Evaluation of two measures for soil erosion mitigation after wildfire

Abstract

Wildfires contribute for soil degradation and acceleration of erosion processes. Emergency measures applied after wildfire can be decisive in mitigating soil loss and preserving fertility. In this study, which was held in Semide in a area burned in August 2015, two measures were evaluated: ploughing and mulching. Both selected by the stakeholders during a participatory process developed under the RECARE European project. Ploughing is a recurrent practice of forestland management following a wildfire in order to prepare soil for planting and / or seedling. Ploughing was implemented in July 2016 and consisted on the analysis of two contiguous areas, with ploughed plots and control, respectively. Soil and organic matter losses were monitored at two scales: MP (0.25m2) and SF plots (16m2). Soil losses in the SF plots were quite similar between the both treatments. In the MP soil losses were three times higher in the ploughed plots. At the level of the SF plots the efficiency of the treatment was positive, with a more relevance in the mitigation of organic matter loss (61%). In the MP ploughing was inefficient in losses mitigation. Losses decreased over the study time. The ploughed plots revealed, at both scales, a higher cover of the soil surface by stones and less vegetation, when compared to the control. However, results obtained from the ploughing experience are considered inconclusive given the short period of experimental monitoring (7 months) and the fact that soils were ploughed 11 months after the wildfire. The second year of data monitoring of the mulching experience aimed to evaluate the efficiency of the treatments on soil protection against the direct impact of the raindrops. The treatments consisted in the application of the mulch at two rates: the standardized rate in the literature as efficient in soil protection (8 Mg ha-1) and the innovative low rate (2.6 Mg ha-1). The treatments were applied in three replicate SF plots, one per block. It was also monitored 6 MP, 2 for each block, where in addition to soil and organic matter was also evaluated the surface runoff. The SF plots with the application of the high mulch rate revealed lower losses of soil than the plots treated with the low mulch rate. The highest losses were obtained in the control SF plots. The efficiency of the treatments in soil and organic matter loss mitigation was 94% and 90%, respectively, in the SF plots with the high rate mulch, and 68% and 62%, respectively, in the SF plots with the lowest rate application. In the three treatments the soils losses area considered in the literature as tolerable (1 Mg ha-1 year -1). The development of new vegetation was higher in the control SF plots than in the treated ones. The MP revealed intolerable soil losses.

Os incêndios florestais contribuem para a degradação do solo e aceleração dos processos de erosão. As medidas de emergência aplicadas após incêndio podem ser determinantes na mitigação da perda de solo e na preservação da fertilidade. Neste estudo, que decorreu em Semide, numa área ardida em Agosto de 2015, foram avaliadas duas medidas: lavragem e a aplicação de mulching. Ambas as medidas foram selecionadas pelos atores sociais interessados no decorrer do processo participativo desenvolvido no âmbito do projeto europeu RECARE. Considera-se a lavragem uma prática recorrente de gestão de terrenos florestais depois de um incêndio na preparação dos mesmos para plantação e/ou sementeira. A lavragem, implementada em Julho 2016, consistiu na análise de duas áreas contíguas, com parcelas lavradas e controlo. Foi monitorizada a perda de solo e matéria orgânica a duas escalas: MP (0.25m2) e parcelas SF (16 m2). As perdas de solo nas parcelas SF foram similares entre tratamentos. Nas MP as perdas de solo foram três vezes mais altas nas parcelas lavradas. Ao nível das parcelas SF a eficiência foi positiva, com maior relevância na mitigação de perda de matéria orgânica (61%). Nas MP a lavragem revelou-se ineficiente na mitigação de perdas. A perda de solo e de matéria orgânica foi diminuindo ao longo do tempo de estudo. As parcelas lavradas revelaram, em ambas as escalas, maior cobertura de solo com pedras e menos vegetação, relativamente ao controlo. Contudo os resultados obtidos foram considerados inconclusivos dado o curto período de monitorização experimental (7 meses) e ao facto da lavragem ter sido implementada 11 meses após o incêndio. A monitorização do segundo ano da experiência de mulching visou avaliar a eficiência na proteção do solo à ação da precipitação, tendo os tratamentos derivado da aplicação do material a duas taxas: a taxa estandardizada na literatura como eficiente (8 Mg ha-1), e a inovadora baixa aplicação (2.6 Mg ha-1). Estas taxas foram aplicadas em três parcelas SF replicadas por três blocos. Foram ainda monitorizadas 6 MP, 2 por cada bloco, onde, para além da avaliação das perdas de solo e matéria orgânica, foi analisada a escorrência superficial. As parcelas SF com a aplicação da taxa de mulch mais alta revelaram perdas mais baixas de solo e de matéria orgânica que as parcelas com a aplicação da taxa mais baixa. As perdas mais elevadas foram obtidas no controlo. A eficiência na mitigação de perda de solo e matéria orgânica foi de 94% e 90%, respectivamente, nas parcelas com taxa de mulch mais alta, e 68% e 62%, respectivamente, nas parcelas com a taxa mais baixa. Nos três tratamentos as perdas de solo consideradas pela literatura como toleráveis (1 Mg ha-1 ano-1). O desenvolvimento de nova vegetação foi mais elevado no controlo do que nas parcelas SF tratadas. As MP revelaram perdas intoleráveis de solo.