Context
Wildfires play a crucial role in maintaining ecological and societal functions of North American boreal forests. Because of their contagious way of spreading, using statistical methods dealing with spatial autocorrelation has become a major challenge in fire studies analyzing how environmental factors affect their spatial variability.

Objectives
We aimed to demonstrate the performance of a spatially explicit method accounting for spatial autocorrelation in burn rates modelling, and to use this method to determine the relative contribution of climate, physical environment and vegetation to the spatial variability of burn rates between 1972 and 2015.

Methods
Using a 482,000 km² territory located in the coniferous boreal forest of eastern Canada, we built and compared burn rates models with and without accounting for spatial autocorrelation. The relative contribution of climate, physical environment and vegetation to the burn rates variability was identified with variance partitioning.

Results
Accounting for spatial autocorrelation improved the models' performance by a factor of 1.5. Our method allowed the unadulterated extraction of the contribution of climate, physical environment and vegetation to the spatial variability of burn rates. This contribution was similar for the three groups of factors. The spatial autocorrelation extent was linked to the fire size distribution.

Conclusions
Accounting for spatial autocorrelation can highly improve models and avoids biased results and misinterpretation. Considering climate, physical environment and vegetation altogether is essential, especially when attempting to predict future area burned. In addition to the direct effect of climate, changes in vegetation could have important impacts on future burn rates.

Avec l’intérêt croissant à travers le monde envers les forêts du nord tant pour la production de fibre que pour l’atténuation des changements climatiques, des travaux explorant la productivité forestière peu après le feu et les facteurs qui la déterminent sont requis. Nous avons étudié la productivité des forêts, définie en termes de qualité du coefficient de distribution (stocking) et de la croissance, dans 116 sites de 10–30 années après feu distribués dans une zone de 90 000 km2 au nord de la limite d’attribution des forêts commerciales du Québec et dominé par Picea mariana (Mill.) B.S.P. et Pinus banksiana Lamb. Soixante-douze pour cent des sites ont été classés comme improductifs, principalement en raison de la faible croissance. Puisque la croissance est fortement liée à des facteurs climatiques, le boisement seul ne serait pas suffisant pour augmenter la productivité des peuplements dans notre zone d’étude. En outre, nos résultats montrent que P. banksiana sur des sites secs pourrait être moins résilient au feu qu’on ne le pensait, probablement à cause de mauvaises conditions de sites et du climat. Finalement, notre étude est l’une des premières à explorer les enjeux de productivité en bas âge dans les forêts naturelles du nord. Le schéma d’analyse proposé, en définissant la productivité des peuplements sur la base de la croissance et du coefficient de distribution, pourrait fournir un outil intéressant pour évaluer des problèmes similaires de manière précoce dans d’autres systèmes.

La forêt boréale est l’une des plus grandes forêts naturelles du monde et fournit de nombreux services écologiques à la société. La forêt boréale est également économiquement importante, mais la récolte du bois et son aménagement deviennent de plus en plus difficiles à mesure que l’on progresse du sud vers le nord. Une approche a donc été développée pour évaluer l’adéquation de districts écologiques pour la production de bois dans un contexte d’aménagement durable des forêts (ADF) dans la forêt boréale du nord de la province de Québec (Canada). Cette région inclut l’entièreté du domaine de la pessière noire à mousses (forêt fermée) ainsi que la portion sud de la pessière noire à lichens (forêt ouverte). Quatre critères spécifiques aux aspects biophysiques de l’ADF ont été évalués dans 1114 districts écologiques : l’environnement physique, la capacité de production de bois, la vulnérabilité de la forêt au feu (e.g., la probabilité qu’elle arrive à maturité) et la conservation de la biodiversité. Des indicateurs et des valeurs seuils ont été déterminés pour chaque critère et une analyse séquentielle a été développée pour évaluer si un district a le potentiel d’être aménagé de manière durable. Ce processus analytique a permis la classification de ces districts en trois catégories, soit légèrement sensibles (ADF possible), modérément sensibles (ADF possible sous certaines conditions) et fortement sensibles (ADF impossible). Les résultats montrent que 354 districts sont très sensibles, 62 du fait de contraintes physiques (7.5 % de la superficie), 130 du fait d’une productivité insuffisante (15.4 % de la superficie), 92 du fait d’une productivité potentielle insuffisante pour permettre de tenir compte du risque de feu (13.8 % de la superficie) et 70 du fait d’une insuffisance de peuplements denses et hauts (7.7 % de la superficie — critère de la biodiversité). Ce travail fournit une assise scientifique pour proposer une limite nordique des activités d’aménagement forestier au Québec. L’approche proposée pourrait être utile à d’autres juridictions pour aborder des questions similaires.

The characterization of the fire regime in the boreal forest rarely considers spatial attributes other than fire size. This study investigates the spatial attributes of fires using the physiography of the landscape as a spatial constraint at a regional scale. Using the Canadian National Fire Database, the size, shape, orientation and eccentricity were assessed for 1,136 fires between 1970 and 2010 in Quebec's boreal forest and were summarized by ecodistrict. These spatial metrics were used to cluster 33 ecodistricts into homogeneous fire zones and then to determine which environmental variables (climate, topography, hydrography, and surficial deposits) influence the spatial attributes of fires. Analyses showed that 28 out of 33 ecodistricts belonging to a given fire zone were spatially contiguous, suggesting that factors driving the spatial attributes of fire are acting at a regional scale. Indeed, the orientation and size of fires vary significantly among the zones and are driven by the spatial orientation of the landscape and the seasonal regional climate. In some zones, prevailing winds during periods conducive to fire events parallel to the orientation of the landscape may favour the occurrence of very large fires (>100,000 ha). Conversely, an orientation of the landscape opposite to the prevailing winds may act as a natural firebreak and limit the fire size and orientation. This study highlights the need to consider the synergistic relationship between the landscape spatial patterns and the climate regime over the spatial attributes of fire at supra-regional scale. Further scale-dependant studies are needed to improve our understanding of the spatial factors controlling the spatial attributes of fire. © 2014 Her Majesty the Queen in Right of Canada.

Spatial variations in the fire cycle of a large territory (190 000 km²) located in the boreal forest of eastern Canada were assessed using random sampling points. Our main objective was to determine if regions characterised by a large proportion of dry surficial deposit–drainage (SDD) burn more frequently than regions with a smaller proportion. Through a regionalisation of the landscape units, we analysed the effects of SDD on spatial variations of the fire cycle. A discriminant analysis involving the SDD and other physical variables (precipitation, temperature, aridity index, water bodies, elevation and slope) made it possible to identify a combination of variables characterising each region. A considerable variation in fire cycle was observed among the different SDD types (from 144 to 425 years) and between regions (from 90 to 715 years). Through the discriminant analysis, this study suggests that a combination of possible climatic top-down (precipitation R² = 0.727, aridity index R² = 0.663 and temperature R² = 0.574) and bottom-up factors (xeric undifferentiated till R² = 0.819 and humid undifferentiated till R² = 0.691) could explain this variation at the regional scale. Implications of those results for forest protection against fire and regional development are briefly discussed.