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Impact of stand structure on surface fire ignition potential in Picea abies and Pinus sylvestris forests in southern Finland

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Abstract:

Forest fire ignition potential was investigated in Picea abies (L.) Karst. (Norway spruce) and Pinus sylvestris L. (Scots pine) dominated stands of 0, 15, 30–45, and 40–60 years of age. A series of small-scale (<0.5 m2) ignition tests were carried out in experimental plots on 61 different days in June, July, and August. Ignition success percentages were analyzed in relation to stand structural properties, preclassified stand types, and the output of the Canadian Fire Weather Index system. In addition, the number of average stand-type-specific fire days was estimated based on weather data (June–August) for southern Finland for the years 1991–2002. Factors in stand structure that significantly correlated with the ignition success percentage were canopy depth and leaf area index, the correlation coefficients being –0.575 (p < 0.005) and –0.582 (p < 0.005), respectively. In Pinus sylvestris dominated stands, ignition tests produced self-sustained surface fires in 32.0%, 24.0%, and 19.3% of cases in 0-, 15-, and 30- to 45-year age classes, respectively. In Picea abies dominated sites conditions were favorable for fire in 12.0% and 4.6% of trials in the 0- and 40- to 60-year age classes, respectively. The output of the FWI-system correlated well with the ignition success in June and July but poorly in August. Based on the 12-year time series analysis, there were on average per year 27, 18, and 14 potential fire days in 0-, 15-, and 30- to 45-year-old Pinus sylvestris stands, and 10 and 4 potential fire days in 0- and 40- to 60-year-old Picea abies stands, respectively. We concluded that the dominance of Picea abies or Pinus sylvestris and stand age appear to modify the ignition conditions significantly and should be used as threshold indicators in fire occurrence predictions.

Le potentiel d'allumage d'un feu de forêt a été étudié dans des peuplements de 0, 15, 30–45 et 40–60 ans dominés par Picea abies (L.) Karst. (épicéa commun) et Pinus sylvestris L. (pin sylvestre). Une série de tests d'allumage à petite échelle (<0,5 m2) a été effectuée dans des parcelles expérimentales lors de 61 journées différentes en juin, juillet et août. Les pourcentages d'allumages réussis ont été analysés en relation avec les propriétés structurales des peuplements et la valeur de la Méthode canadienne de l'Indice Forêt-Météo. De plus, le nombre moyen de jours propices au feu spécifique à chaque type de peuplement a été estimé à partir des données météorologiques (juin–août) pour le sud de la Finlande et les années 1991 à 2002. Les facteurs de la structure du peuplement qui étaient significativement corrélés avec le pourcentage de succès d'allumage sont l'épaisseur du couvert et l'indice de surface foliaire avec des coefficients de corrélation respectifs de –0,575 (p < 0,005) et –0,582 (p < 0,005). Dans les peuplements dominés par Pinus sylvestris, les tests d'allumage ont provoqué des feux de surface qui se maintenaient par eux-mêmes dans 32,0 %, 24,0 % et 19,3 % des cas dans les peuplements âgés respectivement de 0, 15 et 30–45 ans. Dans les stations dominées par Picea abies, les conditions étaient favorables pour le feu dans 12,0 % et 4,6 % des essais dans les classes d'âge de 0 et 40–60 ans respectivement. La valeur de l'Indice Forêt-Météo était bien corrélée avec le succès d'allumage en juin et juillet mais non en août. En se basant sur l'analyse des données sur un période de 12 ans, 27, 18 et 14 jours par année en moyenne étaient propices au feu dans les peuplements de Pinus sylvestris âgés respectivement de 0, 15 et 30–45 ans alors que 10 et 4 jours par année en moyenne étaient propices au feu dans les peuplements de Picea abies âgés respectivement de 0 et 40–60 ans. Les auteurs arrivent à la conclusion que la dominance de Picea abies ou de Pinus sylvestris et l'âge du peuplement semblent modifier de façon significative les conditions d'allumage et devraient être utilisés comme seuils indicateurs pour prédire l'occurrence des feux de forêt.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2005

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