Seeking the burning question: a trait-based plant response to fire in a tropical savanna

Abstract

O regime de fogo influencia as respostas das plantas e seus atributos em ambientes pirofíticos. Além disso, diferentes regimes de fogo podem levar a mudanças na resposta das plantas, na diversidade e na dinâmica da comunidade. Diante disso, este estudo teve como objetivo avaliar como o regime de fogo afeta os atributos das plantas em uma savana tropical. Para isso, a pesquisa foi estruturada em objetivos principais: i) Avaliar como a frequência do fogo afeta o trade-off na alocação de recursos entre estruturas vegetativas e reprodutivas em espécies rebrotadoras clonais e não-clonais; ii) Examinar como as respostas germinativas a fatores relacionados ao fogo (choque térmico e fumaça) são afetadas quando as sementes ficam armazenadas in situ; iii) Explorar a relação entre a tolerância das sementes a altas temperaturas e seus atributos em espécies do Cerrado. Para responder à primeira questão, foram medidos atributos de sementes e plantas em áreas com diferentes frequências de fogo no Cerrado. Os experimentos de enterrio para o segundo objetivo foram conduzidos em duas áreas de Cerrado no Sudeste e Centro do Brasil, enquanto dados de viabilidade provenientes de diferentes regiões do Cerrado foram utilizados para o terceiro objetivo. Os resultados ressaltaram a importância dos atributos funcionais para compreender as respostas das plantas ao fogo no Cerrado. Dentre os principais achados, destacam-se: (i) a eficácia das estratégias de sobrevivência e regeneração adotadas pelas espécies do Cerrado, que apresentam poucos trade-offs na alocação de recursos, sendo essas relações fortemente influenciadas pelo regime de fogo; (ii) o papel decisivo de fatores como o ambiente, o tempo de permanência no solo e a época de dispersão, que afetam diretamente os atributos germinativos e a resposta das sementes à exposição a altas temperaturas e à fumaça; e (iii) a identificação de atributos das sementes que, em conjunto com outros fatores, determinam a tolerância térmica, evidenciando que essa adaptação aos efeitos do fogo é tanto espécie-específica quanto dependente das condições ambientais. Esperamos que os resultados desta pesquisa possam fornecer informações fundamentais sobre os atributos reprodutivos e a resposta e estratégias das plantas ao regime de fogo, contribuindo na conservação da diversidade do Cerrado e de outras savanas tropicais.

The fire regime influences plant responses and their traits in fire-prone environments. Additionally, different fire regimes can lead to changes in plant responses, biodiversity, and community dynamics. Given this, the aim of this study was to evaluate how the fire regime affects plant traits in a tropical savanna. To achieve this, the research was structured around three main objectives: i) Assess how fire frequency influences the trade-off in resource allocation between vegetative and reproductive structures in clonal and non-clonal resprouting species; ii) Examine how germination responses to fire-cues (heat shock and smoke) are affected when seeds remain stored in situ; iii) Explore the relationship between seed tolerance to high temperatures and seed traits in Cerrado species. To address the first objective, seed and plant traits were measured in areas with different fire frequencies in the Cerrado. Burial experiments for the second objective were conducted in two Cerrado areas in southeastern and central Brazil, while viability data for species from different regions of the biome were used for the third objective. We expect that the results of this research will provide essential insights into reproductive traits and plant responses to the fire regime, contributing to a better understanding of plant strategies in post-fire environments and to the conservation of biodiversity in the Cerrado and other tropical savannas.