Prescribed Fire and Changes in Annual Precipitation Alter Biocrust Cover in a Coastal Grassland

Abstract

Abstract. Prescribed fires are often used as a management tool in grasslands to promote the growth of desired plant species. These fires also impact other ecological communities where they occur. One ecological community that is often overlooked regarding fire is biological soil crusts (biocrusts). Biocrusts contain an assemblage of cyanobacteria, lichens, and bryophytes living on the soil surface and are important for nutrient cycling and soil stability. Here, we used prescribed burns in a California coastal grassland on San Clemente Island (SCI) to understand how fire impacts biocrust cover. Two sites were burned in a prescribed fire in 2012 and then again in 2017, and one site was burned in a wildfire in 2012 and a prescribed fire in 2017. We compared the percent cover of biocrusts in the burned and unburned plots in 2018 and 2019. However, precipitation differed drastically between sampling years; therefore, we also assessed the role of precipitation in moderating biocrust cover in the burned and unburned plots. In 2018 and 2019, one and two years after the last prescribed fire, the burned plots had more cyanobacterial biocrust cover than the controls. Annual precipitation had a negative effect on cyanobacterial biocrust cover, though lichen- and bryophyte-dominated biocrusts increased with increasing precipitation. The abundance of cyanobacterial biocrusts in the burned plots suggests either a level of recovery after the fire or the ability of biocrusts to withstand a grassland fire, though the effect is mediated by precipitation. Resumen. La quema prescrita se utiliza a menudo como una herramienta de gestión de pastizales para promover el crecimiento de las especies de plantas deseadas, pese a que estos incendios también tienen un impacto en otras comunidades ecológicas. Una comunidad ecológica que a menudo se pasa por alto con respecto a la quema son las costras biológicas del suelo (biocostras). Las biocostras contienen un conjunto de cianobacterias, líquenes y briófitas que viven en la superficie del suelo y son importantes para el ciclo de nutrientes y la estabilidad del suelo. Llevamos a cabo quemas prescritas en un pastizal costero de la isla de San Clemente (SCI) en California para comprender cómo el fuego afecta la cubierta de biocostra. Se quemaron dos sitios en un incendio prescrito en 2012 y luego nuevamente en 2017, uno de los sitios se quemó en un incendio forestal en 2012 y posteriormente un incendio prescrito en 2017. Comparamos el porcentaje de cobertura de biocostras en las parcelas quemadas y no quemadas en 2018 y 2019. Sin embargo, la precipitación difirió drásticamente entre los años de muestreo; por lo tanto, también evaluamos el papel de la precipitación en el crecimiento de la cobertura de biocostras en las parcelas quemadas y no quemadas. En 2018 y 2019, uno y dos años después de la última quema prescrita, las parcelas quemadas tenían mayor cobertura de biocostras de cianobacterias que la de los controles. La precipitación anual tuvo un efecto negativo en la cubierta de biocostras de cianobacterias, aunque las biocostras dominadas por líquenes y briófitas aumentaron con la precipitación. La abundancia de biocostras de cianobacterias en las parcelas quemadas sugiere un nivel de recuperación después del fuego o la capacidad de las biocostras para resistir un incendio de pastizales, no obstante, dicho efecto depende de la precipitación.