11 000 years of fire history and climate in the mountain hemlock rain forests of southwestern British Columbia based on sedimentary charcoal

Douglas J. Hallett, Dana S. Lepofsky, Rolf W. Mathewes, and Ken P. Lertzman

Abstract: Little is known about the role of fire in the mountain hemlock (Tsuga mertensiana (Bong.) Carrière) rain forests of southern British Columbia. High-resolution analysis of macroscopic charcoal from lake sediment cores, along with 102 accelerator mass spectrometry (AMS) ages on soil charcoal, was used to reconstruct the long-term fire history around two subalpine lakes in the southern Coast and North Cascade Mountains. AMS ages on soil charcoal provide independent evidence of local fire around a lake and support the interpretation of peaks in lake sediment charcoal as distinct fire events during the Holocene. Local fires are rare, with intervals ranging from centuries to several millennia at some sites. Overall fire frequency varied continuously throughout the Holocene, suggesting that fire regimes are linked to climate via large-scale atmospheric circulation patterns. Fires were frequent between 11 000 and 8800 calendar years BP during the warm and dry early Holocene. The onset of humid conditions in the mid-Holocene, as rain forest taxa established in the region, produced a variable fire period until 3500 calendar years BP. A synchronous decrease in fire frequency from 3500 to 2400 calendar years BP corresponds to Neoglacial advances in the region and cool humid climate. A return of frequent fire between 2400 and 1300 calendar years BP suggests that prolonged summer drought occurred more often during this interval, which we name the Fraser Valley Fire Period. The present-day fire regime was established after 1300 calendar years BP.

Résumé : On connaît peu de chose du rôle du feu dans les forêts ombrophiles de pruche subalpine (Tsuga mertensiana (Bong.) Carrière) du Sud de la Colombie-Britannique. L'analyse à haute résolution du charbon de bois macroscopique provenant de carottes de sédiments lacustres ainsi que 102 mesures de l'âge du charbon de bois présent dans le sol au moyen de la technique de spectrométrie de masse par accélérateur (SMA) ont été utilisées pour reconstituer l'historique des feux à long terme autour de deux lacs subalpins sur la côte sud et le nord de la chaîne des Cascades. L'âge du charbon de bois dans le sol déterminé par la technique SMA fournit une preuve indépendante qu'un feu local est survenu autour d'un lac et supporte l'interprétation que les points observés dans le charbon de bois des sédiments lacustres correspondent à des feux distincts survenus durant l'Holocène. Les feux locaux sont rares avec des intervalles allant de quelques siècles à plusieurs millénaires dans certains sites. La fréquence générale des feux a continuellement varié durant l'holocène indiquant que le régime des feux est lié au climat via les patrons de circulation atmosphérique à grande échelle. Les feux étaient fréquents il y a 8800 à 11 000 ans pendant la période chaude et sèche du début de l'holocène. L'apparition de conditions humides au milieu de l'Holocène, lorsque se sont établis dans la région des taxons caractéristiques de la forêt ombrophile, a été à l'origine d'une période où la fréquence des feux était variable jusqu'à il y a 3500 ans. Une diminution synchrone de la fréquence des feux il y a 3500 à 2400 ans correspond à une avancée néo-glaciaire dans la région et à un climat frais et humide. Un retour à une fréquence élevée des feux il y a 2400 à 1300 ans indique que de longues périodes de sécheresse estivale sont survenues pendant cet intervalle qu'on désigne sous le nom de Période des feux de la vallée du Fraser. Le régime de feu actuel remonte à moins de 1300 ans.

[Traduit par la Rédaction]