Effect of fire on vegetation dynamics and plant types in subtropical grassland in southern Brazil ; Einfluss von Feuer auf Vegetationsdynamik und Pflanzenfunktionstypen des subtropischen Graslands Südbrasiliens
Extensive parts of southern Brazil are covered by grasslands ( campos ), even though climatic conditions allow for forest development. It is being supposed that grasslands are relicts from cooler and drier periods, stabilized until today by the action of grazing and fire. Based on data from a grassland area subjected to frequent (anthropogenic) burns close to Porto Alegre, RS, this thesis analyses the impact of fire on vegetation dynamics and composition of plant functional types. The studied grassland, dominated by caespitose grasses with the C 4 photosynthetic passway, possesses about 450 to 500 vascular plant species in an area of about 220 ha and thus – like South Brazilian grassland in general – can be considered very species-rich. There seems to be no strong relation between variation in species composition and soil conditions. Fire has a high importance for fine-scale, especially temporal, diversity. Species number and dynamics of the vegetation are highest about one year after a burn, as fires reduce competitive interactions while recruitment possibilities and resource availability are high. With time since fire, caespitose grasses increase in dominance and cause the loss of forb species from above-ground vegetation, even though total species composition apparently will not be affected greatly by fire. The species seem to be well-adapted to the current fire regime: grasslands may have evolved under the impact of fire. In general, grasslands under climatic conditions allowing for forest development show high productivity and would give place to forests or at least shrublands in the absence of fire. The dominating caespitose grasses are responsible for persistence of grasslands, as their biomass leads to high flammability and thus to the cyclic vegetation development with frequent burns. As a consequence, forb and shrub species that contribute little to flammability need to possess attributes allowing for post-fire regeneration. (Re-)colonization of burned areas by seed germination only plays a very small role when compared to regeneration from belowground organs. The perception of fire as a disturbance in Brazilian nature conservancy has lead to the policy of fire exclusion in protected areas and thus to shrub and tree encroachment in grasslands and to shifts at the forest-grassland-border. Together with large-scale transformation into agri- or silivicultural lands, this policy endangers grasslands in the region and thus their high and up to now only poorly studied high diversity. ; Weite Teile Südbrasiliens sind von Grasländern ( Campos ) bedeckt, obwohl die aktuellen klimatischen Bedingungen die Ausbildung von Wäldern ermöglichen. Man nimmt an, dass es sich bei den Grasländern um Relikte früherer Klimaperioden handelt, die durch Beweidung und Feuer bis in heutige Zeit stabilisiert sind. Basierend auf Daten aus einem von häufigen (anthropogenen) Bränden betroffenen Gebiets in der Nähe von Porto Alegre, RS, analysiert die Arbeit den Einfluss von Feuer auf die Vegetationsdynamik und die Zusammensetzung funktionaler Pflanzentypen im südbrasilianischen Campos. Mit ca. 450 bis 500 Arten auf ca. 220 ha ist das von C 4 -Horstgräsern dominierte Grasland, wie südbrasilianische Grasländer allgemein, sehr artenreich. Es scheint jedoch kein starker Zusammenhang zwischen Variation in der Artenzusammensetzung und Standortsfaktoren zu bestehen. Feuer besitzt im untersuchten Grasland eine hohe Bedeutung für die kleinmaßstäbliche, v.a. auch zeitliche, Diversität. Artenzahl und Vegetationsdynamik sind etwa ein Jahr nach einem Brand am höchsten, da Konkurrenzwirkung im Pflanzenbestand reduziert und gleichzeitig Rekrutierungsmöglichkeiten und Ressourcenverfügbarkeit hoch sind. Mit mehr Zeit seit dem letzten Feuer erlangen Horstgräser zunehmend Dominanz und führen zu einer Ausdünnung vorwiegend der krautigen Arten, wenngleich die Gesamtartenzusammensetzung durch Feuer offensichtlich nicht stark beeinflusst wird. Die Arten scheinen insgesamt an das gegenwärtige Feuerregime angepasst sein; die Grasländer haben sich vermutlich unter dem Einfluss von Feuern entwickelt. Generell zeigen Grasländer unter Klimabedingungen, die die Entwicklung von baumgeprägten Vegetationstypen zulassen, eine hohe Produktivität und würden sich in Abwesenheit von Feuer zu Wäldern oder zumindest Buschland entwickeln. Somit sind die dominierenden Horstgräser für das Vorhandensein der Grasländer verantwortlich, da ihre Biomasse zur hohen Brennbarkeit der Flächen und somit zur zyklischen Vegetationsentwicklung mit häufigen Bränden führt. Kräuter und Sträucher, die wenig zur Brennbarkeit beitragen, müssen über geeignete Anpassungsmechanismen zur Regeneration nach einen Feuer verfügen. Die (Wieder-)Besiedlung gebrannter Flächen über Keimung spielt kaum eine wichtige Rolle. Die in Brasilien heute gängige Sicht von Feuer als Störung hat dazu geführt, das Naturschutzflächen vor Feuer geschützt werden und Grasländer somit verbuschen und sich letztlich zu Wäldern entwickeln. Zusammen mit der großflächigen Umwandlung in land- oder forstwirtschaftliche Kulturen bedroht diese Politik die Grasländer der Region und damit deren hohe und bisher nur wenig untersuchte Artendiversität.
