Creating Hotter Fires in the Sonoran Desert: Buffelgrass Produces Copious Fuels and High Fire Temperatures

Buffelgrass (Pennisetum ciliare [L.] Link) can create a grass-fire cycle in many parts of the world because it is a highly competitive, fire-tolerant grass and can replace less fire-tolerant native plants. Fuel loads, loss of buffelgrass biomass after herbicide treatments, and allometric data of buffelgrass growth were measured across sites in southern Arizona, USA. Prescribed fires also were conducted in buffelgrass-dominated fields to measure fire temperatures and quantify relationships between temperature and fuel load. We directly recorded temperatures up to 871 °C and indirectly recorded temperatures of 900 °C. There was no relationship between fuel load and temperature, likely because increased fuel was insufficient to contribute to additional fire intensity beyond minimum fuel loads. Compared to previously described buffelgrass stands and across different desert ecosystems, buffelgrass fuel loads were higher than reported in most other studies, and inter-annual variation in buffelgrass biomass is much lower than that of other invasive grasses, including annual and perennial grasses. As a result, buffelgrass creates a more consistent year-to-year fire hazard than annual grasses. Managers have used herbicide to reduce buffelgrass biomass and we found that, after three years of decomposition, stands of dead buffelgrass were unlikely to support fire spread. Allometric relationships can provide an accurate estimate of buffelgrass biomass of individual plants, but not fuel loads. Buffelgrass produces nonnative grasslands at relatively low elevations of the Sonoran Desert, with more biomass than comparable grasslands in more mesic environments.ResumenEl pasto buffel (Pennisetum ciliare [L.] Link) puede crear, en muchas partes del mundo, un ciclo de retroalimentación positiva entre el fuego y el pastizal debido a su tolerancia al mismo y a su capacidad de competir con plantas nativas menos tolerantes al fuego, llegando incluso a remplazarlas. En este estudio medimos carga de combustibles, pérdida de biomasa después de tratamientos con herbicidas y datos alométricos del crecimiento de pasto buffel a lo largo de varias ubicaciones en el sur de Arizona, en los EUA. Para realizar este estudio llevamos a cabo quemas prescritas en pastizales dominados por pasto buffel para medir la temperatura de los fuegos y cuantificar la relación entre temperatura y cargas de combustible. Medimos directamente las temperaturas hasta los 871 °C y de forma indirecta hasta los 900 °C. No se encontró una relación entre la carga de combustible y la temperatura, probablemente debido a que el incremento en el combustible fue insuficiente para contribuir a la intensidad del fuego. Las cargas de combustibles de pasto buffel fueron más altas que las reportadas en estudios previos que describen sitios dominados por pasto buffel en diferentes ecosistemas áridos. La variación interanual en la biomasa de pasto buffel fue mucho más baja que la de otras especies de pastos invasores, incluyendo especies anuales y perennes, lo que hace que el pasto buffel resulte más inflamable que otros pastos anuales. En los casos en los que se usó herbicida para reducir la biomasa de pasto buffel, encontramos que después de tres años de descomposición, es poco probable que estas comunidades sean inflamables. Las relaciones alométricas pueden dar un estimado preciso de la biomasa de plantas individuales de pasto buffel, pero no de cargas de combustibles. Este pasto produce pastizales exóticos en elevaciones relativamente bajas del desierto sonorense, con una biomasa comparable a la de pastizales que se desarrollan en ambientes más mésicos.