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BackgroundSome have proposed that fire return intervals lengthen with elevation in montane tropical coniferous forests, such as those found in central Mexico. This would generate patterns of synchronous tree establishment in higher elevation forests dominated by Abies sp. Mill., and patterns of continuous tree establishment in lower elevation forests dominated by Pinus sp. L. However, it is common to find codominant stands of both genera at intermediate elevations. The Monarch Butterfly Biosphere Reserve (MBBR) is located in this region, and is covered by Abies religiosa (Kunth) Schltdl. & Cham-dominant forest, A. religiosa–Pinus pseudostrobus Lindley-codominant forest, and P. pseudostrobus-dominant forest. Despite the ecological importance of the MBBR’s coniferous forests, little is known about their fire return intervals, including their relationship with climate, and their effects on tree establishment patterns according to the elevational range proposed above. In this study, using dendrochronological techniques, we reconstructed the historical fire return intervals for each forest type, evaluated their relationship with droughts and with the El Niño Southern Oscillation (ENSO), and assessed the effect of fire return intervals on tree establishment patterns. A total of 110 cross-sections were obtained, from 23 sites across the MBBR.ResultsThe fire chronology covered the period between 1925 and 2015. Fire return intervals averaged two years in stands dominated by A. religiosa, by P. pseudostrobus, and codominated by both species, regardless of elevation. No fire-free periods were detected, even after the establishment of the reserve in 2000. Fire frequency was not associated with periods of drought and ENSO. There was no relationship between fire return intervals and patterns of tree establishment, which was continuous in all three forest types.ConclusionsOur results suggest that coniferous forests of the MBBR have historically experienced frequent fires that are unrelated to climate and tree establishment. This may be evidence that natural fire regimes in these coniferous forests have been drastically altered by human activities. Although these frequent low-severity fires could adversely affect tree regeneration, and eventually decrease the integrity of the overwintering habitat of the Monarch Butterfly, the continuous tree regeneration observed suggests that these effects have not yet taken place.ResumenAntecedentesSe ha propuesto que los intervalos de retorno de incendios se prolongan con la elevación de los bosques de coníferas tropicales de montaña, como los que se encuentran en el centro de México. Esto generaría patrones de establecimiento sincrónico de árboles en bosques de mayor elevación dominados por Abies sp. Mill., y patrones de establecimiento continuo de árboles en bosques ubicados a alturas menores dominados por Pinus sp. L. Sin embargo, es común encontrar rodales co-dominantes de ambos géneros en elevaciones intermedias. La Reserva de la Biosfera Mariposa Monarca (RBMM) está ubicada en esta región y está cubierta por bosques dominados por Abies religiosa (Kunth) Schltdl. & Cham, co-dominados por A. religiosa y Pinus pseudostrobus Lindley, y bosques dominados por P. pseudostrobus. A pesar de la importancia ecológica de los bosques de coníferas de RBMN, se sabe poco acerca de sus intervalos de retorno de incendios, incluida su relación con el clima y sus efectos en los patrones de establecimiento de árboles de acuerdo con el rango de elevación propuesto anteriormente. En este estudio, reconstruimos los intervalos históricos de retorno de fuego para cada tipo de bosque utilizando técnicas dendrocronológicas, evaluamos su relación con las sequías y con el Niño-Oscilación del Sur (ENOS), y evaluamos el efecto de los intervalos de retorno de fuego en los patrones de establecimiento de árboles. Se obtuvieron un total de 110 secciones transversales, de 23 sitios en toda la RBMM.ResultadosLa cronología de incendios abarcó el período comprendido entre 1925 y 2015. Los intervalos de retorno del fuego promediaron dos años en rodales dominados por A. religiosa, por P. pseudostrobus y co-dominados por ambas especies, independientemente de la elevación. No se detectaron períodos libres de incendios, incluso después del establecimiento de la Reserva en 2000. La frecuencia de los incendios no se asoció con los períodos de sequía y ENOS. No hubo una relación entre los intervalos de retorno del fuego y los patrones de establecimiento de árboles, que fue continuo en los tres tipos de bosques.ConclusionesNuestros resultados sugieren que los bosques de coníferas de RBMM han experimentado históricamente incendios frecuentes que no se asocian con el clima y el establecimiento de árboles. Esto puede ser una evidencia de que los regímenes de incendios naturales en estos bosques de coníferas han sido alterados drásticamente por las actividades humanas. Si bien estos incendios frecuentes y de baja severidad podrían afectar negativamente a la regeneración de árboles y, eventualmente, disminuir la integridad del hábitat de hibernación de la mariposa monarca, la continua regeneración de árboles observada sugiere que estos efectos aún no han tenido lugar.

Dendrochronological reconstruction of fire history in coniferous forests in the Monarch Butterfly Biosphere Reserve, Mexico