We describe the fire regime in the Gaspesian mixedwood boreal forest in order to improve our knowledge of the maritime fire regime through time and the role of climate on changes in fire cycle. We also investigated the importance of coarse scale spatial factors, such as topography, altitude, soil-type and vegetation-type. Fire history was reconstructed for a 6480-km² area using Quebec Ministry of Natural Resource archival data and aerial photographs combined with dendrochronological data, collected using a random sampling strategy. Physiographic features were not found to significantly influence the fire cycle, but an increase in the cycle (from 89 to 176 years p  0.0001) was observed since the end of Little Ice Age (LIA) (1850). Relative agreement between the archival data (1920–2003) and the semi-parametric survival analysis approach for the 1850– 2003 period provides greater confidence in our determination of a fire cycle situated between 170 and 250 years. An analysis of fluctuations in the Canadian forest fire Weather Index system, calculated for the period 1920–2003, showed a statistically significant decrease in extreme values. Given such a long fire cycle and in the context of forest management based on natural disturbance, even-aged management under short rotations should be questioned in these mixedwood boreal forests. © 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Abstract: The past decade has seen an increasing interest in forest management based on historical or natural disturbance dynamics. The rationale is that management that favours landscape compositions and stand structures similar to those found historically should also maintain biodiversity and essential ecological functions. In fire-dominated landscapes, this approach is feasible only if current and future fire frequencies are sufficiently low compared with the preindustrial fire frequency, so a substitution of fire by forest management can occur without elevating the overall frequency of disturbance. We address this question by comparing current and simulated future fire frequency based on 2 × CO2 and 3 × CO2 scenarios to historical reconstructions of fire frequency in the commercial forests of Quebec. For most regions, current and simulated future fire frequencies are lower than the historical fire frequency, suggesting that forest management could potentially be used to maintain or recreate the age-class distribution of fire-dominated preindustrial landscapes. Current even-aged management, however, tends to reduce forest variability by, for example, truncating the natural age-class distribution and eliminating mature and old-growth forests from the landscape. Therefore, in the context of sustainable forest management, silvicultural techniques that retain a spectrum of forest compositions and structures at different scales are necessary to maintain this variability and thereby allow a substitution of fire by harvesting.

Résumé :Au cours de la dernière décennie, un intérêt grandissant pour le développement d'approches d'aménagement basées sur notre compréhension de la dynamique historique des perturbations naturelles s'est manifesté. Ces approches reposent sur l'idée qu'un aménagement favorisant une composition des paysages et une structure des peuplements similaires à celles créées dans les forêts passées devrait aussi maintenir la diversité biologique et les fonctions écologiques essentielles de ces mêmes paysages et peuplements. Dans les paysages contrôlés par les feux, cette approche est possible seulement si les fréquences de feux actuelles et futures sont suffisamment faibles lorsque comparées aux fréquences pré-industrielles, cela afin de permettre de substituer le feu par la coupe forestière. Nous évaluons cette possibilité en comparant les fréquences de feux actuelles et futures aux fréquences historiques à partir d'études réalisées dans la forêt commerciale québécoise. Les fréquences actuelles et futures des feux, simulées en utilisant deux scénarios de concentration de CO2 (2× et 3× la concentration actuelle), sont plus faibles que les fréquences passées pour la majorité du territoire, suggérant que l'aménagement forestier pourrait potentiellement être utilisé afin de recréer la structure d'âge de la forêt soumise à un régime de feux sévères. Les aménagements équiennes actuels tendent toutefois à réduire la variabilité naturelle du système: par exemple, un aménagement équienne amputera, à terme, la structure d'âge de la forêt naturelle éliminant ainsi les forêts surannées et anciennes du paysage. Le développement de techniques de sylviculture permettant le maintien d'un spectre de compositions et structures forestières à différentes échelles de paysage est une des avenues proposées afin de maintenir cette variabilité. ©2006 NRC Canada

Forest managers in Canada urgently require solutions for achieving the goals of sustainable development and the conservation of biodiversity. To attain these goals, many have suggested the use of landscape pattern resulting from naturally occurring disturbances as a template for forest management. Forest fires constitute one of the main disturbances affecting forest dynamics in the boreal. Fire cycle studies have revealed the high variability of this parameter from one region of boreal forest to the next. Fire cycle is often used as a forest management tool, but since it is highly variable in time and space, using the mean time since fire seems to be a simpler and more realistic approach.

Published literature was used to determine both fire cycle and mean time since last fire of forests across the Canadian boreal forest. Based on the mean time since fire of the stands, the percentage of forest which could be managed to reproduce the fire controlled age structure conditions found for each Canadian region studied was determined. This report provides forest managers with a tool that can be used to help achieve sustainable forest management and the conservation of biodiversity.

Les feux de forêts constituent l’une des perturbations majeures affectant la dynamique forestière de la forêt boréale. Ces incendies sont responsables, de concert avec les caractéristiques physiques du territoire, de l’existence de peuplements d’âges et de compositions différentes. L’aménagement écosystémique basé sur une bonne connaissance du cycle des feux, vise à reproduire adéquatement la variété de classes d’âges, le type de peuplements et les composantes structurales qui sont rencontrés dans les forêts non aménagées. L’objectif de ce mémoire est de décrire le régime naturel des feux dans la forêt mixte de la Gaspésie. L’importance de facteurs spatiotemporels sur la fréquence des feux est également évaluée.

L’étude a été réalisée sur un territoire d’environ 6480 km² et couvre une période de 280 ans. Les archives du Ministère des Ressources Naturelles du Québec et des photographies aériennes ont été utilisées pour consigner la plupart des feux ayant eu lieu depuis le début du 20^e siècle. Le territoire non brûlé depuis le début du 20^e siècle a été échantillonné au moyen de techniques dendrochronologiques. Le territoire a d’abord été divisé en hexagones de 40 km² où des placettes ont été disposées le long de transects afin d’échantillonner les placettes de manière systématique. Nous avons prélevé de 5 à 10 carottes et/ou galettes d’arbre par transects. Par la suite, nous avons déterminer l’âge des ces arbres pour, par la suite, attribuer un temps depuis le dernier feu (TDDF) à chacun des hexagones. L’ensemble des données a été numérisé dans le système d’information géographique Arc View.

Suite à l’échantillonnage, la distribution incluant les superficies qui proviennent de différentes périodes après feu a été analysée en utilisant la distribution exponentielle négative et les analyses de survie. Contrairement à l’idée répandue, le cycle de feu, pour l’ensemble de la période étudiée, est assez court, soit d’environ 200 ans. Les deux domaines bioclimatiques et les différentes unités de paysage présents dans la région de la Baie-Des-Chaleurs n’influencent en aucun cas le régime des feux. La proportion de forêt incendiée reste constante jusqu’en 1850, pour ensuite diminuer de manière significative. En effet, un allongement dans le cycle de feu (108 à 182 ans) a été observé après la fin du Petit Âge Glaciaire (PAG) (˜ 1850). Le calcul de l’indice forêt météo, effectué entre 1920 et 2003, démontre une diminution significative de l’indice d’inflammabilité extrême suggérant q’une diminution de conditions climatiques menant à des périodes d’extrême sécheresse, pourrait être responsable de l’augmentation du cycle de feu, ici et ailleurs au Canada. Nos résultats concordent donc avec d’autres études semblables, réalisées au Québec et au Canada. Ils démontrent une baisse de la fréquence des feux possiblement reliés aux changements climatiques survenus après la fin du PAG. La présence de long cycle de feu en Gaspésie suggère que le recours à l’aménagement équien à rotation courte, inspiré des feux en forêt boréale, n’est pas bien adapté. Des pratiques alternatives devraient être envisagées par les aménagistes forestiers s’ils veulent atteindre leurs objectifs en matière de développement durable et de maintien de la biodiversité. © 2004 UQAM tous droits réservés.