Spatial variability of soil properties and soil erodibility in the Alqueva reservoir watershed

The aim of this work is to investigate how the spatial variability of soil properties and soil erodibility (K factor) were affected by the changes in land use allowed by irrigation with water from a reservoir in a semiarid area. To this end, three areas representative of different land uses (agroforestry grassland, lucerne crop and olive orchard) were studied within a 900 ha farm. The interrelationships between variables were analyzed by multivariate techniques and extrapolated using geostatistics. The results confirmed differences between land uses for all properties analyzed, which was explained mainly by the existence of diverse management practices (tillage, fertilization and irrigation), vegetation cover and local soil characteristics. Soil organic matter, clay and nitrogen content decreased significantly, while the K factor increased with intensive cultivation. The HJ-Biplot methodology was used to represent the variation of soil erodibility properties grouped in land uses. Native grassland was the least correlated with the other land uses. The K factor demonstrated high correlation mainly with very fine sand and silt. The maps produced with geostatistics were crucial to understand the current spatial variability in the Alqueva region. Facing the intensification of land-use conversion, a sustainable management is needed to introduce protective measures to control soil erosion

Un enfoque de sustentabilidad utilizando lógica difusa y minería de datos

[ES] Sustainable development goals are now the agreed criteria to monitor states, and this work will demonstrate that numerical and graphical methods are valuable tools in assessing progress. Fuzzy Logic is a reliable procedure for transforming human qualitative knowledge into quantitative variables that can be used in the reasoning of the type “if, then” to obtain answers pertaining to sustainability assessment. Applications of machine learning techniques and artificial intelligence procedures span almost all fields of science. Here, for the first-time, unsupervised machine learning is applied to sustainability assessment, combining numerical approaches with graphical procedures to analyze global sustainability. CD HJ-Biplots to portray graphically the sustainability position of a large number of countries are a useful complement to mathematical models of sustainability. Graphical information could be useful to planners it shows directly how countries are grouped according to the most related sustainability indicators. Thus, planners can prioritize social, environmental, and economic policies and make the most effective decisions. One could graphically observe the dynamic evolution of sustainability worldwide over time with a graphical approach used to draw relevant conclusions. In an era of climate change, species extinction, poverty, and environmental migration, such observations could aid political decision-making regarding the future of our planet. A large number of countries remain in the areas of moderate or low sustainability. Fuzzy logic has proven to be an uncontested numerical method as it occurs with SAFE. An unsupervised learning method called Variational Autoencoder interplay Graphical Analysis (VEA&GA) has been proposed, to support sustainability performance with appropriate training data. The promising results show that this can be a sound alternative to assess sustainability, extrapolating its applications to other kinds of problems at different levels of analysis (continents, regions, cities, etc.) further corroborating the effectiveness of the unsupervised training methods

A sustainable business model in action : environmental and social performance : a case analysis in the wine industry

The aim of this research is to analyse Viña Concha y Toro S.A.’s (VCT) strategic business model (SBM). A Chilean based company, VCT is considered Latin America's largest wine grower. The case study is focused on two of the three core elements of the value proposition, namely environmental and social performance. Towards this end, we use as a framework for analysis the CSR disclosure index (Gamerschlag et al., 2011), Bocken et al.’s (2014) SBM archetypes, and established GRI sustainability performance indicators as reviewed in VCT’s Sustainability Reports over seven years, between 2012 and 2018. Based on this research strategy, extensive content analysis was undertaken on the company’s annual sustainability reports, followed by a complementary in-depth interview providing for qualitative insights. We can conclude that VCT represents the manifestation of a SBM as defined. Sustainability fundamentals are explicitly present in the vision and mission of the company. The value is created for all stakeholders, and coordinated activities are undertaken and implemented with partners and suppliers – impacting the broader wine industry. Analysis of VCT’s sustainability strategic orientation showed that the company made permanent advances from 2015, with an emphasis on social aspects rather than environmental ones. In 2020, the definition of VCT’s strategic orientation is in progress, with focus directed towards the principles of ethical trade, which involves fair wages and human rights, among other issues. The sustainability performance indicators from GRI reports, show positive results in the environmental and social aspect. The company has different SBMs, which coexist with each other, this confirms the theoretical framework used, which postulates that the services rendered by the firm’s unique bundle of resources and capabilities may lead to value creation, as posited by the Schumpeterian innovation and the Resource-Based View (RBV) fundamentals. The study provides an empirical study on SBM and demonstrates that the generation of SBMs is multidimensional and complex.peer-reviewe

Avaliação da erosão resultante das alterações de uso do solo na área envolvente à albufeira do Alqueva

Tese de doutoramento, Ciências do Mar, da Terra e do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015Soil erosion is one of the most dynamic environmental and economic threats in Mediterranean regions. As a consequence of water availability in the surrounding area of the Alqueva reservoir, new challenges were created. The conversion from native Montado grassland to intensive and irrigated agriculture, the development of golf resorts and the ongoing climate change were insufficiently considered for the erosion problem during the environmental impact study of the Alqueva project, and consequently there is an urgent need to delineate a sustainable land management for the region. The main objective of this investigation was to assess current and future soil erosions in the surrounding area of the Alqueva reservoir using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) in combination with Geographic Information Systems (GIS). Different soil erosion factors, the main causes and consequences, and also spatial variability and seasonality were investigated, and a simulation model was developed to support decision based on the acquired scientific knowledge. On the first part of the study, the RUSLE equation was applied at field scale, and different land uses were selected for erosion assessment (Montado grassland, lucerne cultivation, olive orchard and vineyard). The spatial variability analysis (with geostatistics and HJ-Biplot) indicates that the intensification of land use, with tillage practices and vegetation removal, is likely to increase the susceptibility to soil erosion (soil erodibility). The effect of seasonality on soil erosion was confirmed, with the autumn season contributing the most to annual soil erosion (around 65%). Future soil erosion scenarios were investigated for the entire study area, according to the expected land use changes (which affect vegetation cover) and climate changes (which affect rainfall-runoff erosivity). The forecasting scenarios of land use changes indicated that the intensive agriculture area is likely to increase, as well as sparse and xerophytic vegetation and rainfall-runoff erosivity. As a consequence, soil erosion in the study area is forecasted to increase from 1.78 t/ha to 3.65 t/ha by 2100. A backcasting scenario was investigated by considering the application of soil conservation practices, that will decrease soil erosion considerably to an average of 2.27 t/ha. For each scenario studied, the sediment delivery was assessed, and for the worst case scenario in 2100, an annual sedimentation value of 182 000 tonnes is predicted for the study area. Finally it was developed a dynamic simulation model for soil erosion performed on Stella, and a graphic user interface as a decision support tool allowing the user (e.g. decision maker) to create, modify, save, and select site specific data. The system simulates the risk for soil erosion for particular local characteristics and land use, and then suggesting soil conservation practices to decrease susceptibility to erosion. In conclusion, due to its characteristics, the study area is very vulnerable to land degradation processes, which is expected to worsen in the future. The distribution maps provide for a better understand of soil erosion and its processes under local conditions, and for the identification of critical periods, high-risk areas, and their respective causes. This information is crucial to delineate local strategies for sustainable land management, and future scenarios reveal the importance of considering the effects of land use and climate change. The decision support system is a useful tool for the exchange of scientific knowledge; however, close collaboration between scientists and local stakeholders is essential to preserve the natural resources and avoid unnecessary costs. In future research, collaboration with international projects will be important to exchange information and knowledge as a key element in the global effort to fight land degradation and to promote sustainable land management.A erosão do solo é um dos mais dinâmicos problemas ambientais e económicos nas regiões mediterrânicas. Como consequência da disponibilidade de água, a zona envolvente da albufeira do Alqueva apresenta agora novos desafios e têm-se verificado alterações na paisagem local resultantes sobretudo do aumento do cultivo intensivo em regadio. Além disso, prevê-se um aumento de projetos turísticos (com áreas de golfe) e a produção de biomassa para bioenergia. Estas alterações do uso do solo, associadas às expectáveis alterações climáticas, podem intensificar a erosão do solo na região, a qual terá impactos não só a nível da sustentabilidade e produtividade do solo, mas também no aumento da sedimentação e degradação da qualidade da água da albufeira do Alqueva. Face a esta problemática, e para a definição de uma estratégia de conservação do solo na região, era urgente avaliar os efeitos dessas alterações na erosão do solo, questão à qual foi dada pouca significância aquando da avaliação de impacte ambiental do projeto Alqueva. Este foi o principal objetivo desta investigação, e envolveu o uso da RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) em combinação com Sistemas de Informação Geográfica (SIG) para avaliar a atual e futura erosão do solo na área envolvente à albufeira do Alqueva, compreender quais as principais causas e efeitos, bem como variações espaciais e temporais da mesma. Outro objetivo da tese era criar uma ferramenta de apoio à decisão que sustentasse a gestão e planeamento do uso do solo na região. A investigação foi assim dividida em três partes. A primeira parte envolve a aplicação da RUSLE em áreas experimentais (Herdades) selecionadas, para obtenção de mapas de distribuição da erosão do solo e dos respetivos fatores, incluindo uma análise da variabilidade espacial das propriedades do solo e correlações em diferentes usos do solo, efetuada com recurso a técnicas de geostatística e HJ-Biplot. Uma análise detalhada da sazonalidade de alguns fatores e a sua preponderância na erosão anual do solo é igualmente inserida nesta fase. Na segunda parte é efetuada a simulação de futuros cenários de erosão do solo, para toda a área de estudo, de acordo com as expectáveis alterações climáticas e modificações do uso do solo, sendo para isso utilizada uma abordagem “forecasting” e “backcasting”. Por fim, é apresentada um sistema de simulação da erosão do solo construída com base na informação adquirida e com objetivo de apoiar a tomada de decisão na região. As áreas experimentais foram selecionadas de forma a incluir diferentes usos do solo, nomeadamente o uso tradicional (montado) e outros usos com recurso à rega (cultivo de luzerna, olival e vinha). Os resultados indicam que a intensificação do cultivo com rega, leva a um aumento da suscetibilidade à erosão do solo (erodibilidade do solo), consequência principal das frequentes mobilizações do solo e remoções da vegetação, Confirma-se através dos mapas de distribuição, a variabilidade sazonal da erosão do solo relacionada com as alterações na cobertura pela vegetação e variação da intensidade das precipitações ao longo do ano. Existe uma maior vulnerabilidade à erosão no outono, quando a erosividade das chuvas atinge o seu máximo e a vegetação (especialmente em sistemas naturalizados) é ainda muito baixa após um longo período quente e seco como o verão. Verifica-se que a erosão durante esta estação pode contribuir com cerca de 65% para a erosão anual. Após a análise dos futuros cenários de alteração de uso do solo na área de estudo, verifica-se que há uma tendência para o aumento da agricultura de regadio e como consequência das alterações climáticas, um aumento da vegetação esparsa e xerofítica (que afeta a cobertura pela vegetação) e a intensificação da erosividade da precipitação. Como consequência das alterações uso do solo e do clima, é estimado um aumento da erosão do solo de 1.78 t/ha em 2006 para 3.65t/ha em 2100. De acordo com o cenário “backcasting” que considera a implementação de práticas de conservação do solo, apesar das alterações do uso do solo e do clima, espera-se uma diminuição da erosão para 2.27 t/ha (cerca de 38%). Para cada cenário estudado foram analisados os valores de sedimentação, nomeadamente a quantidade de sedimentos que efetivamente escoam na albufeira, e estima-se que para o pior cenário (em 2100) o valor anual seja cerca de 182 000 toneladas. O sistema dinâmico de simulação da erosão é criado de forma a apoiar a gestão do uso do solo na área de estudo. Este sistema inclui um modelo empírico da erosão do solo criado através do programa Stella, e uma interface criada para que o utilizador (e.g. gestor na região) ao inserir as características locais ou simplesmente selecionando uma área no mapa, consiga uma simulação da suscetibilidade de um determinado solo à erosão. De acordo com o uso e gestão estabelecidos, e a simulação efetuada, são sugeridas recomendações de práticas sustentáveis para prevenção da erosão do solo. Através dos resultados desta investigação conclui-se que é indispensável a implementação de uma estratégia sustentável de gestão e conservação do solo na área envolvente à albufeira do Alqueva. Devido às características da região existe um elevado risco de erosão do solo e o mesmo é expectável de agravar face às alterações climáticas e de uso do solo na região. Os mapas de distribuição e todos os cenários estudados são uteis não só na identificação de períodos mais críticos para a erosão do solo, mas também no reconhecimento de áreas de elevada vulnerabilidade, e as principais causas e consequências de determinadas modificações. Os futuros cenários revelam a importância da definição de uma estratégia baseada não só nas características locais e padrões de sazonalidade, mas também considerando os efeitos das alterações climáticas e de uso do solo. Uma ferramenta de apoio à decisão, como o modelo criado, é útil na partilha do conhecimento científico com os gestores e decisores da região. No entanto, a estreita colaboração entre cientistas e agentes locais é essencial de forma a salvaguardar os recursos naturais da região e evitar custos desnecessários associados. Como futura pesquisa, a colaboração com projetos internacionais será determinante na partilha de conhecimento e estratégias utilizadas fundamentalmente em áreas com problemática semelhante (região mediterrânica).SFRH/BD/69548/201

BIPLOT Logístico Ponderado Espacio Temporal (TSWLB): una aplicación a datos de mortalidad por cáncer de mama en el Ecuador

[ES]El objetivo del estudio es combinar las técnicas GWPCA y la prueba estadística no paramétrica Mann-Kendall que son ampliamente usadas para analizar la componente espacial y temporal. Se aplican de forma individual y no hay una representación simultánea. En este artículo se propone una técnica multivariante que la hemos denominado Biplot Logístico ponderado espacio temporal (TSWLB) combina las componentes espacial y temporal para representarlos en un gráfico facilitando la interpretación de las relaciones entre los sitios geográficos y las variables, siendo de interés su aplicación en distintas áreas. Nosotros aplicamos la técnica propuesta en datos de mortalidad por cáncer de mama en el Ecuador. Se utilizó el paquete GWModel, la librería Kendall ambos del lenguaje R y el programa MultiBiplot. Se observó un incremento sostenido de las tasas de mortalidad por cáncer de mama en el Ecuador con una mayor variabilidad de las muertes por esta enfermedad al norte y sur del país. La técnica TSWLB representó simultáneamente las características espacio temporales dando un ordenamiento a los sitios geográficos e identificando cuatro clústeres, siendo el clúster dos, conformada por las provincias: Guayas, El Oro, Santo Domingo de los Tsáchilas y Chimborazo, el más prioritario por presentar una tendencia creciente estadísticamente significativa de la tasa de mortalidad por cáncer de mama y con presencia de altas tasas en años recientes, información que permite orientar las intervenciones en salud por esta enfermedad. [EN]The objective of the study is to combine the GWPCA techniques and the Mann-Kendall non-parametric statistical test that are widely used to analyze the spatial and temporal component. They are applied individually and there is no simultaneous representation. This article proposes a multivariate technique that we have called Time-Space Weighted Logistic Biplot (TSWLB) combines the spatial and temporal components to represent them in a graph, facilitating the interpretation of the relationships between geographic sites and variables, its application being of interest. in different areas. We apply the proposed technique to breast cancer mortality data in Ecuador. The GWModel package, the Kendall library both from the R language and the MultiBiplot program were used. A sustained increase in mortality rates from breast cancer was observed in Ecuador with a greater variability of deaths from this disease in the north and south of the country. The TSWLB technique simultaneously represented the spatio-temporal characteristics, ordering the geographic sites and identifying four clusters, with cluster two, made up of the provinces: Guayas, El Oro, Santo Domingo de los Tsáchilas and Chimborazo, the highest priority for presenting a statistically significant increasing trend in the mortality rate from breast cancer and with the presence of high rates in recent years, information that allows guiding health interventions for this disease

Análisis multivariante de las prácticas de responsabilidad social corporativa y su evolución en el tiempo

[ES]Esta investigación enfocada en la teoría institucional comparativa y en base a métodos estadísticos multivariantes de la familia de datos de tres vías, estudia en profundidad el papel de los diferentes entornos empresariales en la responsabilidad social corporativa. Los datos presentan naturalmente esa estructura tridimensional -empresas, prácticas sostenibles y años-, en consecuencia, se encuentra una simbiosis perfecta con las técnicas estadísticas alcanzando soluciones de gran impacto social en un tema de trascendencia a nivel internacional como es la responsabilidad social corporativa. Las empresas adoptan y desarrollan políticas y sistemas de desarrollo sostenible más amplios en sociedades pro-feministas, colectivistas y con un sistema jurídico desarrollado hacia la protección de sus partes interesadas. Los riesgos y preocupaciones ambientales de una empresa son el mejor indicador del desarrollo de sus prácticas sostenibles, dado el objetivo de mitigar las presiones de sus principales grupos de interés

Contribuciones al análisis multivariante de datos ponderados geográficamente

[ES] Dentro de la estadística espacial hay una subárea particular denominada modelos ponderados geográficamente. Estos modelos se utilizan en situaciones donde la dependencia y la heterogeneidad espacial se convierte en el mayor foco de investigación. El paradigma de los modelos ponderados geográficamente es amplio y ha incluido una variedad de modelos entre los cuales tenemos la Regresión Ponderada Geográficamente, el Análisis de Componentes Principales Ponderados Geográficamente, el Análisis Discriminante Ponderado Geográficamente y el Análisis de Cluster Ponderado Geográficamente. En este trabajo se, ha realizado una exhaustiva revisión bibliográfica tanto de las técnicas estadísticas que se pueden utilizar para analizar datos ponderados geográficamente como de sus aplicaciones a las diferentes áreas científicas. También se ha revisado el software existente en la actualidad para llevar a cabo la aplicación de estos métodos y se ha desarrollado una herramienta en un entorno informático que permite la utilización de esas técnicas de una manera fácil, amigable y flexible. Para la revisión bibliográfica se propuso una novedosa metodología que fue implementada en una aplicación de código abierto llamada LDAShiny, que utiliza herramientas de aprendizaje automático y modelado de una manera interactiva y fácil de usar. Las matrices resultantes de la modelización de tópicos fueron analizadas mediante técnicas de Análisis Multivariante, en concreto mediante Escalamiento Multidimensional no métrico y HJ-Biplot. Tras la revisión de los programas informáticos que implementan los modelos ponderados geográficamente, se propuso una nueva herramienta de análisis, denominada GeoWeightedModel. Esta se presenta como una interfaz simple e intuitiva en donde los análisis se pueden realizar de forma interactiva (“apuntar y hacer clic”) en un navegador web. La aplicación GeoWeightedModel se utilizó para el análisis de datos reales que recogen información para explorar y visualizar la heterogeneidad espacial de las relaciones entre varias variables (a saber, datos sobre la mortalidad por cáncer de pulmón y bronquios y factores de riesgo a nivel de condados de EE.UU, y datos sobre resultados electorales en EE.UU). A partir de los resultados obtenidos, concluimos que la Regresión Ponderada Geográficamente fue la técnica con el mayor número de extensiones y publicaciones (a saber, 3183). Además, el uso de la metodología de revisión propuesta a través del programa LDAShiny, permitió identificar con éxito 22 tópicos de investigación que definen el estado actual de la investigación en el área de los modelos ponderados geográficamente. Los resultados del escalamiento multidimensional no métrico permitieron validar el etiquetado de los tópicos, al mostrar agrupaciones coherentes y superposición de nodos, lo que indica distribuciones de palabras similares. El HJ-Biplot permitió analizar y visualizar de manera sencilla la distribución por países de los tópicos encontrados. El análisis de datos reales mediante el programa propuesto GeoWeightedModel, puso de manifiesto que es una interesante herramienta para el análisis de datos ponderados geográficamente que no exige que los investigadores aplicados, como usuarios, tengan grandes conocimientos de programación y/o manejo de software. Con la interfaz gráfica desarrollada para el programa GeoWeightedModel se pudo demostrar que todas las acciones necesarias para el proceso de análisis de datos pueden ser accesibles para cualquier usuario, así como extensible a cualquier área de interés

Proceedings of Abstracts 10th International Conference on Air Quality Science and Application

This 10th International Conference in Air Quality - Science and Application is being held in the elegant and vibrant city of Milan, Italy. Our local hosts are ARIANET and ARPA Lombardia both of whom play a leading role in assessing and managing air pollution in the area. The meeting builds upon the series that began at the University of Hertfordshire, UK in July 1996. Subsequent meetings have been held at the Technical University of Madrid, Spain (1999), Loutraki, Greece (2001), Charles University, Prague, Czech Republic (2003), Valencia, Spain (2005), Cyprus (2007), Istanbul, Turkey (2009) Athens, Greece (2012) and Garmisch-Partenkirchen, Germany (2014). Over the last two decades controls to limit air pollution have increased but the problem of poor air quality persists in all cities of the world. Consequently, the issue of the quality of air that we breathe remains at the forefront of societal concerns and continues to demand the attention of scientists and policy makers to reduce health impacts and to achieve sustainable development. Although urbanisation is growing in terms of population, transport, energy consumption and utilities, science has shown that impact from air pollution in cities is not restricted to local scales but depends on contributions from regional and global scales including interactions with climate change. Despite improvements in technology, users still demand robust management and assessment tools to formulate effective control policies and strategies for reducing the health impact of air pollution. The topics of papers presented at the conference reflect the diversity of scales, processes and interactions affecting air pollution and its impact on health and the environment. As usual, the conference is stimulating cross-fertilisation of ideas and cooperation between the different air pollution science and user communities. In particular, there is greater involvement of city, regional and global air pollution, climate change, users and health communities at the meeting. This international conference brings together scientists, users and policy makers from across the globe to discuss the latest scientific advances in our understanding of air pollution and its impacts on our health and environment. In addition to the scientific advances, the conference will also seek to highlight applications and developments in management strategies and assessment tools for policy and decision makers. This volume presents a collection of abstracts of papers presented at the Conference. The main themes covered in the Conference include: Air quality and impact on regional to global scales Development/application/evaluation of air quality and related models Environmental and health impact resulting from air pollution Measurement of air pollutants and process studies Source apportionment and emission models/inventories Urban meteorology Special session: Air quality impacts of the increasing use of biomass fuels Special session: Air quality management for policy support and decisions Special session: Air pollution meteorology from local to global scales Special session: Climate change and human health Special Session: Modelling and measuring non-exhaust emissions from traffic Special session: Transport related air pollution - PM and its impact on cities and across EuropeFinal Published versio

Vegetation Index and Dynamics

The book contemplates different ways of approaching the study of vegetation as well as the type of indices to be used. However, all the works pursue the same objective: to know and interpret nature from different points of view, either through knowledge of nature in situ or the use of technology and mapping using satellite images. Chapters analyze the ecological parameters that affect vegetation, the species that make up plant communities, and the influence of humans on vegetation