2017 journal article
CARBON EMISSIONS DURING WILDLAND FIRE ON A NORTH AMERICAN TEMPERATE PEATLAND
FIRE ECOLOGY, 13(1), 34–57.
author keywords: burn severity; carbon emissions; coastal plain; hydrologic regime; land management LIDAR; organic soils; temperate peatlands; wildfire
UN Sustainable Development Goal Categories
13. Climate Action
(Web of Science)
14. Life Below Water
(OpenAlex)
15. Life on Land
(Web of Science)
Source: Web Of Science
Added: August 6, 2018
Northern temperate zone (30° to 50° latitude) peatlands store a large proportion of the world’s terrestrial carbon (C) and are subject to high-intensity, stand-replacing wildfires characterized by flaming stage combustion of aboveground vegetation and long-duration smoldering stage combustion of organic soils. Coastal peatlands are a unique region in which long-duration wildfire soil combustion is responsible for the majority of total annual emissions from all wildfires in the North American coastal plain. We developed a new method and approach to estimate aboveground and belowground C emissions from a 2008 peatland wildfire by analyzing vegetation C losses from field surveys of biomass consumption from the fire and soil C losses derived from the Soil Survey Geographic Database, a digital elevation model derived from airborne optical remote-sensing technology and ground elevation surveys using a Global Navigation Satellite System receiver. The approach to estimate belowground C emissions employed pre-fire LI-DAR-derived elevation from ground return points coupled with post-fire survey-grade GPS elevation measurements from co-located ground return points. Aboveground C emission calculations were characterized for litter, shrub foliage and woody biomass, and tree foliage fractions in different vegetation classes, thereby providing detailed emissions sources. The estimate of wildland fire C emissions considered the contribution of hydrologic regime and land management to fire severity and peat burn depth. The peatland wildfire had a mean peat burn depth of 0.42 m and resulted in estimated belowground fire emissions of 9.16 Tg C and aboveground fire emissions of 0.31 Tg C, for total fire emissions of 9.47 Tg C (1 Tg = 1012 grams). The mean belowground C emissions were estimated at 544.43 t C ha−1, and the mean aboveground C emissions were 18.33 t C ha−1 (1 t = 106 grams).ResumenLas turberas ubicadas en la zona templada (30° a 50° de latitud norte) almacenan una gran proporción del carbono (C) total del mundo, y está sujetas a incendios de gran intensidad que producen el reemplazo de rodales y que se caracterizan por un estado de combustión por llamas en la vegetación aérea y de combustión incandescente y de larga duración en suelos orgánicos. Las turberas costeras representan la única región en la cual la combustión incandescente de larga duración es la responsable de la mayoría de las emisiones totales anuales de todos los incendios en las planicies costeras de Norte América. Nosotros desarrollamos un nuevo método y enfoque para estimar emisiones de C, tanto aéreas como subterráneas, de un incendio de turberas de 2008 a través del análisis de las pérdidas de C mediante relevamientos a campo de combustión de biomasa por el fuego, pérdidas de C derivados de la base de datos del Relevamiento Geográfico de Suelos, un modelo de elevación digital derivado de tecnologías ópticas de sensores remotos para evaluar partículas aéreas, y relevamientos de elevación del terreno usando un receptor del Sistema Global de Navegación. El enfoque para estimar emisiones de C subterráneo empleó puntos pre-fuego (derivados de LIDAR) acoplados con relevamientos de estos puntos post-fuego, y a los cuales se retornaba y re-medía con GPS. Los cálculos de las emisiones se caracterizaron para mantillo, follaje de arbustos y biomasa leñosa, y fracciones de follaje de árboles en diferentes clases, los cuales proveían detalles de las fuentes de emisión. La estimación de las emisiones de C del incendio consideró la contribución del régimen hidrológico y el manejo de la tierra en la severidad y la profundidad de la quema de las turberas. El incendio de la turbera tuvo una profundidad media de 0,42 m y resultó en una estimación de la emisión subterránea de 9,16 Tg de C y una emisión de la biomasa aérea de 0,31 Tg C, dando un total de 9,47 Tg de C (1 Tg = 1012 gramos). Las emisiones medias de C subterráneo fueron estimadas en 544,43 t C ha−1, y las emisiones medias de C de la biomasa aérea fueron de 18,33 t C ha−1 (1 t =106 gramos).