Get access

Ecological Heterogeneity in the Effects of Grazing and Fire on Grassland Diversity

Authors


*email spharrison@ucdavis.edu

Abstract

Abstract: Grazing and fire and are major forces shaping patterns of native and exotic species diversity in many grasslands, yet both of these disturbances have notoriously variable effects. Few studies have examined how landscape-level heterogeneity in grassland characteristics, such as soil-based variation in biomass and species composition, may contribute to variation in the effects of fire or grazing. We studied the effects of livestock grazing and fire in a mosaic of serpentine and nonserpentine soils in California, where most grasslands are dominated by exotic annuals and serpentine soil is the major refuge for native grassland species. We predicted that the effects of disturbance would be proportional to productivity and therefore would be greater on nonserpentine than serpentine soils. We measured species composition at 80–100 grazed or ungrazed sites for 2 years before ( 1998–1999 ) and 2 years after ( 2000–2001 ) an autumn wildfire. Both disturbances increased total species richness on both soils. However, fire enhanced total and exotic species richness more on nonserpentine soils and enhanced native species richness more on serpentine soils. Grazing increased native species richness on serpentine soils but not on nonserpentine soils. These soil-disturbance interactions suggest that the use of fire and grazing to manage native species diversity in wildlands must be done with careful attention to background ecological heterogeneity.

Abstract

Resumen: El pastoreo y los incendios son las principales fuerzas que moldean los patrones de diversidad de especies nativas y exóticas en muchos pastizales, sin embargo, ambas perturbaciones tienen efectos notablemente variables. Pocos estudios han examinado la manera en que la heterogeneidad de las características a nivel de paisaje, como la variación de biomasa y composición de especies basada en el suelo, puede contribuir con la variación de los impactos de incendios o pastoreo. Estudiamos los efectos del pastoreo de ganado e incendios en un mosaico de suelos serpentinos y no serpentinos en California, donde la mayoría de los pastizales están dominados por especies anuales exóticas y el suelo serpentino es el refugio principal para especies nativas del pastizal. Predecimos que los efectos de la perturbación serían proporcionales a la productividad y, por lo tanto, será mayor en suelos no serpentinos que en los serpentinos. Medimos la composición de especies en 80–100 sitios pastoreados o no pastoreados por dos años antes ( 1998–99 ) y dos años después ( 2000–2001 ) de un incendio descontrolado de otoño. Ambas perturbaciones incrementaron la riqueza total de especies en ambos suelos. Sin embargo, el incendio incrementó más la riqueza de especies exóticas en suelos no serpentinos e incrementó más la riqueza de especies nativas en suelos serpentinos. El pastoreo incrementó la riqueza de especies nativas en suelos serpentinos, pero no en suelos no serpentinos. Estas interacciones suelo-perturbación sugieren que el uso de incendios y pastoreo para manejar la diversidad de especies nativas en tierras silvestres debe ser realizado poniendo cuidadosa atención a la heterogeneidad ecológica del entorno.

Ancillary