Experimentally testing animal responses to prescribed fire size and severity.

Deserts are often highly biodiverse and provide important habitats for many threatened species. Fire is a dominant disturbance in deserts, and prescribed burning is increasingly being used by conservation managers and Indigenous peoples to mitigate the damaging effects of climate change, invasive plants, and land-use change. The size, severity, and patchiness of fires can affect how animals respond to fire. However, there are almost no studies examining such burn characteristics in desert environments, which precludes the use of such information in conservation planning. Using a before-after control-impact approach with 20 sampling sites, we studied the outcomes of 10 prescribed burns of varying size (5-267 ha), severity, and patchiness to identify which variables best predicted changes in small mammal and reptile species richness and abundance. Three of the 13 species showed a clear response to fire. Captures increased for 2 species (1 mammal, 1 reptile) and decreased for 1 species (a reptile) as the proportional area burned around traps increased. Two other mammal species showed weaker positive responses to fire. Total burn size and burn patchiness were not influential predictors for any species. Changes in capture rates occurred only at sites with the largest and most severe burns. No fire-related changes in capture rates were observed where fires were small and very patchy. Our results suggest that there may be thresholds of fire size or fire severity that trigger responses to fire, which has consequences for management programs underpinned by the patch mosaic burning paradigm. The prescribed burns we studied, which are typical in scale and intensity across many desert regions, facilitated the presence of some taxa and are unlikely to have widespread or persistent negative impacts on small mammal or reptile communities in this ecosystem provided that long unburned habitat harboring threatened species is protected.

Prueba experimental de la respuesta animal al tamaño y gravedad de los incendios controlados Resumen Los desiertos suelen contar con mucha biodiversidad y proporcionar hábitats importantes para una variedad de especies amenazadas. El fuego es una perturbación que domina en los desiertos, y los incendios controlados cada vez se usan más por los gestores de la conservación y los pueblos indígenas para mitigar los efectos dañinos del cambio climático, las plantas invasoras y el cambio de uso de suelo. El tamaño, gravedad y fragmentación de los incendios pueden afectar cómo los animales responden al fuego. Sin embargo, casi no existen estudios que analicen dichas características de la quema en los ambientes desérticos, lo que excluye a dicha información de la planeación de la conservación. Usamos una estrategia de antes­después del control­impacto en 20 sitios de muestreo para estudiar los resultados de diez incendios controlados de diferentes tamaños (5­267 ha), gravedad y fragmentación para identificar cuáles variables pronostican mejor los cambios en la riqueza de especies y abundancia de mamíferos pequeños y reptiles. Tres de las 13 especies mostraron una respuesta clara al incendio. Las capturas incrementaron en dos especies (una de mamífero y una de reptil) y disminuyeron en una especie (un reptil) conforme incrementó el área proporcional incendiada alrededor de las trampas. Otras dos especies de mamíferos mostraron respuestas positivas más débiles ante el fuego. El tamaño total y la fragmentación del incendio no fueron influyentes sobre los pronosticadores de cualquier especie. Los cambios en las tasas de captura ocurrieron solamente en los sitios con los incendios más graves y grandes. No observamos cambios relacionados al incendio en las tasas de captura en donde los incendios fueron pequeños y muy fragmentados. Nuestros resultados sugieren que podría haber umbrales del tamaño o gravedad del incendio que provocan las respuestas al fuego, lo que tiene consecuencias para los programas de manejo sustentados en el paradigma del mosaico de fragmentos del incendio. Los incendios controlados que estudiamos, que son típicos en escala e intensidad en muchas regiones desérticas, facilitaron la presencia de algunos taxones y no tuvieron probabilidad de tener un impacto negativo extenso o persistente sobre las comunidades de mamíferos pequeños y reptiles en este ecosistema, siempre y cuando se proteja el hábitat que lleva mucho tiempo sin incendios y en donde viven las especies amenazadas.

Substrate, moisture, temperature and seed germination of the threatened endemic tree Eriotheca vargasii (Malvaceae) / Sustrato, humedad, temperatura y germinación de semillas del árbol endémico amenazado Eriotheca vargasii (Malvaceae)

Abstract We studied the germination of Eriotheca vargasii (Malvaceae), a poorly known endemic Peruvian Andean tree species characteristic of the dry forests of the Torobamba river valley, Peru. We determined seed characteristics, embryo morphology, viability, and assessed the influence of substrate (natural soil and commercially prepared media), temperature (controlled at 25 ºC and at ambient temperature between 18-22 ºC), and moisture (25 % and 50 % field capacity) on seed germination. Most seeds were ovoid in shape and although they contained well-developed embryos, only 46 % of them were viable. Substrate moisture levels had no influence on germination capacity or rate. In contrast, temperature and substrate type showed strong effects on germination. We observed the highest proportion of germinated seeds in prepared media at both temperatures tested (> 61 %). Furthermore, substrate types also influenced germination rates, with lower values in natural soil. The strongest effect on germination rates was by temperature, enhancing the difference in responses in substrate types (up to 90 % in commercially prepared media at 25 ºC). The low proportion of germinated seeds in soil (< 39 %), together with external local stress factors (e.g. grazing impact by herbivores), may be the critical factors contributing to the nearly total absence of seedlings and saplings of E. vargasiiin the study area despite abundant seed production. In order to ensure a supply of E. vargasii seedlings for reforestation efforts, we recommend producing E. vargasii plants in nurseries and conducting reforestation trials. We suggest that germination of seedlings is done following guidelines from this study. Rev. Biol. Trop. 66(3): 1162-1170. Epub 2018 September 01.

Resumen Estudiamos la germinación de Eriotheca vargasii (Malvaceae), un árbol endémico poco conocido de los andes peruanos y carácterístico de los bosques secos del valle del río Torobamba. Determinamos las características de la semilla, la morfología del embrión y la viabilidad; además evaluamos la influencia del sustrato (suelo y sustrato preparado comercialmente), temperatura (controlada a 25 ºC y sin control entre 18-22 ºC) y humedad (25 % y 50 % de capacidad de campo) sobre la germinación de las semillas. La mayoría de las semillas tuvo forma ovoide y aunque la mayoría contenía embriones bien desarrollados, sólo el 46 % de estas fue viable. Los niveles de humedad del sustrato no tuvieron influencia sobre la capacidad o tasa de germinación, mientras que la temperatura y el tipo de sustrato si tuvieron efectos visibles. Observamos las proporciones más altas de semillas germinadas en los sustratos preparados y en ambas temperaturas (> 61 %). Adicionalmente, el tipo de sustrato también influenció las tasas de germinación, con valores más bajos en el suelo natural. El efecto más fuerte sobre las tasas de germinación se dió por la temperatura, aumentando las diferencias de las respuestas de acuerdo al tipo de sustrato (hasta un 90 % de germinación en sustratos preparados comercialmente y a 25 ºC). La baja proporción de semillas germinadas en el suelo (< 39 %), junto con factores locales de estrés externos (como por ejemplo el impacto por herbivoría), pueden ser elementos clave que están contribuyendo a la casi ausencia total de plántulas de E. vargasii en el área de estudio, a pesar de una producción de semilla abundante. Para asegurar proveer plantones de E. Vargasii para esfuerzos de reforestación, recomendamos producir plantas de esta especie en viveros y realizar experimentos de reforestación. Sugerimos que la germinación de las plántulas se haga siguiendo las recomendaciones de este estudio.