Prescribed burning of canopy gaps facilitates tree seedling establishment in restoration of pine-dominated boreal forests

Abstract

Because many currently protected forests are former timber production areas, restoration activities are often used to re-establish their natural structures. In this experimental study, we monitored the establishment of tree seedlings in previously managed but currently protected Scots pine (Pinus sylvestris L.) dominated stands in boreal forests 5 years after restoration measures. The study included eight study areas (115 sample plots) in southern Finland. We compared seedling abundance between five study groups: untreated control forest, unburned canopy gap, burned full-canopy forest, burned canopy gap, and thinned and burned forest. Density of tree seedlings was highest in burned canopy gaps (mean 25.4 seedlings/100 m 2 compared with 6.0 seedlings/100 m 2 in control sites). In particular, birch (Betula spp.) and Scots pine were significantly more abundant within burned canopy gaps than in unburned gaps. We conclude that opening within-stand canopy gaps, especially in combination with prescribed burning, can be useful in forest restoration as the gaps diversify age-class structure and tree species composition of single-cohort pine stands. Résumé :Puisque plusieurs forêts actuellement protégées sont d'anciennes aires de production ligneuse, des activités de restauration sont souvent utilisées pour rétablir leur structure naturelle. Dans cette étude expérimentale, nous avons suivi l'établissement de semis d'arbres dans des peuplements de la forêt boréale dominés par le pin sylvestre (Pinus sylvestris L.), précédemment aménagés mais maintenant protégés, cinq ans après l'application de mesures de protection. L'expérience comportait huit aires d'étude (115 placettes échantillons) situées dans le sud de la Finlande. Nous avons comparé l'abondance des semis parmi cinq groupes d'étude : forêt témoin non traitée, trouée non brûlée, forêt avec un couvert fermé brûlée, trouée brûlée et forêt éclaircie et brûlée. La plus forte densité de semis d'arbres a été observée dans les trouées brûlées (moyenne de 25,4 semis/100 m 2 comparativement à 6,0 semis/100 m 2 dans le groupe témoin). En particulier, le bouleau et le pin sylvestre étaient significativement plus abondants dans les trouées brûlées comparativement aux trouées non brûlées. Nous concluons que les ouvertures du couvert d'un peuplement, surtout si elles sont combinées à un brûlage dirigé, peuvent être utiles à la restauration forestière parce que les trouées diversifient la structure des classes d'âge et la composition arborescente des pinèdes constituées d'une seule cohorte d'arbres. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : brûlage dirigé, régénération forestière, utilisation du feu pour restaurer la forêt, pin sylvestre.

Degradation and Recovery in Changing Forest Landscapes: A Multiscale Conceptual Framework

“…Wildfire, for example, is a natural feature of many forested systems that has often been suppressed by human management, which has reduced structural and compositional complexity and increased landscape homogenization (134). An understanding of how natural wildfires structure forested landscapes provides insights as to how degraded forests might be restored using prescribed burning (135)(136)(137).…”

Ecological Restoration of the Boreal Forest in Fennoscandia

“…The lack of long-term success may have been caused by intensified root competition even though the soil was slightly modified in this experiment. Therefore, the use of fire in combination with small gap creation may enhance recruitment (Pasanen et al, 2015).…”