Published November 1, 2019
| Version v1
Publication
Effects of anthropogenic fires on some soil properties and the implications of fire frequency for the Guinea savanna ecological zone, Ghana
Creators
- 1. University for Development Studies
- 2. Rhodes University
Description
Fire is an important factor influencing the structure and function of tropical savannas. In spite of the extensive studies conducted on the effects of fire on soils in savannas, there are relatively few studies focusing on the Sudano-Guinean savanna of West Africa which experiences recurring fires in the dry season. The fires are anthropogenic and mainly caused by hunters and farmers to flush out animals, remove debris from crop fields and to improve soil fertility. We investigated how bush fires influence some soil properties in four land use types in six districts in the Guinea savanna of Ghana. Data on fire counts were obtained from the CSIR Meraka Institute, South Africa and fire densities calculated for each district. Soils were sampled in burned and unburned woodlands and crop fields and analysed for pH, available P, Total N, SOC, exchangeable Ca and Mg, CEC, EC and texture. The fire densities varied amongst the selected districts. Of the six districts, the East Gonja district recorded the highest fire density (1.0 fire km−2). Tamale recorded the lowest density (0.3 fires km−2). Total N, OC, pH and exchangeable Ca differed significantly across the different land use types. A principal component analysis showed a stronger association and more positive gradient in woodlands than in crop fields. Total N and OC, showed a positive association. High fire frequencies were recorded in districts with high grass fuel loads and abundant wildlife. Fire aided the mineralisation of TN, SOC and exchangeable Ca as burned fields had higher mean values of these nutrients than unburned fields. Further studies are needed to fully understand the importance of fire regimes on soils in the Guinea savanna. Traditional ecological knowledge on the use of fire could be harnessed to reduce indiscriminate vegetation burning in the region.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
النار هي عامل مهم يؤثر على بنية ووظيفة السافانا الاستوائية. على الرغم من الدراسات المكثفة التي أجريت حول آثار الحريق على التربة في السافانا، هناك عدد قليل نسبيًا من الدراسات التي تركز على السافانا السودانية الغينية في غرب إفريقيا التي تعاني من حرائق متكررة في موسم الجفاف. الحرائق من صنع الإنسان ويسببها بشكل رئيسي الصيادون والمزارعون لطرد الحيوانات وإزالة الحطام من حقول المحاصيل وتحسين خصوبة التربة. لقد حققنا في كيفية تأثير حرائق الغابات على بعض خصائص التربة في أربعة أنواع من استخدامات الأراضي في ست مناطق في السافانا الغينية في غانا. تم الحصول على بيانات عن عدد الحرائق من معهد CSIR Meraka، جنوب أفريقيا وكثافات الحرائق المحسوبة لكل منطقة. تم أخذ عينات من التربة في الغابات المحترقة وغير المحترقة وحقول المحاصيل وتحليلها لمعرفة درجة الحموضة، و P المتاح، و Total N، و SOC، و Ca و Mg القابلين للتبديل، و CEC، و EC، والملمس. اختلفت كثافات الحريق بين المناطق المختارة. من بين المقاطعات الست، سجلت منطقة شرق غونجا أعلى كثافة حريق (1.0 كم2). سجلت تامالي أدنى كثافة (0.3 حريق كم−2). اختلف إجمالي N و OC و pH و Ca القابل للتبديل بشكل كبير عبر أنواع استخدام الأراضي المختلفة. أظهر تحليل المكون الرئيسي ارتباطًا أقوى وتدرجًا أكثر إيجابية في الغابات مقارنة بحقول المحاصيل. أظهر إجمالي N و OC ارتباطًا إيجابيًا. تم تسجيل ترددات عالية للحرائق في المناطق ذات الأحمال العالية من وقود العشب والحياة البرية الوفيرة. ساعد الحريق في تمعدن النيتروجين ومخزون الكربون العضوي في التربة والكالسيوم القابل للتبديل حيث كانت الحقول المحترقة تحتوي على قيم متوسط أعلى لهذه العناصر الغذائية من الحقول غير المحترقة. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات للفهم الكامل لأهمية أنظمة الحريق على التربة في السافانا الغينية. يمكن تسخير المعرفة البيئية التقليدية حول استخدام النار للحد من حرق النباتات العشوائي في المنطقة.Translated Description (French)
Le feu est un facteur important influençant la structure et la fonction des savanes tropicales. Malgré les études approfondies menées sur les effets du feu sur les sols dans les savanes, relativement peu d'études se concentrent sur la savane soudano-guinéenne d'Afrique de l'Ouest qui connaît des incendies récurrents en saison sèche. Les incendies sont anthropiques et principalement causés par les chasseurs et les agriculteurs pour chasser les animaux, enlever les débris des champs de culture et améliorer la fertilité des sols. Nous avons étudié comment les feux de brousse influencent certaines propriétés du sol dans quatre types d'utilisation des terres dans six districts de la savane guinéenne du Ghana. Les données sur le nombre d'incendies ont été obtenues auprès du CSIR Meraka Institute, en Afrique du Sud, et les densités d'incendie calculées pour chaque district. Les sols ont été échantillonnés dans des forêts et des champs cultivés brûlés et non brûlés et analysés pour le pH, le P disponible, l'N total, le COS, le Ca et le Mg échangeables, la CCE, la CE et la texture. Les densités de feu variaient selon les districts sélectionnés. Parmi les six districts, le district de Gonja Est a enregistré la densité de feux la plus élevée (1,0 km−2). Tamale a enregistré la densité la plus faible (0,3 feu km−2). Le N total, le CO, le pH et le Ca échangeable différaient considérablement selon les différents types d'utilisation des terres. Une analyse en composantes principales a montré une association plus forte et un gradient plus positif dans les zones boisées que dans les champs de culture. Total N et OC, ont montré une association positive. Des fréquences d'incendie élevées ont été enregistrées dans les districts à forte charge en gazon et à faune abondante. Le feu a aidé à la minéralisation du TN, du SOC et du Ca échangeable car les champs brûlés avaient des valeurs moyennes de ces nutriments plus élevées que les champs non brûlés. D'autres études sont nécessaires pour bien comprendre l'importance des régimes de feu sur les sols de la savane guinéenne. Les connaissances écologiques traditionnelles sur l'utilisation du feu pourraient être exploitées pour réduire le brûlage aveugle de la végétation dans la région.Translated Description (Spanish)
El fuego es un factor importante que influye en la estructura y función de las sabanas tropicales. A pesar de los extensos estudios realizados sobre los efectos del fuego en los suelos de las sabanas, hay relativamente pocos estudios centrados en la sabana sudano-guineana de África occidental, que experimenta incendios recurrentes en la estación seca. Los incendios son antropogénicos y son causados principalmente por cazadores y agricultores para expulsar a los animales, eliminar los escombros de los campos de cultivo y mejorar la fertilidad del suelo. Investigamos cómo los incendios forestales influyen en algunas propiedades del suelo en cuatro tipos de uso de la tierra en seis distritos de la sabana de Guinea de Ghana. Los datos sobre el recuento de incendios se obtuvieron del Instituto CSIR Meraka, Sudáfrica, y las densidades de incendios se calcularon para cada distrito. Los suelos se muestrearon en bosques y campos de cultivo quemados y no quemados y se analizaron para determinar el pH, P disponible, N total, SOC, Ca y Mg intercambiables, CEC, EC y textura. Las densidades de fuego variaron entre los distritos seleccionados. De los seis distritos, el distrito de East Gonja registró la mayor densidad de incendios (1,0km-2). Tamale registró la densidad más baja (0,3 incendios km−2). El N total, el OC, el pH y el Ca intercambiable difirieron significativamente entre los diferentes tipos de uso de la tierra. Un análisis de componentes principales mostró una asociación más fuerte y un gradiente más positivo en los bosques que en los campos de cultivo. N total y OC, mostraron una asociación positiva. Se registraron altas frecuencias de incendios en distritos con altas cargas de combustible de pasto y abundante vida silvestre. El fuego ayudó a la mineralización de TN, SOC y Ca intercambiable, ya que los campos quemados tenían valores medios más altos de estos nutrientes que los campos no quemados. Se necesitan más estudios para comprender completamente la importancia de los regímenes de incendios en los suelos de la sabana de Guinea. El conocimiento ecológico tradicional sobre el uso del fuego podría aprovecharse para reducir la quema indiscriminada de vegetación en la región.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آثار الحرائق البشرية على بعض خصائص التربة وآثار تواتر الحرائق على المنطقة الإيكولوجية لسافانا غينيا، غانا
- Translated title (French)
- Effets des incendies anthropiques sur certaines propriétés du sol et implications de la fréquence des incendies pour la zone écologique de la savane guinéenne, Ghana
- Translated title (Spanish)
- Efectos de los incendios antropogénicos en algunas propiedades del suelo y las implicaciones de la frecuencia de los incendios para la zona ecológica de la sabana de Guinea, Ghana
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2980323299
- DOI
- 10.1016/j.sciaf.2019.e00201
References
- https://openalex.org/W1832501560
- https://openalex.org/W1863740045
- https://openalex.org/W1965557181
- https://openalex.org/W1966818727
- https://openalex.org/W1970233736
- https://openalex.org/W1973874914
- https://openalex.org/W1977073608
- https://openalex.org/W1980416533
- https://openalex.org/W1994272182
- https://openalex.org/W1996656076
- https://openalex.org/W2000253966
- https://openalex.org/W2008394079
- https://openalex.org/W2014492425
- https://openalex.org/W2019134059
- https://openalex.org/W2020031444
- https://openalex.org/W2025899736
- https://openalex.org/W2027642249
- https://openalex.org/W2029540446
- https://openalex.org/W2067781653
- https://openalex.org/W2071372312
- https://openalex.org/W2077467628
- https://openalex.org/W2088036420
- https://openalex.org/W2091160252
- https://openalex.org/W2099656668
- https://openalex.org/W2102772505
- https://openalex.org/W2118760333
- https://openalex.org/W2123234791
- https://openalex.org/W2125191272
- https://openalex.org/W2127751783
- https://openalex.org/W2127934604
- https://openalex.org/W2134009448
- https://openalex.org/W2137764911
- https://openalex.org/W2150016885
- https://openalex.org/W2154855226
- https://openalex.org/W2159425876
- https://openalex.org/W2178782888
- https://openalex.org/W2227186048
- https://openalex.org/W2277302566
- https://openalex.org/W2285522927
- https://openalex.org/W2320103166
- https://openalex.org/W2407650267
- https://openalex.org/W2513740610
- https://openalex.org/W2531873933
- https://openalex.org/W2766292002
- https://openalex.org/W2767038273
- https://openalex.org/W2883910134