Functional responses of Mediterranean flora to fire: A community‐scale perspective
Résumé
Fire regime is predicted to change, particularly in Mediterranean climate regions, towards more severe and frequent fire events. From a predictive perspective, trait-based ecology offers a comprehensive framework to characterize vegetation responses to fire. Since fires induce erosion and decrease soil nutrients, species' functional traits and their distribution at community level should reflect these changes. Despite a vast literature focused on plant traits involved in resistance to fire, quantification of community trait responses to fire is lacking, particularly for traits that are linked to resource strategies.
Here, we emphasis on plant traits related to morphology (height, specific leaf area, stem and wood density) and resource acquisition strategies (leaf nitrogen, leaf dry mass, seed dry mass). We compiled three different databases compiling vegetation, fire and functional traits for the flora of Southern France. We analysed the relationships between these three components at both species and community levels.
Fire numbers and area burnt did not impact species trait distributions. At community level, a clear pattern emerged between the number of fires and the distribution of different traits considered, with two main axes: on the positive PC2 axis vegetative height and seed mass; and on negative PC1 axis leaf carbon and positive PC1 axis nitrogen content and leaf area. We also showed that vegetative height is positively correlated to the aridity index distribution in the region studied.
Synthesis: We analysed the relationships among fire, vegetation and functional traits, at both species and community levels. Altogether, there are highly significant direct relationships between the number of fires and leaf area (negatively) as well as seed mass (positively). For woody communities, wood density is also highly positively significant related to the number of fires. Overall, these findings suggest that fire may have an important impact on the functional response of plant communities, while not apparent when looking at individual species. Further, this research paves new ground to better understand the mechanisms behind trait convergence and the way plant communities respond to different environmental pressures.
Résumé Le régime des feux est amené à changer, en particulier dans la région méditerranéenne, vers des événements plus intenses et plus fréquents. D'un point de vue prédictif, l'écologie basée sur les traits des espèces végétales offre un cadre approprié pour caractériser les réponses de la végétation au feu. En effet, les feux engendrent l'érosion des sols et diminuent les nutriments du sol, ce qui devrait entrainer une réponse des traits fonctionnels des espèces et de leur répartition à l'échelle de la communauté. Bien qu'il existe une vaste littérature axée sur les traits des espèces végétales impliqués dans la résistance au feu, la quantification des réponses des traits au feu à l'échelle de la communauté reste peu renseignée, en particulier pour les traits liés aux stratégies de ressources. Nous proposons ici de compiler trois bases de données différentes de végétation, de feux et de traits fonctionnels pour la flore du sud de la France. Nous avons analysé les relations entre ces trois composantes au niveau spécifique et des communautés. Le nombre de feux et la surface brulée n'ont pas eu d'impact sur les traits au niveau spécifique, aucune tendance ne se dégage. A l'échelle des communautés, un schéma clair est apparu entre le nombre de feux et la répartition des différents traits considérés, avec deux axes principaux: la hauteur végétative et la masse des graines d'une part, et la teneur en carbone et en azote des feuilles ainsi que la surface foliaire d'autre part. Cependant, nous avons montré que la hauteur végétative était corrélée fortement à l'indice d'aridité de la région étudiée. Synthèse : Nous avons ici analysé les relations entre le feu, la végétation et les traits fonctionnels, aux échelles spécifique et des communautés. Dans l'ensemble, il existe des relations directes très significatives entre le nombre de feux, la surface foliaire et la masse des graines. Pour les communautés ligneuses, la densité du bois est également fortement liée au nombre de feux. Ces résultats suggèrent que le feu pourrait avoir un impact important sur la réponse fonctionnelle des communautés végétales, alors qu'il n'est. pas structurant à l'échelle des espèces individuellement. De plus, cette recherche ouvre de nouvelles perspectives pour mieux comprendre les mécanismes derrière la convergence des traits et la manière dont les communautés végétales répondent aux différentes pressions environnementales.