Immediate effects of prescribed burning on C-related topsoil properties in Central Pyrenees

Prescribed burning, i.e. the deliberate use of fire under specific conditions, is a management tool for recovering pasturelands affected by shrub encroachment. The objective of this work is to determine the immediate effects of prescribed burning on topsoil properties related to C cycle in soils covered with dense scrubs (Echinospartum horridum) in Tella (Huesca, Central Pyrenees, Spain). Soils were sampled in triplicate immediately before and after burning at 0-1 cm, 1-2 cm and 2-3 cm depths. We analysed the content of total oxidizable C (TOC); the content and mineralization rates of labile and recalcitrant C pools C, as inferred from incubation assays (141 days); microbial biomass C (MBC); and the ß-D-glucosidase (GL) activity. All studied soil properties were significantly affected by fire, varying in terms of intensity and affected depth. Fire produced a significant decrease in TOC (-41% on average), similarly affecting the upper 3 cm of soil. The content of labile C decreased considerably (-87% on average) at depths up to 3 cm, but its mineralization rate increased (+ 150% on average). The MBC was particularly affected at 0-1 cm (-53%), while GL activity showed significant decreases throughout the upper 3 cm (-49% on average). These results show a strong impact on the studied soil properties just after burning. Monitoring the evolution of these soils is necessary to assess their resilience in the short and medium terms, and check the sustainability of controlled burning for pasture management in the Pyrenees. Keywords. Pastureland – Controlled fire – Soil organic matter – Soil biological activity – Carbon mineralization. Effets immédiats du brûlage dirigé sur des propriétés du sol superficiel liées au C dans les Pyrénées Centrales Résumé. Le brûlage dirigé est un outil de gestion permettant le rétablissement des pâturages touchés par l'embroussaillement. L'objectif de ce travail est de déterminer les effets immédiats du brûlage dirigé sur les propriétés du sol superficiel liées au cycle du C dans des sols couverts par le genêt hérissé (Echinospartum horridum) à Tella (Huesca, Espagne). Les sols ont été échantillonnés en triple avant et après un brûlage sur 0-1 cm, 1-2 cm et 2-3 cm de profondeur. Nous avons analysé la teneuren C oxydable total sur sol (COT); la teneur etle taux de minéralisation du C labile et récalcitrant, déduit à partir de tests d'incubation (141 jours); le C issu de la biomasse microbienne (CBM); l'activité des ß-D-glucosidase (GL). Toutes les propriétés du sol étudiées ont été significativement affectées par le feu, variant en termes d'intensité et de profondeur affectée. Le feu a produit une diminution significative du COT (-41% en moyenne) et identique dans les premiers 3 cm de sol.Le contenu de C labile a considérablement diminué (-87% en moyenne) jusqu'à 3 cm, mais son taux de minéralisation a augmenté (+ 150% en moyenne). Le CBM a été particulièrement touché sur 0-1 cm (-53%), tandis que l'activité des GL a montré des diminutions significatives sur les premiers 3 cm de sol (-49% en moyenne). Ces résultats montrent un fort impact du brûlage sur les propriétés des sols étudiés. Le suivi de l'évolution de ces sols est nécessaire afin d'évaluer leur capacité de résilience dans les court et moyen termes et de vérifier la viabilité du brûlage dirigé pour la gestion des pâturages dans les Pyrénée