Long-Term Effects of a Summer Fire on Desert Grassland Plant Demographics in New Mexico

Abstract

Plant demographic responses to an experimental summer fire were monitored for 12 yr on the Sevilleta National Wildlife Refuge, New Mexico, to determine recovery rates of burned plants and evaluate fire effectiveness in preventing shrub invasion of desert grasslands. Fourteen common species of grasses, shrubs, yucca, and cacti were measured for mortality, resprouting, regrowth, herbivory, and reproduction. After the first postfire growing season, black grama (Bouteloua eriopoda [Torr.] Torr.) declined 80% in size, whereas blue grama (Bouteloua gracilis [Willd. ex Kunth] Lag. ex Griffiths) exhibited no decline. Linear regression indicated that B. eriopoda needed 11 yr to recover. Spike dropseed (Sporobolus contractus A.S. Hitchc.) and purple three-awn (Aristida purpurea Nutt.) showed postfire declines in plant sizes, requiring 4- and > 5-yr recovery times, respectively. Sand muhly (Muhlenbergia arenicola Buckl.) exhibited no fire impact. Snakeweed (Gutierrezia sarothrae [Pursh] Britt. & Rusby) sustained 61% fire mortality and reduction in regrowth canopy size. Creosotebush (Larrea tridentata [Sesse & Moc. ex DC.] Coville) had 12% mortality, but survivors recovered over 12 yr. Fourwing saltbush (Atriplex canescens [Pursh] Nutt.) sustained 62% mortality, but recovered plant size in 5–6 yr. Winterfat (Krascheninnikovia lanata [Pursh] A. D. J. Meeuse & Smit) suffered 7% mortality, but required 9+ yr to recover. Pale desert-thorn (Lycium pallidum Miers) survived fire, recovering prefire canopy size in 3 yr. Torrey joint-fir (Ephedra torreyana Watson) exhibited < 1% mortality, and recovered in 2–3 yr. Soapweed yucca (Yucca glauca Nutt.) had < 2% mortality, recovered plant sizes in 2 yr, and increased numbers of rosettes 17%. Chollas (Opuntia imbricata [Haw.] DC. and Opuntia clavata Engelm.) suffered high mortality rates and required > 12 yr recovery times. Results demonstrated that summer fire may counter some shrub and cacti invasion in central New Mexico, but once shrubs mature, fire is less effective in removing woody plants to restore southwestern grasslands. Las respuestas demográficas de vegetación a un fuego experimental de verano fue monitoreado por 12 años en el Refugio Nacional de Fauna Silvestre Sevilleta, Nuevo México, para determinar las tasas de recuperación de plantas quemadas y evaluar la eficacia del fuego para la prevención de invasiones de arbustos en los pastizales de desierto. Catorce especies comunes de pastos, arbustos, yuca y cactus fueron medidas para determinar la mortalidad, el rebrote, el crecimiento, la herbívoria y la reproducción. Después de la primera temporada de crecimiento posterior a la quema, el tamaño de la navajita negra (Bouteloua eriopoda [Torr.] Torr.) disminuyó en un 80%, mientras que la navajita azul (B. gracilis [Willd. ex Kunth] Lag. ex Griffiths) no mostró ninguna disminución. El modelo de regresión linear indica que B. eriopoda necesitó 11 años para recuperarse. El zacate espigado (Sporobolus contractus A.S. Hitchc.) y el zacate tres barbas (Aristida purpurea Nutt.) también mostraron una reducción en el tamaño de las plantas después del fuego, y necesitaron 4 y >5 años de recuperacion respectivamente. El mal forrage (Muhlenbergia arenicola Buckl.) no mostró ningún efecto al fuego. El romerito (Gutierrezia sarothrae [Pursh] Britt. & Rusby) sufrió una mortalidad de 61% y una reducción el rebrote del tamaño del dosel por el incendio. La gobernadora (Larrea tridentata [Sesse & Moc. ex DC.] Coville) tuvo una mortalidad de 12%, pero las plantas sobrevivientes se recobraron en 12 años. El chamiso (Atriplex canescens [Pursh] Nutt.) sufrió 62% de mortalidad, pero el tamaño de planta se recuperó en 5–6 años. EL senecio (Krascheninnikovia lanata [Pursh] A. D. J. Meeuse & Smit) sufrió una mortalidad de 7%, pero tomo 9+ años para recuperarse. La mora de lobo (Lycium pallidum Miers) sobrevivió el fuego, recuperando tamaño del dosel en 3 años. La caniatilla (Ephedra torreyana Watson) mostró <1% mortalidad y se recuperó en 2–3 años. La yuca (Yucca glauca Nutt.) tuvo una mortalidad menor al 2%, recobró su tamaño en 2 años y aumentó el número de panículas en 17%. Las chollas (Opuntia imbricata [Haw.] DC. y O. clavata Engelm.) mostraron altas tasas de mortalidad y requirieron >12 años para su recuperación. Los resultados demuestran que un incendio en verano podria contrarrestar la invasión de arbustos y cactus en el centro de Nuevo Mexico, pero una vez que los arbustos están establecidos, el fuego es menos efectivo para remover plantas leñosas y restaurar los pastos del suroeste.