Wildfires, soil carbon balance and resilient organic matter in Mediterranean ecosystems. A review Los incendios forestales, el balance de carbono en el suelo y la materia orgánica resiliente en ecosistemas mediterráneos. Una revision Incêndios florestais, balanço do carbono no solo e matéria orgânica resiliente em ecossistemas mediterrânicos. Uma revisâo

• Published in: Spanish journal of soil science Vol. 2; no. 2
• Main Authors: Gonzalo Almendros, Francisco Javier González-Vila
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Frontiers Media S.A 01.07.2012
• Subjects: burnings; Humic substances; impacto térmico; queimadas; quemas; secuestro de carbono en el suelo; sequestro de carbono no solo; soil carbon sequestration; Substâncias húmicas; Sustancias húmicas; thermal impact
• ISSN: 2253-6574; 2253-6574
• DOI: 10.3232/SJSS.2012.V2.N2.01

A review of the effects of wildfires on Mediterranean soils was carried out with special emphasis on the biogeochemical processes involved in soil C sequestration. Modifications to the composition and properties of soil humic substances and related resilient C-forms in soil resulting from fires were also discussed. The systematic effects of fires on soil organic matter (SOM) mainly involve changes to its solubility and colloidal properties, selective thermal degradation, structural condensation and the cyclization of soil C and N-forms. These effects represent an increase in the biogeochemical stability and chemical diversity of the SOM after the thermal generation of structures that are not found in soils unless they are affected by fire. Non-systematic effects also depend on local environmental constraints and on the great differences in fire intensities and propagation patterns. The effects of fire were also discussed, taking advantage of the results of laboratory simulation experiments. This approach is indispensable for differentiating fire intrinsic effects on soil from those produced by fire-induced inputs of charred necromass and the subsequent effects of soil erosion. In some cases, the characteristic properties acquired by post-fire soils can be explained in terms of molecular-level features of humic substances and, in particular, those concerning resistance to biodegradation, cation exchange capacity, N-availability, soil water repellence and aggregate stability.   En este trabajo se lleva a cabo una revisión sobre los efectos de los incendios forestales en los suelos mediterráneos, con especial énfasis sobre sus efectos en los procesos biogeoquímicos de acumulación o secuestro de C en el suelo. Asimismo, se revisan los efectos de los incendios sobre la composición y propiedades de las sustancias húmicas y otras formas resilientes de C en el suelo. Las principales efectos sistemáticos del fuego sobre la materia orgánica incluyen cambios en su solubilidad y propiedades coloidales, así como degradación térmica selectiva, condensaciones estructurales y ciclación de formas de C y N en el suelo. Estos efectos, en conjunto, se consideran responsables del aumento en la diversidad química de la materia orgánica debido a la generación térmica de nuevos compuestos inexistentes en los correspondientes suelos no afectados por el fuego. Además de ello, deben considerarse los efectos no sistemáticos del fuego, que dependen de las condiciones ambientales locales y la amplia diversidad de los tipos de incendios. También se discuten los resultados de estudios sobre efectos del fuego en experimentos de simulación en laboratorio, que constituyen una aproximación experimental indispensable para diferenciar los efectos intrínsecos de los incendios en el suelo de aquellos producidos por aportes de necromasa carbonizada. Finalmente, se revisan los efectos del fuego en la estructura molecular de las sustancias húmicas, que pueden ser asociadas con cambios en las propiedades de los suelos, en particular respecto a la resistencia a la biodegradación, capacidad de intercambio catiónico, disponibilidad de N, repelencia al agua y estabilidad de los agregados del suelo. Neste estudo faz-se uma revisão dos efeitos dos incêndios florestais nos solos mediterrânicos dando particular enfase aos efeitos nos processos biogeoquímicos de acumulação e sequestro de C no solo. Por outro lado, revem-se os aspectos relacionados com os efeitos dos incêndios sobre a composição e propriedades das substâncias húmicas e outras formas resilientes de C no solo. Os principais efeitos sistemáticos do fogo sobre a matéria orgânica incluem alterações da sua solubilidade e propriedades coloidais, bem como degradação térmica selectiva e condensação e ciclagem das formas de C e N no solo. Estes efeitos representam um aumento da estabilidade biogeoquímica e da diversidade química da matéria orgânica do solo devido à formação térmica de novas estruturas e compostos inexistentes nos solos não afectados pelos fogos. Para além disso, consideram-se os efeitos não-sistemáticos dos fogos, que dependem das condições ambientais locais bem como da grande diferença de intensidade dos fogos e padrões da sua propagação. Apresentam-se também resultados sobre o efeito dos fogos em ensaios de simulação laboratorial, que constituem uma abordagem experimental indispensável para distinguir os efeitos intrísecos dos incêndios dos produzidos devido a inputs no solo de necromassa carbonizada. Finalmente, faz-se uma revisão dos efeitos do fogo na estrutura molecular das substâncias húmicas associados a alterações nas propriedades do solo, particularmente no que se refere à resistência à biodegradação, capacidade de troca catiónica, disponibilidade de N, caracteristícas hidrofóbicas e estabilidade dos agregados do solo.