Do plant traits help to design green walls for urban air pollution control? A short review of scientific evidences and knowledge gaps
In: Environmental science and pollution research: ESPR, Band 29, Heft 54, S. 81210-81221
ISSN: 1614-7499
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In: Environmental science and pollution research: ESPR, Band 29, Heft 54, S. 81210-81221
ISSN: 1614-7499
In: Environmental management: an international journal for decision makers, scientists, and environmental auditors, Band 55, Heft 2, S. 423-430
ISSN: 1432-1009
Natura 2000 is the centerpiece of EU nature and biodiversity policy. It is a European wide network of nature protection areas aiming at assuring the long-term survival of Europe's most valuable and threatened species and habitats. However, alien plants do not stop their spread at the border of protection areas and invasive plants are reported to threaten aquatic and riparian ecosystems. Our study aimed at assessing the plant invasion threat along watercourses within the Natura 2000 in Southern Belgium. A stratified random sampling, based on the natural region and the size of the watershed, was conducted. 187 sections of watercourses bank were visited between May and September 2013. For all recorded alien species, data were collected about local abundance, competitive impacts, regeneration potential and ecological conditions. 51 alien species were observed. Some were widespread (e.g. Impatiens glandulifera, with 17 % of linear banks invaded) whereas others were either rare or considered emergent alien species. Emergent species, showing low occurrence but high impact index, are appropriate target species for early detection programs and preventive management actions. Analyses showed that typical riparian species' occurrence increased with the size of the watershed, indicating propagule pressure within protected areas through hydrochory. No link could be established between the presence of disturbance(s) and alien species in the considered N2000 sites. ; Peer reviewed
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The Natura 2000 network consists of sites designated by the member States of the European Union, under the Habitats and Birds Directives. Setting up that network is one of the biggest challenge in nature conservation in Europe, since habitats and species for which Natura 2000 sites are designated must be maintained in a "favorable conservation status". Little is known so far, however, about how Natura 2000 sites are invaded by exotics species. Xeric habitats of high biological value included in the Natura 2000 network are among the most species-rich in Southern Belgium. They include calcareous grasslands, sandy meadows, dry heathlands, boxwood stands, siliceous rocks and calcareous rocks. We randomly sampled 15% of sites in each of these six categories (with a minimum of five sites per category) , with a total of 86 sites out of 470 existing sites. In each site, we recorded the presence/absence of 63 alien plants know to develop in xeric habitats (species list based on Verloove (2006) and expert's personnal observations.), and estimated species cover. 25 naturalized alien plant species were observed in xeric habitats of the Natura 2000 network in Southern Belgium. Generally, alien species populations were still limited.
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La conservation de la biodiversité est devenue un challenge social, politique et économique au niveau mondial. Etant donné que certaines régions du monde sont fortement soumises à l'anthropisation et à ses impacts, il est indispensable de modifier notre perception et notre réflexion en ce qui concerne la conservation de la biodiversité et la restauration écologique. Ce chapitre explore les possibilités existantes et les adapte pour associer la conservation des espèces végétales d'intérêt avec la phytoremédiation des sols pollués. Cette nouvelle stratégie semble encourageante pour conserver le lien entre la société et l'environnement. En utilisant la diversité végétale locale, il est possible de créer de nouvelles communautés végétales afin de réhabiliter des sols pollués par les éléments traces métalliques. Le cas de la ville de Lubumbashi et de la flore de l'Arc Cuprifère Katangais en est un exemple marquant qui a été récemment testé avec succès. Cependant, d'autres études sur les métallophytes sont essentielles pour les utiliser de manière appropriée. ; Peer reviewed
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To ensure the rescue, temporary conservation and further restoration of plant populations and communities threatened by exploitation, translocation appears to be an appropriate method in the context of mining. Little is known, however, on its effect on mutualistic interactions, such as pollination, and on the resulting plant population dynamics. Whole-rock translocations were performed as a conservation strategy for the endemic metallophyte flora of Katanga, Democratic Republic of the Congo. The aim of this study was to quantify the flower visitation, sexual reproduction and ramet demographic structure in such a translocated population, and to compare the data with those from natural populations of Aeollanthus saxatilis, one of the threatened species of the chasmophytic community. The study also documented the plant's flower visitor guild. The ramet density, demographic structure, pollination success and seed abortion rate were assessed in 10 quadrats per population, in the translocated population and in two subsisting natural populations. The flower visitation rate was quantified during three observation periods (20 min each) in six quadrats per population. Small differences were observed in the visitor guild between the translocated and natural populations, but the flower visitation rate was equivalent. No clear difference in the reproductive performance or ramet demographic structure of the populations was found. The flower visitor guild was mainly composed of generalist pollinators, which probably helped in establishing a functional visitor guild at the receptor site. Rock translocation therefore appears to be an encouraging approach, allowing the conservation of functional mutualistic interactions and the maintenance of a population structure comparable to that of natural chasmophytic plant populations. ; Peer reviewed
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The dynamics of two cities between two years (2002 and 2010 for Kisangani; 2002 and 2008 for Lubumbashi, both part of the Democratic Republic of Congo) have been examined in order to estimate how their extension and/or of the densification have impacted the urban internal and peripheral ecosystems. This study singularizes itself from the subjective ones by its quantified and objective approach based on landscape ecology. This discipline assumes that the landscape pattern description is important because, according to its central hypothesis called "pattern-process paradigm", the ecological processes influence landscape structure and vice versa. Composition metrics, which are commonly used in landscape ecology, describe the pattern among other things in quantifying the presence and the number of patches from the various classes within the landscape. For each city two SPOT 5 images were classified with a oriented-object supervised approach; then built area proportion index, a composition landscape metric, has been evaluated in order to 1) identify the extent of each area (urban, suburban, rural) within the urban-rural gradient, 2) quantify the dynamic of the different areas in the urban-rural gradient during the last decade and 3) quantify the effect of a decade of urban and suburban growth on ecosystems. The similarities and differences between these cities, relevance and gaps in the method have then been identified and discussed.
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The patterns and dynamics of two cities between two years (2002 and 2010 for Kisangani; 2002 and 2008 for Lubumbashi, both part of the Democratic Republic of Congo) have been examined in order to estimate how they influence the impact of extension and/or of densification on urban internal and peripheral ecosystems. For each city two SPOT 5 images were classified with a oriented-object supervised approach; then composition landscape metrics (built area proportion index, anthropized surface proportion index, equitability index of area proportion of classes, dominant class index, dominant class proportion index) have been evaluated in order to 1) identify the extend of each area (urban, suburban, rural) within the urban-rural gradient, 2) quantify the most commonly cited morphological characteristics to describe these different areas and 3) quantify the dynamic of the different areas during this decade. Landscape ecology assumes that the landscape pattern description is important because, according to the central hypothesis called "pattern-process paradigm", the ecological processes influence landscape structure and vice versa. Composition metrics, which are commonly used in landscape ecology, describe the pattern among other things in quantifying the presence and the number of patches from the various classes within the landscape. This study singularizes itself from the subjective ones by its quantified and objective approach. The similarities and differences between these cities, relevance and gaps in the method have then been identified and discussed. The results of this study are aimed to be used by urban planners for the evaluation of the potential resistance of internal and peripheral natural ecosystems to the extension and/or the densification of a given city, taking into account its pattern and dynamic. It might help them in their choice between different planning alternatives.
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Integration of economic activities with environmental integrity and social concerns is the greatest contemporary challenge, especially in case of mining activities. Southeastern of the Democratic Republic of Congo and adjoining regions in the North of Zambia, called the "Copperbelt", comprise hundreds of Copper-Cobalt outcrops. This region hosts unique vegetation composed of metal tolerant and/or rare and endemic taxa. Most Cu-Co outcrops have now been allocated to mining companies and are expected to be impacted in the coming decades. Mining industries are adding environmental and social concerns in the mining plan, implying reflection ensuring a long term success. New concrete actions have been developed for the conservation and restoration of metallicolous plant communities before, during and after the extraction phase. Actions include in-situ conservation and ex-situ conservation methods through the storage of the most threatened species using species translocation, direct seeding, topsoil and community translocation and seed bank conservation for species having high priority. Also, innovative approaches have been exploring in order use metallicolous plants with high conservation value in site rehabilitation. This presentation will review ten years of challenges and actions, from the first scientific study of the ecosystem to the establishment of concrete strategies to temporarily store, restore an valorize this peculiar part of biological diversity.
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Protected areas and the Natura 2000 network are keystones of the EU nature and biodiversity policy. However, alien plants do not stop their spread at the border of protected areas and invasive plants are reported to threaten many ecosystems, from aquatic and riparian areas to dry and xeric sites. The presentation summarizes three large-scale quantitative assessments of the occurrence of exotic plants in Wallonia, i.e. the southern part of Belgium. Three types of natural habitats were the focus of the assessments: i) ponds and lakes (400 sites); ii) river banks (187 sites); and iii) xeric ecosystems such dry grasslands, rocky habitats and screes (86 sites). In the three studies, sites were selected through a stratified sampling then visited. Exotic plants were recorded and their abundance assessed. Additional information about population dynamics, environmental conditions and visible impacts was recorded. Elodea spp. were the most common species in water bodies, with occurrence rates reaching 2.7%. Other aquatic alien species were found, but with an occurrence rate below 1%. Along rivers, 51 alien species were observed. Some were widespread (e.g. Impatiens glandulifera, with 17 % of linear banks invaded) whereas others were either rare or considered emergent alien species. Analyses showed that typical riparian species' occurrence increased with the size of the watershed, indicating propagule pressure within protected areas through hydrochory. In xeric sites, the most common species were either cultivated or ornamental ones such as Juglans regia, Cotoneaster horizontalis, Prunus serotina, Robinia pseudoacacia and Buddleja davidii. The former was found in 15.1% of the visited sites. The implications of the different results, notably about emergent species, are related to the need for an effective early detection system. ; Peer reviewed
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In: Environmental science and pollution research: ESPR, Band 23, Heft 14, S. 13661-13671
ISSN: 1614-7499
In: https://orbi.uliege.be/handle/2268/227883
Cette étude vise à définir les intérêts, les potentialités et la faisabilité de produire une cartographie des espaces verts en Wallonie. Le premier Volet vise à faire l'état des lieux de la bibliographie en vue de rendre compte de la diversité des définitions et des concepts ainsi que des méthodes de cartographie existantes. Pour cela, les littératures scientifique et grise ont été explorées sur différents concepts tels que les définitions d'espace vert, d'infrastructure vert et de typologies d'espaces verts. Les résultats de ce Volet ont montré qu'il n'existe pas de définition universelle de la notion d'espace vert et d'infrastructure verte, mais que deux critères font cependant l'objet d'un large consensus pour définir un espace vert, il s'agit des termes 'végétation' et 'zone urbaine'. Il a été également été conclu que pour la mise en place d'un projet de cartographie des espaces verts, il faudra être attentif à la définition d'un seuil de végétalisation d'un espace vert mais aussi à la définition d'une zone urbaine. Le deuxième Volet consiste à identifier les attentes et besoins des acteurs et gestionnaires en Wallonie en termes de cartographie des espaces verts, via une approche participative de "Focus Group". Une sélection de représentants des pouvoirs publics et des acteurs socio-économiques et locaux a participé à cette consultation. Ces représentants ont ainsi été interrogés sur différents points tels que les définitions d'espace vert, les ressources et outils utilisés actuellement en termes de cartographie ainsi que le potentiel intérêt d'un telle cartographie des espaces verts en Wallonie. Les résultats de cette partie ont montré que les critères principaux d'une définition d'espace vert d'après les acteurs régionaux sont : 'verdurisé', 'rend des services écosystémiques culturels' et 'accessible'. Ce dernier critère est cependant interprété de façon très différente en fonction des acteurs. Ces Focus Group ont également permis de mettre en évidence le caractère indispensable d'une cartographie des espaces verts en Région wallonne. Une telle cartographie doit cependant présenter une base commune forte. Cette cartographie permettrait : (1) faire un état des lieux des espaces verts, (2) servir d'aide à la décision et (3) faciliter la communication à ce sujet. Le troisième Volet vise à faire le lien entre l'étude bibliographique (Volet 1) et l'identification des besoins des acteurs (Volet 2) ainsi qu'à en proposer une synthèse, via la réalisation d'une analyse Atouts-Faiblesses-Opportunités-Menaces (AFOM). Cette analyse AFOM a été menée à deux niveaux : le niveau méthodologique, en reprenant les différentes possibilités inventoriées lors des Volets 1 et 2, et le niveau relatif aux acteurs. L'analyse montre que certains critères d'une définition d'espace vert ressortent de l'analyse combinée du Volet 1 (état bibliographique) et du Volet 2 (besoins des acteurs) : 'vert/végétalisé', 'zone urbaine', 'loisirs/récréation' et 'accessibilité'. De plus, les analyses AFOM montrent que c'est la cartographie interactive qui permet de réduire au maximum les risques et les menaces liées à la mise en place d'une cartographie d'espaces verts en Région wallonne. Une demande forte des acteurs pour la mise en œuvre d'une telle démarche est la mise à disposition d'un fond cartographique commun et d'une base commune définissant au minimum les périmètres de cartographie au sein desquels la définition d'espace vert s'applique. Les quatrième et cinquième Volets consistent à tester la possibilité de proposer une enveloppe maximale de cartographie réduisant le territoire total en ciblant les zones où les espaces verts pourront être cartographiés via l'approche de cartographie interactive. Pour cela, deux sources de données existantes ont été testées, il s'agit du COSW et du Top10V. La possibilité de définir un périmètre de cartographie à partir des critères principaux d'une définition d'un espace vert a ainsi été testée. Les résultats montrent que pour Gembloux, la surface représentée par le critère 'vert/végétalisé' varie de ~ 83% à ~ 95% de la surface totale du territoire communal en fonction des sources de données. Pour Liège, les résultats sont beaucoup plus variés, allant de ~ 34% à plus de 62% de la surface du territoire communal. Concernant le critère 'zone urbaine', le pourcentage de la surface du territoire communal mis en évidence par ce critère varie de ~ 2% à ~ 8% pour Gembloux, et de ~ 15% à ~ 25% pour Liège. On constate donc que la variabilité de la mise en évidence de différents critères d'une définition d'espace vert est plus grande pour un territoire communal fortement urbanisé que pour un territoire communal moins urbanisé. Les résultats ont montré que l'établissement d'une enveloppe maximale de cartographie est peu discriminante en l'état au vu des couches de données cartographiques accessibles et des critères de définition d'un espace vert retenus. Toutefois, une meilleure sélection du territoire à cartographier est possible sous réserve de l'établissement d'une définition du critère zone urbaine. Le sixième Volet a pour objectif de proposer un programme de travail en vue de l'implémentation d'un module de cartographie interactive pour la cartographie des espaces verts en Région wallonne sous forme d'un cahier des charges simplifié. La finalité de cette application du point de vue de la DEV est de disposer d'un outil permettant (1) un état des lieux des espaces verts des différentes communes wallonnes, (2) le développement d'une politique relative aux espaces verts. Du point de vue des utilisateurs, à savoir les communes, la finalité de cette application est de disposer d'un outil simple de visualisation et de suivi des espaces verts propres à chaque territoire communal, mais également d'utiliser cette plateforme comme un outil de communication simplifié avec la DEV en vue par exemple de disposer de subventions. Une liste des outils que doit proposer l'application est ainsi dressée, les contraintes sont identifiées et une estimation grossière du temps de développement pour une application web est proposée. Les trois possibilités principales pour le développement du module de cartographie interactive des espaces verts en Région wallonne sont détaillées.
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Les dynamiques et patrons paysagers de deux villes entre deux années (Kisangani entre 2002 et 2010 ; Lubumbashi entre 2002 et 2008, en République Démocratique du Congo) ont été étudiés afin d'évaluer leur influence sur l'impact de l'extension et/ou densification de ces villes, et plus particulièrement de leur zone périurbaine, sur leurs écosystèmes internes et périphériques. En effet, le patron paysager occupe une place fondamentale dans l'hypothèse centrale de l'écologie du paysage, appelée pattern-process paradigm puisqu'il influence les processus écologiques et inversement. Sa description et son analyse sont donc particulièrement importantes (Bogaert et al. 2004; Coulson et al. 1999). Les indices de composition, communément utilisés en écologie du paysage, décrivent entre autres le patron en quantifiant la présence et le nombre de taches issues des différentes classes du paysage (Alberti 2008). D'autre part, les villes ne cessant d'augmenter leur emprise sur les paysages dont elles font partie, l'étude des espaces qui les ceinturent, le phénomène de leur extension dans les régions rurales ainsi que les schémas conceptuels de leur morphologie et dynamique interne sont plus que jamais des sujets d'actualité (Bhatta et al., 2010; Borsdorf et al., 2002; De Blij, 1977; Gaston, 2010; Halleux, 2006). Paradoxalement, les scientifiques de différentes disciplines peinent à donner une définition, des caractéristiques et des limites acceptées par tous aux notions se rattachant aux différentes zones présentes dans le gradient urbain-rural. Cette étude se distingue des autres, généralement subjectives, par son approche quantifiée et objective. Pour chacune des deux villes, deux images SPOT 5 ont été classifiées sur base d'une approche orientée-objet (Definiens 2013). Ensuite, des indices de composition paysagère ont été évalués afin 1) d'identifier l'étendue de chaque zone (urbaine, périurbaine, rurale) au sein du gradient urbain-rural en utilisant les définitions de zones proposées par André et al. (sous presse), 2) de décrire ces différentes zones en quantifiant les caractéristiques morphologiques les plus couramment citées avant d'en borner les valeurs (André et al. 2012) et 3) de quantifier la dynamique des différentes zones au cours de la dernière décade. Ensuite, les similarités et différences entre ces villes ainsi que la pertinence et les faiblesses de la méthode ont été identifiées et discutées. Les résultats de cette étude ont pour ambition de contribuer à une meilleure compréhension et prise en compte du rôle du patron paysager dans la résistance potentielle des écosystèmes naturels à l'extension et/ou la densification d'une ville donnée.
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Two hypotheses were tested with respect to the germination of Diplolophium marthozianum, an endemic plant species of the copper-cobalt outcrops in Katanga, Democratic Republic of Congo: (1) germination of copper-endemics is limited by fungal infection in the absence of pathogen control and (2) the germination success of this copper-endemic species is copper-dependent. Seed lots of twenty seeds were weighed, soaked in different disinfection treatments and then placed in a germination medium containing four distinct copper concentrations for 30 days. Seed viability was measured at the beginning and at the end of the experiment by a cut test. Final germination percentage (15.2 ± 8.2 %) and seed viability (24.2 ± 10.3 %) were not affected by copper concentration or disinfection treatments. D. marthozianum is able to germinate in a substrate without added copper, despite pervasive fungal infection. However, seed mass had a significant positive effect on seed germination suggesting that selecting the largest seeds may ensure the highest germination success in ex situ conservation programs. ; Peer reviewed
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Introduction: The Copper belt of Katanga presents huge resources of Cu and Co-ore. On the copper hills, mineralized rocks outcrop and a specific flora did develop as a response to the high levels of Cu and Co in soil. Soil-vegetation relationships need to be understood in order to elaborate biodiversity conservation programs prior to industrial mining of the copper hills. Literature: This paper reviews knowledge about soil characterization in the copper hills of Katanga and makes proposals for further research about the influence of the very specific chemical conditions of contaminated soils on the vegetation. The focus was put on the geochemical background and the bioavailability of Cu and Co. A lot of progress has been made recently about identification of soil-vegetation relationships. Conclusion: However, the issue of Cu and Co mobility within soil-plant systems is not entirely solved. ; Introduction : L'arc cuprifère du Katanga regorge d'importantes réserves en cuivre et en cobalt dans son sous-sol. En plus de cette ressource, s'ajoute une diversité végétale spécifique aux sols des affleurements métallifères. Le fonctionnement des écosystèmes cupro-cobaltifères est étudié dans le cadre de l'élaboration et la mise en œuvre de programmes de conservation de la biodiversité préalables à l'exploitation minière des collines. Littérature : Cette étude fait un état des connaissances sur les sols de l'arc cuprifère du Katanga et propose des pistes de recherches pouvant contribuer à la connaissance du fonctionnement de ce milieu aux conditions édaphiques inhabituelles. Sont principalement ciblés, le fonds géochimique et la biodisponibilité des éléments. Conclusion : Même si les études actuelles ont permis d'importants progrès dans la connaissance des relations entre propriétés des sols et distribution dans l'espace des communautés végétales, la mobilité du cuivre et du cobalt dans ces systèmes n'est pas encore complètement comprise. ; Peer reviewed
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