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Keywords:

  • climate change;
  • colonization;
  • detection;
  • disturbance;
  • extinction;
  • fire severity;
  • isolation;
  • population dynamics;
  • Aislamiento;
  • cambio climático;
  • colonización;
  • detección;
  • dinámica poblacional;
  • extinción;
  • perturbación;
  • severidad del incendio

Abstract

Climate change is expected to increase the frequency and severity of drought and wildfire. Aquatic and moisture-sensitive species, such as amphibians, may be particularly vulnerable to these modified disturbance regimes because large wildfires often occur during extended droughts and thus may compound environmental threats. However, understanding of the effects of wildfires on amphibians in forests with long fire-return intervals is limited. Numerous stand-replacing wildfires have occurred since 1988 in Glacier National Park (Montana, U.S.A.), where we have conducted long-term monitoring of amphibians. We measured responses of 3 amphibian species to fires of different sizes, severity, and age in a small geographic area with uniform management. We used data from wetlands associated with 6 wildfires that burned between 1988 and 2003 to evaluate whether burn extent and severity and interactions between wildfire and wetland isolation affected the distribution of breeding populations. We measured responses with models that accounted for imperfect detection to estimate occupancy during prefire (0–4 years) and different postfire recovery periods. For the long-toed salamander (Ambystoma macrodactylum) and Columbia spotted frog (Rana luteiventris), occupancy was not affected for 6 years after wildfire. But 7–21 years after wildfire, occupancy for both species decreased ≥25% in areas where >50% of the forest within 500 m of wetlands burned. In contrast, occupancy of the boreal toad (Anaxyrus boreas) tripled in the 3 years after low-elevation forests burned. This increase in occupancy was followed by a gradual decline. Our results show that accounting for magnitude of change and time lags is critical to understanding population dynamics of amphibians after large disturbances. Our results also inform understanding of the potential threat of increases in wildfire frequency or severity to amphibians in the region.

Incrementos Rápidos y Declinaciones Desfasadas en la Ocupación de Anfibios Después de un Incendio

Resumen

Se espera que el cambio climático incremente la frecuencia y severidad de sequías e incendios. Las especies acuáticas y sensibles a la humedad, como los anfibios, pueden ser particularmente vulnerables a estos regímenes de perturbación modificados porque los incendios extensivos a menudo ocurren durante sequías prolongadas y por lo tanto pueden agravar las amenazas ambientales. Sin embargo, el entendimiento de los efectos de incendios sobre anfibios en bosques con intervalos de retorno de incendio largos está limitado. Desde 1988 han ocurrido números incendios en el Parque Nacional Glacier (Montana, E.U.A.), donde hemos monitoreado anfibios a largo plazo. Medimos las respuestas de 3 especies de anfibios a incendios de diferente tamaño, severidad y edad en un área geográfica pequeña con manejo uniforme. Utilizamos datos de humedales asociados con 6 incendios entre 1988 y 2003 para evaluar si la extensión y severidad del incendio y las interacciones entre incendios y el aislamiento del humedal afectaron la distribución de poblaciones reproductivas. Medimos respuestas con modelos que explicaron la detección imperfecta para estimar la ocupación durante años previos al incendio (0–4 años) y durante diferentes períodos de recuperación después del incendio. Para la salamandra (Ambystoma macrodactylum) y la rana (Rana luteiventris), la ocupación no fue afectada durante 6 años después del incendio. Pero 7–21 años después del incendio, la ocupación de ambas especies disminuyó ≥25% en áreas donde se quemó ≥50% del bosque a 500 de un humedal. En contraste, la ocupación de sapo (Anaxyrus boreas) se triplicó en los 3 años después de que se quemaron los bosques en altitudes bajas. Este incremento en la ocupación fue seguida por una declinación gradual. Nuestros resultados indican que la explicación de la magnitud de cambio y los desfases temporales es crítica para el entendimiento de la dinámica poblacional de anfibios después de perturbaciones extensivas. Nuestros resultados también informan sobre el entendimiento de la amenaza potencial de los incrementos de la frecuencia o severidad de los incendios para los anfibios de la región.