Les feux de forêt de faible gravité ont plus d'impact sur les sols que prévu

Anonim

Les scientifiques et les gestionnaires des ressources supposent depuis longtemps que les feux de végétation de faible gravité et les brûlages dirigés sont inoffensifs pour les sols, mais cela n’est peut-être pas le cas, selon de nouvelles recherches.

Selon deux nouvelles études réalisées par une équipe de l’Université de Californie, Merced (UCM) et du Desert Research Institute (DRI), des brûlures de faible gravité - dans lesquelles le feu se déplace rapidement et la température du sol ne dépasse pas 250 ° C - causent des dommages. à la structure du sol et à la matière organique d'une manière qui n'est pas immédiatement apparente après un incendie.

"Lorsque vous avez un feu de haute gravité, vous brûlez la matière organique du sol et l'impact est immédiat", a déclaré Teamrat Ghezzehei, Ph.D., chercheur principal des deux études et professeur agrégé de physique des sols environnementaux à l'UCM.. "Dans un feu de faible intensité, la matière organique ne brûle pas et il n’ya pas de destruction visible tout de suite. Mais la combustion affaiblit la structure du sol, et à moins de revenir plus tard et de regarder attentivement le sol, vous ne remarquerez pas les dégâts. "

Markus Berli, chercheur DRI, professeur associé de recherche en sciences de l'environnement, s'est intéressé à l'étude de ce phénomène lors d'une visite dans une zone brûlée près d'Ely (Nevada) en 2009, où il a observé qu'un feu de faible intensité prescrit avait causé des dommages à la structure du sol dans la zone brûlée. Lui et plusieurs collègues de DRI ont mené une étude de suivi sur une autre brûlure contrôlée dans la région, et ont découvert que la structure du sol qui semblait se dégager immédiatement après un incendie mais se détériorait au cours des semaines et des mois suivants. Berli a ensuite fait équipe avec Ghezzehei et une équipe de l'UCM, dont l'étudiant diplômé Mathew Jian et le professeur associé Asmeret Asefaw Berhe, Ph.D., pour approfondir leurs recherches.

Le sol est constitué de grosses et de petites particules minérales (gravier, sable, limon et argile) liées entre elles par des matières organiques, de l'eau et d'autres matériaux pour former des agrégats. Lorsque les agrégats de sol sont exposés à de graves incendies, la matière organique brûle, altérant la structure physique du sol et augmentant le risque d'érosion dans les zones brûlées. Dans les zones de brûlage de faible gravité où la matière organique ne subit pas de pertes significatives, l’équipe s’est demandé si la structure du sol était dégradée par un autre processus, comme l’ébullition de l’eau contenue dans les agrégats de sol?

Dans une étude publiée dans AGU Geophysical Research Letters en mai 2018, l'équipe UCM-DRI a étudié cette question en utilisant des échantillons de sol d'une forêt non brûlée du comté de Mariposa, en Californie, et des broussailles non brûlées du comté de Clark. des incendies de faible gravité sur la structure du sol. Ils ont chauffé les agrégats de sol à des températures qui simulaient les conditions d'un feu de faible gravité (175oC / 347oF) sur une période de 15 minutes, puis ont cherché des changements dans la pression interstitielle interne et la résistance à la traction du sol ).

Au cours de l'expérience, ils ont observé que la pression interstitielle dans les agrégats de sol atteignait un sommet lorsque l'eau bouillait et se vaporisait, puis chutait lorsque les liaisons dans les agrégats de sol se rompaient et que la vapeur s'échappait. Les mesures de résistance à la traction ont montré que les agrégats de sol plus humides avaient été affaiblis davantage que les échantillons de sol plus secs au cours de ce processus.

"Nos résultats montrent que la chaleur produite par les incendies de faible intensité est en fait suffisante pour endommager la structure du sol et que les dégâts sont plus importants si les sols sont humides", a expliqué Berli. "Ceci est une information importante pour les gestionnaires de ressources car cela implique que les brûlages dirigés et les autres incendies qui se produisent pendant les périodes plus humides peuvent être plus nocifs pour les sols que les incendies pendant les périodes sèches." La dégradation structurelle concerne la matière organique que la structure du sol protège normalement. La matière organique du sol se compose principalement de microbes et de tissus végétaux en décomposition et contribue à la stabilité globale et à la capacité de rétention d'eau des sols.

Dans une seconde étude publiée dans Frontiers in Environmental Science à la fin juillet, l’équipe de recherche UCM-DRI a mené des expériences de brûlage simulées pour affaiblir la structure des agrégats et testé la qualité et la quantité de plusieurs types de matières organiques. matière sur une période de 70 jours.

Ils ont constaté que le réchauffement des sols entraînait la libération de carbone organique dans l'atmosphère au cours des semaines et des mois qui ont suivi l'incendie et que les niveaux de dégradation les plus élevés se retrouvaient dans les sols humides. Cette perte de carbone organique est importante pour plusieurs raisons, a expliqué Ghezzehei.

"La perte de matière organique du sol dans l'atmosphère contribue directement au changement climatique, car ce carbone est libéré sous forme de CO2", a déclaré Ghezzehei. "La matière organique qui est perdue à cause des incendies est aussi la plus importante réserve d'éléments nutritifs pour les micro-organismes du sol, et c'est la colle qui retient les agrégats du sol. Une fois la structure perdue, beaucoup d'autres choses se produisent. Par exemple, l'infiltration devient plus lente, vous obtenez plus de ruissellement, vous avez l'érosion. "

Bien que les conclusions de l’équipe de recherche révèlent plusieurs effets néfastes du feu sur les sols, les incendies de faible intensité et les brûlages dirigés sont connus pour être bénéfiques aux écosystèmes: recyclage des nutriments dans le sol et élimination de la végétation envahissante, par exemple. Il n'est pas encore clair si les impacts négatifs sur le sol associés à ces incendies de faible gravité l'emportent sur les avantages, mais l'équipe espère que les résultats de leurs recherches aideront à informer les gestionnaires des terres lors de la gestion des incendies et des brûlages.

"Il y a très peu de carburant dans les zones arides et semi-arides et, par conséquent, les incendies ont tendance à être de courte durée et à avoir une température de pointe relativement basse", a déclaré Ghezzehei. "Contrairement aux feux et aux brûlures qui durent des jours et des semaines, ils semblent bénins et nous les traitons généralement comme tels. Notre travail montre que les incendies de faible gravité ne sont pas aussi inoffensifs qu’ils peuvent paraître.". "

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