A biophysical process model of tree mortality in surface fires.

The mechanisms governing tree mortality in surface fires are poorly understood, owing in large part to the absence of a process-based framework for defining and evaluating these mechanisms. This paper begins the development of such a framework by deriving a first-order process model of tree mortality in surface fires (intensities less than approximately 2500 kW·m–1). A buoyant line-source plume model is used to drive heat transfer models of vascular cambium and vegetative bud necroses, which are linked to tree mortality using an allometrically-based sapwood area budget. Model predictions are illustrated for white spruce (Picea glauca), lodgepole pine (Pinus contorta), and trembling aspen (Populus tremuloides) and are compared with independent mortality data for Engelmann spruce (Picea engelmannii Parry ex Engelm.) and Pinus contorta Dougl. Results help define first-order mortality mechanisms and suggest second-order mortality mechanisms that should be incorporated into future modeling efforts. Les mécanismes qui régissent la mortalité des arbres à la suite d’un feu de surface sont peu connus, surtout à cause de l’absence de cadre théorique basé sur les processus permettant de définir et d’évaluer ces mécanismes. Cet article jette les bases d’un tel cadre théorique en dérivant un modèle de premier ordre de mortalité des arbres basé sur les processus à la suite d’un feu de surface (intensité inférieure à environ 2500 kW·m–1). Un modèle de panache flottant dont la source est linéaire est utilisé pour faire fonctionner des modèles de transfert de chaleur du cambium vasculaire et de nécrose des bourgeons foliaires, laquelle est reliée à la mortalité des arbres grâce à un bilan de surface d’aubier basé sur des relations allométriques. Les prédictions du modèle sont illustrées pour l’épinette blanche (Picea glauca), le pin tordu (Pinus contorta), et le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) et sont comparées à des données indépendantes de mortalité pour le l’épinette d’Engelmann (Picea engelmannii Parry ex Engelm.) et Pinus contorta Dougl. Les résultats aident à définir les mécanismes de premier ordre et à suggérer des mécanismes de second ordre à l’origine de la mortalité. Ces mécanismes devraient être retenus lors de tentatives futures de modélisation. [ABSTRACT FROM AUTHOR]