A comparative assessment of plant flammability through a functional approach: The case of woody species from Argentine Chaco region

Abstract

Recent changes to fire regimes in many regions of the world have led to renewed interest in plant flammability experiments to understand and predict the consequences of such changes. These experiments require the development of practical and standardised flammability testing protocols. The research aims were (i) to compare plant flammability assessments carried out using two different approaches, namely functional trait analysis and testing with a shoot‐level device; and (ii) to evaluate the effect of disturbances and seasonal variability on flammability. The study area was located in the Western Chaco region, Argentina, and 11 species were selected based on their representativeness in forests. We studied six functional traits related to flammability, growth habit and foliar persistence, in forests without disturbances over the three last decades as well as in disturbed forests. The seasonal variation of these functional traits was evaluated over two consecutive years. Functional trait flammability index (FI) and shoot‐level measurements followed standard protocols. Sixty per cent of the species measured presented a high to very high FI. The results of both assessment methods were significantly correlated. Both methods identified the same species as having medium flammability, but differed in regards to the most flammable species. Senegalia gilliesii was identified as the most flammable species when using functional trait analysis, whereas shoot‐level assessments found Larrea divaricata and Schinus johnstonii to be the most flammable. There were no disturbance effects on the FI but there was seasonal variation. Our results validate the use of functional traits as a predictive method of flammability testing and represent the first global effort comparing flammability obtained through functional trait analysis with empirical measurements. The significant correlation between both methods allows the selection of the one that is more appropriate for the size of the area to be evaluated and for the availability of technical resources.Abstract in Spanish is available with online material.

Impacto del fuego en la defensa de las plantas: Rasgos funcionales y síntesis de metabolitos secundarios en especies leñosas del Chaco semiárido de Argentina

“…Rasgos funcionales como la presencia de compuestos volátiles y/o resinas, un grado de ramificación complejo, o la retención de hojas y/o ramas muertas, aumentan la disponibilidad de combustibles y favorecen la combustión (Bond y Midgley, 1995;Jaureguiberry, 2012;Santacruz-García, Bravo, del Corro, y Ojeda, 2019). Las especies con mayor capacidad para sobrevivir al disturbio aunque inicialmente parecen más afectadas por el fuego, se recuperan con mayor rapidez que las especies con menor tasa de sobrevivencia (Della Rocca et al, 2017).…”

“…área foliar y área foliar específica, contenido de compuestos inflamables (aceites volátiles, ceras y resinas), entre otros rasgos (Blackhall et al, 2012;Burger y Bond, 2015;Ormeño et al, 2009;Wyse et al, 2016). Se espera que la inflamabilidad sea mayor en cuanto haya menor contenido de agua foliar y menor área foliar específica, lo cual contribuye a la rápida propagación del fuego bajo condiciones atmosféricas particulares como baja humedad relativa y vientos de alta velocidad (Bradstock, 2016;Santacruz-García et al, 2019).…”

“…La inflamabilidad de la planta aumenta con un menor contenido de agua foliar y con una mayor complejidad de la arquitectura de la planta, dado fundamentalmente por el número de ramificaciones que permiten mayor disponibilidad de aire y carbono para la ignición, la propagación del fuego y la combustión (Cornelissen et al, 2003;Pérez-Harguindeguy et al, 2013). La persistencia foliar (perenne/caducifolio) y el hábito de crecimiento (arbóreo/arbustivo), también podrían modificar la cantidad de biomasa disponible durante los incendios, especialmente cuando éstos ocurren durante la estación seca (Blackhall et al, 2012;Santacruz et al, 2019…”

“…Los eventos de fuego se identificaron por cicatrices en el fuste de ejemplares maduros, cortezas carbonizadas y troncos quemados sobre el suelo (Bravo et al, 2014, Santacruz et al 2019). En el sitio seleccionado se realizó un rolado 7 años antes del muestreo (INTA, 2008).…”

“…Se realizaron dos evaluaciones durante la temporada de fuego (temprana: mayo, tardía: octubre) y dos evaluaciones durante la temporada de lluvias (temprana: diciembre y tardía: marzo). La selección de fechas de muestreo permitió analizar los cambios estacionales en la inflamabilidad de las plantas, en un marco temporal más amplio que algunos antecedentes que consideraron exclusivamente la temporada de fuego (Bravo et al 2014;Ledesma et al 2018), lo que podría ser útil en el escenario actual del cambio climático (Santacruz García et al 2019).…”