Fire risk and severity decline with stand development in Tasmanian giant Eucalyptus forest

Furlaud, James M.; Prior, Lynda D.; Williamson, Grant J.; Bowman, David M. J. S.

doi:10.1016/j.foreco.2021.119724

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“…An alternative view is that it is not the weight of fine biomass that drives flammability, but its composition and arrangement. In this view, flammability is affected by the interaction of multiple factors including the proximity of foliar biomass to the ground, its continuity to the canopy (ladder fuels), the flammability of component plant species, and the microclimate of the forest (Cochrane 2003, Odion et al 2010, Gosper et al 2013, Kitzberger et al 2016, Zylstra et al 2016, Furlaud et al 2021, Wilson et al 2021. Foliage may act as fuel if it is within the reach of flames and therefore available for ignition, but if it is beyond the reach of flames, it may directly reduce fire severity by slowing the strength of the wind acting on a fire front (Zylstra et al 2016).…”

Section: The Drivers Of Forest Flammabilitymentioning

confidence: 99%

Self-thinning forest understoreys reduce wildfire risk, even in a warming climate

Zylstra

Bradshaw

Lindenmayer

2022

Environ. Res. Lett.

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As climatic changes continue to drive increases in the frequency and severity of forest fires, it is critical to understand all of the factors influencing the risk of forest fire. Using a spatial dataset of areas burnt over a 58-year period in a 528,343-ha study area, we examined three possible drivers of flammability dynamics. These were: that forests became more flammable as fine biomass (fuel) returned following disturbance (H1), that disturbance increased flammability by initiating dense understorey growth that later self-thinned (H2), and that climatic effects were more important than either of these internal dynamics (H3). We found that forests were unlikely to burn for a short ‘young’ period (5-7 years) following fire, very likely to burn as the regrowing understorey became taller and denser (regrowth period), then after a total post-disturbance period of 43-56 years (young + regrowth periods), fire became unlikely and continued to decrease in likelihood (mature period). This trend did not change as the climate warmed, although increases in synoptic variability (mean changes in synoptic systems per season) had a pronounced effect on wildfire likelihood overall. Young forest and regrowth forest became increasingly likely to burn in years of greater synoptic variability and the time taken for forests to mature increased, but in years with the most severe synoptic variability, mature forests were the least likely to burn. Our findings offer an explanation for fire behaviour in numerous long-term studies in diverse forest types globally and indicate that, even in the face of a warming climate, ‘ecologically-cooperative’ approaches may be employed that reinforce rather than disrupt natural ecological controls on forest fire. These range from traditional indigenous fire knowledge, to modern targeting of suppression resources to capitalise on the benefits of self-thinning, and minimise the extent of dense regrowth in the landscape.

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Section: The Drivers Of Forest Flammabilitymentioning

confidence: 99%

Self-thinning forest understoreys reduce wildfire risk, even in a warming climate

Zylstra

Bradshaw

Lindenmayer

2022

Environ. Res. Lett.

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“…Intensive logging of eucalypt forests changes their structure to a stand dominated by regrowth, making them more vulnerable to wildfire for upwards of 50 years, thereby impacting at the regional scale (Attiwill et al 2014;Lindenmayer et al 2022aLindenmayer et al , 2022bBowman et al 2021;Zylstra et al 2021). Thus, the flammability of tall eucalypt forests changes as a stand develops from regrowth to old growth, with flammability increasing for at least several decades after intensive logging (Furlaud et al 2021). Further, intensive logging makes fires more severe and the resultant regrowth more fire sensitive (Taylor et al 2014;Wilson et al 2018;Lindenmayer et al 2011aLindenmayer et al , 2022bFurlaud et al 2021).…”

Section: Pacific Conservation Biologymentioning

confidence: 99%

“…Thus, the flammability of tall eucalypt forests changes as a stand develops from regrowth to old growth, with flammability increasing for at least several decades after intensive logging (Furlaud et al 2021). Further, intensive logging makes fires more severe and the resultant regrowth more fire sensitive (Taylor et al 2014;Wilson et al 2018;Lindenmayer et al 2011aLindenmayer et al , 2022bFurlaud et al 2021). This is because logging initially redistributes flammable leaf and branch material from the canopy to ground level, increasing fuel load (see Zylstra et al 2022), makes the physical environment of these areas hotter and drier (Lindenmayer et al 2022b), and within about 10 years changes the forest to be more flammable (see Zylstra et al 2016Zylstra et al , 2021Furlaud et al 2021;Lindenmayer et al , 2022aZylstra et al 2021).…”

Section: Pacific Conservation Biologymentioning

confidence: 99%

“…Further, intensive logging makes fires more severe and the resultant regrowth more fire sensitive (Taylor et al 2014;Wilson et al 2018;Lindenmayer et al 2011aLindenmayer et al , 2022bFurlaud et al 2021). This is because logging initially redistributes flammable leaf and branch material from the canopy to ground level, increasing fuel load (see Zylstra et al 2022), makes the physical environment of these areas hotter and drier (Lindenmayer et al 2022b), and within about 10 years changes the forest to be more flammable (see Zylstra et al 2016Zylstra et al , 2021Furlaud et al 2021;Lindenmayer et al , 2022aZylstra et al 2021). Thus, fire severity tends to peak in juvenile regrowth from about age 10-40 years in a range of forest types.…”

Section: Pacific Conservation Biologymentioning

confidence: 99%

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Considerations in the protection of marsupial gliders and other mature-forest dependent fauna in areas of intensive logging in the tall forests of Victoria, Australia

Wardell‐Johnson

Robinson

2022

Pacific Conserv. Biol.

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Context. The tall forests of Victoria, Australia, which are available for logging, are foreshadowed to be converted from mature forest to hostile environments for mature-forest dependent species by 2030. This has occurred within a 60-year time-frame since the advent of industrial-scale logging in the region. In this light, Protection Areas (PAs) of approximately 100 ha have been implemented to protect habitat with high density populations of Yellow-bellied Gliders (Petaurus australis) and Southern Greater Gliders (Petauroides volans). Aims and methods. Ten considerations are provided to guide location and design of PAs, and to provide set asides and other forms of protection for mature-forest dependent species in the context of the temporal and spatial scale of logging activity. Key results. Considerations are grouped into Overall approach (precautionary), Survey records and habitat attributes (occurrence, habitat, vegetation types), Size and shape considerations (edge and fragmentation effects); Management history (logging and fire), and Boundary considerations (context and conditions). In addition, set asides encompassing home ranges; and high levels of basal area retention, are also required in the remainder of planned logging coupes. Conclusions. Addressing these considerations in PAs, in set asides and in retention will provide some protection for mature-forest dependent species, but will be insufficient without ecologically sustainable forest management at the coupe level, for the sustained yield of all habitat components of these forests. Implications. The conservation of mature-forest dependent species in the context of an ongoing timber industry requires logging return times well beyond current expectations, resulting in a substantial reduction in resource commitment to industry.

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“…La elevada susceptibilidad de los rodales mixtos de A. araucana -N. antarctica refuerza la idea que, una vez que el bosque se quema y los arbustos se establecen, la mayor inflamabilidad promueve la persistencia del matorral (Tiribelli et al 2018;Landesmann et al 2020). Estos resultados concuerdan con antecedentes que resaltan la fuerte influencia de la recurrencia de incendios, positiva o negativa según el tipo de vegetación, y los rasgos de resistencia al fuego sobre la severidad de quema en bosques templados (e.g., Harvey et al 2016;Tepley et al 2018;Furlaud et al 2021;Cansler et al 2022).…”

Section: Escala De Incendiounclassified

Incendios forestales en bosques de <i>Araucaria araucana</i>: susceptibilidad de los diferentes tipos forestales a quemarse y mecanismos de retroalimentación causales de la recurrencia de incendios en el contexto actual de cambio climático

Franco¹

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Los incendios forestales son un componente esencial de la dinámica del paisaje en la Patagonia Andina, donde el mosaico de vegetación refleja la coexistencia de comunidades con distinta propensión a quemarse, incluyendo los bosques de Araucaria araucana (Molina) K. Koch. A pesar de ser una especie resistente al fuego, la ocurrencia de eventos inusuales por su magnitud, extensión o recurrencia podrían comprometer la resiliencia de estos bosques y propiciar procesos de conversión hacia otros tipos de vegetación. En el contexto actual de cambio climático, donde ya hay evidencia de alteraciones en los regímenes de incendio como consecuencia de la preponderancia de temporadas más cálidas y secas, es clave comprender los factores que determinan la dinámica de incendios para sustentar el diseño de estrategias de manejo que optimicen los esfuerzos de conservación. Si bien la evidencia indica que los bosques mixtos de A. araucana con Nothofagus pumilio (Poepp. & Endl.) Krasser tienden a quemarse con severidad moderada a alta, no queda claro cuáles son los factores que determinan la ocurrencia de uno u otro nivel de severidad. Aún más, no hay antecedentes que permitan interpretar la dinámica de incendios en bosques puros de A. araucana ni postular un modelo general que abarque la totalidad de tipos forestales de esta especie. Asimismo, si bien hay antecedentes de liberaciones en el crecimiento asociadas a incendios en A. araucana, no se ha explorado el efecto del tipo de incendio sobre la respuesta en el crecimiento y se desconocen los umbrales de daño que definen la resistencia de los individuos al fuego. El objetivo general de esta tesis es determinar la susceptibilidad a quemarse con distinta severidad y la respuesta post-incendio de los bosques de A. araucana para brindar sustento ecológico al manejo de los incendios en la región. Como objetivos específicos, se plantea 1) estimar la severidad de quema en incendios de gran extensión que afectaron bosques de A. araucana por medio de índices calculados a partir de imágenes satelitales, 2) determinar la influencia de las características estructurales, la situación topográfica y el clima en la severidad de quema, 3) evaluar el crecimiento radial post-incendio en individuos de A. araucana en función del daño de copa y la severidad de quema a nivel parcela y 4) proponer un modelo esquemático que describa la ocurrencia de incendios de diferente severidad en estos bosques. Se seleccionaron cuatro incendios de gran extensión que afectaron bosques de A. araucana en los últimos 35 años dentro del área de distribución de la especie en Argentina, dos de los cuales ocurrieron en los años 1987 y 2013, propagándose sobre áreas superpuestas. En las áreas quemadas más recientemente (verano 2013-2014), se realizó un exhaustivo relevamiento a campo de la severidad de quema entre febrero y marzo de 2018 que permitió evaluar el desempeño de distintos índices espectrales calculados a partir de imágenes Landsat y definir umbrales específicos para bosques de Patagonia Norte. Los índices de uso más extendido (dNBR y dNDVI) se asociaron positivamente con cambios en la vegetación inducidos por incendios, aunque esta correspondencia no fue homogénea para todos los tipos de vegetación. El tiempo transcurrido desde el incendio tuvo influencia sobre esta asociación, que fue la más alta cuando la información espectral se obtuvo inmediatamente después del incendio y se debilitó en las posteriores temporadas de crecimiento. En base a estos índices se determinaron umbrales de clase que permitieron generar clasificaciones de alta precisión e identificar sus limitaciones, de modo de proponer una metodología de mapeo de la severidad de quema validada para la región. Los cuatro incendios seleccionados para este estudio, ocurridos en 1987, 2009 y 2013 (dos eventos) fueron incluidos en el análisis de los factores determinantes de la severidad a diferentes escalas. Esto abarcó 645 puntos de muestreo a escala de incendio, 36 parcelas a escala de rodal y 692 individuos a escala de árbol. Mediante el ajuste de modelos lineales generalizados se exploró el efecto de la topografía, la composición y estructura de la vegetación y características de los individuos sobre la severidad de quema y la mortalidad de los árboles. A escala de árbol se encontró que los individuos más pequeños y con copas menos conectadas son más propensos a morir por causa de incendios en comparación con individuos agrupados, con un efecto significativo del año de incendio que sugiere un control top-down ejercido por las condiciones climáticas estacionales y la meteorología durante el incendio. A escala de rodal, la menor mortalidad de los individuos agrupados ejerció un control bottom-up aumentando la probabilidad de quema con severidad baja en parcelas con dosel más conectado y determinando una prevalencia de la severidad alta en áreas con individuos dispersos. Al considerarse el grado de ocupación, la presencia de árboles aislados determinó diferencialmente la severidad: rodales con menor área basal, con doseles continuos, se quemaron con mayor severidad que aquellos con individuos aislados, mientras que lo opuesto ocurrió en rodales con mayor área basal. Por su parte, la baja conectividad vertical pareció determinar una mayor probabilidad de ocurrencia de incendios de severidad moderada. A escala de incendio, los resultados indican que la topografía y la vegetación controlaron fuertemente la heterogeneidad de la severidad dentro del área quemada, en combinación con la influencia de los controles top-down ejercidos por las condiciones climáticas y meteorológicas en las que ocurrieron los eventos. Estos resultados permitieron identificar controles del tipo top-down y bottom-up sobre la severidad de quema en estos boques. Para la evaluación de la respuesta post-incendio en el crecimiento radial, en febrero de 2019 se realizó un muestreo dendrocronológico de individuos vivos de A. araucana con distinto grado de daño de copa (<30%, 30-60% y > 60% de copa quemada), en áreas quemadas con distinta severidad (alta, moderada, baja) en los incendios más recientes (verano 2013-2014). Los resultados sugieren que la respuesta del crecimiento radial a los incendios es variable en términos de tipo y magnitud, incluso dentro del mismo individuo, y se asocia principalmente al nivel de daño, a características del árbol y su entorno inmediato, indistintamente de la severidad de quema en el rodal. La ausencia de anillos de crecimiento fue más probable a mayor daño de copa y al disminuir la cantidad de competidores en el entorno. El cambio en el crecimiento se relacionó con el nivel de daño y características propias del árbol: se observó una tendencia a la supresión del crecimiento radial en individuos con daño de copa superior a 60%, mayor crecimiento previo y copas cónicas, mientras que las liberaciones predominaron en árboles con copas intermedias y aparasoladas. La especie muestra signos de alta resistencia y resiliencia y tiende a aprovechar los recursos liberados por el incendio rápidamente, siendo elevado el umbral de daño que determina que la respuesta sea negativa. Los resultados de esta tesis contribuyen a la interpretación de la dinámica de incendios en bosques de A. araucana, permitiendo identificar factores asociados a la severidad de quema a distintas escalas y describir los tipos de respuesta esperables en el crecimiento radial de individuos en función del daño de copa. Complementariamente, este trabajo aporta sustento metodológico a la evaluación del impacto de incendios por medio de sensores remotos en los bosques de Patagonia Norte y a la derivación de deducciones a partir de evidencia dendrocronológica para la reconstrucción de historia de incendios, particularmente relevante en un régimen de severidad mixta como el de estos bosques.

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Fire risk and severity decline with stand development in Tasmanian giant Eucalyptus forest

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Self-thinning forest understoreys reduce wildfire risk, even in a warming climate

Self-thinning forest understoreys reduce wildfire risk, even in a warming climate

Considerations in the protection of marsupial gliders and other mature-forest dependent fauna in areas of intensive logging in the tall forests of Victoria, Australia

Incendios forestales en bosques de <i>Araucaria araucana</i>: susceptibilidad de los diferentes tipos forestales a quemarse y mecanismos de retroalimentación causales de la recurrencia de incendios en el contexto actual de cambio climático

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