FLAMMA, 4 (3), 166-170, 2013 ISSN 2171 - 665X CC Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License Evaluación de los cambios producidos en el suelo a corto y medio plazo debido a un incendio forestal en el pinar de Tenerife (Islas Canarias, España) Evaluation of changes in soil in the short and medium term due to a forest fire in the pine forest of Tenerife (Canary Islands, Spain) A. Hernández , N. Rodríguez , J. Notario, C.D. Arbelo, A. Rodríguez-Rodríguez (*) Departamento de Edafología y Geología, Universidad de la Laguna, Ava. Astrofísico Francisco Sánchez s/n, 38204, La Laguna, Tenerife, España *Corresponding author: antororo@ull.es Keywords Canarian pine forest Soil biochemistry Soil chemistry Soil respiration Water repellency Palabras clave Bioquímica de suelos Hidrofobicidad Pinar canario Química de suelos Respiración del suelo Abstract Forest fires lead to important changes in soil properties, which sometimes are non-reversible. In the Canary Islands, fires burn mainly Canarian pine (Pinus canariensis) forests. This work evaluates the impact and evolution of some relevant physico-chemical and biological properties in burned soils affected in an area under Canarian pine forest in the NW of Tenerife. Four sites with different understory composition were selected, together with similar, unaffected neighboring areas as controls. In these areas, soil samples were gathered periodically (four times in each plot), along a period ranging between three months and three years after the fire. Samples were analyzed for different physico-chemical and biological parameters. The results showed increases in burned areas for pH, EC1: 5 and NH4+-N three months after the fire, without differences in further samplings. Increases were also found for the oxidizable carbon (Cox), total nitrogen (Ntot) available cations, and water repellency. Furthermore, a considerable increase in soil respiration in the area affected by the fire was observed in the first sampling. However, this zone is also characterized by an initial decrease in the microbial biomass-linked organic C, and some enzymatic activities, particularly the phosphomonoesterase. In time, the enzymatic activities studied recovered progressively, without reaching the values measured at unburned areas. Resumen Los incendios forestales producen modificaciones importantes en las propiedades del suelo, a veces irreversibles. En Canarias, los incendios afectan principalmente al pinar canario (Pinus canariensis). El objetivo de este trabajo es evaluar el impacto y la evolución de algunas propiedades físico-químicas y biológicas relevantes en suelos afectados por un incendio ocurrido en el área ocupada por el pinar canario en el NO de la isla de Tenerife. Se seleccionaron cuatro localidades con diferente composición del sotobosque, y en cada una de ellas, una zona afectada por el incendio y otra similar no afectada, a modo de control. En ellas se tomaron muestras de suelo periódicamente, hasta cuatro veces en cada parcela, a lo largo del período comprendido entre los 3 meses y 3 años después del incendio. En las muestras se analizaron diversos parámetros físico-químicos y biológicos. Los resultados mostraron aumentos en las zonas afectadas por el fuego para el pH, la C.E.1:5 y el NH4+-N a los tres meses después del incendio, sin observarse diferencias en muestreos posteriores. También se hallaron aumentos en esta zona para el carbono oxidable (Cox), nitrógeno total (Ntot), cationes asimilables, y en la repelencia al agua. Asimismo, se observó un incremento considerable de la respiración del suelo en la zona afectada por el incendio en el primer muestreo. Sin embargo, esta zona se caracterizó asimismo por un descenso inicial del C ligado a la biomasa microbiana, así como de diversas actividades enzimáticas, particularmente la fosfomonoesterasa. Con el tiempo, las actividades enzimáticas tendieron a recuperarse, pero sin alcanzar los valores de las zonas control. Received: 18 March 2013 | Accepted: 20 May 2013 166 FLAMMA | Vol. 4 | 3 | 166-170 1 al., 2006). Debido a las altas pendientes, los suelos son Leptosoles, en ocasiones háplicos (localidad A) y en otras vítricos (el resto) (IUSS Working Group WRB, 2006). La vegetación está dominada por pino canario (Pinus canariensis), con sotobosque de composición variable en cada localidad de estudio. En éstas, también se seleccionó a modo de control, una zona adyacente sin historial de fuego, pero con características similares. El muestreo se llevó a cabo a profundidades entre 0 y 15 cm y se tomaron a los tres meses del incendio (antes de las primeras lluvias), a los siete meses (después de las primeras lluvias), dos años y tres años. INTRODUCCIÓN Los incendios forestales son un fenómeno frecuente en España y por ello han recibido gran atención en los últimos años, ya que son responsables de destruir la cubierta vegetal, favoreciendo la aparición de los procesos erosivos del suelo y la pérdida de nutrientes (Fernández et al., 2007). La degradación del suelo consecuente produce modificaciones importantes en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo (Acea & Carballas, 1996; González-Pérez et al., 2004), que en ocasiones son irreversibles. En Canarias, la mayoría de los incendios no son de importancia, pero algunos causan grandes daños y devastan extensas superficies, lo cual puede ser debido principalmente a la abrupta orografía insular así como a la existencia de largos periodos de sequía en el piso bioclimático mesocanario seco, donde se halla la mayor parte de los pinares canarios (Del Arco et al., 1992). El pino canario (Pinus canariensis), no obstante, muestra tolerancia al fuego, ya que se mantiene vivo tras los incendios y rebrota rápidamente (Del Arco et al., 1992), gracias a su corteza, capaz de aislar los tejidos vivos, los cuales disponen de las reservas energéticas necesarias para rebrotar (Climent et al., 2004 Fernándes et al., 2008). Esto permite una pronta recuperación de los ecosistemas afectados por los incendios, pero a pesar de ello, los incendios están vinculados a la degradación de los suelos en Canarias (Rodríguez-Rodríguez et al., 1998). 3.2 LABORATORIO 2 4 Las muestras de suelo fueron secadas al aire y tamizadas por 2 mm. Las propiedades analizadas incluyeron el pH (relación suelo:solución 1:2.5, en H2O y KCl 1N), la conductividad eléctrica (extracto acuoso 1:5) (C.E.1:5) (Porta et al., 1986), el carbono orgánico oxidable (Corg) (Walkley & Black, 1934), el nitrógeno total (Ntot) (Benton2+ 2+ + + Jones, 1991), Ca , Mg , Na y K asimilables (Bower et al., 4+ 1952), el P asimilable (Olsen et al., 1954), NH -N (Bremmer & Keeney, 1965), la capacidad de retención de agua (Richards, 1980), la granulometría (Gee & Bauder, 1986), la estabilidad de los agregados (Bartoli et al., 1991), la respiración del suelo (Guitan & Carballas, 1976), el carbono de la biomasa (Vance et al., 1987), la actividad ureasa (Kandeler & Gerber, 1988) y la actividad fosfomonoesterasa (Tabatai & Bremmer, 1969). OBJETIVOS El objetivo de este trabajo es determinar el impacto producido en las propiedades físico-químicas y biológicas del suelo, producidas por un incendio natural no controlado ocurrido en la zona ocupada por vegetación de pinar en el norte de Tenerife, así como su evolución natural a corto y medio plazo. 3 3.1 RESULTADOS Y DISCUSIÓN La evolución de las propiedades físico-químicas y bioquímicas de las muestras quemadas y las muestras controles se muestran en la Tabla 1. La mayoría de las propiedades físico-químicas analizadas mostraron cambios inmediatamente después del incendio y diferente evolución dependiendo de la propiedad analizada. Así, se puede señalar con carácter general que se han producido 4+ aumentos en el pH y en C.E.1:5 y en NH -N, en todas las localidades estudiadas, si bien estos cambios desaparecen en el segundo muestreo. También se encuentran aumentos de los cationes asimilables en las muestras 2+ afectadas por el incendio, destacando el Ca . El P asimilable presentó en promedio un aumento a favor de las muestras afectadas en el primer muestreo, si bien variable entre las diferentes localidades, expresado por el elevado error típico observado. Todas las localidades presentan suelos francos o francoarenosos, sin cambios METODOLOGÍA MUESTREO Para este estudio se seleccionaron cuatro localidades situadas en la zona de pinares del norte de Tenerife, el cual fue afectado por el gran incendio del verano de 2007. Las localidades A y B se sitúan en el piso bioclimático Mesomediterráneo subhúmedo, la C en el tránsito entre el Meso- y Submediterráneo seco y la D en el tránsito entre el Termo- y Mesomediterráneo subhúmedo (Del Arco et 167 FLAMMA | Vol. 4 | 3 | 166-170 Tabla 1Propiedades fisicoquímicas y biológicas de las muestras a distintos tiempos de muestreos Promedios y error típico (valor medio ± error típico). Propiedad pH (H2O) pH (KCl) C.E.1:5 (dS m-1) Corg (g kg-1) N (g kg-1) Ca2+ ( cmolc Kg-1) Mg2+ ( cmolc Kg-1) Na+ ( cmolc Kg-1) K+ ( cmolc Kg-1) NH4+-N ( cmolc Kg-1) P (mg kg-1) pF 33 KPa (g H2O kg-1) pF 1500 KPa (g H2O kg-1) Agregados estables. (%) Respiración (mg CO2 kg-1) C biomasa (mg kg-1) Ureasa (µmoles NH4+ g-1 h-1) Fosfomonoesterasa (µmoles p-nitrophenol g-1 h-1) Tiempo (meses) Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado Control Quemado 3 6.8 ± 0.1 7.3 ± 0.3 5.9 ± 0.2 6.8 ± 0.3 0.11 ± 0.03 0.45 ± 0.06 44.1 ± 24.7 53.0 ± 12.5 2.1 ± 1.2 2.5 ± 0.2 9.5 ± 3.9 23.0 ± 4.8 3.0 ± 2.0 4.9 ± 0.9 0.5 ± 0.3 0.9 ± 0.2 0.8 ± 0.2 1.5 ± 0.1 1.7 ± 0.3 3.1 ± 0.2 38.4 ± 16.37 62.4 ± 23.9 410 ± 86 427 ± 60 116 ± 41 110 ± 22 76 ± 8 80 ± 5 80 ± 29 123 ± 21 240 ± 46 157 ± 34 3.2 ± 0.8 2.0 ± 0.4 7.0 ± 3.8 2.9 ± 1.32 168 7 7.0 ± 0.2 6.8 ± 0.2 5.6 ± 0.3 5.6 ± 0.2 0.08 ± 0.02 0.10 ± 0.02 29.7 ± 11.8 38.0 ± 15.4 1.1 ± 0.4 1.6 ± 0.4 7.1 ± 1.8 7.4 ± 2.4 2.2 ± 0.9 2.2 ± 0.6 0.5 ± 0.2 0.5 ± 0.1 1.8 ± 0.3 1.9 ± 0.2 0.5 ± 0.1 1.0 ± 0.3 36.7 ± 7.7 37.6 ± 9.1 358 ± 4 381 ± 37 116 ± 24 125 ± 18 60 ± 13 72 ± 4 40 ± 11 57 ± 18 133 ± 57 111 ± 13 3.3 ± 0.6 1.2 ± 0.2 5.8 ± 2.9 4.3 ± 1.1 23 6.8 ± 0.0 6.9 ± 0.2 5.5 ± 0.1 5.6 ± 0.4 0.09 ± 0.02 0.09 ± 0.02 35.7 ± 12.5 36.8 ± 8.9 1.3 ± 0.5 1.5 ± 0.2 7.8 ± 1.8 10.4 ± 3.1 3.1 ± 1.2 3.5 ± 1.3 0.6 ± 0.2 0.4 ± 0.1 1.1 ± 0.2 1.4 ± 0.3 0.7 ± 0.1 0.8 ± 0.1 15.2 ± 3.4 18.3 ± 8.9 339 ± 48 367 ± 56 137 ± 34 145 ± 24 53 ± 4 59 ± 11 55 ± 16 39 ± 9 203 ± 46 158 ± 26 2.9 ± 0.8 2.1 ± 0.7 6.5 ± 3.7 2.9 ± 0.9 34 6.9 ± 0.4 7.0 ± 0.2 5.7 ± 0.4 5.6 ± 0.1 0.11 ± 0.03 0.12 ± 0.05 36.3 ± 14.1 40.6 ± 14.7 1.9 ± 0.8 1.6 ± 0.4 10.8 ± 3.4 12.7 ± 3.5 3.2 ± 1.8 2.9 ± 1.1 0.6 ± 0.2 0.7 ± 0.2 1.1 ± 0.2 1.4 ± 0.3 0.6 ± 0.1 0.7 ± 0.2 35.4 ± 11.4 27.5 ± 15.6 338 ± 27 377 ± 76 113 ± 15 127 ± 27 66 ± 9 72 ± 4 33 ± 10 35 ± 11 151 ± 33 154 ± 30 2.4 ± 0.7 1.9 ± 0.5 5.7 ± 3.2 2.4 ± 0.4 FLAMMA | Vol. 4 | 3 | 166-170 significativos en las fracciones granulométricas atribuibles al incendio o al transcurso del tiempo. Asimismo, la capacidad de retención de agua a capacidad de campo y en el punto de marchitamiento no presenta diferencias importantes entre las muestras control y las afectadas, ni a lo largo del tiempo. biológicos se encontraron diferencias iniciales entre la zona afectada por el incendio y la control, que fueron disminuyendo temporalmente; pero en las actividades enzimáticas, las diferencias aún continuaban presentes a los tres años del incendio. REFERENCIAS En las muestras afectadas se observa un aumento en el contenido de carbono orgánico y nitrógeno total, provocando una mejora de las propiedades del suelo y por lo tanto una recuperación del ecosistema hasta condiciones similares a las que existían antes del incendio. Esta recuperación ya se puede observar en el segundo muestreo en muchas de las propiedades estudiadas, como es el caso del pH, la C.E.1:5 y los cationes cambiables. Acea MJ, Carballas T. 1996. 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Effects of wildfire, El fuego también causó un descenso inicial del carbono de la biomasa microbiana y de las actividades enzimáticas, en donde destaca la fosfomoesterasa, mientras que la respiración del suelo se incrementó considerablemente, resultados que están de acuerdo con los obtenidos por otros autores (Basanta et al., 2002). Con el tiempo, la actividad enzimática tendió a recuperarse, presentando valores diferentes en los distintos muestreos, pero sin llegar a recuperarse del todo a los 3 años después del incendio, lo que coincide con otras investigaciones que mostraron que el efecto del incendio sobre la microbiota edáfica podía persistir incluso 5 años después del incendio (Barreiroet al., 2010; Díaz-Raviña et al.,2006) Por último, la magnitud del impacto de cada una de las propiedades del suelo estudiadas dependió en la mayoría de los casos de la localización, ya que se observó un elevado error típico en la mayoría de las propiedades. En este sentido, la localidad D es la que se diferencia en mayor medida del resto, tanto en las muestras controles como en las muestras afectadas por el incendio. De esta forma, se encuentra en esta localidad niveles mayores de Corg y Ntot, respiración del suelo, carbono de la biomasa, así como las actividades enzimáticas. 5 CONCLUSIONES En este estudio se han determinado varios parámetros físico-químicos y biológicos y su evolución temporal en los suelos bajo pinar del norte de Tenerife, afectados por un incendio forestal. A pesar de que los resultados mostraron variaciones entre las localidades de estudio para la mayoría de los parámetros, se encontraron diferencias significativas en los parámetros físico-químicos del suelo, desapareciendo a corto plazo. En los parámetros 169 FLAMMA | Vol. 4 | 3 | 166-170 salvage logging and slash treatments on soil degradation. Land Degradation and Development 18: 591- 607. Gee GW, Bauder JW. 1986. Particle size-analysis. In: Klute A. 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