Fire impact on forest soils evaluated using near-infrared spectroscopy and multivariate calibration

Francés. L'évaluation des propriétés physicochimiques des sols forestiers affectés par des feux a été réalisée en utilisant la spectroscopie proche infra-rouge (SPIR) couplée avec des méthodes chimiométriques. Pour décrire les propriétés du sol, les mesures prises comprennent le carbone organique total sur phase solide, le contenu d'azote total, le carbone organique et l'absorbance spécifique à 254 et 280nm des substances humiques, le carbone organique dans des acides humiques et fulviques, des concentrations de NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ et le phosphore en plus des spectres de PIR. Un indice de répétition d'incendies a été défini et calculé selon les régimes de feux affectant des sols. Ce calcul inclut l'occurrence des incendies et le temps écoulé depuis le dernier feu. Cette étude montre que la spectroscopie PIR pourrait être utilisée pour le contrôle de qualité des sols, particulièrement pour la prédiction quantitative du carbone organique total, l'azote total, le carbone organique dans les substances humiques, les concentrations de phosphore, Mg2 +, Ca2 + et NH4 + et des substances humiques UVSA254. Une nouvelle validation dans ce domaine est nécessaire cependant pour une bonne prédictions de K+, du carbone organique dans des acides humiques et fulviques et les substances humiques UVSA280. De plus, la SPIR couplée avec la régression PLS peut aussi être utile pour prévoir l'indice de répétition de feu et pour déterminer sa variabilité spatiale. Aussi cette méthode peut être utilisée pour dresser la carte de secteurs plus ou moins brûlés et pour adapter les techniques de réhabilitation, comme la reconstitution de l'humus avec des enrichissements organiques (composts) ou le reboisement. Finalement, on peut considérer que notre indice de répétition est représentatif de l'état des sols. / The assessment of physico-chemical properties in forest soils affected by fires was evaluated using near infrared reflectance (NIR) spectroscopy coupled with chemometric methods. In order to describe the soil properties, measurements were taken of the total organic carbon on solid phase, the total nitrogen content, the organic carbon and the specific absorbences at 254 and 280nm of humic substances, organic carbon in humic and fulvic acids, concentrations of NH4+, Ca2+,Mg2+, K+ and phosphorus in addition to NIR spectra. Then, a fire recurrence index was defined and calculated according to the different fires extents affecting soils. This calculation includes the occurrence of fires as well as the time elapsed since the last fire. This study shows that NIR spectroscopy could be considered as a tool for soil monitoring, particularly for the quantitative prediction of the total organic carbon, total nitrogen content, organic carbon in humic substances, concentrations of phosphorus, Mg2+, Ca2+ and NH4+ and humic substances UVSA254. Further validation in this field is necessary however, to try and make successful predictions of K+, organic carbon in humic and fulvic acids and the humic substances UVSA280. Moreover, NIR coupled with PLS can also be useful to predict the fire recurrence index in order to determine the spatial variability. Also this method can be used to map more or less burned areas and possibly to apply adequate rehabilitation techniques, like soil litter reconstitution with organic enrichments (industrial composts) or reforestation. Finally, the proposed recurrence index can be considered representative of the state of the soils.