Prescribed fire effects on oak woodland advance regeneration at the prairie-forest border in Kansas, USA

Understanding the effects of fire on advance regeneration of oak (Quercus L.) species and their competitors is an important step in determining the role of prescribed fire in regenerating and restoring upland oak ecosystems. Our study aimed to understand how dormant-season prescribed fire affects advance regeneration of chinkapin oak (Quercus muehlenbergii Engelm.), black oak (Quercus velutina Lam.), and their major competitors at sites targeted for woodland restoration and management. We analyzed relationships between stem size and survival probability; determined the effect of fire temperature on survival probability; and compared how mortality, sprouting, and survival differed among species. For chinkapin oak, black oak, and bitternut hickory (Carya cordiformis (Wangenh.) K. Koch), mortality was low and rate of sprouting was high after shoot dieback. Initial basal diameter was significantly related to survival probability after one fire for all species except chinkapin oak and black oak. Height was a significant predictor of survival probability for all species except chinkapin oak. Although sugar maple (Acer saccharum Marsh.) also responded to fire by sprouting, it did so at a much lower rate than oaks and hickory (20% versus 43%-68%). These data reveal that heavily invaded, fire-suppressed woodlands on the prairie-forest border region may not experience major structural and compositional shifts without repeated burning or mechanical treatments. Key words: chinkapin oak, prescribed fire, mortality, logistic models. La comprehension des effets du feu sur la regeneration preetablie des especes de chene (Quercus L.) et de leurs concurrents est une etape importante pour determiner le role du brulage dirige dans la regeneration et la restauration des ecosystemes bien draines de chene. Notre etude visait a comprendre comment le brulage dirige applique pendant la saison de dormance influence la regeneration preetablie des chenes jaune (Quercus muehlenbergii Engelm.) et noir (Quercus velutina Lam.) et celle de leurs principaux concurrents sur des stations destinees a la restauration et l'amenagement de zones boisees. Nous avons analyse les relations entre la taille des tiges et la probabilite de survie, determine l'effet de la temperature du feu sur la probabilite de survie, et compare les differences de mortalite, de repousse et de survie entre les especes. Pour le chene jaune, le chene noir et le caryer cordiforme (Carya cordiformis (Wangenh.) K. Koch), la mortalite etait faible et le taux de repousse etait eleve apres la mort des tiges. Le diametre initial a la souche etait significativement lie a la probabilite de survie apres un feu pour toutes les especes sauf les chenes jaune et noir. La hauteur etait une variable predictive importante de la probabilite de survie de toutes les especes, a l'exception du chene jaune. Bien que l'erable a sucre (Acer saccharum Marsh.) ait aussi reagi au feu en produisant des repousses, le taux de repousse etait beaucoup plus faible que celui des chenes et du caryer (20 % contre 43 % a 68 %). Ces donnees revelent que les zones boisees fortement envahies et protegees du feu, et etablies dans l'ecotone entre la prairie et la foret peuvent se developper sans profonds changements structurel et compositionnel si des brulages diriges ou des traitements mecaniques ne sont pas appliques de facon repetee. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: chene jaune, brulage dirige, mortalite, modeles logistiques.
1. Introduction Fire has been an important driver in shaping plant communities in the Central United States (US) for millennia (Abrams 1992; Anderson et al. 1999; Nelson 2010). As a [...]