In condizioni di semi-aridità il pascolo a rotazione può mitigare i compromessi dei servizi ecosistemici tra la produzione di bestiame e la qualità dell’acqua

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23 giugno 2021

Abstract
1. Mitigare i compromessi di diversi servizi ecosistemici (ES) è un obiettivo di gestione chiave nei luoghi in cui le parti interessate apprezzano servizi ecosistemici (ES) diifferenti e potenzialmente in conflitto. Tuttavia, gli studi non sono spesso progettati per esaminare come le azioni di gestione locale affrontano i compromessi ES e quindi non forniscono opzioni in grado di alleviare i conflitti stessi.
2. Nei pascoli semi-aridi, abbiamo esaminato il potenziale che i gestori hanno di mitigare i compromessi tra la produzione di bestiame e la qualità dell’acqua. Per scongiurare soluzioni che implicano la rimozione del bestiame come strategia gestionale, abbiamo valutato la presenza degli animali attraverso due elementi propri del pascolo rotazionale – il tempo che il bestiame trascorre nei pascoli (la durata del pascolamento) e la stagione di pascolo – colpiti dal flusso di Escherichia coli (concentrazioni di E. coli). Abbiamo anche modellato come la durata e la tempistica del pascolo influissero sulla capacità di soddisfare i parametri di riferimento normativi per la qualità dell’acqua durante una stagione di pascolo.
3. Dalla durata del pascolo dipendeva il periodo di tempo in cui le concentrazioni di Escherichia coli venivano elevate nei corsi d’acqua. Nei sistemi a breve e media durata, le concentrazioni di E. coli erano elevate per periodi di tempo più brevi rispetto ai sistemi a lunga durata, con conseguente minor numero di violazioni degli standard nazionali e statali di qualità delle acque.
4. Le concentrazioni di E. coli nel torrente hanno mostrato un andamento stagionale coerente, iniziando con livelli bassi in primavera, con un picco in estate e un calo verso l’autunno. Pertanto, il pascolo durante la primavera o l’autunno – piuttosto che in estate – ha permesso di ridurre il numero di giorni in cui i livelli di E. coli hanno superato gli standard di qualità dell’acqua.
5. I nostri risultati suggeriscono che ridurre la durata del pascolo e spostarne i tempi (destagionalizzare) sono strategie complementari che possono mitigare i compromessi tra il pascolo del bestiame e la qualità dell’acqua, senza dover recintare le aree ripariali o escludere il bestiame dai pascoli con i ruscelli.6. Sintesi e applicazioni. In questo studio, abbiamo scoperto che la durata e la tempistica del pascolo possono essere utilizzate come strumenti per mitigare i compromessi del servizio ecosistemico (ES) tra la produzione di bestiame e la qualità dell’acqua nei corsi d’acqua dei pascoli. La durata del pascolo più breve ha ridotto il numero di giorni in cui i livelli di E. coli erano al di sopra dei limiti normativi, così come accaduto con il pascolamento all’inizio e alla fine della stagione. Questi risultati supportano l’idea che il pascolo rotazionale può rappresentare una strategia efficace per gestire la qualità dell’acqua nei pascoli semi-aridi. Evidenziano anche la necessità di ulteriori studi sul pascolamento, in cui vengano considerati i gradienti di durata e tempistica all’interno dei progetti di studio.

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Rotational grazing can mitigate ecosystem service trade-offs between livestock production and water quality in semi-arid rangelands

Kristin B. Hulvey (1), Cassie D. Mellon (2), Andrew R. Kleinhesselink (3)

(1) The Ecology Center, Utah State University, Logan, UT, USA; (2) Bureau of Land Management, West Valley City, UT, USA; (3) Terradynamic Simulation Group, University of Montana, Missoula, MT, USA

23rd June 2021

Abstract
1. Mitigating ecosystem service (ES) trade-offs is a key management goal in locations where stakeholders value different and potentially conflicting ecosystem services (ESs). However, studies are not often designed to examine how local management actions address ES trade-offs, and therefore do not provide options that can alleviate conflict.
2. In semi-arid rangelands, we examined the potential for managers to mitigate trade-offs between livestock production and water quality. To move away from solutions that offer cattle removal as a singular management strategy, we examined how cattle presence, plus two elements of rotational grazing—the length of time cattle spend on rangeland (i.e. duration), and the season grazed (i.e. timing), affected stream Escherichia coli (E. coli concentrations). We also modelled how grazing duration and timing affected the ability to meet regulatory benchmarks for water quality throughout a grazing season.
3.  Grazing duration controlled the length of time E. coli concentrations were high in streams. In short- and medium-duration systems, E. coliconcentrations were high for shorter periods of time than in long-duration systems, resulting in fewer violations of national and state water quality standards.
4. Stream E. coli concentrations showed a consistent seasonal pattern, starting low in spring, peaking in summer and declining towards fall. Thus, grazing during spring or fall, rather than in summer, reduced the number of days that E. coli levels exceeded water quality standards.
5. Our results suggest that reducing the grazing duration and shifting its timing are complementary strategies that can mitigate the trade-offs between livestock grazing and water quality without fencing-off riparian areas or removing cattle from pastures with streams.
6. Synthesis and applications. In this study, we found grazing duration and timing can be used as tools to mitigate ecosystem service (ES) trade-offs between cattle production and water quality in rangeland streams. Shorter grazing durations reduced the number of days E. coli levels were above regulatory limits, as did grazing that occurred either early or late in the season. These results support the idea that rotational grazing can be an effective strategy to manage water quality in semi-arid rangelands. They also highlight the need for more grazing studies that incorporate gradients of duration and timing into study designs.

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