Effect of wildfire on soil physical and chemical properties in a Nothofagus glauca forest, Chile Translated title: Efecto del fuego en las propiedades físicas y químicas en un bosque de Nothofagus glauca en Chile

Abstract

Effects of a wildfire on soil chemical and physical properties in a Nothofagus glauca (Phil.) Krasser forest in the Coastal Mountain Range of south-central Chile were investigated. Response of the soil during the first two years following a wildfire was examined, where data from soil in a burned forest were compared to that in an adjacent, unburned stand. The effects that wildfire have on soil properties in this highly fragmented ecosystem are not well understood, but results from this study suggest similar responses to those found in other mediterranean forest systems. Both physical (bulk density, percent soil moisture, and soil organic matter content) and chemical properties (exchangeable inorganic nitrogen, extractable phosphorus, exchangeable potassium, and soil pH) were examined, and data presented here suggest that soil properties vary in their initial response to fire in this ecosystem. Soil organic matter content and soil moisture decreased following fire and remained lower than values from unburned plots for the duration of the study. Exchangeable potassium increased initially after burning, but values in burned plots decreased with time and by the end of two years were significantly lower than in unburned soil. In turn, extractable phosphorus and soil pH both increased immediately following wildfire and values in burned plots remained significantly higher than unburned plots for the entire measurement period. Exchangeable inorganic nitrogen reached higher levels in soil of burned plots for the autumn measurements (April 1997 and 1998) and lower values in burned plots for the spring measurements (November 1997 and 1998). Soil bulk density remained unchanged following fire. In general, changes in soil properties following fire were greatest at the 0-5 cm layer and more modest at the 5-10 cm sampling depth. These changes were related primarily to oxidation of the detrital layer during fire and concurrent changes in the soil environment following fire (e.g., a reduction in organic matter content of the soil, decreased soil moisture, and increased soil pH). The results of this study have implications for the productivity and sustainable management of the native forest remnants that remain in this region

Translated abstract

Se investigó el efecto de un incendio forestal sobre las propiedades físicas y químicas de un bosque de Nothofagus glauca (Phil.) Krasser en la zona costera de la zona centro sur de Chile. Durante los dos primeros años después de ocurrido el incendio, se comparó la respuesta de ese suelo con otro de las mismas características, pero por donde no pasó el fuego, ubicado en forma adyacente. A pesar de que el efecto del fuego en las propiedades del suelo en este ecosistema altamente fragmentado son poco conocidas, ellas son comparables a otros ecosistemas forestales de zonas mediterráneas. Se examinaron tanto las propiedades físicas (densidad aparente, porcentaje de humedad y contenido de materia orgánica) como las químicas (nitrógeno inorgánico intercambiable, fósforo extraíble, potasio intercambiable y pH del suelo). La información recogida sugiere que las propiedades del suelo en el ecosistema varían en su respuesta inicial. El contenido de materia orgánica y la humedad del suelo decrecen después del incendio y se mantienen en valores menores que en el sector no quemado, al menos en el tiempo de duración de este estudio. El potasio intercambiable inicialmente se incrementa después del incendio, pero luego decrecen con el tiempo y al final de dos años los valores son significativamente menores que en el sector no quemado. En cambio, tanto el fósforo intercambiable como el pH del suelo se incrementan inmediatamente después del incendio y permanecen en valores significativamente más altos que en el sector no quemado durante todo el tiempo de duración del estudio. El nitrógeno inorgánico intercambiable alcanza niveles más altos en el sector quemado en las mediciones de otoño (abril de 1997 y 1998) y valores más bajos en las realizadas en primavera (noviembre de 1997 y 1998). La densidad se mantiene sin variaciones en forma posterior al incendio. En general, después de ocurrido el incendio los cambios en las propiedades del suelo fueron más grandes en la capa de 0-5 cm de profundidad y más modestos en la de 5-10 cm. Estos cambios, durante el incendio se relacionaron principalmente con la combustión/oxidación de la capa superficial del suelo (horizonte A) y en forma posterior con los cambios simultáneos en el ambiente (e.g., una reducción en el contenido de materia orgánica del suelo, disminución de la humedad del suelo y aumento del pH del suelo). Los resultados de este estudio tienen implicancias para la productividad y sustentabilidad del manejo de los remanentes de bosque nativo que aún quedan en esta región