Resilience of California Black Oak Experiencing Frequent Fire: Regeneration Following Two Large Wildfires 12 Years Apart

Historically, oak woodlands in western North America were maintained by frequent fire that killed competing conifers. Today, these woodlands are often in decline as competition from conifers intensifies. Among oak species affected is the ecologically important California black oak (Quercus kelloggii Newberry). Within its range, large high-severity wildfires have become more common. We examined responses of black oak to two mixed-severity wildfires 12 years apart (2000 Storrie Fire and 2012 Chips Fire reburn). Regeneration was examined in relation to fire severity as measured by the Relative differenced Normalized Burn Ratio (RdNBR). We found that the RdNBR of the Storrie Fire was a useful predictor of the RdNBR of the Chips Fire reburn, suggesting that effects of the Storrie Fire on vegetation influenced fire behavior in the Chips reburn (t12 = 2.892, P = 0.014, n =14, r = 0.641). After experiencing a second top-kill (complete cambium mortality above the root collar) in the Chips reburn, 95 % (99 of 104) of black oak sprout clumps resprouted. Twelve years after the Storrie Fire, we found lower proportions of sprout clumps produced acorns in places where more overstory trees survived the fire (t5 = −3.023, P = 0.029, n = 7, r = 0.804). After both fires, the crown volume of entire sprout clumps was lower in areas of higher live overstory tree basal area (Storrie Fire: t5 = 2.527, P = 0.053, n = 7, r = 0.749; Chips reburn: t5 = −3.597, P = 0.016, n = 7, r = 0.849). Our finding that most black oak survived successive top-kill from repeat fire suggested that repeated high-severity or mixed-severity fire is not an immediate threat to black oak presence on the landscape. Our findings also suggest that, if high-severity fire is followed by historically normal fire return intervals, rapidly regenerating black oak may be favored over conifers and recover from decline. ResumenHistóricamente, los bosques de roble en el oeste de Norte América estuvieron mantenidos por fuegos frecuentes que eliminaban a las coníferas competidoras. Hoy, esos bosques se encuentran en franca declinación al incrementarse la competencia de coniferas. Entre las especies de roble afectadas, está el roble negro de California (Quercus kelloggii Newberry). Dentro de su rango de dispersión, grandes fuegos de alta severidad están siendo cada vez más comunes. Nosotros examinamos las respuestas del roble negro a dos fuegos de severidad mixta separados por 12 años de diferencia (el incendio Storrie en el 2000, y el incendio Chips en el 2012). La regeneración fue examinada en relación a la severidad del fuego medida mediante el índice relativo normalizado de tasa de quema (RdNBR). Encontramos que el RdNBR del incendio Storrie fue un predictor útil del RdNBR del incendio Chips, lo que sugiere que los efectos del incendio Storrie influenciaron el comportamiento del fuego del incendio Chips (t12 = 2.892, P = 0.014, n = 14, r = 0.641). Después de experimentar una segunda muerte de su parte aérea (muerte completa del cambium por encima de la corona de la raíz) en el incendio Chips, el 95 % (99 de 104) de los tocones del roble negro rebrotaron. Doce años después del Fuego Storrie, encontramos que una proporción menor de las matas de roble negro produjeron bellotas en lugares donde más árboles del estrato superior sobrevivieron al fuego (t5 = −3.023, P = 0.029, n = 7, r = 0.804). Luego de ambos fuegos, el volumen de la corona de los rebrotes de todas las matas fue menor en áreas que tenían mayores coberturas de área basal de árboles del estrato superior (Fuego Storrie: t5 = 2.527, P = 0.053, n = 7, r = 0.749; Fuego Chips: t5 = −3.597, P = 0.016, n = 7, r = 0.849). Nuestro descubrimiento de que la mayoría del roble negro sobrevivió a la muerte sucesiva de su parte aérea sugiere que fuegos repetidos de severidad alta o mixta no es una amenaza inmediata para la presencia del roble negro en el paisaje. Nuestros resultados también sugieren que, si un fuego de alta severidad es seguido por fuegos con intervalos de retorno históricos, la rápida regeneración del roble negro puede ser favorecida por sobre la de las coníferas y recuperarse de su declinación.