Holocene fire history of black colluvial soils revealed by pyrolysis-GC/MS: a case study from Campo Lameiro (NW Spain)

Abstract

[EN] The colluvial soils of Galicia (NW Spain) are records of Holocene environmental change. In spite of the omnipresence of charcoal fragments in these soils, the effect of fires on the development of the Galician landscape and the potential role of past societies are poorly understood. We isolated macroscopic charcoal (>2 mm) and NaOH-extractable soil organic matter (SOM) from two Galician soils. Molecular characterisation of the extractable SOM using pyrolysis-GC/MS showed that fire residues (black carbon; BC) were abundant in the extractable SOM, even in the horizons containing few macroscopic charcoals. This indicates that the macroscopic charcoal record often used in geoarchaeological studies gives an incomplete image of the fire history. Polycyclic aromatic hydrocarbons and other presumably BC-derived pyrolysis products in samples from 8500 to 7000 cal years BP are evidence of Mesolithic fires. Molecular indicators of BC are abundant also in the Neolithic (c. 6000 BP), but the degree of thermal modification to the organic matter decreases, which could mirror a change in fuel type. This change coincides with the beginning of accelerated soil erosion in the area, and is followed by accumulation of relatively homogeneous BC-rich material up to at least the beginning of the Iron Age. This pattern is interpreted as deforestation around 6000 BP followed by periodic and presumably human-induced burning of poorly-developed vegetation (slash-and-burn). The open landscape of present-day Galicia would therefore be the outcome of prolonged anthropogenic burning, analogous to the open cultural landscapes of central Europe.

[ES] Los suelos coluviales de Galicia (noroeste de España) son los registros de los cambios ambientales del Holoceno. A pesar de la omnipresencia de los fragmentos de carbón vegetal en estos suelos, el efecto de los incendios en el desarrollo del paisaje gallego y el papel potencial de las sociedades del pasado, son poco conocidos. Se aislaron de carbón macroscópica (> 2 mm) y NaOH extraíble la materia orgánica (MOS) de dos suelos de Galicia. La caracterización molecular de los extraíbles utilizando pirólisis-GC/MS SOM mostró que los residuos de fuego (negro de humo; aC) fueron abundantes en la materia orgánica del suelo extraíble, incluso en los horizontes que contienen pocos carbones macroscópicos. Esto indica que el registro de carbón macroscópico a menudo utilizado en estudios geoarqueológicos da una imagen incompleta de la historia de incendios. Hidrocarburos aromáticos policíclicos y otros, presumiblemente a. de C. -productos derivados de la pirólisis de muestras desde 8500 a 7000 años a. C. son una prueba de incendios Mesolíticos. Indicadores moleculares de antes de Cristo son abundantes también en el Neolítico (c. 6000 BP), pero disminuye el grado de modificación térmica de de la materia orgánica, lo que podría reflejan un cambio en el tipo de combustible. Este cambio coincide con el comienzo de la erosión acelerada del suelo en la zona, y es seguido por la acumulación de relativamente homogénea antes de Crito de material rico hasta al menos el comienzo de la Edad de Hierro. Este patrón se interpreta como la deforestación alrededor de 6000 BP seguido de la quema periódica y, presumiblemente provocadas por el hombre de la vegetación poco desarrollada (roza y quema). El paisaje abierto de la actual Galicia, por lo tanto, sería el resultado de la quema antropogénica prolongada, análogo a los paisajes abiertos culturales de Europa central.