Resilience of Mediterranean communities to fire depends on burn severity and type of ecosystem

Abstract

[EN] Background: Burn severity plays an important role in shaping vegetation recovery in Mediterranean ecosystems. In the present study, we aimed to evaluate the influence of burn severity on short-term vegetation resilience in different ecosystems. We selected the Cabrera wildfire (northwest Iberian Peninsula), which affected shrubland, heathland,broomland, and oak woodland ecosystems in 2017. Immediately after the fire, we established 249 field plots within the burned area, in which burn severity was quantified by the application of the Composite Burn Index, differentiating three burn severity categories: low, moderate, and high. Moreover, we fixed 136 plots in unburned areas at two different maturity stages: young (unburned for the last 10 years) and old (unburned for the last 20 years) vegetation. Two years after the wildfire, we evaluated the total percentage cover of vegetation in four vertical strata ranging from 0 to > 4 m, as well as the cover of each woody species and total herbaceous vegetation in the lowest stratum (0–0.5 m). Resilience of the 2017 burned areas was interpreted in terms of the difference in vegetation cover and species composition in relation to the two different maturity stages. Results: The results showed that the lowest stratum was the most resilient in the short term. In fact, all ecosystems presented high resilience of this stratum in low-severity areas. In shrublands and heathlands, this was mainly the consequence of the regeneration of herbaceous vegetation, as the dominant woody species did not fully recover in any of the burned situations (at least 21% and 11% less cover in shrubland and heathland burned plots compared to areas of young vegetation). Specifically, the resilience of this stratum was higher in broomlands and oak woodlands, mainly under moderate and high severities. In these ecosystems, woody dominant species recovered with respect to young vegetation at the 0–0.5-m level. Despite this, burn severity had a negative impact on the short-term resilience of the uppermost strata in broomlands and oak woodlands (cover values close to 0%). Conclusions: The effects of burn severity on short-term vegetation resilience differed among type of ecosystems and vertical strata, so these results may constitute a starting point for the evaluation of the influence of burn severity and vegetation composition and structure on ecosystem resilience

[ES] Antecedentes: La severidad de los incendios juega un papel importante en la forma en que se recupera la vegetación de los ecosistemas mediterráneos. En el presente estudio, nos enfocamos en evaluar la influencia de la severidad de los incendios en la resiliencia de la vegetación a corto plazo. Para ello seleccionamos el incendio de Cabrera (noroeste de la Península Ibérica), que afectó ecosistemas de aulagar, brezal, escobar y robledal en 2017. Inmediatamente después del fuego, establecimos 249 parcelas dentro del área quemada, donde la severidad del fuego se cuantificó mediante la aplicación del índice de quema compuesto (Composite Burn Index), diferenciando tres categorías: baja, moderada y alta. Además, fijamos 136 parcelas en áreas no quemadas diferenciando dos estadios de madurez: vegetación joven (sin quemar en los últimos 10 años), y vegetación vieja (sin quemar en los últimos 20 años). Dos años después del fuego, evaluamos el porcentaje total de cobertura de la vegetación en cuatro estratos verticales en un rango desde 0 a > 4 m, así como la cobertura de cada especie leñosa y del total de la vegetación herbácea en el estrato más bajo (0–0,5 m). La resiliencia de las áreas quemadas se interpretó en términos de diferencia en la cobertura de la vegetación y en la composición de especies con respecto a los dos estadios de madurez analizados. Resultados: Los resultados demostraron que el estrato más bajo fue el más resiliente en el corto plazo. En efecto, todos los ecosistemas presentaron una alta resiliencia en este estrato en las áreas quemadas a baja severidad. En los matorrales y brezales esto fue principalmente consecuencia de la regeneración de la vegetación herbácea, ya que las especies leñosas dominantes no se recuperaron en ninguna de las situaciones quemadas (los aulagares y brezales quemados presentaron al menos una cobertura un 21% y 11% menor que las áreas de vegetación joven). Específicamente, la resiliencia de este estrato fue más alta en escobares y robledales, principalmente bajo severidades moderadas y altas. En estos ecosistemas, las especies leñosas dominantes se recuperaron con respecto a la vegetación joven en el estrato de 0 a 0,5 m. A pesar de ello, la severidad de la quema tuvo un impacto negativo en la resiliencia de corto plazo en el estrato más alto de escobares y robledales (con valores de cobertura cercanos a 0%). Conclusiones: Los efectos de la severidad de la quema en la resiliencia de la vegetación a corto plazo difirió entre los tipos de ecosistemas y los estratos verticales; por lo tanto estos resultados pueden constituir un comienzo para evaluar la influencia de la severidad de la quema, y de la composición y estructura de la vegetación en la resiliencia de los ecosistemas