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Wildfire mitigation strategies affect soil enzyme activity and soil organic carbon in loblolly pine (Pinus taeda) forests

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Abstract:

We quantified the effects of three wildfire hazard reduction treatments (prescribed fire, thinning from below, and the combination of fire and thinning), and passive management (control) on mineral soil organic C, and enzyme activity in loblolly pine (Pinus taeda L.) forests on the Piedmont of South Carolina. Soil organic C was reduced by thinning, either alone or with prescribed fire, and this effect persisted through the fourth post-treatment year. Fire also resulted in reduced soil organic C, but not until several years after treatment. Soil C/N ratio initially increased after fire, either alone or with thinning, but this difference did not persist. The activities of three soil enzymes (acid phosphatase, chitinase, and phenol oxidase) in the upper mineral soil were quantified as measures of microbial activity. During the fourth post-treatment year we observed significant stimulation of all three enzyme systems as a result of thinning or thinning and burning. Although the patterns of variation in acid phosphatase and chitinase activity among treatments were similar during the first and fourth post-treatment years, the first-year treatment effects were not statistically significant. Given the management objective of utilizing these stands for timber production, the increased potential for rapid nutrient turnover offered by thinning gives this approach advantages over prescribed fire; however, management for maximum long-term storage of soil C may be better facilitated by prescribed fire.

Nous avons quantifié les effets de trois traitements pour réduire les risques d'incendie de forêt (brûlage dirigé, éclaircie par le bas et combinaison du brûlage et de l'éclaircie), d'un aménagement passif (témoin) sur le C organique du sol minéral et l'activité enzymatique dans les forêts de pin à encens (Pinus taeda L.) dans le Piémont de la Caroline du Sud. Le C organique du sol a diminué à la suite de l'éclaircie, seule ou combinée au brûlage dirigé, et cet effet a persisté jusqu'à la 4e année après le traitement. Le rapport C/N dans le sol a d'abord augmenté après le feu, seul ou combiné à l'éclaircie, mais cette différence n'a pas persisté. L'activité de trois enzymes présentes dans le sol (la phosphatase acide, la chitinase et la phénol-oxydase) a été quantifiée dans la partie supérieure du sol minéral pour évaluer l'activité microbienne. Durant la 4e année après le traitement, nous avons observé une augmentation de l'activité des trois enzymes à la suite de l'éclaircie ou de l'éclaircie et du brûlage. Bien que les patrons de variation de l'activité de la phosphatase acide et de la chitinase dans les différents traitements aient été similaires durant la 1re année après les traitements à ceux qui ont été observés pendant la quatrième année, les effets observés pendant la 1re année n'étaient pas statistiquement significatifs. Étant donné l'objectif d'aménagement qui consiste à utiliser ces peuplements pour la production de matière ligneuse, la possibilité accrue d'un recyclage rapide des nutriments offert par l'éclaircie confère à cette approche des avantages supérieurs à ceux du brûlage dirigé. Cependant, le brûlage dirigé serait plus efficace dans le cas d'un aménagement visant le stockage maximum du C du sol à long terme.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-12-01

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