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Reassessment of the Use of Fire as a Management Tool in Deciduous Forests of Eastern North America

Authors


Abstract

Prescribed burning is increasingly being used in the deciduous forests of eastern North America. Recent work suggests that historical fire frequency has been overestimated east of the prairie–woodland transition zone, and its introduction could potentially reduce forest herb and shrub diversity. Fire-history recreations derived from sedimentary charcoal, tree fire scars, and estimates of Native American burning suggest point-return times ranging from 5–10 years to centuries and millennia. Actual return times were probably longer because such records suffer from selective sampling, small sample sizes, and a probable publication bias toward frequent fire. Archeological evidence shows the environmental effect of fire could be severe in the immediate neighborhood of a Native American village. Population density appears to have been low through most of the Holocene, however, and villages were strongly clustered at a regional scale. Thus, it appears that the majority of forests of the eastern United States were little affected by burning before European settlement. Use of prescribed burning assumes that most forest species are tolerant of fire and that burning will have only a minimal effect on diversity. However, common adaptations such as serotiny, epicormic sprouting, resprouting from rhizomes, and smoke-cued germination are unknown across most of the deciduous region. Experimental studies of burning show vegetation responses similar to other forms of disturbance that remove stems and litter and do not necessarily imply adaptation to fire. The general lack of adaptation could potentially cause a reduction in diversity if burning were introduced. These observations suggest a need for a fine-grained examination of fire history with systematic sampling in which all subregions, landscape positions, and community types are represented. Responses to burning need to be examined in noncommercial and nonwoody species in rigorous manipulative experiments. Until such information is available, it seems prudent to limit the use of prescribed burning east of the prairie–woodland transition zone.

Reevaluación del Uso de Fuego como Herramienta de Manejo en Bosques Deciduos de América del Norte

Resumen

La quema planeada cada vez se usa más en el bosque deciduo del este de Norteamérica. Sin embargo, trabajos recientes sugieren que la frecuencia histórica de los fuegos se ha sobrestimado al este de la zona de transición entre la pradera y el bosque, y su introducción podría reducir la diversidad de hierbas y arbustos del bosque. Recreaciones históricas del fuego derivadas de carbón sedimentario, cicatrices de fuego en los árboles y estimaciones de quemas por los nativos americanos, sugieren tiempos de regreso al punto que van desde 5–10 años hasta siglos y milenios. Los tiempos de retorno actuales probablemente fueron más largos porque tales registros sufren de muestreo selectivo, tamaño pequeño de las muestras y un sesgo probable de publicación hacia el fuego frecuente. Evidencias arqueológicas muestran que los efectos ambientales del fuego pueden ser severos en la vecindad inmediata de una aldea nativa americana. Sin embargo parece que la densidad de población fue baja a lo largo de casi todo el Holoceno y las aldeas estuvieron agrupadas en una escala regional. Por esto, parece que la mayoría de los bosques del este de los Estados Unidos estuvo poco afectada por las quemas antes del establecimiento europeo. El uso de quemas planeadas asume que la mayoría de las especies del bosque son tolerantes al fuego y que la quema tendrá un efecto mínimo sobre la diversidad. Sin embargo, adaptaciones comunes como la serotinia, los brotes epicórmicos, el rebrote de rizomas y la germinación iniciada por humo no existen en casi toda la región decidua. Los estudios experimentales de la quema muestran respuestas de la vegetación que consisten en la remoción de tallos y basura: éstas son similares a las respuestas a otras formas de perturbación y no implican necesariamente la adaptación al fuego. La carencia general de adaptación puede causar una reducción en la diversidad si se introduce la quema. Estas observaciones sugieren la necesidad de una revisión cuidadosa de quemas históricas con muestreos sistemáticos en los que estén representadas todas las subregiones, posiciones de paisaje y tipos de comunidad. Las respuestas a la quema necesitan ser revisadas en especies no comerciales y no leñosas en experimentos con manipulación rigurosa. Hasta que tal información esté disponible, parece prudente limitar el uso de quemas planeadas al este de la zona de transición entre pradera y bosque.

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