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Intense forest wildfire sharply reduces mineral soil C and N: the first direct evidence

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Abstract:

Direct evidence of the effects of intense wildfire on forest soil is rare because reliable prefire data are lacking. By chance, an established large-scale experiment was partially burned in the 2002 Biscuit fire in southwestern Oregon. About 200 grid points were sampled across seven burned and seven unburned stands before and after the fire. Fire-related soil changes — including losses of soil organic and inorganic matter — were so large that they became complicated to measure. The 51 Mg·ha–1 of loose rocks on the soil surface after fire suggests erosion of 127 Mg·ha–1 of fine mineral soil, some of which likely left in the fire plume. After accounting for structural changes and erosion with a comparable-layers approach, combined losses from the O horizon and mineral soil totaled 23 Mg C·ha–1 and 690kg N·ha–1, of which 60% (C) and 57% (N) were lost from mineral horizons. Applying a fixed-depth calculation — commonly used in previous fire studies — that disregards structural changes and erosion led to underestimates of loss of nearly 50% for C and 25% for N. Although recent debate has centered on the effects of postwildfire forest management on wood, wildlife habitat, and fuels, this study indicates that more consideration should be given to the possible release of greenhouse gases and reduction of future forest productivity and CO2 uptake.

Il est rare d’avoir une preuve directe des effets d’un incendie de forêt intense sur le sol forestier parce qu’on manque de données fiables antérieures au feu. Par chance, une expérience en cours à grande échelle a été partiellement incendiée lors de l’incendie de Biscuit en 2002 dans le sud-ouest de l’Oregon. Environ 200 points de grille ont été échantillonnés dans sept peuplements incendiés et sept peuplements épargnés par le feu avant et après l’incendie. Les changements dans le sol reliés au feu, incluant les pertes de matière organique et inorganique, étaient tellement importants qu’ils sont devenus difficiles à mesurer. Les 51 Mg·a–1 de roches libres à la surface du sol après le feu indiquent que 127Mg·ha–1 de sol minéral à grains fins a été érodé dont une partie a probablement été emportée dans la colonne du fumée. Après avoir tenu compte des changements structuraux et de l’érosion avec une approche d’horizons comparables, les pertes dans l’horizon O et le sol minéral totalisaient 23 Mg·ha–1 de C et 690 kg·ha–1 de N, dont 60 % (C) et 57 % (N) provenaient des horizons minéraux. Les pertes de C et N ont été sous-estimées de respectivement 50 et 25 % en appliquant un calcul à profondeur fixe, communément utilisé dans les études précédentes sur le feu, qui ne tient pas compte des changements structuraux et de l’érosion. La discussion traite surtout des effets potentiels de l’aménagement après feu sur la matière ligneuse, les habitats fauniques et les combustibles. Il est justifié de se préoccuper davantage de l’émission potentielle de gaz à effet de serre et de la réduction possible de la productivité future de la forêt ainsi que de l’absorption de CO2.

Document Type: Research Article

Publication date: 2008-11-01

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