Fire intensity and severity in brazilian campos grasslands

Abstract

Brazilian Campos grasslands are rich in species and the maintenance of its diversity and physiognomy is dependent on disturbance (e.g. fire and grazing). Nevertheless, studies about fire intensity and severity are inexistent. The present paper describes fire parameters, using 14 experimental burn plots in southern Brazil (30º02’ to 30º04’S, and 51º06’ to 51º09’W, 311masl). Two sites under different fire histories were chosen: frequently burned and excluded since six years. Experimental burning was performed during summer (2006-2007), when most burning takes place in these grasslands. The following parameters were measured: air temperature and moisture, vegetation height, wind speed, fuel (fine, coarse), fuel moisture, fire temperatures (soil level and at 50cm), ash, residuals, flame height, fire duration; burning efficiency and fire intensity were later calculated. Fuel load varied from 0.39 to 1.44kg·m-2, and correlated positively with both fire temperature and fire intensity. Fire temperatures ranged 47 to 537.5°C, being higher in the excluded site. Fire intensity was low compared to grassland elsewhere (36.5- 319.5kW·m-1), differing significantly between sites. Fine fuel was the variable that best explained fire intensity. The results on fire intensity and severity in Campos grasslands can be considered a pilot study, since plots were very small. However, the data provided can help other researchers to get permission for experimentation using larger plots. The results provide support for further studies about the effects of fire on grassland vegetation and for studies involving fire models and fire risk prediction.

Os pastiçais ou Campos Sulinos do Brasil se caracterizam pela grande riqueza de espécies, e a manutenção de sua diversidade e fisonomia depende de perturbações como fogo e pastoreio; no entanto, não existe estudos sobre intensidade e severidade de fogos. Descrevem-se parâmetros do fogo, usando 14 parcelas de queimadas experimentais no sul do Brasil (30º02’-30º04’S, e 51º06’- 51º09’O, 311msnm). Elegeram-se dois locais com diferentes histórias de queimadas: uma frequentemente queimada e outra com seis anos de exclusão de queimadas. Realizaram-se queimadas experimentais durante o verão (2006-2007), quando ocorre a maior parte dos incêndios. Mediram-se temperatura e umidade do ar, altura da vegetação, velocidade do vento, acumulação de material combustível (fino e grosso), umidade do material combustível temperatura do fogo (a nível do solo e a 50cm), quantidade de cinzas e resíduos, altura da chama e duração do fogo. Calcularam- se a eficiência de queimada e intensidade do fogo. As temperaturas do fogo (47-537,5°C) foram maiores no sítio com historia de exclusão de fogo. As intensidades do fogo foram baixas (36,5- 319,5kW·m-1) comparadas com outros pastiçais, diferindo entre as duas localidades. A acumulação de material combustível fino é a variável que melhor explicou a intensidade do fogo. Os resultados apresentados são preliminares, devido ao tamanho pequeno das parcelas. No entanto, podem servir de base para a obtenção de licença para realizar quemadas experimentais em parcelas maiores, e proporcionam apoio a estudos sobre os efeitos do fogo no pastiçal e de modelagem e predição de risco.

Los pastizales o Campos Sulinos del Brasil se caracterizan por gran riqueza de especies, y el mantenimiento de su diversidad y fisonomía depende de perturbaciones como fuego y pastoreo; sin embargo, no hay estudios sobre intensidad y severidad de fuegos. Se describen parámetros del fuego, usando 14 parcelas de quemas experimentales en el sur de Brasil (30º02’-30º04’S, y 51º06’-51º09’O, 311msnm). Se eligieron dos sitios con diferentes historias de quemas: una frecuentemente quemada y otra con seis años de exclusión de quemas. Se realizaron quemas experimentales durante el verano (2006-2007), cuando ocurre la mayor parte de los incendios. Se midieron temperatura y humedad del aire, altura de la vegetación, velocidad del viento, acumulación de material combustible (fino y grueso), humedad del material combustible, temperatura del fuego (anivel del suelo y a 50cm), cantidad de cenizas y residuos, altura de la llama y duración del fuego. Se calcularon la eficiencia de quema e intensidad de fuego. Las temperaturas de fuego (47-537,5°C) fueron mayores en el sitio con historia de exclusión de fuego. Las intensidades de fuego fueron bajas (36,5-319,5kW·m-1) comparadas con otros pastizales, difiriendo entre las dos localidades. La acumulación de material combustible fino es la variable que mejor explicó la intensidad de fuego. Los resultados presentados son preliminares, debido al tamaño pequeño de las parcelas. Sin embargo, pueden servir de base para la obtención de permisos para realizar quemas experimentales en parcelas mayores, y proveen respaldo a estudios sobre los efectos del fuego en el pastizal y de modelado y predicción de riesgo.