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Plant responses to fire in a Mexican arid shrubland

D. Rodríguez-Trejo,J. Pausas,Andrés Gelacio Miranda-Moreno

Published 2019 in Fire Ecology

ABSTRACT

BackgroundFire responses of species in arid environments have only been scarcely studied. We studied four species (Dasyliron lucidum Zucc., Juniperus deppeana Steud., Echinocactus platyacanthus Link & Otto, and Agave potatorum Zucc.) in the Tehuacán-Cuicatlán Biosphere Reserve, Mexico. The objectives were to describe and quantify survival and resprouting, as well as the factors determining them, for the selected species. Six months after a 330 ha wildfire in 2014, 32 plots were established on three transects. Forest dasometric and fire severity variables were recorded. Logistic regression was utilized to obtain mortality and resprouting probability models, as well as linear regression to detect relationships among post- and pre-fire variables.ResultsAll species had high survival rates (74.5 to 97.7%). All surviving D. lucidum individuals resprouted apically. For J. deppeana, the probability of mortality was directly related to fire scar height on the trunk and inversely related to its diameter, whereas the probability of crown recovery was inversely related to the proportion of the tree height scorch. For E. platyacanthus, necrosed height was directly related to plant height. There was a positive relationship between basal area and the emission of new leaves for the A. potatorum.ConclusionsIn the different species, several traits that allowed high fire survival rates were observed (e.g., thick cortex or bark, fleshy non-flammable leaves, flammable leaves that reduce fire intensity, high volume to surface ratio). Many of these were primarily linked to drought resistance. All species gain fire resistance or tolerance as they increase in size. We concluded that the studied arid ecosystem of Mexico can withstand an altered or a base fire regime.ResumenAntecedentesLas respuestas al fuego de especies en ambientes semiáridos han sido poco investigadas. Nosotros estudiamos cuatro especies (Dasyliron lucidum Zucc., Juniperus deppeana Steud., Echinocactus platyacanthus Link & Otto, y Agave potatorum Zucc.) en la Reserva de la Biosfera Tehuacán-Cuicatlán, México. Los objetivos fueron describir y cuantificar la supervivencia y el rebrote, así como los factores que las determinan, para las especies seleccionadas. Seis meses después de un incendio de 330 ha en 2014, se establecieron 32 sitios sobre tres transectos. Se registraron variables dasométricas y de severidad del fuego. Se usó regresión logística para obtener modelos probabilísticos de mortalidad y rebrote, así como regresión lineal para detectar relaciones entre las variables previas y posteriores al fuego.ResultadosTodas las especies tuvieron una alta supervivencia (74.5 a 97.7%). Todos los individuos sobrevivientes de D. lucidum rebrotaron del ápice. En J. deppeana, la probabilidad de mortalidad estuvo directamente relacionada con la altura de la cicatriz de quemado sobre el tronco e inversamente relacionada con el diámetro, mientras que la probabilidad de recuperación de la copa estuvo inversamente relacionada con la proporción de la altura del árbol afectada por el fuego. Para E. platyacanthus, la altura de deshidratación estuvo directamente relacionada con la altura de la planta. Se halló una relación positiva entre el área basal y la emisión de nuevas hojas en A. potatorum.ConclusionesEn las diferentes especies, se observaron varios caracteres que les permitieron una elevada tasa de supervivencia (como corteza o córtex gruesos, hojas carnosas no inflamables, hojas inflamables que reducen la intensidad del fuego y una alta relación volumen:superficie). Muchos de estos caracteres son primariamente adaptaciones a la sequía. Todas las especies ganaron resistencia o tolerancia al fuego conforme incrementaron su tamaño. Concluimos que el ecosistema árido de México estudiado se puede sostener en un régimen de fuego alterado o base.

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