Les feux de forêts modifient les caractéristiques biologiques, chimiques et physiques des sols forestiers. Leur impact dépend de l’intensité, de la durée et de la récurrence du feu. Un feu qui se déplace rapidement aura moins d’impact sur le sol qu’un feu qui se maintient dans le peuplement. Lors d’un feu forestier, la température peut monter au-delà de 850 °C si les conditions sont très sèches et la charge en combustible élevée.
Le feu entraîne une combustion complète ou partielle de la matière organique et un dépôt de cendres à la surface du sol. Ce mélange de cendres et de matière organique partiellement brûlée modifie considérablement la chimie du sol. Les incendies de faible intensité ont un impact généralement positif sur la chimie du sol avec une augmentation de la disponibilité en nutriments (K+, Ca2+, Mg2+, PO3-, NH4+) et du pH en raison du dépôt de cendres. Le feu favorise la minéralisation du phosphore organique en sa forme minérale (phosphate), utile pour la plante, ce qui est intéressant parce que la teneur en phosphore est souvent un élément limitant pour la croissance des plantes.
Par contre, un incendie de forte intensité entraîne une perte de matière organique et de nutriments. On perd l’azote par volatilisation dès que la température atteint 200 °C. La teneur en cations échangeables dans le sol augmente souvent après un incendie mais cette augmentation est en général de courte durée suite à l’érosion des cendres, la lixiviation des cations et l’absorption par les plantes associées à la succession post-incendie (cette dernière permettant cependant de capturer ces cations et de les maintenir sur place). Du point de vue du carbone organique du sol, on observe une perte à partir de 200-250 °C et une combustion complète autour de 460-500 °C.
Les propriétés biologiques et physiques du sol sont en général affectées négativement par les incendies de forêt, surtout lorsque la température dépasse les 120 °C. Entre 50 et 200 °C, on observe la mort des racines fines, des bactéries, des champignons et des graines dans le sol. Dès 120 °C, les micro-organismes du sol sont complètement tués.
La texture du sol, c’est-à-dire la proportion des différentes fractions granulométriques, n’est affectée que par les très hautes températures. Les argiles sont sensibles à partir de 400 à 800 °C mais les sables seulement au-delà de 1400 °C. L’impact du feu peut être une perte en particules argileuses qui suite à la destruction de leur structure cristalline se collapsent pour former des limons et des sables. En général, après le passage du feu, les sols sont plus imperméables, ce qui augmente le ruissellement et le risque d’érosion. Les sites brûlés doivent donc impérativement être stabilisés pour y conserver les éléments nutritifs.
L’utilisation du feu en tant que technique de gestion (feux dirigés) pour réduire la charge en combustibles peut être recommandée en raison de la faible intensité de ces feux et du faible réchauffement du sol. C’est une technique qui sera de plus en plus utile en raison du réchauffement global pour réduire le risque d’incendies. De nos jours, il est impératif d’éviter les incendies de forte intensité et d’appliquer une bonne gestion post-incendie des peuplements.