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Soil Water Balance and Vegetation Dynamics in two Contrasting Water-limited Mediterranean Ecosystems on Sardinia, Italy
No full textAssimilation of NDVI data in a land surface – Vegetation model for leaf area index predictions in a tree-grass ecosystem
Full text linkPeriodic observations of vegetation index, such as the normalized difference vegetation index (NDVI), can be used for data assimilation in heterogenous ecosystems. Indeed, the new Sentinel 2 Multispectral instrument and Landsat 8 Operational Land Imager sensor data are available at such high temporal and spatial resolutions that can be used to detect the patches of the main vegetation components (grass and trees) of heterogenous ecosystems, and capture their dynamics. We demonstrate the possibility to merge grass and tree NDVI observations and models, to optimally provide robust predictions of grass and tree leaf area index. The proposed assimilation approach assimilates NDVI data through the Ensemble Kalman filter (EnKF) and dynamically calibrates a key vegetation dynamic model parameter, the maintenance respiration coefficient (ma ). In the presence of large bias of the grass and tree ma base values, only the use of the proposed assimilation approach removes the large bias in the biomass balance, dynamically calibrating maintenance respiration coefficients, and corrects the model. The performance of a land surface - vegetation model was improved by assimilating observations of NDVI. The effective impact of the proposed assimilation approach on the evapotranspiration and CO2 uptake predictions in the heterogenous ecosystem is also demonstrated
On the decrease of water resources during the last decades in the Flumendosa basin, Sardinia
No full textMicrometeorological measurements and evapotranspiration estimates in two Contrastin Ecosistem
No full textTrend storici e scenari di cambiamento climatico dei deflussi superficiali del bacino del Flumendosa tramite modellistica idrologica
No full textNegli ultimi decenni, i cambiamenti climatici e le attività dell’uomo, quali il cambiamento dell’uso del suolo e il sovra-sfruttamento delle risorse idriche stanno determinando un sempre più evidente processo di desertificazione che sta interessando le aree del Mediterraneo; con drammatiche conseguenze per l’agricoltura e la disponibilità idrica.
Nel sistema di invasi artificiali del Flumendosa, di fondamentale importanza per la gestione della risorsa idrica, in quanto soddisfa il fabbisogno idropotabile di Cagliari, si è evidenziato una riduzione del 35% dei deflussi annui. A fronte di una diminuzione dei deflussi è stato registrato un lieve decremento dei valori annui della precipitazione. Tali trend hanno messo in evidenza l’insostenibilità dell’ipotesi di stazionarietà del clima, e la necessità di tenere conto degli effetti di possibili scenari climatici futuri. Per la comprensione ed interpretazione dei processi idrologici in atto è necessario analizzare le dinamiche delle interazioni tra atmosfera, suolo e vegetazione, che influenzano il processo di trasformazione afflussi-deflussi.
In tal senso è stato sviluppato un nuovo modello ecoidrologico distribuito a scala di bacino, ottenuto dall’implementazione a scala di bacino del modello accoppiato di bilancio idrico (LSM) e di dinamica della vegetazione (VDM) di Montaldo et al. (2008). Infatti LSM stima per ciascuna cella di discretizzazione del bacino idrografico i flussi energetici e idrici, risolvendo le equazioni di bilancio idrico ed energetico, e l’infiltrazione tramite il metodo di Philips. Il VDM consente di simulare le complesse dinamiche della vegetazione andando ad effettuare il bilancio tra i termini che producono biomassa (fotosintesi) e i termini di consumo (respirazione, senescenza), e fornisce il valore del LAI utilizzato nel modello idrologico per la stima dell’evapotraspirazione e intercezione vegetale. L’implementazione a scala di bacino è stata realizzata includendo un modulo per il trattamento ed elaborazione del modello digitale delle quote e del reticolo idrografico ed uno per la propagazione del deflusso superficiale secondo il metodo Muskingum-Cunge a celerità variabile nella versione di Montaldo et al. (2007).
Il caso di studio considerato è il bacino del Flumendosa (bacino di circa 1200 kmq), bacino di primaria importanza per la gestione delle risorse idriche in Sardegna in quanto provvede al soddisfacimento del fabbisogno idrico di Cagliari. Infatti, la sezione di chiusura del bacino considerata è quella del medio Flumendosa in corrispondenza dei grandi bacini artificiali di Nuraghe Arrubiu (316 milioni m3) e Mulargia (347 milioni m3). Per tale bacino sono disponibili dal 2003 dati di portata di un idrometro a monte delle dighe a risoluzione oraria e i dati della stazione micrometeorologica sita nel Comune di Orroli, oltre ai dati delle 42 stazioni pluviografiche presenti nel bacino. Le informazioni sulla copertura vegetale sono state elaborate sulla base di una immagine satellitare Ikonos ad elevata risoluzione spaziale (2.8 m), mentre sono disponibili le mappe pedologiche e delle caratteristiche dei suoli. Per tale periodo è stata eseguita la calibrazione del modello, che è stato poi validato con i dati del periodo 1922-2002 per i quali sono disponibili
oltre i dati delle precipitazioni i dati giornalieri di portate in corrispondenza delle dighe. Dalla analisi del bilancio idrico del bacino si è dimostrato che il decremento del deflusso è dovuto al cambiamento del regime delle piogge con un decremento delle piogge durante i mesi invernali ed un incremento durante la primavera. L’incremento delle piogge durante la primavera ha generato esclusivamente un incremento del processo di traspirazione senza alcun impatto sul regime dei deflussi. Invece la riduzione delle piogge nel periodo invernale ha prodotto una notevole riduzione dei deflussi superficiali, determinando il conseguente decremento dei deflussi annui, fondamentali in quanto vengono accumulati nei principali invasi artificiali della Sardegna. Conseguentemente una riduzione dei deflussi va a generare una riduzione della risorsa disponibile per i centri abitati.
Si è poi eseguita la previsione dei deflussi superficiali futuri per gli anni 2081-2100 utilizzando scenari di cambiamento climatico. Infatti partendo dalle previsioni meteorologiche del IPCC (che prevedono decrementi della precipitazione fino al 20% nel trimestre Dicembre-Febbraio ed un aumento della temperatura fino a 3 °C) si è eseguita la previsione del bilancio idrico futuro del bacino idrografico, tenendo conto anche delle possibili modifiche della vegetazione, che ha conseguenze non solo sulla traspirazione ma anche sull’infiltrazione. Lo scenario climatico evidenzia una ulteriore riduzione dei deflussi superficiali futuri (di circa il 30%) e scenari di desertificazione con il decremento della percentuale di vegetazione sul bacino idrografico
On the estimate of the Vegetation effects on the surface runoff through a plot scale rainfall simulator in Sardinia, Italy
No full textGoing Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
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