Variations de la composition chimique des eaux de drainage et de ruissellement, modifications des caractères agronomiques des sols après incendie de forêt dans le bassin versant du Rimbaud (Var, France)/Change of chemical composition of drainage and runoff waters and modification of soil agronomical characteristics after a forest fire in the Rimbaud catchment (Var, France) - article ; n°3 ; vol.4, pg 215-232
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Variations de la composition chimique des eaux de drainage et de ruissellement, modifications des caractères agronomiques des sols après incendie de forêt dans le bassin versant du Rimbaud (Var, France)/Change of chemical composition of drainage and runoff waters and modification of soil agronomical characteristics after a forest fire in the Rimbaud catchment (Var, France) - article ; n°3 ; vol.4, pg 215-232

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Description

Géomorphologie : relief, processus, environnement - Année 1998 - Volume 4 - Numéro 3 - Pages 215-232
Resume En août 1990, un incendie a ravagé plus de 8000 ha de forêt et de maquis dans la partie occidentale du massif des Maures. Les conséquences du feu sur les caractéristiques agronomiques des sols (de type ranker) et sur la composition chimique des eaux de drainage et de ruissellement ont été étudiées sur le bassin versant gneissique du Rimbaud (1,46 km2). L'exploitation d'une parcelle expérimentale (75 m2) a montré que l'influence de l'incendie sur la composition chimique des eaux de ruissellement superficiel s'est essentiellement concentrée au cours de la première année. Elle s'est notamment manifestée par une augmentation sensible des teneurs en silice, calcium, potassium et ions bicarbonates. Les valeurs maximales du pH, de la conductivité et des teneurs en silice, calcium, potassium, ions bicarbonates et ions sulfates ont nettement diminué entre 1990-1991 et les années suivantes. La baisse des teneurs s'était déjà nettement manifestée en 1990-1991. Pour les ions nitrates et l'ammonium, la combustion des végétaux n'a pas fourni des conditions favorables à des teneurs élevées (volatilisation de l'azote, modification de la micro- flore). Le passage du feu a provoqué un appauvrissement en matière organique et une diminution de la capacité d'échange cationique de l'horizon superficiel (An) des sols. La capacité d'échange, ordinairement sous-saturée, arrive à saturation tout en perdant du calcium, du magnésium et du potassium échangeables. La valeur moyenne du pH s'est élevée de 5,2 à 6,9. L'horizon A12 montre (entre 5 et 15 cm de profondeur) un enrichissement en calcium, magnésium et potassium échangeables. Des caissons lysimétriques ont été implantés en septembre 1991, en terrain incendié et sous couvert végétal. L'interprétation des données est délicate. Il semble toutefois que les effets de l'incendie se soient surtout marqués par un accroissement des exportations de calcium et de magnésium, et par une augmentation très nette de celles de silice et d'ions nitrates. Au cours de la deuxième année après le feu, les teneurs en ions nitrates se sont effondrées en terrain incendié.
Abstract In August 1990, afire destroyed more than 8000 ha of forest and maquis in the western part of the massif des Maures. The consequences of fire on agronomical characteristics of soils (which belong to the ranker type) and on chemical composition of drainage and runoff waters were studied on the gneissic Rimbaud drainage basin (1.46 km2). The data of an experimental plot (75 m2) showed the strongest influence of fire on the chemical composition of runoff waters during the first year. This influence is particularly characterized by the increase of the contents of silica, calcium, potassium and bicarbonate ions. The maximum values of pH, conductivity and contents of silica, calcium, potassium, bicarbonate ions and sulphate ions decreased significantly between 1990-1991 and the following years. The decrease of the contents hadabready been perceptible in 1990-1991. For the nitrate ions and the ammonium, the conditions established by the combustion of vegetal cover were not conductive to high concentrations (volatilisation of nitrogen, modification of the microflora). In the An surface horizon, the fire caused a loss of organic matter and a decrease of the cation exchange capacity. Ibis capacity appears to be supersaturated, nevertheless its decrease caused a loss of exchangeable calcium, magnesium and potassium. The average pH value moved from 5.2 to 6.9. The A12 horizon showed (between 5 and 15 cm deep) a gain of exchangeable calcium, magnesium and potassium. Lysimeters were installed in September 1991 in burnt and covered areas. The interpretation of the data is difficult. However, it seems that the most important effects of the fire were a slight increase of the outputs of calcium and magnesium and a strong increase of the outputs of silica and nitrates ions. During the second year after the fire, the contents of nitrates ions completely fall down in burnt area.
18 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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Publié par
Publié le 01 janvier 1998
Nombre de lectures 26
Langue Français
Poids de l'ouvrage 2 Mo

Exrait

Claude Martin
Yves Chevalier
Hubert Gimenez
Jacques Quillard
Variations de la composition chimique des eaux de drainage et
de ruissellement, modifications des caractères agronomiques
des sols après incendie de forêt dans le bassin versant du
Rimbaud (Var, France)/Change of chemical composition of
drainage and runoff waters and modification of soil agronomical
characteristics after a forest fire in the Rimbaud catchment (Var,
France)
In: Géomorphologie : relief, processus, environnement. Septembre 1998, vol. 4, n°3. pp. 215-232.
Citer ce document / Cite this document :
Martin Claude, Chevalier Yves, Gimenez Hubert, Quillard Jacques. Variations de la composition chimique des eaux de drainage
et de ruissellement, modifications des caractères agronomiques des sols après incendie de forêt dans le bassin versant du
Rimbaud (Var, France)/Change of chemical composition of drainage and runoff waters and modification of soil agronomical
characteristics after a forest fire in the Rimbaud catchment (Var, France). In: Géomorphologie : relief, processus,
environnement. Septembre 1998, vol. 4, n°3. pp. 215-232.
doi : 10.3406/morfo.1998.956
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/morfo_1266-5304_1998_num_4_3_956Résumé
Resume En août 1990, un incendie a ravagé plus de 8000 ha de forêt et de maquis dans la partie
occidentale du massif des Maures. Les conséquences du feu sur les caractéristiques agronomiques
des sols (de type ranker) et sur la composition chimique des eaux de drainage et de ruissellement ont
été étudiées sur le bassin versant gneissique du Rimbaud (1,46 km2). L'exploitation d'une parcelle
expérimentale (75 m2) a montré que l'influence de l'incendie sur la composition chimique des eaux de
ruissellement superficiel s'est essentiellement concentrée au cours de la première année. Elle s'est
notamment manifestée par une augmentation sensible des teneurs en silice, calcium, potassium et ions
bicarbonates. Les valeurs maximales du pH, de la conductivité et des teneurs en silice, calcium,
potassium, ions bicarbonates et ions sulfates ont nettement diminué entre 1990-1991 et les années
suivantes. La baisse des teneurs s'était déjà nettement manifestée en 1990-1991. Pour les ions nitrates
et l'ammonium, la combustion des végétaux n'a pas fourni des conditions favorables à des teneurs
élevées (volatilisation de l'azote, modification de la micro- flore). Le passage du feu a provoqué un
appauvrissement en matière organique et une diminution de la capacité d'échange cationique de
l'horizon superficiel (An) des sols. La capacité d'échange, ordinairement sous-saturée, arrive à
saturation tout en perdant du calcium, du magnésium et du potassium échangeables. La valeur
moyenne du pH s'est élevée de 5,2 à 6,9. L'horizon A12 montre (entre 5 et 15 cm de profondeur) un
enrichissement en calcium, magnésium et potassium échangeables. Des caissons lysimétriques ont été
implantés en septembre 1991, en terrain incendié et sous couvert végétal. L'interprétation des données
est délicate. Il semble toutefois que les effets de l'incendie se soient surtout marqués par un
accroissement des exportations de calcium et de magnésium, et par une augmentation très nette de
celles de silice et d'ions nitrates. Au cours de la deuxième année après le feu, les teneurs en ions
nitrates se sont effondrées en terrain incendié.
Abstract In August 1990, afire destroyed more than 8000 ha of forest and maquis in the western part of
the massif des Maures. The consequences of fire on agronomical characteristics of soils (which belong
to the ranker type) and on chemical composition of drainage and runoff waters were studied on the
gneissic Rimbaud drainage basin (1.46 km2). The data of an experimental plot (75 m2) showed the
strongest influence of fire on the chemical composition of runoff waters during the first year. This
influence is particularly characterized by the increase of the contents of silica, calcium, potassium and
bicarbonate ions. The maximum values of pH, conductivity and contents of silica, calcium, potassium, ions and sulphate ions decreased significantly between 1990-1991 and the following years.
The decrease of the contents hadabready been perceptible in 1990-1991. For the nitrate ions and the
ammonium, the conditions established by the combustion of vegetal cover were not conductive to high
concentrations (volatilisation of nitrogen, modification of the microflora). In the An surface horizon, the
fire caused a loss of organic matter and a decrease of the cation exchange capacity. Ibis capacity
appears to be supersaturated, nevertheless its decrease caused a loss of exchangeable calcium,
magnesium and potassium. The average pH value moved from 5.2 to 6.9. The A12 horizon showed
(between 5 and 15 cm deep) a gain of exchangeable calcium, magnesium and potassium. Lysimeters
were installed in September 1991 in burnt and covered areas. The interpretation of the data is difficult.
However, it seems that the most important effects of the fire were a slight increase of the outputs of
calcium and magnesium and a strong increase of the outputs of silica and nitrates ions. During the
second year after the fire, the contents of nitrates ions completely fall down in burnt area.Variations de la composition chimique des eaux de drainage
et de ruissellement, modifications des caractères agronomiques des sols
après incendie de forêt dans le bassin versant du Rimbaud (Var, France)
Change of chemical composition of drainage and runoff waters
and modification of soil agronomical characteristics after a forest fire
in the Rimbaud catchment (Var, France)
Claude Martin*, Yves Chevalier* et**, Hubert Gimenez**, Jacques Quillard***
Resume
En août 1990, un incendie a ravagé plus de 8000 ha de forêt et de maquis dans la partie occidentale
du massif des Maures. Les conséquences du feu sur les caractéristiques agronomiques des sols (de type
ranker) et sur la composition chimique des eaux de drainage et de ruissellement ont été étudiées sur le bas
sin versant gneissique du Rimbaud (1,46 km2). L'exploitation d'une parcelle expérimentale (75 m2) a
montré que l'influence de l'incendie sur la composition chimique des eaux de ruissellement superficiel s'est
essentiellement concentrée au cours de la première année. Elle s'est notamment manifestée par une aug
mentation sensible des teneurs en silice, calcium, potassium et ions bicarbonates. Les valeurs maximales
du pH, de la conductivité et des teneurs en silice, calcium, potassium, ions bicarbonates et ions sulfates
ont nettement diminué entre 1990-1991 et les années suivantes. La baisse des teneurs s'était déjà nett
ement manifestée en 1990-1991. Pour les ions nitrates et l'ammonium, la combustion des végétaux n'a pas
fourni des conditions favorables à des teneurs élevées (volatilisation de l'azote, modification de la micro-
flore). Le passage du feu a provoqué un appauvrissement en matière organique et une diminution de la
capacité d'échange cationique de l'horizon superficiel (An) des sols. La capacité d'échange, ordinairement
sous-saturée, arrive à saturation tout en perdant du calcium, du magnésium et du potassium échangeables.
La valeur moyenne du pH s'est élevée de 5,2 à 6,9. L'horizon A12 montre (entre 5 et 15 cm de profondeur)
un enrichissement en calcium, magnésium et potassium échangeables. Des caissons lysimétriques ont été
implantés en septembre 1991, en terrain incendié et sous couvert végétal. L'interprétation des données est
délicate. Il semble toutefois que les effets de l'incendie se soient surtout marqués par un accroissement des
exportations de calcium et de magnésium, et par une augmentation très nette de celles de silice et d'ions
nitrates. Au cours de la deuxième année après le feu, les teneurs en ions nitrates se sont effondrées en ter
rain incendié.
Mots clés : incendie de forêt, sols, hydrochimie, massif des Maures.
Abstract
In August 1990, afire destroyed more than 8000 ha of forest and maquis in the western part of the massif
des Maures. The consequences of fire on agronomical characteristics of soils (which belong to the ranker
type) and on chemical composition of drainage and runoff waters were studied on the gneissic Rimbaud
drainage basin (1.46 km2). The data of an experimental plot (75 m2) showed the strongest influence of fire
on the chemical composition of runoff waters during the first year. This influence is particularly
characterized by the increase of the contents of silica, calcium, potassium and bicarbonate ions. The
maximum values of pH, conductivity and contents of silica, calcium, potassium, ions and
sulphate ions decreased significantly between 1990-1991 and the following years. The decrease of the
*. Centre Aixois de Géographie Physique (URA 903 du CNRS), Institut de Géographie de l'Université de Provence,
29 Avenue Robert Schuman, F- 13621 Aix-en-Provence cedex 1.
**. Laboratoire de Pétrologie-Minéralogie, Faculté des Sciences, Parc Valrose, F-06108 Nice cedex 2.
***. Centre de Géomorphologie du CNRS, 24 Rue des Tilleuls, F-14000 Caen.
Géomorphologie : relief, processus, environnement, 1998, n° 3, p. 215-232 216 Claude Martin et al.
contents hadabready been perceptible in 1990-1991. For the nitrate ions and the ammonium, the conditions
established by the combustion of vegetal cover were not conductive to high concentrations (volatilisation of
nitrogen, modification of the microflora). In the An surface horizon, the fire caused a loss of organic matter
and a decrease of the cation exchange capacity. Ibis capacity appears to be supersaturated, nevertheless its
decrease caused a loss of exchangeable calcium, magnesium and potassium. The average pH value moved
from 5.2 to 6.9. The A12 horizon showed (between 5 and 15 cm deep) a gain of exchangeable calcium,
magnesium and potassium. Lysimeters were installed in September 1991 in burnt and covered areas. The
interpretation of the data is difficult. However, it seems that the most important effects of the fire were a slight
increase of the outputs of calcium and magnesium and a strong increase of the outputs of silica and nitrates
ions. During the second year after the fire, the contents of nitrates ions completely fall down in burnt area.
Key words: Forest fire, soils, hydrochemistry, massif des Maures.
Introduction
A la suite du feu de forêt qui, en août 1990, a parcouru 8400 ha dans la partie occi
dentale du massif des Maures, le Groupement d'Intérêt Scientifique constitué autour du
Cemagref et du Bassin Versant de Recherche et Expérimental du Real Collobrier, s'est
intéressé aux impacts de l'incendie sur l'hydrologie (Lavabre et al, 1993 ; Travi et al,
1994), l'hydrochimie (Martin et Chevalier, 1991 ; Martin, 1995) et les phénomènes
d'érosion mécanique et al, 1993). Les observations sur l'évolution des carac
tères agronomiques des sols et sur la composition chimique des eaux de drainage et de
ruissellement ont été réalisées sur le bassin versant du Rimbaud (1,46 km2). Celui-ci
est constitué de gneiss massifs et possède un relief modérément accusé (fig. 1). A l'e
xception de quelques poches d'arènes conservées très localement, les sols - de type
ranker - recouvrent directement les roches altérées cohérentes. Les précipitations
annuelles moyennes dépassent 1100 mm et la température moyenne avoisine 12 °C. Le
climat est de type méditerranéen humide. L'incendie a touché près de 85 % du bassin
versant (Puech et al, 1991). Il a détruit une végétation essentiellement constituée par
les essences du maquis (bruyère, bruyère arborescente, cistes, genêt épineux, arbous
ier), associées au chêne-liège et au pin maritime.
Les eaux de ruissellement superhciel
La composition chimique des eaux de ruissellement superficiel a été étudiée sur une
parcelle expérimentale délimitée par une bordure en tôles (75 m2, 12 m de long, pente
de 11°). L'installation en a été faite immédiatement après le feu, dans un secteur qui
portait un maquis à bruyères arborescentes et arbousiers complanté de chênes-liège et
de pins maritimes. Le sol est représentatif de la plupart des sols du bassin versant et du
massif des Maures : il s'agit d'un ranker peu épais (25 cm environ), caillouteux, et à
texture sableuse. Dans la partie supérieure des profils, l'horizon An (0,5 à 3 cm d'épais
seur) possède une teneur en matière organique élevée et une structure grumeleuse à
submotteuse. L'horizon A12 sous-jacent, moins humifère, offre une particulai-
re à L'horizon A 12 repose sur des gneiss altérés, localement réduits à l'état
d'arène, affectés d'un fort pendage vers le NW. La parcelle, exposée au nord, recoupe
en biais les structures planaires des roches.
Le champ expérimental est relié par une gouttière à une batterie de deux cuves
réceptrices dont la première sert de partiteur. Après chaque épisode pluvieux, nous
avons mesuré les quantités d'eau écoulées, et prélevé un échantillon pour les analyses.
Géomorphologie : relief, processus, environnement, 1998, n° 3, p. 215-232 et caractères agronomiques des sols après incendie de forêt 217 Hydrochimie
Les déterminations au laboratoire portent sur : le pH et la conductivité ; les teneurs de
SiO2 (colorimétrie), Ca2\ Mg2+ (volumétrie et absorption atomique), K+ et Na+ (photo-
HCO3~ (volumétrie avec suivi potentiomé- métrie de flamme), NH4+ (colorimétrie),
Cl" (volumétrie et colorimétrie), NO3~, NO2~, SO42~, PO43~ (colorimétrie). Le pH, trique),
la conductivité et la teneur des ions bicarbonates sont mesurés sur les échantillons légè
rement décantés. Les eaux sont ensuite filtrées sur membrane 0,45 цт.
Un an après l'incendie, la reprise végétale était pratiquement nulle sur la parcelle.
Elle restait encore très modeste à la fin de la deuxième année. Elle a pris ensuite plus
d'ampleur, la croissance de nombreux pins assurant l'essentiel de la régénération. Pen
dant toute la période d'observation après l'incendie, l'abondance des précipitations n'a
Pluviographe Cemagref Station climatologique du Rimbaud
de Lambert (à 800 m) Limnigraphe
C1 : caisson lysimétrique
Fig. 1 - Présentation du bassin versant du Rimbaud. Fig. I - Presentation of the Rimbaud catchment.
Géomorphologie : relief, processus, environnement, 1998, n° 3, p. 215-232 Claude Martin et al. 218
jamais été suffisante pour amener les roches alérées et les sols à un degré de saturation
tel que les eaux infiltrées, bloquées derrière les obstacles constitués par les chicots de
gneiss, reviennent en surface (Martin, 1975, 1989).
Les données annuelles
Les teneurs moyennes dans les eaux recueillies à l'exutoire de la parcelle
sont portées dans le tableau 1, où elles sont comparées à la composition chimique des
eaux de pluie.
Une comparaison est en outre possible avec les résultats obtenus de 1976 à 1979
(Martin, 1986, 1989), sur une parcelle défrichée manuellement, implantée à proximité
immédiate de site d'observation actuel (tab. 2).
De l'ensemble des données disponibles, il ressort que l'influence de l'incendie sur la
composition chimique des eaux de ruissellement, s'exprime surtout au cours de la premièr
e année. Elle se manifeste par l'augmentation de certaines teneurs, en relation avec l'e
ntraînement des éléments rendus rapidement mobilisables par la combustion des végétaux
(Adams et Boyle, 1980 ; Ellis et Graley, 1983 ; Giovarmini, 1994). Les effets du feu sont
surtout sensibles sur la silice, le calcium, le potassium et les ions bicarbonates. Ils se tr
aduisent moins nettement dans le cas du magnésium et des ions orthophosphates. Le
sodium et les ions chlorures, éléments peu abondants dans les végétaux, ne sont pas tou
chés par cette évolution. La permanence du comportement des ions nitrates est en relation
avec la sensibilité de l'azote à la volatilisation pendant le feu (White et al, 1973 ; Wright
et Bayley, 1982 ; Raison et al, 1985). Le soufre est également réputé subir de fortes pertes
par volatilisation (Tiedeman et Anderson, 1980). Les résultats dont nous disposons sur les
ions sulfates laissent cependant supposer une augmentation des teneurs liée à l'incendie.
Année 1990-1991 1991-1992 1992-1993 1993-1994
824 766 921 1011 P(mm)
74 145 245 93 E (mm)
2,6 0,9 0,6 0,21 (0,2) (0,2) (0,2) (0,06) Ca2+ SiO2
8,5 2,8 2,6 2,3 (2,1) (1,9) (1Д) (1Д) Mg2+ 0,8 0,5 0,6 0,5 (0,4) (0,4) (0,3) (0,3)
K+ 2,9 1,2 1,3 2,0 (0,2) (0,2) (0,2) (0,2)
Na+ 1,9 1,8 2,0 1,7 (1,9) (2,0) (1,8) (2,0)
NH4+ 0,4 0,5 0,5 0,09 <0,05 (0,6) (0,2) (0Д) HCO3- 22,7 4,8 dns dns (2,0) (1,8) (0,2) (0Д) ci- 2,5 3,1 3,2 3,4 (ЗД) (3,2) (2,8) (ЗД)
NO3* 1,9 3,9 1,3 (4,0) (3,9) ЗД (3,3) (3,1) so42- 8,0 4,9 8,2 6,5 (2,9) (4,1) (3,6) (3,5) po43- 0,2 0,15 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 (0,06) (0,06)
Tableau 1 - Composition chimique annuelle Table 1 — Mean annual chemical composition
moyenne (mg/1) des eaux ruisselées sur la par (mg.l'1) of runoff waters at the burnt experiment
celle expérimentale incendiée. Entre parenthèses : al plot. In parentheses: rain water (Rimbaud
eaux de pluie (pluviographe Cemagref du Rimb Cemagref recording rain-gauge); P: precipitation;
E: runoff; * : with NO2~; dns: no systematic deteraud). NO2~ ; P dns : précipitations. : dosages non E systématiques. : écoulement ; * : avec
mination.
Géomorphologie : relief, processus, environnement, 1998, n° 3, p. 215-232 Hydrochimie et caractères agronomiques des sols après incendie de forêt 219
Tableau 2 - Composition chimique annuelle Table 2 - Mean annual chemical composition
moyenne (mg/1) des eaux ruisselées sur la parcelle (mg.l1) of runoff waters at the cleared experiment
défrichée manuellement entre septembre 1976 et al plot from September 1976 to August 1979. In
août 1979. Entre parenthèses : eaux de pluie (station parentheses: rain water (experimental station); P:
precipitation; E: runoff; ° : horizontal collector in expérimentale) " : avec un collecteur ; P : précipitations horizontal ; en E : 1976-1977 écoulement et ; 1976-1977 and 1977-1978, sloped down to SE
1977-1978, et incliné vers le SE (face aux vents plu (facing humid wind blowing from the sea) in 1978-
vieux d'origine marine) en 1978-1979 ; * : avec NO2~. 1979; * : with NO2\
Année 1976-1977 1977-1978 1978-1979
1683 1285 841 P(ram)
362 166 E(mm) L_ 20
1,0 0,9 0,6 (0,0) (0,0) (0,0) SiO2 Ca2t
2,0 2,1 2,9 (1,5) (1Д) (1,3)
Mg2+ 0,6 0,6 0,6 (0,2) (0,2) (0,4) K+ 0,7 0,6 1,0 (0,1) (0,1) (0,3) Na+D 1,5 1,6 0,9 (1Д) (1,2) (2,0) HCO3- <6,0 <5,7
ci- 3,2 2,9 2,8 (2,4) (3,0) (4,4)
NO3-* 2,7 3,1 3,1
so42- 4,5 3,1 3,7
PO43- 0,03 0,05 0,05
Les données des épisodes pluvieux
Le tableau 3 indique les teneurs extrêmes relevées chaque année entre septembre
1989 et août 1993.
Ce tableau fait ressortir, d'une part, l'extrême variabilité de la composition chimique
des eaux au cours de chaque année et, d'autre part, la décroissance très nette des valeurs
maximales du pH, de la conductivité et des teneurs en silice, calcium, potassium, ions
bicarbonates et ions sulfates entre 1990-1991 et les années suivantes.
Pour la première année après le feu, les données des épisodes pluvieux sont détaillées
dans le tableau 4. A ce niveau d'investigation, les résultats obtenus appellent plusieurs
remarques.
1) La différence de volume entre les précipitations et le ruissellement, comme le
développement de celui-ci au moment des averses les plus violentes, obligent à des
interprétations prudentes. En effet, la composition chimique de l'ensemble des eaux
précipitées ne correspond pas forcément à celle des eaux de pluie ayant effectivement
alimenté les écoulements. Cette observation est bien sûr également valable à l'échelle
annuelle, mais peut-être avec moins d'acuité.
2) Bien que la destruction du couvert végétal ait favorisé le dépôt de poussières
d'origine locale dans les pluviographes, la silice est très faiblement représentée dans les
eaux de pluie. Les teneurs en cet élément dans les eaux de ruissellement sont donc liées
à l'entraînement du stock de silice facilement mobilisable présent dans la partie superf
icielle du sol. Les teneurs élevées mesurées en octobre 1990 (3,2 à 6,4 mg/1) indiquent
que l'incendie a provoqué une libération de silice, soit du fait de la destruction du cou
vert végétal, soit du fait de l'évolution superficielle du sol sous l'effet de la chaleur. Les
Géomorphologie : relief, processus, environnement, 1998, n° 3, p. 215-232 220 Claude Martin et al.
Tableau 3 - Teneurs annuelles maximales et mini Table 3 - Minimal and maximal contents (mg.l1)
males (mg/1) dans les eaux ruisselées sur la parcelle in runoff waters at the burnt experimental plot, n:
incendiée, n : nombre d'épisodes échantillonnés ; number of sampling; Cond: conductivity (25 °C), in
Cond. : conductivité à 25 °C (|i S/cm/cm2) ; * : avec /uS.cm~'.cm~2; * : with N02~; dns: no systematic
NO2 ; dns : dosages non systématiques. L'année 1993- determination. The year 1993-1994 is not presented
1994 n'est pas portée dans ce tableau car les prélève in this table because waters collected have been
ments ont été regroupés en 5 échantillons seulement. grouped in only five samples.
1990-1991 1991-1992 1992-1993
n = n = n = = 9 13 13
Min Max Min Max Min Max
7,2 pH 6,3 4,8 6,3 5,8 6,2
Cond. 29 188 21 69 14 65
6,4 0,1 1,9 0,8 0,0 0,8 Ca2+ SiO2
2,6 27,3 1,4 5,0 0,7 3,8
Mg2+ 0,1 2,9 0,2 1,0 0,2 1,0
K+ 6,6 0,5 0,4 2,6 U
Na+ 1,3 4,8 0,9 4,3 0,6 4,6
NH4+ 0,04 0,8 0,0 3,1 0,01 1,5
HCO3- 4,8 64,9 0,0 11,8 dns dns
ci- 1,0 4,0 9,3 0,6 9,5 1Д
NO3-* 0,2 8,6 1,0 9,6 0,5 10,2
so42- 2,1 28,2 1,5 9,0 2,3 10,7
po43- 0,1 0,3 0,0 0,3 <0,05 <0,05
teneurs ont ensuite diminué jusqu'à atteindre des valeurs toujours inférieures à 1,0 mgA
à partir d'août 1992.
3) Les écoulements d'octobre 1990 sont marqués par une forte minéralisation (conduct
ivité : 97 à 188 uS/cm/cm2) accompagnée de pH relativement élevés (7,09 à 7,22).
4) Les eaux ruisselées en octobre 1990 contiennent beaucoup de calcium (12,6 à
27,3 mgA), alors que les pluies sont pauvres en cet élément. Dès novembre les teneurs
tombent à 4,0 mgA environ. Les valeurs maximales sont alors liées à des apports de
poussières sahariennes : 5,6 mgЛ le 18 mars 1990. Dès la fin de l'année 1990-1991, les
teneurs en calcium rejoignent les valeurs enregistrées sur la période 1976-1979. Les
ions bicarbonates suivent la même évolution (coefficient de corrélation linéaire entre
les deux éléments en 1990-1991 : + 0,972).
5) Les teneurs en magnésium ne dépassent 1,0 mgA qu'en octobre 1990 (1,2 à
2,9 mg/1). Elles avoisinent ensuite les valeurs observées sur parcelle défrichée manuel
lement au cours des années 1976-1979.
6) Les teneurs en potassium, supérieures à 4,0 mgň lors des premières pluies après
l'incendie, tombent fréquemment en dessous de 1,5 mgA à partir de décembre 1990.
Elles avoisinent dès lors des valeurs mesurées sur la période 1976-1979. Le fait
qu'elles leur restent cependant légèrement supérieures s'explique, dans un premier
temps, par une pluviosité plus faible, puis, à partir de 1992-93, par la recrétion de cet
élément par la végétation qui a commencé à se reconstituer.
Géomorphologie : relief, processus, environnement, 1998, n° 3, p. 215-232 i
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Hydrochimie et caractères agronomiques des sols après incendie de forêt 221
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n° 3, p. 215-232 : relief, processus, environnement, 1998, 222 Claude Martin et al.
7) Après les fortes teneurs relevées pour les ions sulfates les 3 et 6 octobre 1990
(28,2 et 17,7 mg/1), les valeurs ont rapidement chuté (2,0 mg/1 le 25 novembre). Une
comparaison avec les données recueillies dans les années 70 est délicate, dans la mesur
e où les dosages turbidimétriques donnaient certainement à l'époque des résultats par
défaut (présence dans les eaux de complexes sulfatés résistant à l'adjonction du chlo
rure de baryum). Depuis novembre 1990, les dosages sont effectués après ajout d'étalon
(H2SO4) aux échantillons. La pertinence de la méthode a été vérifiée par des mesures
comparatives par chromatographie ionique.
8) Pour le sodium et les ions chlorures, il n'est pas interdit que penser que les pre
miers écoulements après le feu ont évacué de faibles quantités de ces éléments libérées
par la combustion des végétaux (Sanchez et al, 1994). En effet, les rapports entre les
teneurs dans les eaux écoulées et dans les eaux de pluie apparaissent relativement éle
vés les 6 et 18 octobre, alors que la surface du sol a déjà été lavée par la pluie du 3
octobre. Toutefois les résultats obtenus le 18 mars, où les rapports sont de nouveau éle
vés, incitent à beaucoup de prudence. Du fait de la modestie des coefficients de
ruissellement, la variabilité de la composition chimique de la pluie au cours des épi
sodes peut avoir une influence considérable.
9) Les eaux ruisselées lors des premières pluies après le feu sont pauvres en ions
nitrates, moins chargées en tout cas que les eaux de pluie. Il faut attendre le 18 mars
pour trouver des teneurs élevées (6,1 mg/1). Il convient cependant de souligner que les
eaux de pluie ont montré, à partir de la fin décembre 1990, une grande richesse en cet
élément. Les teneurs en ammonium varient beaucoup. Les valeurs maximales se pla
cent généralement en été ou au début de l'automne (3,1 mg/1 le 17 septembre 1991 ;
2,3 mg/1 le 10 août 1992). Les teneurs relevées après le feu sont cependant restées
modestes (0,75 mg/1 le 3 octobre 1990). Pour ces deux éléments, la combustion des
végétaux n'a pas fourni des conditions favorables à des teneurs élevées. Les effets du
feu sur le sol (volatilisation de l'azote, modification de la microflore) ont au contraire
entraîné une relative pauvreté des eaux. Ajoutons que les ions nitrites n'ont jamais été
présents en quantités importantes (teneurs inférieures à 0,28 mg/1, et le plus souvent à
0,10 mg/1).
10) Enfin, si les teneurs en ions orthophosphates sont toujours restées modestes,
elles n'en ont pas moins dépassé les valeurs habituelles en 1990-1991 et à l'automne
1991. Elles sont ensuite tombées en dessous de 0,05 mg/1.
Caractères agronomiques des sols
Dans l'horizon superficiel An, le passage du feu a provoqué un appauvrissement en
matière organique : le taux moyen de carbone organique avoisine 14% dans les secteurs
non brûlés et 6% seulement en zone incendiée (tab. 5). L'azote total a également subi
des pertes sensibles. Ces évolutions témoignent d'un feu intense (Plata Astray et Guitian
Ojea, 1966 ; Sanroque et al, 1985). Le rapport C/N a subi une diminution, particulièr
ement nette dans l'horizon An. La destruction d'une partie de l'humus s'est accompagnée
d'une décroissance de la capacité d'échange cationique (Edwards, 1942 ; Tarrant, 1956).
Certes, celle-ci se révèle sursaturée en septembre 1991, mais sa diminution n'en a pas
moins entraîné un appauvrissement en calcium, magnésium et potassium échangeables.
Enfin, le pH s'élève de manière sensible, la valeur moyenne passant de 5,2 à 6,9.
Géomorphologie : relief, processus, environnement, 1998, n° 3, p. 215-232