The role of bryophytes in the nitrogen dynamics of soils affected by fire in Mediterranean forests (southeastern Spain)

Abstract:

Total nitrogen and organic matter were measured in samples taken under dense bryophyte turfs from two soil layers at 0–4 cm and 4–8 cm from the ground and bare burnt soils. Sampling was carried out during 3 years in 8 sites burned in 1970, 1979, 1982, 1983, 1985 (2 sites) and 1989 (2 sites) respectively, in the Tus and Mundo Valleys (Albacete, southeastern Spain). Total nitrogen and organic matter content values were obtained from the soil samples and subjected to a statistical treatment to compare their dynamics following fire. In all soil layers nitrogen content increased with time both in bare soil and under bryophyte turfs. However, the increase of nitrogen content was significantly higher in the upper layer of bryophyte turfs in sites burned in 1983–1985. As the organic matter content did not vary significantly with time at all sites, differences in nitrogen content can be explained as a result of high nitrogen fixation activity under bryophyte turfs due to several moss species such as Funaria hygrometrica which can associate with blue-green algae. In the deeper samples nitrogen content was similar in all cases.

Résumé:

La quantité totale d’azote et de matière organique a été mesurée dans des échantillons de sol prélevés sous des coussinets denses de bryophytes, dans deux horizons situés respectivement à 0–4 cm et 4–8 cm de la surface du sol, ainsi que dans des sols nus qui ont été incendiés. L’échantillonnage a été effectué pendant trois ans, dans huit sites qui ont brûlé respectivement en 1970, 1979, 1982, 1983, 1985 (2 sites) et 1989 (2 sites) dans les vallées de Tus et de Mundo (Albacete, dans la partie sud-est de l’Espagne). Le contenu en azote total et en matière organique a été déterminé et soumis à une analyse statistique de façon à comparer la dynamique après feu de ces sols. Dans tous les sols, le contenu en azote a augmenté avec le temps, tant dans les sols nus que sous les coussinets de bryophytes. Cependant, l’accroissement du contenu en azote est significativement plus élevé dans l’horizon supérieur sous les coussinets de bryophytes, dans les sites incendiés en 1983 et 1985. Comme dans tous les sites, le contenu en matière organique n’a pas varié de manière significative avec le temps, les différences dans le contenu en azote résultent d’une activité élevée de fixation de l’azote sous les coussinets de bryophytes, par de nombreuses espèces de mousses comme Funaria hygrometrica qui peut s’associer avec une algue bleue-verte. Dans les échantillons prélevés plus profondément, le contenu en azote était le même.

Keywords::

• burnt soils
• bryophyte succession
• nitrogen fixation

Mots-clés::

• sols incendiés
• succession de bryophytes
• fixation de l’azote