Dinesh Babu Irulappa Pillai Vijayakumar, Yves Bergeron, David Pothier, Sylvie Gauthier, Pierre Bernier, Frédérick Raulier . Fire disturbance data improves the accuracy of remotely sensed estimates of
aboveground biomass for boreal forests in eastern. 2017. Remote Sensing Application : Society and Environment 9:71-82
DOI : 10.1016/j.rsase.2017.07.010
Accurate estimation of aboveground biomass (AGB) using remote sensing data is still challenging and an approach based on an understanding of forest disturbance and succession could help improve AGB estimation. In the boreal forest of North America, time since last fire (TSLF) is seen as a useful variable to explain post-fire successional change and aboveground biomass (AGB). Within a large study area (>200 000 km2) located in the northeastern American boreal forest, we compared remotely sensed biomass estimates of MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), GLAS (Geoscience Laser Altimeter System) and ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) with inventory-based estimates derived from ground plots, and forest maps at a spatial resolution of 2-km2. We identified that TSLF could explain the error observed in remotely sensed AGB estimates (MODIS (45%), GLAS (47%) or ASAR (23%)) when associated with surficial geological substrate information at that scale. Our results therefore show the importance of TSLF as a potential ancillary variable for improving the accuracy of remotely sensed AGB estimates in North American boreal forests.
Louis Bélanger, Yves Bergeron, Catherine Périé, Mathieu Bouchard, Pierre Bernier, Christian Messier. L’aménagement écosystémique
des forêts dans le contexte des changements climatiques – Rapport du comité d’experts, Québec. 2017. COMITÉ D’EXPERTS SUR L’AMÉNAGEMENT ÉCOSYSTÉMIQUE DES FORÊTS ET LES CHANGEMENTS CLIMATIQUES. 29 p.
Yan Boulanger, André Beaudoin, Luc Guidon, Pierre Bernier, Sylvie Gauthier, Martin-Philippe Girardin. Changes in mean forest age in Canada’s forests could limit future increases in area burned but compromise potential harvestable conifer volumes. 2017. Can. J. For. Res. 47(6):755-764
DOI : 10.1139/cjfr-2016-0445
On anticipe une augmentation de l’activité des feux de forêt au Canada à cause du changement climatique mais on ne tient généralement pas compte des rétroactions de la végétation. À l’aide de nouvelles informations concernant la sélectivité et l’évitement du feu en fonction de l’âge et de la composition des peuplements, nous avons utilisé des modèles de simulation simples qui tiennent compte des changements dans les matrices d’âge régional engendrés par le feu et la coupe pour prévoir les futurs taux de brûlage. Nous avons également prévu la vulnérabilité régionale estimée de l’approvisionnement en bois face aux feux de forêt en tenant compte de ces nouveaux taux de brûlage. L’inclusion de rétroactions reliées à l’âge devrait avoir un impact important sur l’augmentation prévue des taux de brûlage, surtout dans les zones soumises à un forçage climatique agressif où le feu est très actif. Les taux de brûlage devraient augmenter encore mais devraient être 50 % moins élevés en 2100 que s’ils étaient anticipés sans rétroaction biologique dans certaines zones. Les rétroactions négatives devraient être pratiquement inexistantes lorsque les taux de brûlage potentiels sont inférieurs à 1 %, tandis que les taux de brûlage effectifs devraient diminuer de plus de 0,5 point de pourcentage lorsque les taux potentiels de brûlage dépassent 2,5 %. L’inclusion des rétroactions entre le feu et la végétation n’a eu pratiquement aucun impact sur le volume total récolté. À mesure que le feu brûle davantage de vieux peuplements de conifères, des impacts légèrement négatifs sur les conifères récoltés sont prévus presque partout. Ces résultats font ressortir la nécessité d’incorporer les rétroactions entre le feu et la végétation lorsqu’on prévoit les taux futurs de brûlage. [Traduit par la Rédaction]
Nicolas Mansuy, Guillaume Cyr, Francis Manka, Benoit Lafleur, Luc Guidon, Évelyne Thiffault, David Paré, Pierre Bernier. Estimating the spatial distribution and locating hotspots of forest biomass from harvest residues and fire-damaged stands in Canada's managed forests. 2017. Biomass and Bioenergy 97:90-99
DOI : 10.1016/j.biombioe.2016.12.014
Strategies for increasing the mobilization of forest biomass supply chains for bioenergy production require continuous assessments of the spatial and temporal availability of biomass feedstock. Using remote sensing products at a 250-m pixel resolution, estimates of theoretical biomass availability from harvest residues and fire-killed trees were computed by combining Canada-wide maps of forest attributes (2001) and of yearly (2002–2011) fires and harvests. At the national scale, biomass availability was estimated at 47 ± 18 M ODT year?1 from fire-killed trees and at 14 ± 2 M ODT year?1 from harvest residues. Mean biomass densities in burned and harvested pixels were estimated at 34 ± 3.0 ODT ha?1 and at 24 ± 1.2 ODT ha?1, respectively. Mean biomass densities also varied dramatically among ecozones, from 14 ODT ha?1 to 206 ODT ha?1 and from 6 ODT ha?1 to 63 ODT ha?1 for burned and harvested pixels, respectively. Spatial averaging with a 100-km radius window shows distinct hotspots of biomass availability across Canada. The largest hotspots from fire-killed trees reached 3.6 M ODT year?1 in the Boreal Shield and the Boreal Plains ecozones of northern Alberta and Saskatchewan, where fires are large and frequent. The largest hotspots from harvest residues reached 1.2 M ODT year?1 in the Montane Cordillera ecozone of British Columbia. The use of spatially explicit remote sensing products yields estimates of theoretical biomass availability that are methodologically consistent across Canada. Future development should include validations with on-the-ground forest inventories as well as the factoring in of environmental, technical and economic considerations to implement operational biomass supply chains.
Pierre Bernier, Pierre-Olivier Jean, Francis Manka, André Beaudoin, Luc Guidon, Yan Boulanger, Sylvie Gauthier. Mapping Local Effects of Forest Properties on Fire Risk across Canada. 2016. Forests 7(8):157
DOI : 10.3390/f7080157
Fire is a dominant mechanism of forest renewal in most of Canada’s forests and its activity is predicted to increase over the coming decades. Individual fire events have been considered to be non-selective with regards to forest properties, but evidence now suggests otherwise. Our objective was therefore to quantify the effect of forest properties on fire selectivity or avoidance, evaluate the stability of these effects across varying burn rates, and use these results to map local fire risk across the forests of Canada. We used Canada-wide MODIS-based maps of annual fires and of forest properties to identify burned and unburned pixels for the 2002–2011 period and to bin them into classes of forest composition (% conifer and broadleaved deciduous), above-ground tree biomass and stand age. Logistic binomial regressions were then used to quantify fire selectivity by forest properties classes and by zones of homogeneous fire regime (HFR). Results suggest that fire exhibits a strong selectivity for conifer stands, but an even stronger avoidance of broadleaved stands. In terms of age classes, fire also shows a strong avoidance for young (0 to 29 year) stands. The large differences among regional burn rates do not significantly alter the overall preference and avoidance ratings. Finally, we combined these results on relative burn preference with regional burn rates to map local fire risks across Canada.
Dinesh Babu Irulappa Pillai Vijayakumar, Sylvie Gauthier, Yves Bergeron, David Pothier, Pierre Bernier, Frédérick Raulier , David Paré. Cover density recovery after fire disturbance controls landscape aboveground biomass carbon in the boreal forest of eastern Canada. 2016. For. Ecol. Manage. 360:170-180
DOI : 10.1016/j.foreco.2015.10.035
In existing carbon budget models, carbon stocks are not explicitly related to forest successional dynamics and environmental factors. Yet time-since-last-fire (TSLF) is an important variable for explaining successional changes and subsequent carbon storage. The objective of this study was to predict the spatial variability of aboveground biomass carbon (ABC) as a function of TSLF and other environmental factors across the landscape at regional scales. ABC was predicted using random forest models, both at the sample-plot level and at the scale of 2-km2 cells. This cell size was chosen to match the observed minimum fire size of the Canadian large fire database. The percentage variance explained by the empirical sample-plot level model of ABC was 50%. At that scale, TSLF was not significantly related to ABC. At the 2-km2 scale, ABC was influenced mainly by the proportions of cover density classes, which explained 83% of the variance. Changes in cover density were related to TSLF at the same 2-km2 scale, indicating that the increase in cover density following fire disturbance is a dominant mechanism through which TSLF acts upon ABC at the scale of landscapes.
Mathieu Morin, Frédérick Doyon, Véronique Yelle, Anne Blondlot, Héloïse Le Goff, Daniel Kneeshaw, Pierre Bernier, Daniel Houle. Climate change and the forest sector: Perception of principal
impacts and of potential options for adaptation. 2015. For. Chron. 91(4):395-406
DOI : 10.5558/tfc2015-069
Les impacts des changements climatiques (CCs) sur la forêt sont déjà observés et iront en s'amplifiant dans le futur. Dans ce contexte, il importe de comprendre comment les communautés et l'industrie forestière seront affectées. Des professionnels du secteur forestier québécois ont été consultés lors d'un atelier afin de recueillir leurs perceptions des impacts potentiels des CCs et des possibles mesures d'adaptation. Les préoccupations touchaient les écosystèmes naturels, ainsi que les collectivités et l'industrie forestière. Les impacts identifiés incluaient l'augmentation des évènements météorologiques extrêmes et des perturbations naturelles, une diminution quantitative et qualitative du bois, ainsi que de plus grandes difficultés d'accès aux territoires et des coûts additionnels pour les opérations. Les mesures d'adaptation pourraient comprendre de nouvelles règlementations, une meilleure sensibilisation aux enjeux, et des ajustements locaux et régionaux dans la gestion et les opérations. Les barrières à l'adaptation identifiées incluaient une faible compréhension des enjeux au niveau des intervenants du milieu forestier, ainsi qu'un manque de soutien scientifique, de transfert des connaissances, et de leadership à l’échelle régionale. Cette synthèse aidera à orienter les besoins en matière de planification et de gestion et à identifier des solutions pour augmenter la capacité d'adaptation du secteur forestier.
Xiao Jing Guo, Luc Guidon, André Beaudoin, Yan Boulanger, Pierre Bernier, Sylvie Gauthier. Vulnerability of timber supply to projected changes in fire regime in Canada’s managed forests. 2015. Can. J. For. Res. 45(11):1439-1447
DOI : 10.1139/cjfr-2015-0079
Les prédictions courantes suggèrent une augmentation de la fréquence des feux au Canada, ce qui pourrait affecter la disponibilité en bois pour des fins industrielles. Nous avons donc évalué la vulnérabilité de l’approvisionnement en bois au risque de feux actuel et futur grâce à des calculs simplifiés impliquant les taux de récolte et la croissance historiques de la forêt, ainsi que les régimes de feux actuels et projetés. Les calculs ont été effectués au niveau des unités d’aménagement forestier (UAF) compris dans les écozones boréales et montagnardes du Canada. Pour certaines UAF, l’analyse suggère une vulnérabilité élevée à extrême de l’approvisionnement en bois au feu d’ici le milieu du siècle. Pour ces UAF, les augmentations de croissance des arbres nécessaires à atténuer ces risques sont généralement irréalistes. Une diminution modeste de la croissance de l’arbre au fil du tempsserait cependant suffisante pour augmenter de faible à modérée la vulnérabilité de nombreuses autres UAF. Des biais connus dans l’analyse suggèrent que notre évaluation pourrait sous-estimer le niveau de vulnérabilité dans toutes les UAF. Les autres perturbations naturelles ne sont pas incluses dans l’analyse, mais leurs impacts sur l’approvisionnement en bois pourraient être additifs à celui du feu. Certaines mesures d’adaptation pour faire face à ces risques croissants sont présentées.
A.Z. Shvidenko, D.G. Schepaschenko, Pierre Bernier, Timo Kuuluvainen, Sylvie Gauthier. Boreal forest health and global change. 2015. Science 349(6250):819-822
DOI : 10.1126/science.aaa9092
The boreal forest, one of the largest biomes on Earth, provides ecosystem services that benefit society at levels ranging from local to global. Currently, about two-thirds of the area covered by this biome is under some form of management, mostly for wood production. Services such as climate regulation are also provided by both the unmanaged and managed boreal forests. Although most of the boreal forests have retained the resilience to cope with current disturbances, projected environmental changes of unprecedented speed and amplitude pose a substantial threat to their health. Management options to reduce these threats are available and could be implemented, but economic incentives and a greater focus on the boreal biome in international fora are needed to support further adaptation and mitigation actions.
Pierre Bernier, Sylvie Gauthier, Yves Bergeron, Nicolas Mansuy, Frédérick Raulier , Alain Leduc. Using salvage logging and tolerance to risk to reduce the impact of forest fires on timber supply calculations. 2015. Can. J. For. Res. 45(4): 480-486
DOI : 10.1139/cjfr-2014-0434
Il est reconnu que les feux de forêt d’origine naturelle ne peuvent pas et même ne doivent pas être éliminés de la forêt boréale nord-américaine. Les feux de forêt occasionnent des pertes immédiates de volume de bois, perturbent la conversion de la structure courante d’âge de la forêt vers une structure cible et empêchent l’approvisionnement planifié en bois (APB) d’être atteint de manière constante. Dans cet article, nous explorons dans quelle mesure les déficits périodiques en bois disponible causés par divers risques de feux peuvent être atténués par la coupe de récupération et par le degré de tolérance des gestionnaires forestiers face à ces déficits, et ceci en fonction de la structure d’âge des forêts. Les simulations sont faites en utilisant une représentation temporelle déterministe et stochastique des feux. Les résultats montrent que la fréquence des périodes en déficit de bois peut être réduite par la coupe de récupération et par l’introduction de mesures de tolérance à ces déficits, et que ce potentiel d’atténuation est influencé par la structure d’âge de la forêt initiale et par le niveau de pertes par le feu. Les résultats montrent également que même un taux de coupe de récupération à 100 % ne peut pas compenser entièrement les pertes de bois par le feu et éliminer les déficits périodiques qui en résultent. En outre, l’ajout de la variabilité interannuelle des feux réduit l’efficacité des deux mesures d’atténuation. Enfin, puisque l’APB n’est en fait jamais réalisé dans les forêts sujettes aux feux, le coût réel d’une réduction l’APB doit être estimé non pas par la différence l’APB, mais plutôt par la différence plus réaliste de récolte de bois réalisée.q
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