Fire, climate change, and forest resilience in interior Alaska

In the boreal forests of interior Alaska, feedbacks that link forest soils, fire characteristics, and plant traits have supported stable cycles of forest succession for the past 6000 years. This high resilience of forest stands to fire disturbance is supported by two interrelated feedback cycles: (i) interactions among disturbance regime and plant--soil--microbial feedbacks that regulate soil organic layer thickness and the cycling of energy and materials, and (ii) interactions among soil conditions, plant regeneration traits, and plant effects on the environment that maintain stable cycles of forest community composition. Unusual fire events can disrupt these cycles and trigger a regime shift of forest stands from one stability domain to another (e.g., from conifer to deciduous forest dominance). This may lead to abrupt shifts in forest cover in response to changing climate and fire regime, particularly at sites with intermediate levels of moisture availability where stand-scale feedback cycles are only weakly constrained by environmental conditions. However, the loss of resilience in individual stands may foster resilience at the landscape scale, if changes in the landscape configuration of forest cover types feedback to stabilize regional patterns of fire behavior and climate conditions. Resume: Dans la foret boreale de l'interieur de l'Alaska, les retroactions qui relient les sols forestiers, les caracteristiques des incendies et celles de la vegetation ont assure le maintien des cycles de succession forestiere pendant les 6000 dernieres annees. Cette grande resilience des peuplements forestiers face aux perturbations causees par le feu est le resultat de deux cycles interrelies de retroactions: (i) les interactions entre le regime de perturbations et les retroactions entre les plantes, le sol et les microbes qui controlent l'epaisseur de l'horizon organique du sol et le recyclage de l'energie et des materiaux et (ii) les interactions entre les conditions du sol, les caracteristiques de la regeneration des plantes et les effets des plantes sur l'environnement qui maintiennent la stabilite des cycles de composition des communautes forestieres. Les incendies inhabituels peuvent perturber ces cycles et declencher un changement de regime des peuplements forestiers d'un domaine de stabilite a un autre (p. ex., d'une foret dominee par des coniferes a une foret dominee par des feuillus). Cela peut entrainer des changements abrupts dans le couvert forestier en reponse aux changements climatiques et a la modification du regime de feux, particulierement dans les stations avec un niveau intermediaire de disponibilite en eau ou les cycles de retroaction a l'echelle du peuplement sont assujettis seulement faiblement aux conditions environnementales. Cependant, la perte de resilience de peuplements particuliers peut favoriser la resilience a l'echelle du paysage si les changements dans la configuration des types de couvert forestier a l'echelle du paysage ont un effet de retroaction qui stabilise les patrons regionaux du comportement du feu et des conditions climatiques. [Traduit par la Redaction]
Introduction Earth is undergoing pronounced environmental changes that are strongly influenced by human activities. Climate warming in recent decades is particularly pronounced at high latitudes, and past carbon emissions from [...]