Publicada por la Sociedad Española de la Ciencia del Suelo
Volumen 6. Diciembre 1999. pág 27-35.
ALTERACIONES PRODUCIDAS POR UN INCENDIO FORESTAL EN EL SUELO DE UNA REPOBLACION DE Pinus radiata.
E. Marcos, R. Tárrega, y E. de Luis-Calabuig.
Area de Ecología. Facultad de Biología. Universidad de León. 24071 León.
Dentro de los países de la cuenca mediterránea, España ocupa uno de los primeros lugares en cuanto a superficie quemada por el fuego. Asturias se considera como una región de alto riesgo de incendios, la mayoría de ellos causados por neglicencias graves, de las cuales en algunos casos se puede afirmar que existe cierta intencionalidad (Prieto, 1989). En esta región una gran parte de los incendios se producen en repoblaciones monoespecíficas como las de Pinus radiata, una de las que mayor grado de siniestralidad presentan.
El efecto del fuego en las propiedades físicas y químicas de los suelos forestales puede variar de nulo a profundo dependiendo del tipo de suelo, del contenido de humedad del mismo, de la intensidad y duración del fuego, de la cantidad de material vegetal consumido y de las condiciones climáticas tras el incendio (Chandler et al., 1983; Sanroque et al., 1985). El incremento en la disponibilidad de nutrientes que se detecta tras el fuego se debe a la deposición de las cenizas, al calentamiento y a los cambios post-fuego que incrementan las tasas de mineralización (Raison, 1979).
El estudio de las propiedades del suelo es necesario para conocer cómo y en qué medida el fuego afecta a nuestros ecosistemas forestales con el fin de establecer planes de gestión para minimizar los daños producidos.
Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es analizar el impacto de un incendio sobre el suelo de una repoblación de Pinus radiata, comparando los efectos del fuego en dos tramos contiguos, uno con arbolado y otro que había sido talado antes del incendio.
La zona de estudio se encuentra situada en el municipio de Salas, provincia de Asturias (U.T.M.: 29TQJ214172), a una altitud de 490 m. Los suelos se han desarrollado sobre areniscas feldespáticas del Cámbrico Inferior (IGME, 1977) y se clasifican como Cambisoles húmicos (Forteza et al., 1987). La vegetación de la zona es un pinar de repoblación de Pinus radiata con un sotobosque formado por Ulex europaeus, Pteridium aquilinum y Arrhenatherum elatius. El clima de la zona es de tipo atlántico (europeo) según Rivas-Martínez et al. (1987). La precipitación media anual es de 1265 mm y la temperatura media anual de 13,6C. La orientación de la zona es E, con una pendiente del 40%.
La zona de estudio se quemó el 10 de Enero de 1993 por un fuego de matorral que permaneció 36 horas activo y afectó un área de 110 Ha. En el área quemada se recogieron 5 muestras de suelo bajo pinar y otras 5 muestras en una parcela contigua a la anterior, en la cual se había talado el arbolado antes del incendio. A su vez se tomaron 5 muestras de suelo en una zona próxima sin quemar ni talar que se consideró como control. El muestreo se realizó a dos profundidades: 0-2 cm y 2-5 cm, por ser los más afectados por el fuego y dónde se producen los principales cambios. Los muestreos fueron realizados a los 17 días, y a los 10 y 24 meses después de la quema. Las muestras de suelo fueron secadas al aire y pasadas por un tamiz de 2 mm de luz de malla. En ellas se determinó: pH en agua (1:2,5), carbono orgánico (método de Walkley-Black, 1934), nitrógeno total por el método Kjeldahl (Bremmer y Mulvaney, 1982), capacidad de intercambio catiónico (CIC) (cloruro de bario-trietanolamina a pH=8,2) según el método de Peech et al. (1947), fósforo asimilable (método Olsen et al., 1954) y cationes solubles en agua (1:50). Simultáneamente a la recogida de suelo, se tomaron aleatoriamente en cada una de las parcelas 10 muestras de cenizas y restos carbonizados depositados en la superficie, evitando la mezcla con el suelo. Las muestras de cenizas de cada parcela fueron mezcladas para lograr una muestra común, secadas al aire y pasadas por un tamiz de 1 mm, de manera que se consideraron cenizas al material que pasaba a través del tamiz y al resto se le denominó restos parcialmente carbonizados (Moreno y Oechel, 1991). Las cenizas obtenidas se homogeneizaron para su posterior análisis. En dichas muestras se determinó el pH y el contenido de carbono, nitrógeno total, fósforo asimilable y cationes solubles. Los análisis se realizaron por triplicado, utilizándose una dilución 1:50.
Los resultados obtenidos se compararon mediante análisis de varianza (ANOVA) de dos vías (parcelas y capas) para determinar la existencia de diferencias estadísticamente significativas entre las parcelas quemadas y el control, y entre las capas superficial y subsuperficial. Previamente, las variables expresadas en porcentajes fueron transformadas mediante transformación angular (arc sen x) y las demás mediante transformación logarítmica (y = log x + 0.001).
La cantidad y composición de las cenizas producidas tras el incendio difiere en ambas parcelas. Así, el porcentaje de cenizas producido en la parcela arbolada-quemada fue de un 67,5 % frente a un 32,4% de restos parcialmente carbonizados, mientras que para la parcela talada-quemada se encontró un 86,09% de cenizas y un 13,9% de restos parcialmente carbonizados. Esto es debido a la situación que presentaban ambas parcelas antes del incendio. Así, en la parcela arbolada existía una gran acumulación de hojarasca, con un espesor de 10-20 cm, llegando en algunos casos a 50 cm, mientras que en la parcela talada, debido a la remoción de la madera, gran parte de estos restos fueron eliminados, lo que tuvo una gran influencia sobre el comportamiento del incendio, en concordancia con lo indicado por Marcos (1997). En cuanto a su composición química (Tabla 1) las cenizas de la parcela arbolada se caracterizaron por un elevado contenido en carbono, y una mayor concentración de P, K y Na que la parcela talada, mientras que en las cenizas de esta última la concentración en Ca y Mg fue mayor. Los valores de pH encontrados en las cenizas de ambas parcelas fueron más bajos que los citados por otros autores, cuyos valores oscilaron entre 9 y 12 (Sampson, 1944; Petersen, 1970; Soto y Díaz-Fierros, 1993). De acuerdo con lo expuesto por Raison (1979) las diferencias encontradas en la composición química de las cenizas son debidas a la composición del material quemado y a las condiciones de la quema. Y el hecho de que aparezcan cenizas negras en ambas parcelas podría deberse a que la combustión estuvo inhibida y, por lo tanto, presentan materia orgánica residual.
La mayor modificación en los parámetros químicos del suelo afectado por el fuego tiene lugar en el contenido de carbono. El porcentaje de carbono disminuye en la capa superficial de ambas parcelas en comparación con las muestras control (Fig. 1), aunque en ningún caso las diferencias son estadísticamente significativas. No se detectaron cambios en la capa subsuperficial. Esta reducción puede ser debida en parte a la destrucción de la hojarasca y a las diferencias previas entre la zona control y la quemada debido a la heterogeneidad del suelo. A lo largo del tiempo se observa un incremento de carbono muy patente en la parcela arbolada a los diez meses del incendio, que puede ser parcialmente debido al incremento de cobertura de la vegetación (Smith, 1970), ya que las raíces de herbáceas y leguminosas añaden materia orgánica al suelo (Biswell, 1983). En la parcela talada este incremento es menor. A los 24 meses, el contenido de carbono permanece por debajo de los niveles del control en los dos primeros centímetros.
Inmediatamente después del incendio, se observó una pequeña disminución, estadísticamente no significativa, del nitrógeno total en la parcela arbolada y ningún cambio en la talada (Fig. 1), pero estas pérdidas no fueron proporcionales a las de la materia orgánica, en concordancia con lo observado por Christensen (1973) en quemas de chaparral. Las variaciones en el contenido de nitrógeno total a lo largo del tiempo siguen los cambios observados en la materia orgánica en la parcela arbolada, apreciándose un incremento en la capa superficial, mientras que en la capa subsuperficial no se produce hasta el segundo año. A los 24 meses los valores de nitrógeno son semejantes en ambas parcelas y capas estudiadas, y similares al suelo no quemado. Según comenta De Lillis (1993), a lo largo del tiempo, el contenido de nitrógeno en los suelos quemados tiende a incrementar o disminuir y estas variaciones parecen estar ligadas a la abundancia de herbáceas perennes.
Los valores de pH no fueron prácticamente modificados por el fuego, y solamente se detectó un pequeño incremento en la parcela talada (Fig. 1). Diversos autores (DeBano y Conrad, 1978; Díaz-Fierros et al., 1982; Stednick et al., 1982; Wilbur y Christensen, 1983) señalan que en quemas de baja intensidad no se detectan variaciones de pH o, si se detectan, estas son muy pequeñas. En este caso ni la cantidad ni la composición de las cenizas fueron suficientemente importantes para producir modificaciones de pH en el suelo. El mayor valor de este parámetro se alcanza en los diez primeros meses tras el fuego, manteniéndose en el caso de la parcela arbolada y disminuyendo en la talada durante el segundo año. Con el tiempo el pH se aproxima al de los suelos control. Sólo se detectaron diferencias estadísticamente significativas en la capa superficial entre la parcela control y las quemadas a los diez meses del incendio. No se detectaron diferencias entre 0-2 y 2-5 cm en ningún caso.
La CIC se incrementa después del incendio en la capa superficial en ambas parcelas, aunque no se observaron variaciones en la capa subsuperficial (Fig. 1). El hecho de que la parcela control tuviera una CIC muy baja puede estar relacionado con la dificultad de que se produzca intercambio catiónico en zonas de pH muy ácido y un suelo fundamentalmente arenoso (Marcos, 1997). A los diez meses se detecta un fuerte incremento de la CIC en la parcela arbolada, que coincide con los valores máximos de materia orgánica. A los 24 meses la CIC presenta valores superiores a los suelos no quemados en ambas parcelas y en ambas capas, aunque las diferencias no son estadísticamente significativas.
Tras el incendio el contenido de fósforo asimilable es menor que en los suelos control en la capa superior de ambas parcelas, pero se observó un ligero incremento de este parámetro en la capa subsuperficial (Fig. 1), aunque estas diferencias no son significativas. La causa de que el contenido de fósforo asimilable sea más bajo después del incendio podría estar relacionado con las lluvias que tuvieron lugar tras el mismo y que han producido un lavado hacia el interior del suelo. En la parcela arbolada no se observaron variaciones hasta los 24 meses, en que incrementó su contenido. Sin embargo, en la talada hubo un incremento a los diez meses. A los 24 meses los valores detectados fueron semejantes a los encontrados en la parcela control. En ningún caso se detectaron diferencias estadísticamente significativas.
Inmediatamente después del incendio se observó una disminución en el contenido de potasio y magnesio, estadísticamente significativo, un aumento, aunque no significativo, en la concentración de calcio y ninguna variación en el contenido de sodio en ambas parcelas (Fig. 2) al comparar con los valores de la zona no quemada. Durante los primeros meses después del incendio se produjo un lavado de cationes tal como indican Lewis (1974), Kutiel y Naveh (1987) y Carreira y Niell (1995), favorecido por el hecho de que se trate de suelos muy arenosos (Allen et al., 1969) y por la abundante precipitación caída durante el primer año (1269,8 mm). Esta disminución continuó durante el segundo año pero no de manera tan acentuada y solamente el sodio incrementó ligeramente su concentración en este período. A los 24 meses calcio y sodio presentaron valores semejantes al control, mientras que el contenido de potasio y magnesio fue más bajo que el control, tal y como también señalan Bará y Vega (1983) en plantaciones de Pinus radiata.
Las principales alteraciones en el suelo, inmediatamente después del incendio, se produjeron en los dos primeros centímetros del suelo, no detectándose prácticamente cambios en la capa de 2-5 cm. Disminuyó el contenido de carbono, fósforo asimilable y potasio y magnesio solubles. Sin embargo, estos cambios no pueden ser solamente atribuidos al incendio sino también a la propia heterogeneidad del suelo y a los cambios ambientales que se producen tras el mismo, ya que el incendio que afectó dicha zona puede ser considerado de baja intensidad por los restos vegetales que quedaron sin consumir y las cenizas negras que se formaron. La evolución de las propiedades químicas en los 24 meses siguientes, se caracterizó por un incremento en el contenido de nutrientes durante el segundo año, de manera que se alcanzaron valores semejantes a los detectados en el suelo no quemado. Además, cabe destacar la rápida regeneración vegetal que se produce en la zona, presentando a los dos años de estudio una cobertura de un 70% (Marcos, 1997), la cual ayuda a frenar las pérdidas de nutrientes.
A nivel de cambios en las características del suelo y comparando ambas parcelas, se observa que el estado que presentaban antes de la quema no influye en los efectos inmediatos del fuego sobre el suelo, aunque sí en el contenido en cenizas. En cuanto a su patrón de comportamiento a lo largo del tiempo, sí se producen diferencias entre las mismas para la mayoría de los parámetros analizados.
En conclusión se puede decir que este tipo de incendio no produce graves alteraciones en el ecosistema, ya que el suelo permanece desnudo durante un período corto de tiempo, pero en el caso de que la regeneración vegetal fuera lenta y teniendo en cuenta las fuertes precipitaciones y pendientes de la zona, sí que se produciría una fuerte degradación del suelo, lo que plantearía la necesidad de una rápida intervención para evitarlo.
Agradecimientos: Los autores desean agradecer al Dr. Giovannini, del Istituto per la Chimica del Terreno (Pisa, Italia) su colaboración en este trabajo. Estas investigaciones han sido financiadas por la FICYT (Principado de Asturias).
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