Repositorio UFRO · Omeka S

Post-fire recovery of temperate and mediterranean ecosystems: An interplay between fire severity, soil nutrients, and vegetation from early-stage to decadal-scale dynamics

Primer Autor	Mallikarjun, Jhenkhar
Título	Post-fire recovery of temperate and mediterranean ecosystems: An interplay between fire severity, soil nutrients, and vegetation from early-stage to decadal-scale dynamics
Editorial	ELSEVIER
Revista	CATENA
Lenguaje	en
Resumen	Wildfires strongly alter soil properties, which in turn affect ecosystem recovery over extended periods, though long-term impacts are less certain. This study investigated a 14-year post-fire chronosequence in Chile's mediterranean and temperate humid forests, revealing ecosystem-specific soil properties and nutrient recovery mechanisms. By analysing sites at successional stages, the chronosequence approach assessed temporal changes and ecosystem recovery, revealing long-term wildfire effects on soil dynamics and nutrients recovery. Wildfires raised soil bulk density to 0.9 g cm- 3 in humid temperate and 1.2 g cm-3 in mediterranean ecosystems. Mediterranean soils experienced greater compaction from organic matter loss, soil aggregate destruction, ash-clogged pores, and topsoil erosion. Soil texture shifts were ecosystem-dependent: mediterranean soils increased 10-12 % in clay and silt through ash redistribution and aggregation, while temperate soils saw sand content rise by 0.74 % and 0.32 % yearly at 0-5 and 5-10 cm depths from thermal disaggregation and erosion. Ground vegetation recovers quickly, but physical soil properties like bulk density require over 14 years to return to pre-fire conditions. In humid temperate forests, ash input initially increased soil pH (4.8 to 5.8), reducing acidity, mitigating aluminium toxicity, while increasing nutrient availability. Base cation stocks increased in mediterranean woodlands (e.g., Ca: up to 0.41 Mg ha- 1 y- 1) due to ash retention, lower leaching, and ash infiltration into subsoil. Nutrient stocks in humid forests recovered slowly (Ca: 0.087-0.13 Mg ha- 1 y- 1) due to rainfall-driven leaching and low subsoil reserves. Carbon and N losses were restricted to the litter horizon in temperate forests, recovering via fire-resistant tree inputs, whereas mediterranean soils suffered severe C and N depletion from vegetation loss, erosion, and low N fixation. Fire effects and recovery are ecosystem-specific, shaped by landscape, geology, hydrology, and vegetation resilience. Understanding how fire regimes affect soil and nutrient recovery is vital for improving projections in fire-prone regions.Los incendios forestales alteran fuertemente las propiedades del suelo, lo que a su vez afecta la recuperación del ecosistema durante períodos prolongados, aunque los impactos a largo plazo son menos claros. Este estudio investigó una cronosecuencia posterior a un incendio de 14 años en los bosques mediterráneos y templados húmedos de Chile, revelando propiedades del suelo específicas de cada ecosistema y mecanismos de recuperación de nutrientes. Al analizar sitios en etapas sucesionales, el enfoque de cronosecuencia evaluó los cambios temporales y la recuperación del ecosistema, revelando los efectos a largo plazo de los incendios forestales en la dinámica del suelo y la recuperación de nutrientes. Los incendios forestales aumentaron la densidad aparente del suelo a 0,9 g cm⁻³ en los ecosistemas templados húmedos y a 1,2 g cm⁻³ en los ecosistemas mediterráneos. Los suelos mediterráneos experimentaron una mayor compactación debido a la pérdida de materia orgánica, la destrucción de agregados del suelo, la obstrucción de los poros por cenizas y la erosión de la capa superficial del suelo. Los cambios en la textura del suelo dependieron del ecosistema: los suelos mediterráneos aumentaron entre un 10 y un 12 % en arcilla y limo debido a la redistribución y agregación de cenizas, mientras que los suelos templados vieron un aumento del contenido de arena del 0,74 % y del 0,32 % anual a profundidades de 0-5 y 5-10 cm debido a la desagregación térmica y la erosión. La vegetación del suelo se recupera rápidamente, pero las propiedades físicas del suelo, como la densidad aparente, requieren más de 14 años para volver a las condiciones previas al incendio. En los bosques templados húmedos, el aporte de cenizas aumentó inicialmente el pH del suelo (de 4,8 a 5,8), reduciendo la acidez, mitigando la toxicidad del aluminio, al tiempo que aumentaba la disponibilidad de nutrientes. Las reservas de cationes básicos aumentaron en los bosques mediterráneos (p. ej., Ca: hasta 0,41 Mg ha- 1 y- 1) debido a la retención de cenizas, la menor lixiviación y la infiltración de cenizas en el subsuelo. Las reservas de nutrientes en los bosques húmedos se recuperaron lentamente (Ca: 0,087-0,13 Mg ha⁻¹ año⁻¹) debido a la lixiviación inducida por las lluvias y las bajas reservas del subsuelo. Las pérdidas de carbono y nitrógeno se limitaron al horizonte de hojarasca en los bosques templados, recuperándose mediante aportes de árboles resistentes al fuego, mientras que los suelos mediterráneos sufrieron un agotamiento severo de C y N debido a la pérdida de vegetación, la erosión y la baja fijación de nitrógeno. Los efectos del fuego y la recuperación son específicos de cada ecosistema, determinados por el paisaje, la geología, la hidrología y la resiliencia de la vegetación. Comprender cómo los regímenes de fuego afectan la recuperación del suelo y los nutrientes es vital para mejorar las proyecciones en las regiones propensas a incendios.
Tipo de Recurso	artículo original
Description	Historical fire Wildfire Nutrients stocks Ecosystem recovery Losses of nutrients Vegetation succession Chronosequence approach
doi	10.1016/j.catena.2025.109431
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	LONG-TERM WATER REPELLENCY BURN SEVERITY COASTAL CORDILLERA CRITICAL ZONE SURFACE SOIL FOREST SOILS WILDFIRE ASH CLIMATE
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2025.109431
Materias	LONG-TERM WATER REPELLENCY BURN SEVERITY COASTAL CORDILLERA CRITICAL ZONE SURFACE SOIL FOREST SOILS WILDFIRE ASH CLIMATE
Disciplinas de la OCDE	Ciencias del suelo Ecología Silvicultura
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	dorada verde
Access Rights	acceso abierto
Derechos de acceso	acceso abierto
Id de Web of Science	WOS:001577684500001
Título de la cita (Recomendado-único)	Post-fire recovery of temperate and mediterranean ecosystems: An interplay between fire severity, soil nutrients, and vegetation from early-stage to decadal-scale dynamics
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	ELSEVIER
Revista/Libro	CATENA
Categoría WOS	Geosciences, Multidisciplinary Soil Science Water Resources
Idioma	en
ISSN	0341-8162
License	CC BY 4.0
Condición de la licencia (Recomendado-repetible)	CC BY 4.0
Entidad financiadora	Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID) of Chile#German Research Foundation (DFG)(German Research Foundation (DFG))
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID) of Chile [ACT210060] German Research Foundation (DFG) [DI 2136/11-2, DFG SPP 1803, DFG DI 2136/15-1]
Formato	pdf