Forest residue mulch being scattered in a recently burnt area.

Post-fire Forest Residue Mulch (Portugal)

acolchoado, aplicação de restos vegetais

Descrição

Forest residue mulch is spread immediately after a wildfire in order to prevent soil erosion and reduce overland flow.

In two areas of eucalypt plantations affected by wildfires in central Portugal in 2007 and 2010, the research team of the University of Aveiro set up two experiments in order to test the effect of forest residue mulching as a soil erosion mitigation technique. Forest residues such as chopped eucalypt bark mulch was spread over a group of erosion plots, and was compared to an untreated group of plots.
The mulching was applied at ratios of 8.7 and 10.8 Mg ha-1 provided an initial ground cover of 70 to 80%, and was found to reduce post-fire runoff by 40-50% and soil erosion by 85-90%, respectively.

Purpose of the Technology: The increase in ground cover will decrease post-fire soil erosion by reducing raindrop impact over the ashes and bare soil, and decrease the runoff amount by increasing water surface storage, decreasing runoff velocity, and increase infiltration.
Ideally, post-fire mulching must be carried out immediately after the fire, in order to prevent that the first autumn rainfall events fall over the bare and unprotected burnt soils. It is intended for places in which burnt severity was moderate to high and where there are important values at risk, such as water reservoirs, populations, industries, human and wild life.

Establishment / maintenance activities and inputs: The chopped bark mulch was obtained at a depot 20 km from the burnt area, where eucalypt logs are debarked and then transported to a paper pulp factory. The bark is chopped into fibers and are typically transported to a biomass energy plant. We used these 10–15 cm wide 2–5 cm long bark fibers as the source for our mulching experiment. The chopped bark mulch decays very slowly (around 20% less ground cover per year) which was very useful in cases of low re-growth of natural vegetation.

Natural / human environment: The eucalypt trees in the region are typically planted as monocultures for paper pulp production, and harvested every 7-14 years. The landscape reflects a long history of intense land management, with a mosaic of (semi-)natural and man-made agricultural and afforested lands. Since the 1980´s, however, wildfires have increased dramatically in frequency and extent, aided by a general warming and drying trend but driven primarily by socio-economic changes.

Localização

Localização: Sever do vouga/ Pessegueiro do Vouga, Ermida, Portugal/Beira Litoral, Portugal

Nº de sites de tecnologia analisados:

Geo-referência de locais selecionados
  • -8.34789, 40.72911

Difusão da tecnologia: Uniformemente difundida numa área (approx. < 0,1 km2 (10 ha))

Em uma área permanentemente protegida?:

Data da implementação: menos de 10 anos atrás (recentemente)

Tipo de introdução
Detail of a forest residue mulch composed by eucalypt chopped bark mulch.

Classificação da Tecnologia

Objetivo principal
  • Melhora a produção
  • Reduz, previne, recupera a degradação do solo
  • Preserva ecossistema
  • Protege uma bacia/zonas a jusante – em combinação com outra tecnologia
  • Preservar/melhorar a biodiversidade
  • Reduzir riscos de desastre
  • Adaptar a mudanças climáticas/extremos e seus impactos
  • Atenuar a mudanças climáticas e seus impactos
  • Criar impacto econômico benéfico
  • Cria impacto social benéfico
Uso da terra

  • Floresta/bosques
    • Plantação de árvores, reflorestamento
    Tree types: Espécies de eucalipto
    Produtos e serviços: Madeira, Lenha

Abastecimento de água
  • Precipitação natural
  • Misto de precipitação natural-irrigado
  • Irrigação completa

Objetivo relacionado à degradação da terra
  • Prevenir degradação do solo
  • Reduzir a degradação do solo
  • Recuperar/reabilitar solo severamente degradado
  • Adaptar à degradação do solo
  • Não aplicável
Degradação abordada
  • Erosão do solo pela água - Wt: Perda do solo superficial/erosão de superfície, Wo: efeitos de degradação externa
  • Deteriorização química do solo - Cn: declínio de fertilidade e teor reduzido de matéria orgânica (não causado pela erosão)
  • Degradação da água - Hs: mudança na quantidade de água de superfície, Hp: declínio da qualidade de água de superfície
Grupo de GST
  • Solo/cobertura vegetal melhorada
Medidas de GST
  • Medidas agronômicas - A1: cobertura vegetal/do solo

Desenho técnico

Especificações técnicas
Forest residue mulch is spread as homogeneous as possible over steep areas (steeper than 15º) burnt at high fire severity (represented in green and 1). Other areas which are flat (2) and burnt at low severity or only partially burnt (3) must be avoided.

Location: Ermida. Sever do Vouga/ Portugal

Date: 15 9 2010

Technical knowledge required for field staff / advisors: low (forest residue mulching is highly effective in all situations, but applications using short fibres mulching as well as low intensity burning should be avoided.)

Technical knowledge required for land users: low

Main technical functions: control of raindrop splash, control of dispersed runoff: retain / trap, control of concentrated runoff: retain / trap, control of concentrated runoff: impede / retard, control of concentrated runoff: drain / divert, improvement of ground cover, improvement of water quality, buffering / filtering water, sediment retention / trapping, sediment harvesting

Secondary technical functions: control of dispersed runoff: impede / retard, reduction of slope angle, increase of surface roughness, increase in organic matter, increase of infiltration, increase / maintain water stored in soil, increase of groundwater level / recharge of groundwater

Mulching
Material/ species: chopped bark, cork, stems, leaves, straw/eucalypt, pine, oaks, shrubs
Quantity/ density: 2-10t/ha
Remarks: material with low density (straw) need less weight for achieving the final goal: 70% ground cover.
Author: Departamento de Ambiente e Ordenamento. Universidade de Aveiro.

Estabelecimento e manutenção: atividades, insumos e custos

Cálculo de insumos e custos
  • Os custos são calculados:
  • Moeda utilizada para o cálculo de custos: Euro
  • Taxa de câmbio (para USD): 1 USD = 0.78 Euro
  • Custo salarial médio da mão-de-obra contratada por dia: 64.00
Fatores mais importantes que afetam os custos
Accessibility and steepness will raise the costs, but selecting forest residues with lower densities as well as applying them in horizontal strips along the slope can reduce the application rates and the costs. For large and inaccessible areas some researchers indicated that helicopters can reduce the costs.
Atividades de implantação
  1. Labour (Periodicidade/frequência: None)
  2. Transportation (small truck for carrying persons and material) (Periodicidade/frequência: None)
  3. Eucalypt chopped bark mulch (Periodicidade/frequência: None)
  4. Others (Periodicidade/frequência: None)
Estabelecer insumos e custos
Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade (Euro) Custos totais por entrada (Euro) % dos custos arcados pelos usuários da terra
Mão-de-obra
Labour ha 1,0 192,0 192,0 100,0
Equipamento
Machine use ha 1,0 51,2 51,2 100,0
Outros
Forest residue mulch ha 1,0 307,6 307,6 100,0
Others ha 1,0 64,1 64,1 100,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 614.9
Custos totais para o estabelecimento da Tecnologia em USD 788.33
Atividades de manutenção
n.a.

Ambiente natural

Média pluviométrica anual
  • <250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1.000 mm
  • 1.001-1.500 mm
  • 1.501-2.000 mm
  • 2.001-3.000 mm
  • 3.001-4.000 mm
  • > 4.000 mm
Zona agroclimática
  • úmido
  • Subúmido
  • Semiárido
  • Árido
Especificações sobre o clima
Thermal climate class: subtropics

Thermal climate class: temperate
Inclinação
  • Plano (0-2%)
  • Suave ondulado (3-5%)
  • Ondulado (6-10%)
  • Moderadamente ondulado (11-15%)
  • Forte ondulado (16-30%)
  • Montanhoso (31-60%)
  • Escarpado (>60%)
Formas de relevo
  • Planalto/planície
  • Cumes
  • Encosta de serra
  • Encosta de morro
  • Sopés
  • Fundos de vale
Altitude
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1.000 m s.n.m.
  • 1.001-1.500 m s.n.m.
  • 1.501-2.000 m s.n.m.
  • 2.001-2.500 m s.n.m.
  • 2.501-3.000 m s.n.m.
  • 3.001-4.000 m s.n.m.
  • > 4.000 m s.n.m.
A tecnologia é aplicada em
  • Posições convexas
  • Posições côncavas
  • Não relevante
Profundidade do solo
  • Muito raso (0-20 cm)
  • Raso (21-50 cm)
  • Moderadamente profundo (51-80 cm)
  • Profundo (81-120 cm)
  • Muito profundo (>120 cm)
Textura do solo (superficial)
  • Grosso/fino (arenoso)
  • Médio (limoso, siltoso)
  • Fino/pesado (argila)
Textura do solo (>20 cm abaixo da superfície)
  • Grosso/fino (arenoso)
  • Médio (limoso, siltoso)
  • Fino/pesado (argila)
Teor de matéria orgânica do solo superior
  • Alto (>3%)
  • Médio (1-3%)
  • Baixo (<1%)
Lençol freático
  • Na superfície
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilidade de água de superfície
  • Excesso
  • Bom
  • Médio
  • Precário/nenhum
Qualidade da água (não tratada)
  • Água potável boa
  • Água potável precária (tratamento necessário)
  • apenas para uso agrícola (irrigação)
  • Inutilizável
A qualidade da água refere-se a:
A salinidade é um problema?
  • Sim
  • Não

Ocorrência de enchentes
  • Sim
  • Não
Diversidade de espécies
  • Alto
  • Médio
  • Baixo
Diversidade de habitat
  • Alto
  • Médio
  • Baixo

Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado
  • Subsistência (autoabastecimento)
  • misto (subsistência/comercial)
  • Comercial/mercado
Rendimento não agrícola
  • Menos de 10% de toda renda
  • 10-50% de toda renda
  • >50% de toda renda
Nível relativo de riqueza
  • Muito pobre
  • Pobre
  • Média
  • Rico
  • Muito rico
Nível de mecanização
  • Trabalho manual
  • Tração animal
  • Mecanizado/motorizado
Sedentário ou nômade
  • Sedentário
  • Semi-nômade
  • Nômade
Indivíduos ou grupos
  • Indivíduo/unidade familiar
  • Grupos/comunidade
  • Cooperativa
  • Empregado (empresa, governo)
Gênero
  • Mulheres
  • Homens
Idade
  • Crianças
  • Jovens
  • meia-idade
  • idosos
Área utilizada por residência
  • < 0,5 ha
  • 0,5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1.000 ha
  • 1.000-10.000 ha
  • > 10.000 ha
Escala
  • Pequena escala
  • Média escala
  • Grande escala
Propriedade da terra
  • Estado
  • Empresa
  • Comunitário/rural
  • Grupo
  • Indivíduo, não intitulado
  • Indivíduo, intitulado
Direitos do uso da terra
  • Acesso livre (não organizado)
  • Comunitário (organizado)
  • Arrendado
  • Indivíduo
Direitos do uso da água
  • Acesso livre (não organizado)
  • Comunitário (organizado)
  • Arrendado
  • Indivíduo
Acesso a serviços e infraestrutura
Saúde

Pobre
Bom
Educação

Pobre
Bom
Assistência técnica

Pobre
Bom
Emprego (p. ex. não agrícola)

Pobre
Bom
Mercados

Pobre
Bom
Energia

Pobre
Bom
Vias e transporte

Pobre
Bom
Água potável e saneamento

Pobre
Bom
Serviços financeiros

Pobre
Bom

Impactos

Impactos socioeconômicos
Disponibilidade de água para criação de animais
diminuído
aumentado

Disponibilidade de água para irrigação
diminuído
aumentado

Demanda por água para irrigação
aumentado
diminuído

Despesas com insumos agrícolas
aumentado
diminuído


Eucalypt chopped bark mulch increases expenses if not funded by the Government

Impactos socioculturais
Conhecimento de GST/ degradação da terra
Reduzido
Melhorado

Atenuação de conflitos
Agravado
Melhorado


Less damage to off-site neighbouring properties

Improved livelihoods and human well-being
None
None


Public awareness of the technology is very limited. It is necessary to show it to landowners and stakeholders and increase dissemination.

Impactos ecológicos
Qualidade de água
diminuído
aumentado

Escoamento superficial
aumentado
diminuído

Lençol freático/aquífero
reduzido
Recarga

Evaporação
aumentado
diminuído

Umidade do solo
diminuído
aumentado

Cobertura do solo
Reduzido
Melhorado

Perda de solo
aumentado
diminuído

Matéria orgânica do solo/carbono abaixo do solo
diminuído
aumentado

Diversidade animal
diminuído
aumentado

Espécies benéficas (predadores, minhocas, polinizadores)
diminuído
aumentado

Hazard towards adverse events
improved
reduced

Impactos fora do local
disponibilidade de água (lençóis freáticos, nascentes)
diminuído
aumentado

Cheias de jusante (indesejada)
aumentado
Reduzido

Sedimentação a jusante
aumentado
diminuído


If applied in large areas

Poluição de água subterrânea/rio
aumentado
Reduzido

Capacidade de tamponamento/filtragem (pelo solo, vegetação, zonas úmidas)
Reduzido
Melhorado

Sedimentos transportados pelo vento
aumentado
Reduzido

Danos em áreas vizinhas
aumentado
Reduzido

Danos na infraestrutura pública/privada
aumentado
Reduzido


If applied in large areas upslope

Análise do custo-benefício

Benefícios em relação aos custos de estabelecimento
Retornos a curto prazo
muito negativo
muito positivo

Retornos a longo prazo
muito negativo
muito positivo

Benefícios em relação aos custos de manutenção
Retornos a curto prazo
muito negativo
muito positivo

Retornos a longo prazo
muito negativo
muito positivo

Mudança climática

Mudança climática gradual
Temperatura anual aumento

não bem em absoluto
muito bem
Extremos (desastres) relacionados ao clima
Temporal local

não bem em absoluto
muito bem
Tempestade de vento local

não bem em absoluto
muito bem
Seca

não bem em absoluto
muito bem
Inundação geral (rio)

não bem em absoluto
muito bem
Outras consequências relacionadas ao clima
Período de crescimento reduzido

não bem em absoluto
muito bem
Resposta: não conhecido

Adoção e adaptação

Porcentagem de usuários de terras na área que adotaram a Tecnologia
  • casos isolados/experimental
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
De todos aqueles que adotaram a Tecnologia, quantos o fizeram sem receber incentivos materiais?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
A tecnologia foi recentemente modificada para adaptar-se as condições variáveis?
  • Sim
  • Não
A quais condições de mudança?
  • Mudança climática/extremo
  • Mercados dinâmicos
  • Disponibilidade de mão-de-obra (p. ex. devido à migração)

Conclusões e experiências adquiridas

Pontos fortes: visão do usuário de terra
  • It will prevent sediment movement and accumulation over roads and downslope properties
Pontos fortes: a visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada
  • It is a technology very easy to apply, with low failure possibilities and a strong soil erosion control

    How can they be sustained / enhanced? Some researchers found better performance by grinding the mulch and selecting only the longest fibres.
  • The material is readily available (residues from the main forest specie affected by the wildfire)
Pontos fracos/desvantagens/riscos: visão do usuário de terracomo superar
  • The costs are not very high, but enough to discourage the landowners to cover the expenses. Look for Government funding, educate land owners about soil erosion conservation techniques.
Pontos fracos/desvantagens/riscos: a visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitadacomo superar
  • When applying high density mulches the application labour requirements and costs will be higher Distribute the mulch in strips, use lighter mulches, grind to remove the fine fibres or maybe try to reduce the application rate. It is also possible to use in-situ chopping tree machines or to use aerial application methods, such as helicopters to reduce the application costs.

Referências

Compilador/a
  • Sergio Prats Alegre Prats
Editores
Revisor
  • Fabian Ottiger
  • Alexandra Gavilano
Data da documentação: 25 de Abril de 2013
Última atualização: 14 de Junho de 2019
Pessoas capacitadas
Descrição completa no banco de dados do WOCAT
Dados GST vinculados
A documentação foi facilitada por
Instituição Projeto
Referências-chave
  • Prats S. A., Macdonald L.H., Monteiro M.S.V., Ferreira A.J.D., Coelho C.O.A., Keizer J.J.,2012. Effectiveness of forest residue mulching in reducing post-fire runoff and erosionin a pine and a eucalypt plantation in north-central Portugal. Geoderma 191, 115-124.: Internet
  • Shakesby R.A., Boakes D.J., Coelho C.O.A., Gonçalves A.J.B., Walsh R.P.D., 1996. Limitingthe soil degradational impacts of wildfire in pine and eucalyptus forests in Portugal.Applied Geography 16, 337-335.: Internet
  • Robichaud, P.R., Lewis, S.A., Ashmun, L.E., Wagenbrenner, J.W., Brown, R.E., 2013a.Postfire mulching for runoff and erosion mitigation Part I: Effectiveness at reducinghillslope erosion rates. Catena 105, 75–92.: Internet
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