Influencia de los incendios forestales sobre la materia orgánica edáfica | Effects of forest wildfires on soil organic matter

Tesis Doctoral para optar al Grado de Doctora en Química en la Universidad de Santiago (Departamento de Edafología y Química Agrícola).-- Composición del Tribunal: Presidente: Mª Tarsy Carballas Fernández; Vocal: Mercedes Casal Jiménez; Vocal: Carlota García Paz; Vocal: Serafín Jesús González Prieto; Secretario: Mª Teresa Barral Silva.-- Se adjunta también la imagen de la portada

[ES] El trabajo realizado estudia los efectos inmediatos, a corto, medio y largo plazo de los incendios forestales no controlados de alta intensidad sobre diversos parámetros relativos al contenido, composición y actividad mineralizadora de la materia orgánica del suelo. Los resultados obtenidos en las experiencias de campo se comparan con los efectos producidos por un calentamiento del suelo, a distintas temperaturas (150º C, 220º C, 350º C y 490 ºC), bajo condiciones controladas en el laboratorio. Como consecuencia de un incendio no controlado, tanto en la capa superficial (0-5 cm) como en la subsuperficial (5-10 cm), el contenido en C total del suelo descendió un 50%, recuperándose los niveles normales de materia orgánica edáfica a corto o medio plazo. El fuego alteró la composición de la materia orgánica, produciendo un aumento relativo de lípidos y lignina y un descenso de la fracción celulósica. La materia orgánica no humificada desapareció en mayor proporción que la humificada, dando lugar a un incremento del grado de humificación de la materia orgánica restante. La composición del humus resultó también fuertemente modificada tras el incendio. Se encontró una disminución de las fracciones de los ácidos fúlvicos y húmicos, junto con un aumento neto de la humina que se debió exclusivamente a la formación de humina de carácter insoluble. Los grados de polimerización y de complejación de la materia orgánica con el Fe y el Al aumentaron notablemente tras el quemado. Inmediatamente después del incendio, la actividad mineralizadora del C se vió muy alterada, encontrándose, a pesar del descenso de la cantidad de C mineralizado por la capa superficial, un fuerte aumento de la tasa de mineralización del C en ambas capas. Los valores acumulados de C-CO2 mineralizado se ajustaron a un modelo cinético exponencial doble de primer orden, observándose que el fuego afectó a los parámetros cinéticos, aumentando la cantidad de C lábil y las velocidades instantáneas de mineralización tanto de la fracción lábil como de la recalcitrante. Aunque transcurridos 10 años desde el incendio la mayor parte de los parámetros estudiados presentan valores semejantes a los del suelo no quemado, la velocidad de recuperación difiere para cada uno de ellos. Así, mientras el contenido en materia orgánica total, sobre todo la fracción no humificada de la misma, y los parámetros relacionados con la actividad mineralizadora, presentan una temprana recuperación, los constituyentes carbonados fundamentales y la composición del humus, se recuperan más lentamente, jugando en ello un papel importante el restablecimiento de una cubierta vegetal de características similares a la preexistente.

[EN]Immediate, short, middle and long term effects of the forest wildfires on content, composition and mineralization activity of the soil organic matter were studied. The results obtained in field experiences were compared with the effects produced by laboratory soil heating at different temperatures (150º C, 220º C, 350º C y 490º C), under controlled conditions. Surface (0-5 cm) and subsurface (5-10 cm) soil layers lost about 50% of their total C content during wildfire; however at short or medium term the normal levels of soil organic matter were recovered. The fire also altered the composition of the organic matter, producing a relative increase of lipids and lignin and a decrease of the cellulosic fraction. The unhumified organic matter disappeared in greater proportion than the humified fractions, this causing an increase of the percentage of humification of the remaining organic matter. Furthermore, the humus composition resulted strongly modified after a wildfire. Both, fulvic and humic acids decreased while there was a net increase of the humin fraction exclusively due to the formation of insoluble humin. The percentages of polymerization and complexation with Fe and Al increased notably The organic matter mineralization activity was also altered by burning. Immediately after fire, the C mineralized decreased in the surface layer; however, the percentage of total C mineralized significantly increased in both layers. The cumulative CO2-C mineralized fitted a double exponential first order kinetic model but the fire affected the kinetic parameters increasing both the labile pool of the potentially mineralizable C and the mineralization rate constants of the recalcitrant and labile pools. After 10 years from the fire many of the studied parameters showed similar values to those of the corresponding unburned soil; however, the recovery rate differed for each parameter. Thus, the total organic matter content, particularly the unhumified fraction, and the parameters related to the C mineralization activity showed a rapid recovery, while the carbon-bearing compounds and the humus composition, showed a relatively slow recovery. Soil recovery was highly dependent on the reestablishment of a vegetable cover of similar characteristics to those of the unburned forests.

El proyecto, cuyo investigador Principal fue la Prof. T. Carballas, ha sido financiado por la CICYT durante el período 1990-1993 (FOR 89/0525), y desarrollado íntegramente en el Departamento de Bioquímica del Suelo del Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia, CSIC. Este trabajo se ha podido realizar gracias a la concesión de una Beca de Formación del Personal Investigador del Ministerio de Educación y Ciencia.

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