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Process and patterns of duff consumption in the mixedwood boreal forest

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Abstract:

Postfire tree recruitment in the boreal forest is restricted to patches from which the duff (organic layer) has been removed by fire. Duff consumption occurs by smoldering combustion, propagation of which is determined by bulk density, moisture content, and depth. This study investigated interactions among these factors, their spatial distribution, and spatial patterns of duff consumption in two wildfires. A hypothesized positive relationship between moisture content and depth was supported by a laboratory study. Duff characteristic data were collected from two burns and comparable unburned areas of mixedwood forest in western Canada to describe and explain patterns of duff consumption within and between top-slope Pinus banksiana Lamb. – Picea mariana (Mill.) BSP stands and lower slope pure stands of Picea mariana on glaciofluvial hillslopes. In unburned stands, bulk density did not differ significantly between stands, while depths were significantly greater in Picea stands. With moist duff, consumption was significantly greater in Picea than in PinusPicea stands as depth limited smoldering in the thin duff of PinusPicea stands. With dry duff, smoldering was propagated regardless of depth resulting in no differences between stand types. The spatial correlation between burned patches and fire-killed trees was explained by within-stand spatial variation in duff moisture due to precipitation interception by tree crowns.

La régénération après feu en forêt boréale est limitée aux parcelles où l'humus (horizon organique) a été détruit par le feu. L'humus est consumé par la combustion lente dont la propagation est déterminée par la densité apparente, la teneur en humidité et la profondeur. Cette étude a examiné les interactions entre ces facteurs, leur distribution spatiale et les patrons spatiaux de destruction de l'humus pour deux feux de forêt. L'hypothèse d'une relation positive entre la teneur en humidité et la profondeur a été confirmée par une étude en laboratoire. Les données caractéristiques de l'humus ont été récoltées dans deux brûlis et des superficies non brûlées et comparables de forêt mélangée de l'ouest du Canada pour décrire et expliquer les patrons de destruction de l'humus à l'intérieur et entre des peuplements de Pinus banksiana Lamb. - Picea mariana (Mill.) BSP de haut de pente et des peuplements purs de Picea mariana de bas de pente sur des versants fluvio-glaciaires. Dans les peuplements non brûlés, la densité apparente ne varie pas significativement entre les peuplements alors que la profondeur est significativement plus importante dans les peuplements de Picea. Dans le cas d'un humus humide, la destruction est significativement plus prononcée dans les peuplements de Picea que dans ceux de PinusPicea car la profondeur limite la combustion lente dans l'humus mince des peuplements de PinusPicea. Avec un humus sec, la combustion lente se propage quelle que soit la profondeur, n'entraînant pas de différence entre les types de peuplement. La corrélation spatiale entre les parcelles brûlées et les arbres tués par le feu s'explique par la variation spatiale dans la teneur en humidité de l'humus à l'intérieur des peuplements due à l'interception des précipitations par la cime des arbres.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2002

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nrc/cjfr/2002/00000032/00000007/art00018
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