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Charcoal production, dispersal, and deposition from the Fort Providence experimental fire: interpreting fire regimes from charcoal records in boreal forests

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Abstract:

The relationship between charcoal production from fires and charcoal deposition in lakes is poorly understood, which limits the interpretation of sediment charcoal records. This calibration study assessed charcoal particle production, size, and transport during the International Crown Fire Modelling Experiment (ICFME) and compared fossil charcoal particle accumulation from 16 lakes in boreal forests of North America. Particle accumulation averaged 20.1 mm2·cm–2 inside the ICFME fire; accumulation declined sharply outside the fire, with only 1% of the measured particles transported beyond 20 m from the burn edge. Fossil charcoal accumulation during the past 9000 years was much lower than observed deposition in traps located within the ICFME fire but similar to airborne deposition in traps located 10–60 m from the burn edge. A higher fraction of large diameter particles (>1 mm) was present in fossil charcoal accumulation from historical fires and charcoal peaks that exceeded background accumulation by 1.4 times, suggesting large particles are characteristic of nearby fires. On the basis of a charred-particle production of ~2% of the total fuel consumed by the ICFME fire, we estimate a potential long-term carbon sequestration of 58.2 ± 12 g C·m–2 as charred particles from this fire stored in soils or lake sediments.

La relation entre la production de charbon de bois lors des feux de forêt et le dépôt de charbon de bois dans les lacs est peu connue, ce qui limite l'interprétation des données sur les sédiments composés de charbon de bois. Cette étude de calibration a évalué la production, la dimension et le transport des particules de charbon de bois lors de L'Expérience internationale de modélisation des feux de cimes (EIMFC) et a comparé l'accumulation de particules de charbon de bois fossile dans 16 lacs situés dans la forêt boréale en Amérique du Nord. L'accumulation de particules atteignait en moyenne 20,1 mm2·cm–2 à l'intérieur de la zone des incendies de l'EIMFC; l'accumulation diminuait de façon abrupte à l'extérieur de cette zone, alors que seulement 1 % des particules mesurées étaient transportées au-delà de 20 m de la limite de la zone brûlée. L'accumulation de charbon de bois au cours des derniers 9000 ans a été beaucoup plus faible que les dépôts observés dans les trappes situées dans le feu de l'EIMFC, mais semblable aux dépôts aéroportés trouvés dans les trappes situées à 10 à 60 m de la limite des feux. Il y avait une plus forte proportion de particules de fort diamètre (>1 mm) parmi le charbon de bois fossile accumulé lors d'anciens feux et lorsque l'accumulation de charbon de bois atteignait des sommets qui excédaient 1,4 fois l'accumulation normale, indiquant que les grosses particules sont caractéristiques des feux qui sont survenus à proximité. En se basant sur une production de particules carbonisées représentant environ 2 % des combustibles totaux dans le cas du feu de l'EIMFC, nous estimons qu'à long terme la séquestration du carbone pourrait atteindre 58,2 ±12 g C·m–2 sous forme de particules carbonisées provenant de ce feu et accumulées dans le sol ou les sédiments lacustres.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2004

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