps plus longues. En plus, la performance des modèles a pu être augmentée en considérant des données de distribution à long terme d'espèces qui occupent des habitats similaires à ceux de l'espèce cible. Vu le succès de cette stratégie, elle a été utilisée pour évaluer les effets potentiels des changements de paysage futurs sur la distribution des papillons des prairies sèches et marais, deux habitats qui ont souffert de graves détériorations. Quatre scénarios spatialement explicites, décrivant (i) l'extrapolation des changements de l'utilisation de sol tels qu'observés entre 1985 et 1997, (ii) la libéralisation des marchés agricoles, et une production agricole (iii) légèrement amoindrie et (iv) fortement diminuée, ont été utilisés pour générer des directions de changement probables. Les relations actuelles entre la distribution des espèces et l'environnement ont été déterminées par le biais des modèles statistiques et ont été utilisées pour calculer des probabilités de présence selon les scénarios dans six régions biogéographiques majeures de la Suisse, comportant le Jura, le Plateau, les Alpes du Nord, du Sud, centrales orientales et centrales occidentales. Les résultats principaux ont montré que les espèces des prairies sèches pourraient profiter d'une diminution de la production agricole, mais qu'elles pourraient aussi disparaître à cause de l'embroussaillement des terres ouvertes dû à la libéralisation des marchés agricoles. La probabilité de présence des espèces de marais a décrû à cause d'une perte générale des habitats favorables. De plus, les analyses ont confirmé que des causes humaines comme l'urbanisation, l'abandon des terres ouvertes et l'intensification de l'agriculture affectent actuellement ces espèces. Ainsi ces forces devraient être mieux prises en compte lors de planifications paysagères, pour que ces papillons diurnes puissent survivre dans leurs habitats actuels. Dans ce travail de thèse, des données historiques ont été intensivement utilisées pour reconstruire des développements anciens et pour les rendre utiles à des recherches contemporaines. Cependant, la disponibilité des données historiques et les analyses à grande échelle ont souvent limité le pouvoir explicatif des analyses. Des descripteurs pertinents pour caractériser les habitats anciens et des données suffisantes sur la distribution des espèces sont généralement rares, spécialement pour des analyses à des échelles fores. Cette situation peut être améliorée en augmentant l'étendue du site d'étude et la résolution, comme il a été fait dans cette thèse en considérant toute la Suisse avec ses communes. Cependant, les récents projets de surveillance et les techniques de collecte de données sont des sources prometteuses, qui pourraient permettre des analyses plus détaillés sur les réactions à long terme des espèces aux changements de paysage dans le futur. Ce travail a aussi montré la valeur des anciennes données de distribution, par exemple leur potentiel pour aider à localiser des' présences d'espèces encore inconnues. Les résultats peuvent contribuer à des activités de recherche à venir, qui étudieraient les distributions récentes ou futures d'espèces en considérant l'immense richesse des données de distribution historiques.

Efecto de los usos del suelo en la emisión de dióxido de carbono del suelo a la atmósfera en un agroecosistema semiárido del Valle del Ebro

Los cambios en los usos del suelo han contribuido de manera importante al incremento de gases de efecto invernadero en la atmósfera, especialmente de dióxido de carbono, aumentando sus emisiones desde 1970 en un 80%. Estos cambios causan la alteración de los suelos provocando un impacto sobre el ciclo del carbono, aumentando las tasas de descomposición de la fracción orgánica creando así un flujo de CO2 a la atmosfera. Entre las recomendaciones del Panel Intergubernamental de expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, en inglés), y contemplado en el Protocolo de Kyoto, se encuentra el proceso de secuestro de carbono en suelos, que implica la eliminación del CO2 atmosférico por parte de las plantas y su almacenamiento como materia orgánica del suelo. Para poder favorecer dicho proceso, en un determinado tipo de ecosistema, es fundamental conocer cuáles son los factores que gobiernan la respiración del suelo y el impacto que tienen los diferentes usos en la emisión de CO2. En el presente trabajo se han estudiado 4 usos del suelo representativos del secano aragonés: un monocultivo de cebada en siembra directa (NT), un suelo abandonado labrado (AC), un suelo abandonado no alterado (AU) y un suelo forestal (FR) con el objetivo de conocer sus tasas de respiración, la influencia de diferentes parámetros edáficos en ellas, y proponer cambios en el uso del suelo que ayuden a mitigar estas emisiones. Además, se ha dedicado un apartado para conocer cómo influyen diferentes técnicas de fertilización nitrogenada (mineral y orgánica) en la respiración de un monocultivo de cebada en siembra directa. En cuanto a los usos, los resultados obtenidos tanto in situ como en laboratorio muestran una mayor respiración en AC, siendo los valores más bajos los de NT y FR. Una de las principales conclusiones es que la supresión del laboreo y del periodo de barbecho largo, así como la conversión de tierras abandonadas y marginales a cultivos y zonas forestales se presentan en este tipo de ecosistemas como prácticas de secuestro de carbono. En el estudio de aplicación de fertilizantes, no se observó ningún cambio en la respiración del suelo después de la aplicación de nitrógeno mineral. En cambio, el suelo fertilizado con purín sí que mostró picos de emisión durante las siguientes horas a la incorporación de éste, debido fundamentalmente a su alto contenido de carbono lábil.

Stationarity analysis of historical flood series in France and Spain (14th-20th centuries)

Interdisciplinary frameworks for studying natural hazards and their temporal trends have an important potential in data generation for risk assessment, land use planning, and therefore the sustainable management of resources. This paper focuses on the adjustments required because of the wide variety of scientific fields involved in the reconstruction and characterisation of flood events for the past 1000 years. The aim of this paper is to describe various methodological aspects of the study of flood events in their historical dimension, including the critical evaluation of old documentary and instrumental sources, flood-event classification and hydraulic modelling, and homogeneity and quality control tests. Standardized criteria for flood classification have been defined and applied to the Isère and Drac floods in France, from 1600 to 1950, and to the Ter, the Llobregat and the Segre floods, in Spain, from 1300 to 1980. The analysis on the Drac and Isère data series from 1600 to the present day showed that extraordinary and catastrophic floods were not distributed uniformly in time. However, the largest floods (general catastrophic floods) were homogeneously distributed in time within the period 1600¿1900. No major flood occurred during the 20th century in these rivers. From 1300 to the present day, no homogeneous behaviour was observed for extraordinary floods in the Spanish rivers. The largest floods were uniformly distributed in time within the period 1300-1900, for the Segre and Ter rivers.

A reflection about the social and technological aspects in flood risk management - the case of the Italian Civil Protection

The right of a person to be protected from natural hazards is a characteristic of the social and economical development of the society. This paper is a contribution to the reflection about the role of Civil Protection organizations in a modern society. The paper is based in the inaugural conference made by the authors on the 9th Plinius Conference on Mediterranean Storms. Two major issues are considered. The first one is sociological; the Civil Protection organizations and the responsible administration of the land use planning should be perceived as reliable as possible, in order to get consensus on the restrictions they pose, temporary or definitely, on the individual free use of the territory as well as in the entire warning system. The second one is technological: in order to be reliable they have to issue timely alert and warning to the population at large, but such alarms should be as "true" as possible. With this aim, the paper summarizes the historical evolution of the risk assessment, starting from the original concept of "hazard", introducing the concepts of "scenario of event" and "scenario of risk" and ending with a discussion about the uncertainties and limits of the most advanced and efficient tools to predict, to forecast and to observe the ground effects affecting people and their properties. The discussion is centred in the case of heavy rains and flood events in the North-West of Mediterranean Region.

Humic Haplustox under different land uses in a high altitude environment in the Agreste region of Pernambuco, Brazil

The Garanhuns Plateau in the Agreste region of the State of Pernambuco, Brazil is characterized by humid climatic conditions due to orographic rains, unlike the surrounding semiarid region. These soils are subjected to intense agricultural use and are extremely important for the regional economy. This study was carried out in the municipality of Brejão in the Agreste region with the aim of assessing changes in humic Haplustox soils subjected to different land uses. Four plots with different vegetation covers (native forest, secondary shrubby vegetation (capoeira), traditional cropping system, and planted pasture) were selected, and samples were taken from a soil profile and four small pits surrounding it at each site. Physical and chemical properties were assessed, including aggregate stability, humic organic fractions, and a microbiological evaluation through determination of basal respiration, microbial biomass carbon, and metabolic quotient. The soils under study showed physical and chemical properties typical of a Haplustox, such as low nutrient content, low cation exchange capacity, and high levels of acidity and Al saturation. The total organic carbon (TOC) contents were high regardless of the type of land use. Aggregates < 2 mm were dominant in all the conditions under study. The TOC content was higher in the soil under capoeira, 43.91 g kg-1 on the surface, while 34.36 and 33.43 g kg-1 of TOC were observed in the first layer of forest and pasture soils, respectively. While the microbial biomass C (MBC) was greater than 700 mg kg-1 in the forest and pasture areas (in the 0-5 cm layer), and 588 mg kg-1 in the soil under capoeira, these numbers were not statistically different. In the cultivated soil area, there was a reduction of around 28 % in TOC and MBC contents. Agricultural activity contributed to degradation of the humic horizon, as can be seen from a significant decrease in the TOC and changes in the relative distribution of the humic fractions. In contrast, aggregate stability was not altered as a function of the different land uses; the soil under planted pasture and capoeira were similar to the soil under native forest. Humin was the most important humified fraction for C reserves, contributing over 40 % of the TOC in these soils.

COMPRESSIBLITY AND PENETRABILITY OF LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO DISTRÓFICO (OXISOL) UNDER VARIED MANAGEMENT SYSTEMS AND LAND USES

Soil compaction is one of the main degradation causes, provoked by inappropriate agricultural practices that override the limitations of the soil physical properties. Preconsolidation pressure and penetration resistance have proved effective as alternative to assess and identify soil compaction. Based on the interpretation of these physico-mechanical parameters, compaction can be prevented with a better adjusted soil management. This study was performed to generate preconsolidation pressure and penetration resistance models for Latososlo Vermelho-Amarelo distr&#243;fico (Oxisol) under various managements and uses; and evaluate which of these would lead to degradation or degradation susceptibility. The study was carried out in Curvelo, MG. Two managements and one land use were evaluated: no-tillage, sheep grazing and natural forest. Undisturbed soil samples collected from the 0-5 cm layer were subjected to uniaxial compression and penetration resistance tests. Preconsolidation pressure models for forest and no-tillage soils were not statistically different, demonstrating a low degradation potential in no-tillage systems. Preconsolidation pressure was higher in soil under sheep grazing at all water retention tensions and penetration resistance values were higher than under native forest indicating animal trampling as a potential degradation factor. Neither management presented penetration resistance values above 2 MPa at field capacity moisture. Only under sheep grazing the soil penetrability was near 2 MPa at field capacity and values greater than 2 MPa at 0.2 kg kg-1.

Evaluation des pratiques d'irrigation, de fertilisation et d'application de pesticides dans l'agriculture périurbaine de Dakar, Sénégal

RESUMEL'agriculture urbaine et périurbalne - nommée ci-après AU - est un thème fort de recherche transversale, au vu des nombreux enjeux économiques, sociaux et environnementaux. L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle locale, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée sans porter atteinte à la santé et à l'environnement.Une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans ie sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.L'évaluation des impacts de l'irrigation avec des eaux usées brutes et des eaux de nappe saumâtres sur la qualité des sols (chapitre 2) a montré que l'alcalinité et les teneurs en calcium élevées des eaux saumâtres induisent la précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol. Na remplace consécutivement Ca sur le complexe argilo-humique du sol et les bicarbonates diminuent dans la solution du sol. Le carbone organique dissout (COD) augmente significativement dans la solution du sol et dans la nappe sous-jacente. Malgré l'alcalinité et les teneurs très élevées en calcium des eaux usées, il y a peu de précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol et une faible augmentation du sodium échangeable ESP. La nitrification de l'ammonium des eaux usées (moy 190mg/L à Pikine) produit des protons, qui ne sont plus tamponnés par les bicarbonates exportés hors du profil. Il y a alors une nette baisse de pH des sols irrigués par des eaux usées non traitées. Les sols irrigués par des eaux usées et saumâtres stockent moins de C et &#925; que les sols de référence.L'évaluation de l'influence de l'occupation des sols en zone périurbaine sur à la nappe phréatique peu profonde (chapitre 3) a permis de déterminer les traceurs représentatifs de l'occupation du sol, à savoir Br/CI, NO3/CI et &#948;180-&#925;03 pour l'irrigation par des eaux usées, pH et &#948;15&#925;-&#925;03 pour l'irrigation par des eaux de nappe, et Rb+Cr et &#922; pour les lixiviats de fosses septiques. Ce chapitre a mis en évidence des points importants de la dynamique de l'azote en zone périurbaine sous deux occupations du sol : (1) la dénitrification est un processus important dans l'agrosystème périurbain de Dakar en bas de dune, dans les gleysols où l'on trouve des conditions temporairement réduites et un substrat organique favorables aux microorganismes de la dénitrification. Les teneurs en nitrates sont presque nulles avec irrigation d'eau de nappe. (2) en bas de pente, mais avec irrigation quotidienne par les eaux usées, l'apport continu d'ammonium inhibe probablement la dénitrification, mais favorise la volatilisation. (3) la nitrification de l'ammonium dans la nappe lors de la lixiviation des fosses septiques se distingue de la nitrification de l'ammonium dans la zone non saturée dans la zone d'agriculture périurbaine par la composition isotopique de l'oxygène de l'eau. Une comparaison des flux d'azote entre l'agrosystème et les quartiers périurbains de Dakar (chapitre 4) ont révélé que ces derniers étaient du même ordre de grandeur par unité de surface, à savoir 2-4 tonnes &#925; /ha/an.L'évaluation des flux de pesticides dans l'agrosystème et des risques induits pour les eaux souterraines (chapitre 5) a révélé un fiux total de pesticides de 60kg/ha/an, totalisant 15 matières actives. Seules deux de ces matières actives sont autorisées par le comité des pesticides sahélien. Les pesticides les plus utilisés par les producteurs sont l'organochloré dicofol, les organophosphorés methamidophos, dimethoate et fenithrotion ainsi que le cabamate methomyl. Les flux les plus importants sont de 9 à 7 kg/ha/an (methomyl, methamidophos, ethoprophos et dicofol). Les pesticides qui présentent un risque élevé de contamination des eaux souterraines et qui devraient être prioritaires pour un suivi analytique sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, une meilleure gestion de la fertilisation est nécessaire dans la zone d'AU de Dakar, afin de (1) réduire les pertes gazeuses qui contribuent à l'effet de serre, (2) de ralentir la minéralisation du carbone et de l'azote organiques pour créer un stock de C et &#925; dans ces sols, (3) de limiter le lessivage dans la nappe et enfin, 4) d'augmenter l'efficacité d'utilisation de &#925; par les plantes. Une optimisation de l'irrigation devrait limiter l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et les mares permanentes.ABSTRACTUrban and periurban agriculture (UA) is an important issue in southern countries, because of its key role in their social and economical development and its environmental concern. The goal of this study was to contribute to a better understanding of pollutant transfer and nutrient cycling at the local scale, in order to implement the necessary improvements to guarantee the sustainability of this practice.An approach based on geochemical processes occurring in the vadose zone from the surface down to the groundwater level was chosen, at the scale of cultivated plots and at the regional scale of Dakar periurban areas, to determine the influence of land use.The assessment of irrigation with untreated domestic wastewater and brackish water on soil quality (chapter 2) showed: (1) that the high alkalinity and calcium contents of brackish water induce CaC03 precipitation in the top layer of the soil and therefore a replacement of Ca by Na on the clay- humic complexes, strongly marked during the dry season. Dissolved organic carbon (DOC) increased significantly in the soil solution and in the underlying groundwater. (2) in spite of the similarly high alkalinity and Ca contents of waste water, there is only little CaC03 precipitation and a low increase of the percentage of exchangeable sodium (ESP) in the soil top layer. The nitrification of the ammonium of wastewater (mean 190 mg/L in Pikine) produces protons, which are not any more buffered by bicarbonates exported out of the soil profile, which leads to a net decline of soil pH. Both soils irrigated with untreated wastewater and brackish water store less of C and &#925; than soils irrigated with non saline groundwater.The assessment of the impact of land use on the shallow groundwater (chapter 3) allowed determining representative tracers of the land use. Low Br/CI ratio, high NO3/CI ratio and low &#948;1&#946;&#927;- nitrate indicated the influence of wastewater; high pH and high 515N-nitrates indicated the influence of brackish water together with high amendments of organic fertilizers; high Rb+Cr and &#922; indicated the influence of poor sanitation facilities in periurban districts (septic tank leakage). This chapter also pointed out the following facts about the nitrogen dynamics : (1) denitrification is a key-process in the Dakar UA agrosystem in the gleysols irrigated with groundwater. The underlying groundwater is almost nitrate free. (2) in the Gleysols irrigated with waste water, ammonium inhibits denitrification but facilitate ammoniac volatilization. A comparison of nitrogen balance between the UA agrosystem and the periurban districts of Dakar (chapter 4) revealed similar flows per surface unit, namely 2-4 tons &#925; / ha / year.The evaluation of pesticides use in the UA agrosystem and the risk assessment for the groundwater (chapter 5) revealed a total flow of pesticides of 60kg / ha / year, totalizing 15 active substances. Only two of these are authorized by the Sahelian Pesticides Committee. The most used pesticides are dicofol (organochlorinated), methamidophos, dimethoate and fenithrotion (organophosphate) as well as methomyl. (carbamate). The most important flows vary between 9 to 7 kg / ha / year. Pesticides with a high risk of groundwater contamination - according to SIRIS and EPRIP 2 indicators - are: carbofuran, dimethoate, ethoprophos and methomyl. These substances should be established as a priority for an analytical follow-up in the different environmental compartments.In conclusion, a better management of the fertilization is necessary in the Dakar UA, (1) to reduce the gaseous losses which contribute to greenhouse emissions (2) to slow down the mineralization of the organic carbon and the nitrogen, in order to enhance the C and &#925; stock in these soils, (3) to limit the nitrate leaching in the groundwater and finally, 4) to increase the N-use efficiency of plants. An optimization of the irrigation scheme should limit the secondary sodisation if coupled with an increase the stable organic matter of the soil. An integrated or biologic crop pest strategy is urgently needed to minimize risks with respect to ground and surface water (ponds used for fishing).RESUME LARGE PUBLICL'agriculture mondiale connaît actuellement une crise majeure, affectée par les changements climatiques, la sécurité alimentaire et les dégradations de l'environnement. Elle n'a plus le rôle unique de produire, mais devient un élément essentiel de la protection des ressources naturelles et du paysage. Les politiques agricoles basées sur les marchés mondiaux devront se réorienter vers une agriculture locale basée sur le développement durable.La production alimentaire située dans l'enceinte des villes, nommée agriculture urbaine ou périurbaine (AU ci-après) joue un rôle important dans le contexte actuel d'accroissement de la population et de la pauvreté urbaines. L'AU concerne en effet la majorité des mégapoies du monde, fait vivre plus de 200 millions de personnes dans les pays du Sud, fournit jusqu'à 80% de la demande urbaine en certains produits frais, fait barrière à l'extension urbaine et permet un recyclage de certains déchets urbains. L'AU a pour particularité d'être à cheval entre des politiques rurales et urbaines, d'où un délaissement ce cette activité au secteur informel. Ce qui a développé de nombreuses stratégies à risques, comme à Dakar, où les petits producteurs périurbains irriguent quotidiennement avec des eaux usées domestiques par manque d'accès à une eau de bonne qualité et pour raccourcir les cycles de production. L'extrême précarité foncière des acteurs de l'AU de Dakar les empêchent d'investir à long terme et induit des pratiques inadéquates d'irrigation, d'usage de pesticides et de fertilisation de ces sols sableux.L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle des parcelles cultivées par des eaux usées et des eaux saumâtres, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée et surtout maintenue sans porter atteinte à la santé et à l'environnement. Pour cela, une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans le sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.Les résultats principaux de cette étude ont montré que (1) il y a un processus de salinisation anthropique des sols (sodisation) lors d'irrigation avec des eaux de nappe saumâtres, un processus accentué en saison sèche et lors d'années à pluviométrie déficitaire. Bien que les eaux usées soient aussi salines que les eaux de nappe, la salinisation des sols irrigués' par des eaux usées est limitée par l'ammonium présent dans les eaux usées (moy 190mg NH4/L à Pikine) qui produit de l'acidité lors de la transformation en nitrates dans le sol (nitrification). (2) les sols irrigués par des eaux usées (EU) stockent moins de C et &#925; que les sois de référence, ce qui montrent bien que l'azote des eaux usées n'est pas disponible pour les plantes, mais est lessivé dans la nappe (100 à 450 mg/L N03 sous irrigation par EU, alors que la limite de OMS est de 50mg/L). (3) l'utilisation des isotopes stables des nitrates et des éléments traces, notamment le bore et le brome, ont permis de distinguer l'influence de l'irrigation par des eaux usées, de l'irrigation par des eaux de nappe et des lixiviats de fosses septiques sur les propriétés de la nappe. (4) Le processus de la dénitrification (atténuation naturelle des concentrations en nitrates de la nappe par biotransformation en azote gazeux) est important dans les zones basses de l'agrosystème périurbain de Dakar, sous irrigation par eaux naturelles (&#925;&#927;3 < 50mg/L). Tandis que sous habitat sans assainissement adéquat, les nitrates atteignent 300 à 700 mg/L. (5) Le flux total de pesticides dans l'AU est énorme (60kg/ha/an) totalisant 15 pesticides, dont deux seulement sont autorisés. Les pesticides les plus utilisés sont des insecticides organophosphorés et organochlorés classés extrêmement dangereux à dangereux par l'OMS, appliqués à des doses de 2 à 9 kg/ha/an. Les pesticides qui ont montré un risque élevé de contamination des eaux souterraines avec les indicateurs SIRIS et EPRIP2 sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, nous recommandons la reconstitution d'un horizon superficiel des sols riche en matière organique stable et structuré par production locale de compost. Cette mesure réduira les pertes gazeuses contribuant à l'effet de serre, augmentera le stock de &#925; dans ces sols, alors utilisable par les plantes et permettra de diminuer l'irrigation car la capacité de rétention de l'eau dans le sol sera accru, ce qui limitera le lessivage des nitrates dans la nappe et l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et lesmares permanentes.

Geomorphological method in the elaboration of hazard maps for flash-floods in the municipality of Jucuarán (El Salvador)

This work deals with the elaboration of flood hazard maps. These maps reflect the areas prone to floods based on the effects of Hurricane Mitch in the Municipality of Jucuarán of El Salvador. Stream channels located in the coastal range in the SE of El Salvador flow into the Pacific Ocean and generate alluvial fans. Communities often inhabit these fans can be affected by floods. The geomorphology of these stream basins is associated with small areas, steep slopes, well developed regolite and extensive deforestation. These features play a key role in the generation of flash-floods. This zone lacks comprehensive rainfall data and gauging stations. The most detailed topographic maps are on a scale of 1:25 000. Given that the scale was not sufficiently detailed, we used aerial photographs enlarged to the scale of 1:8000. The effects of Hurricane Mitch mapped on these photographs were regarded as the reference event. Flood maps have a dual purpose (1) community emergency plans, (2) regional land use planning carried out by local authorities. The geomorphological method is based on mapping the geomorphological evidence (alluvial fans, preferential stream channels, erosion and sedimentation, man-made terraces). Following the interpretation of the photographs this information was validated on the field and complemented by eyewitness reports such as the height of water and flow typology. In addition, community workshops were organized to obtain information about the evolution and the impact of the phenomena. The superimposition of this information enables us to obtain a comprehensive geomorphological map. Another aim of the study was the calculation of the peak discharge using the Manning and the paleohydraulic methods and estimates based on geomorphologic criterion. The results were compared with those obtained using the rational method. Significant differences in the order of magnitude of the calculated discharges were noted. The rational method underestimated the results owing to short and discontinuous periods of rainfall data with the result that probabilistic equations cannot be applied. The Manning method yields a wide range of results because of its dependence on the roughness coefficient. The paleohydraulic method yielded higher values than the rational and Manning methods. However, it should be pointed out that it is possible that bigger boulders could have been moved had they existed. These discharge values are lower than those obtained by the geomorphological estimates, i.e. much closer to reality. The flood hazard maps were derived from the comprehensive geomorphological map. Three categories of hazard were established (very high, high and moderate) using flood energy, water height and velocity flow deduced from geomorphological and eyewitness reports.

Radarsat backscattering from an agricultural scene

Orbital remote sensing in the microwave electromagnetic region has been presented as an important tool for agriculture monitoring. The satellite systems in operation have almost all-weather capability and high spatial resolution, which are features appropriated for agriculture. However, for full exploration of these data, an understanding of the relationships between the characteristics of each system and agricultural targets is necessary. This paper describes the behavior of backscattering coefficient (sigma°) derived from calibrated data of Radarsat images from an agricultural area. It is shown that in a dispersion diagram of sigma° there are three main regions in which most of the fields can be classified. The first one is characterized by low backscattering values, with pastures and bare soils; the second one has intermediate backscattering coefficients and comprises well grown crops mainly; and a third one, with high backscattering coefficients, in which there are fields with strong structures causing a kind of double bounce effect. The results of this research indicate that the use of Radarsat images is optimized when a multitemporal analysis is done making the best use of the agricultural calendar and of the dynamics of different cultures.

Inclusion of soil erosion impacts in life cycle assessment on a global scale: application to energy crops in Spain

Purpose: Despite the fundamental role of ecosystem goods and services in sustaining human activities, there is no harmonized and internationally agreed method for including them in life cycle assessment (LCA). The main goal of this study was to develop a globally applicable and spatially resolved method for assessing land-use impacts on the erosion regulation ecosystem service.Methods: Soil erosion depends much on location. Thus, unlike conventional LCA, the endpoint method was regionalized at the grid-cell level (5 arc-minutes, approximately 10×10 km2) to reflect the spatial conditions of the site. Spatially explicit characterization factors were not further aggregated at broader spatial scales. Results and discussion: Life cycle inventory data of topsoil and topsoil organic carbon (SOC) losses were interpreted at the endpoint level in terms of the ultimate damage to soil resources and ecosystem quality. Human health damages were excluded from the assessment. The method was tested on a case study of five three-year agricultural rotations, two of them with energy crops, grown in several locations in Spain. A large variation in soil and SOC losses was recorded in the inventory step, depending on climatic and edaphic conditions. The importance of using a spatially explicit model and characterization factors is shown in the case study.Conclusions and outlook: The regionalized assessment takes into account the differences in soil erosion-related environmental impacts caused by the great variability of soils. Taking this regionalized framework as the starting point, further research should focus on testing the applicability of the method trough the complete life cycle of a product and on determining an appropriate spatial scale at which to aggregate characterization factors, in order to deal with data gaps on location of processes, especially in the background system. Additional research should also focus on improving reliability of the method by quantifying and, insofar as it is possible, reducing uncertainty.

La Incidencia de la helada de 1956 en el olivar de Navata (Alt Empordà , Girona)

In the region of Alt Empordà (Girona), olive groves historically shaped a landscape of high economic value, cultural and environmental although since mid-twentieth century is in sharp decline. One of the municipalities located on the edge of the plana altoampurdanesa that best exemplify this process of abandonment and near disappearance of that crop is Navata. This article analyzes the changes in the olive grove of this municipality in the period 1957-2004, both through the development of mapping land use and land cover level of detail as the analysis of data sources and oral exercise that makes emphasizes the loss of 90% of the existing olive grove in the middle of last century. The frost of February of 1956 was one of the main causes, but not unique. However, both the importance of the olive groves as an identity and conservation of biodiversity as the differential nature of the oil obtained from varieties natives to the area (especially argudell), justify the need to promote policies that will help your recovery

Patrons de distribució de la flora invasora a la Vall d'Alinyà , evolució de la presència i propostes de gestió des de la perspectiva de l'ecologia aplicada

Tot i que la creixent amenaça de les plantes exòtiques invasores en els espais naturals és un fet evident, aquest problema és gairebé desconegut a la Vall d'Alinyà. Es van estudiar set punts de mostreig associats a quatre tipologies d'hàbitat per esbrinar la distribució de les plantes invasores en la Vall d'Alinyà, així com canvis recents en la seva composició, abundància i en el rang de distribució a partir de fonts bibliogràfiques. Es va desenvolupar un índex per quantificar la problemàtica de les invasions de flora exòtica en els diferents hàbitats estudiats. Els focus d'invasió van resultar estar associats a zones pertorbades, nuclis de població i baixes altituds. El canvi climàtic i els canvis en els usos del sòl podrien estar jugant un paper essencial en l'aparició de noves plantes invasores i en l'increment tant de l'abundància com de la cota altitudinal dels nivells més grans d'invasió. Tot i que la problemàtica associada a les plantes invasores en la Vall d'Alinyà és generalment baixa, algunes espècies com Senecio inaequidens representen una amenaça per a l'espai, motiu pel qual es proposa un pla de gestió per a la flora invasora.