A Case Study Comparison of LANDFIRE Fuel Loading and Emissions Generation on a Mixed Conifer Forest in Northern Idaho, USA

Josh Hyde, Eva K. Strand, Andrew T. Hudak, Dale Hamilton
2015 Fire Ecology  
The use of fire as a land management tool is well recognized for its ecological benefits in many natural systems. To continue to use fire while complying with air quality regulations, land managers are often tasked with modeling emissions from fire during the planning process. To populate such models, the Landscape Fire and Resource Management Planning Tools (LANDFIRE) program has developed raster layers representing vegetation and fuels throughout the United States; however, there are limited
more » ... there are limited studies available comparing LAND-FIRE spatially distributed fuel loading data with measured fuel loading data. This study helps address that knowledge gap by evaluating two LANDFIRE fuel loading raster op-tionsFuels Characteristic Classification System (LANDFIRE-FCCS) and Fuel Loading Model (LAND-FIRE-FLM) layerswith measured fuel loadings for a 20 000 ha mixed RESUMEN El uso del fuego como herramienta de manejo de tierras es bien reconocido por sus beneficios ecológicos en varios ecosistemas naturales. Para continuar con el uso del fuego y a su vez cumplir con las regulaciones referidas a la calidad del aire, los gestores de tierras deben frecuentemente cumplir con tareas de modelado de emisiones durante el proceso de planificación de las quemas. Para alimentar tales modelos, el programa denominado Landscape Fire and Resource Management Planning Tools (LANDFIRE) ha desarrollado capas raster, que representan vegetación y combustibles a lo largo de todos los EEUU; desde luego, son limitados los estudios disponibles que puedan comparar los datos de carga de combustibles espacialmente distribuidos derivados del LANDFIRE, con datos similares producto de mediciones de carga de combustible en el terreno. Este estudio ayuda a dilucidar este vacío en el conocimiento mediante la evaluación de carga de combustible usando dos opciones del programa LANDFIREel Fuels Characteristic Classification System (LANDFIRE-FCCS) y el Fuel Loading Model (LANDFIRE-FLM) layers Hyde et al.: Fuel Layer Comparisons Page 109 conifer study area in northern Idaho, USA. Fuel loadings are compared, and then placed into two emissions modelsthe First Order Fire Effects Model (FOFEM) and Consumefor a subsequent comparison of consumption and emissions results. The LANDFIRE-FCCS layer showed 300 % higher duff loadings relative to measured loadings. These led to 23 % higher total mean total fuel consumption and emissions when modeled in FOFEM. The LAND-FIRE-FLM layer showed lower loadings for total surface fuels relative to measured data, especially in the case of coarse woody debris, which in turn led to 51 % lower mean total consumption and emissions when modeled in FOFEM. When the comparison was repeated using Consume model outputs, LANDFIRE-FLM consumption was 59 % lower relative to that on the measured plots, with 58 % lower modeled emissions. Although both LANDFIRE and measured fuel loadings fell within the ranges observed by other researchers in US mixed conifer ecosystems, variation within the fuel loadings for all sources was high, and the differences in fuel loadings led to significant differences in consumption and emissions depending upon the data and model chosen. The results of this case study are consistent with those of other researchers, and indicate that supplementing LANDFIRE-represented data with locally measured data, especially for duff and coarse woody debris, will produce more accurate emissions results relative to using unaltered LANDFIRE-FCCS or LANDFIRE-FLM fuel loadings. Accurate emissions models will aid comparados con la medición de la carga para 20 000 ha de un área de bosques mixtos de coníferas en el norte de Idaho, EEUU. Las cargas de combustibles fueron comparadas, y luego ubicadas dentro de dos modelosel First Order Fire Effects Model (FOFEM) y el Consu-mepara su subsecuente comparación de los resultados del consumo de combustibles y sus emisiones. El LANDFIRE-FCCS mostró una estimación 300 % superior en la carga del mantillo comparado con la carga medida a campo. Esto llevó a un valor 23 % más alto en la media total de consumo y emisiones del combustible cuando fue modelado mediante el modelo FO-FEM. El modelo LANDFIRE-FLM layer mostró menores cargas para combustibles de superficie relativo a datos medidos a campo, especialmente en el caso de restos de combustible leñoso grueso (coarse woody debris), que a su vez llevó a un 51 % menos en el consumo y emisiones promedio cuando fueron modeladas por el modelo FOFEM. Cuando la comparación fue repetida usado el Consume model outputs, el consumo estimado por el LANDFIRE-FLM fue un 59 % menor en relación a lo determinado en las parcelas medidas, con un 58 % menos que las emisiones modeladas. Aunque ambos modelos de LANDFIRE y las cargas efectivamente medidas se ubican dentro de los rangos observados por otros investigadores en los ecosistemas mixtos de coníferas de los EEUU, la variación dentro de las cargas de combustible determinadas por las distintas fuentes fue alta, y las diferencias en carga de combustible llevan a diferencias significativas en consumo y emisiones, dependiendo éstos del modelo elegido. Los resultados de este estudio de caso son consistentes con aquellos obtenidos por otros investigadores, e indican que suplementando datos de LAND-FIRE con datos locales obtenidos de mediciones a campo, especialmente para el mantillo y restos de combustible leñoso grueso, producirá resultados de consumo y emisiones más precisos que aquellos que usan solamente datos de carga provistos por LANDFIRE-FCCS o LAN-DFIRE-FLM. Los modelos de emisiones preci-
doi:10.4996/fireecology.1103108 fatcat:c7ftsxai2rbh3ce7c3dmsdu7be