.png){kind=icon}
.png){kind=icon}
Return
Forest structural complexity and ignition pattern influence simulated prescribed fire effects
.png){kind=icon}
OA
AI
DOI：10.1186/s42408-024-00314-7.png)
.png){kind=icon}
Original request for help.png){kind=icon}
Share.png){kind=icon}
Save
Abstract
En 中文
BackgroundForest structural characteristics, the burning environment, and the choice of ignition pattern each influence prescribed fire behaviors and resulting fire effects; however, few studies examine the influences and interactions of these factors. Understanding how interactions among these drivers can influence prescribed fire behavior and effects is crucial for executing prescribed fires that can safely and effectively meet management objectives. To analyze the interactions between the fuels complex and ignition patterns, we used FIRETEC, a three-dimensional computational fluid dynamics fire behavior model, to simulate fire behavior and effects across a range of horizontal and vertical forest structural complexities. For each forest structure, we then simulated three different prescribed fires each with a unique ignition pattern: strip-head, dot, and alternating dot.ResultsForest structural complexity and ignition pattern affected the proportions of simulated crown scorch, consumption, and damage for prescribed fires in a dry, fire-prone ecosystem. Prescribed fires in forests with complex canopy structures resulted in increased crown consumption, scorch, and damage compared to less spatially complex forests. The choice of using a strip-head ignition pattern over either a dot or alternating-dot pattern increased the degree of crown foliage scorched and damaged, though did not affect the proportion of crown consumed. We found no evidence of an interaction between forest structural complexity and ignition pattern on canopy fuel consumption, scorch, or damage.ConclusionsWe found that forest structure and ignition pattern, two powerful drivers of fire behavior that forest managers can readily account for or even manipulate, can be leveraged to influence fire behavior and the resultant fire effects of prescribed fire. These simulation findings have critical implications for how managers can plan and perform forest thinning and prescribed burn treatments to meet risk management or ecological objectives. AntecedentesLas caracter & iacute;sticas estructurales de un bosque, el ambiente en que se quema, y la elecci & oacute;n del patr & oacute;n de ignici & oacute;n influencian cada uno el comportamiento del fuego en una quema prescripta y tambi & eacute;n sobre los efectos resultantes de esa quema; sin embargo, pocos estudios examinan las influencias e interacciones entre esos factores. El entender c & oacute;mo las interacciones entre esos factores conducentes pueden influenciar el comportamiento y efectos del fuego en quemas prescriptas es crucial para poder ejecutar estas quemas, y que puedan ser seguras y cumplir efectivamente con los objetivos de manejo. Para analizar las interacciones entre los complejos de combustibles y los patrones de ignici & oacute;n, usamos FIRETEC, un modelo computacional de comportamiento del fuego tri-dimensional basado en din & aacute;mica de fluidos, para simular el comportamiento y efectos del fuego a trav & eacute;s de un rango horizontal y vertical de estructuras forestales de distinta complejidad. Luego, para cada estructura forestal, simulamos tres quemas prescriptas diferentes, cada una con un & uacute;nico patr & oacute;n de ignici & oacute;n: l & iacute;nea frontal, punto, y puntos alternados.ResultadosLa complejidad de la estructura forestal y el patr & oacute;n de ignici & oacute;n afectaron las proporciones de la simulaci & oacute;n en cuanto al chamuscado de copas, el consumo, y el da & ntilde;o por las quemas en ecosistemas secos y proclives al fuego. Las quemas prescriptas en bosques con estructuras de doseles complejos resultaron en un incremento en el consumo de las copas, en el chamuscado y con mayores da & ntilde;os que en bosques con estructuras espaciadas y menos complejas. La elecci & oacute;n del uso de la l & iacute;nea frontal como patr & oacute;n de ignici & oacute;n sobre los puntos individuales o alternados incrementaron el grado de follaje chamuscado y da & ntilde;ado, aunque no afect & oacute; la proporci & oacute;n de la copa consumida. No encontramos evidencia de una interacci & oacute;n entre la complejidad de la estructura forestal y el patr & oacute;n de ignici & oacute;n sobre el consumo del combustible, el chamuscado, o el da & ntilde;o.ConclusionesEncontramos que la estructura forestal y el patr & oacute;n de ignici & oacute;n, dos poderosos factores conducentes del comportamiento del fuego que los gestores de incendios pueden r & aacute;pidamente tener en cuenta y aun manipular, pueden ser aprovechados para influenciar el comportamiento del fuego y los efectos resultantes de las quemas prescriptas. Estos resultados de simulaci & oacute;n tienen implicancias cr & iacute;ticas sobre c & oacute;mo pueden los gestores planificar y llevar a cabo raleos y quemas prescriptas para alcanzar objetivos ecol & oacute;gicos o de reducci & oacute;n del riesgo.
Keywords:
Crown damage
Fire effects
Fire modeling
Forest structure
Ignition pattern
Prescribed burning
Journal
IF:
5
Papers:
792
Citations:
2.1K
View more organizations