Contiguous macroscopic charcoal analyses were performed on a 9.03 m long lake sediment core from Roe Lake on Pender Island in the Gulf Islands National Park Reserve of British Columbia, Canada to reconstruct the island’s fire history over the last 10,000 years. Charcoal particles >150μm were counted to quantify charcoal concentrations, charcoal accumulation rates and mean fire return intervals. Results show that the early Holocene was characterized by high charcoal accumulation rates and frequent low-severity fire with a mean fire return interval of 100 ± 29 years. Forests at the time were dominated by Pseudotsuga menziesii with an open canopy and fern taxa, particularly Pteridium aquilinum, being common in the understorey. This open vegetation, coupled with warm and dry summer climate, likely created conditions conducive to this fire regime. Charcoal accumulation rates decreased in the middle to late Holocene, and fire frequency decreased, resulting in a mean fire return interval of 167 ± 43 years. Climate cooled and moistened along with a decrease in seasonality during this time and the canopy closed, establishing closed-canopy Pseudotsuga menziesii forests. Climate appears to be the primary factor controlling fire regimes near Roe Lake for most of the Holocene. At times, shifts in the fire regime cannot be explained by changes in climate. Fire frequency increased between 7000-5000 cal yr BP, coincident with a peak in Quercus garryana pollen, despite cooling and moistening climate. Fire likely maintained patches of Q. garryana savanna during this time. Fire again became more common contrary to trends in climate after ~2500 cal yr BP. This late Holocene increase in fire is also seen elsewhere in the Pacific Northwest and may be a reflection of increased climate variability due to more frequent El Niño events or an increase in human-lit fires. Indigenous populations on southern Vancouver Island commonly used fire as a resource management tool and it is likely that people on Pender Island did as well. As fire management practices shift from fire suppression to more sustainable practices, this study offers the Gulf Islands National Park Reserve important baseline information on the area’s natural fire regime to help guide future conservation efforts. / Graduate / 2023-04-07

Pollen and charcoal analyses were used to reconstruct the Holocene vegetation and fire history of Pender Island (48°46’59” N, 123°18’11” W), located in the southern Gulf Islands on the south coast of British Columbia. A 9.03 m sediment core was retrieved from Roe Lake, a small, deep lake on Pender Island. Four AMS radiocarbon ages, the stratigraphic position of the Mazama tephra and a series of 210Pb ages were used to produce an age-depth model that estimated the base of the sediment core to be 9880 ± 126 calendar years before present (cal yr BP). The vegetation history from Roe Lake is similar to other paleoecological studies from the region. The early Holocene (10,000-7500 cal yr BP) was characterized by mixed woodlands with abundant Pseudotsuga menziesii and a diverse understory that included abundant Salix shrubs and Pteridium aquilinum ferns in these open canopy communities. An open Quercus garryana-dominated community with Acer macrophyllum and Arbutus menziesii in the canopy and xeric associations in the understory occurred from 7500-5500 cal yr BP. By 3500 cal yr BP, modern mixed Pseudotsuga menziesii forests with an increasingly closed canopy were established on Pender Island. Charcoal analyses of the uppermost sediments revealed low charcoal accumulation in the Roe Lake sediment core over the last 1300 years with a mean fire return interval of 100 years for the period before modern fire suppression, suggesting that fire was not a major control on plant community composition on Pender Island on this timescale. Fires were more frequent (i.e., every 47 years on average) during the Medieval Climate Anomaly with warm, dry conditions facilitating a higher fire frequency. Few fires (i.e., every 141 years on average) occurred between 1200-1850 AD, coinciding with the Little Ice Age. As climate was cooler and wetter during the Little Ice Age, fires during this time may reflect intentional burning by First Nations. In general, changes in vegetation and fire dynamics on Pender Island correlate well with changes in climate throughout the Holocene period, suggesting that climate change was likely the principal mechanism driving plant community composition and changes in the fire regime. / Graduate

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The largest wildfire ever observed in Greenland raged through its tundra during august 2017, and it is unknown if there have been similar wildfires in the area before satellite monitoring began in 1999. Arctic wildfires affect permafrost degradation, carbon storage of soils and the surface albedo of the Greenland Ice sheet – despite this, local fires have previously been ignored by researchers. Here, aeolian dust deposits are independently dated by radiocarbon and luminescence techniques and paleoenvironmental proxies and macrocharcoal contents reflecting local fires are analyzed. The dating results indicate that the onset of aeolian deposition coincides with the deglaciation of the area, suggesting that paleoenvironmental proxy records from aeolian dust deposits may extend the entire ice-free period of the area until approximately 8 ka BP. Luminescence signals are generally partially bleached, resulting in age over-estimation of several samples. This effect is quantified using the pIRIR/IR ratio and different integration limit intervals. No evidence for previous wildfires were found during the charcoal analysis, suggesting that the area around the assessed profile has never been burnt since its deglaciation. These first results show promise for the method, and in order to expand this to a regional estimate of the wildfire activity through the Holocene, analysis of more material is needed.

Sur la base de constats globaux concernant l’importance d’appliquer des modes de gestion durable des zones forestières et le manque d’investigation concernant l’histoire passée des feux en Europe centrale, il a été entrepris de reconstruire l’histoire des événements de feux et de la dynamique forestière pour des sites d’étude en Allemagne. L’ensemble des données obtenues et analysées ont été utilisées pour l’évaluation du niveau de naturalité des sites étudiés, cette notion étant essentielle pour la mise en place d’une gestion durable, et/ou pour des projets de conservation et / ou de restauration des systèmes perturbés. Concernant les dynamiques des écosystèmes en Europe centrale, il a été souvent mis en évidence que l’homme joue un rôle essentiel depuis des millénaires. Par conséquent, l’approche historique des événements de feux et de la dynamique forestière à été réalisée sur de longues échelles temporelles. Neuf sites d’étude ont été sélectionnés incluant une large gamme de systèmes forestiers d’Europe centrale. Les sites d’études sont répartis dans deux zones générales d’étude : le nord de l’Allemagne (Schleswig-Holstein), qui comprend quatre sites d’étude, et le centre de l’Allemagne (le Harz), qui comprend cinq sites d’étude. Quatre disciplines ont été principalement utilisées. Pour définir l’état actuel des sites d’études ceux-ci ont été caractérisés, utilisant divers indicateurs dendrométriques concernant la structure et la composition des parcelles analysées. Pour obtenir des informations à propos de la dynamique forestière des peuplements forestiers en place des analyses dendroécologiques ont été utilisées. Pour analyser la dynamique forestière sur une longue échelle temporelle, à une échelle spatiale comparable, des analyses pédoanthracologiques ont été menées, combinées à des analyses de sols. De plus, des analyses anthracologiques de séquences de tourbes ont été réalisées, fournissant, combinées avec les données pedoanthracologiques, des enseignements à propos de l’histoire des incendies. L’état actuel et la dynamique forestière récente des sites étudiés indiquent divers niveaux de complexité des peuplements forestiers, correspondant souvent à divers niveaux postulés d’impact anthropique. Il a été obtenu huit chronologies moyennes, standardisées en haute et moyenne fréquences, âgées au maximum de 1744 et au minimum de 1923 ans. A partir de ces chronologies des changements dans les conditions de croissance de peuplements forestiers ont été mises en évidence. Basées sur un ensemble de 71 charbons de bois datés par radiocarbone, il a été mis en évidence, à l’échelle locale et globale, deux principales phases présentant plus d’événements de feux datés, une durant le Pléistocène supérieur/Holocène inférieur, une autre durant l’Holocène supérieur. Pour les deux phases identifiées des forçages climatique et anthropogénique ont été respectivement postulés comme déterminisme des occurrences de feux. Finalement, les différentes données collectées ont été utilisées de façon combinée pour reconstruire l’histoire des feux et des forêts des sites étudiés, afin de contribuer à l’évaluation de leur niveau de naturalité. / Considering two global observations in Central Europe of, firstly, the need for, and development of, sustainable and biological conservation practices for forest and/or woodland areas and, secondly, the lack of long-term fire history, an attempt has been made to reconstruct the fire and the forest history at several investigation sites in Germany. The overall data set gathered and analyzed has been used for on-site naturalness assessment. This latter notion is crucial for forest system conservation/restoration planning, considering the past human impact on forest dynamics. Also, in view of this past human impact on forest systems, which is well-documented for Central Europe, as occurring on a multi-millennium scale, an historical perspective perceptive that combined a long and short temporal scale of investigation was used.Nine investigation sites were selected, in order to include various and representative types of Central European forest. Therefore, the investigation sites were located in two main investigation areas. One is in Northern Germany (Schleswig-Holstein) and includes four investigation sites. The other is in Central Germany (Harz Mountains) and includes five investigation sites. Four main approaches were used. To assess the current state of the investigated site, forest stand characterization was undertaken (i.e. based on various forest attributes that concern stand structure and composition). Tree ring series were analyzed to provide insights about short-term forest tree population dynamics. Then, charcoal records from soil (combined with soil analysis) and peat sequences were qualitatively and quantitatively analyzed. These last two approaches also provide information about the past fire history. Forest current and short-term dynamics illustrated various levels of stand complexity, often corresponding to various levels of human impact that had been postulated. Eight mean site tree-ring chronologies, standardized in high and mid-frequency signal, spanning at a maximum of up to AD 1744 and at a minimum of up to AD 1923, were obtained. The insight, about the identification of events of growing changes and the correlated temporal and, if possible, spatial patterns, was discussed. Charcoal analysis provided a long-term insight about fire history. Based on 71 charcoal radiocarbon dates, it was shown on a macro-scale that there were two phases that had a greater frequency of fire - one during the transition from the late Pleistocene to the early Holocene, and one during the mid- and late Holocene. A strong human control during the most recent fire phase has been postulated. This is supported by on-site soil and peat charcoal record analysis, allowing one to point out the event of environmental changes (disturbances), at local scales. In the end, the on-site data from the various indicators were combined to assess the fire and forest history and the naturalness level of the investigated sites, based on past insights, thereby contributing to a better understanding of the present and helping to anticipate the future.

La région du lac Mégantic est probablement la première zone à s'être déglacée au Québec, ce qui lui confère un intérêt particulier. L'analyse pollinique et anthracologique des sédiments des trois lacs situés à ses abords, soit les lacs Clinton, Dubuc et des Joncs ont permis de reconstituer l'histoire locale et régionale de la végétation et des feux. La présence d'un gradient altitudinal a entrainé des décalages surtout dans l'instauration des premières phases forestières. La région s'est déglacée vers 13 500 ans AA, et une toundra s'y est installée. Le début de l'afforestation est marqué par l'arrivée du sapin baumier et de l'épinette noire. Par la multiplication de leurs populations, la forêt s'est fermée vers 10 000 ans AA pour constituer une forêt boréale qui fût alors perturbée par plusieurs épisodes de feux. Vers 8000 ans AA, les nouvelles conditions climatiques favorisent les espèces feuillues et instaurent une érablière à bouleau jaune et une diminution de la fréquence des feux. Les résultats obtenus permettent d'enrichir les connaissances paléophytogéographiques et anthracologiques du Québec. / The Lac Mégantic area is probably the first deglaciated in Quebec (13,500 cal. BP) which gives it a special interest. The pollen and charcoal analysis in sediments of three lakes located in its vicinity, Clinton, Dubuc and des Joncs Lakes, helped to reconstruct postglacial vegetation and fire, locally and regionally. The presence of an altitudinal gradient resulted in some delays in the introduction of various forest stages especially at the beginning. At start, tundra established in the region. The start of the afforestation is marked by the arrival of the balsam fir and black spruce. By multiplying their populations, the forest closed around 10,000 years cal. BP to build a boreal forest and was also disturbed by multiple fires. By 8,000 years cal. BP, new conditions favored deciduous species and created a sugar maple and yellow birch forest associated with lower fire frequencies. This study offers new perspectives in fire and forest reconstitutions by using proximal sites.

La région du lac Mégantic est probablement la première zone à s'être déglacée au Québec, ce qui lui confère un intérêt particulier. L'analyse pollinique et anthracologique des sédiments des trois lacs situés à ses abords, soit les lacs Clinton, Dubuc et des Joncs ont permis de reconstituer l'histoire locale et régionale de la végétation et des feux. La présence d'un gradient altitudinal a entrainé des décalages surtout dans l'instauration des premières phases forestières. La région s'est déglacée vers 13 500 ans AA, et une toundra s'y est installée. Le début de l'afforestation est marqué par l'arrivée du sapin baumier et de l'épinette noire. Par la multiplication de leurs populations, la forêt s'est fermée vers 10 000 ans AA pour constituer une forêt boréale qui fût alors perturbée par plusieurs épisodes de feux. Vers 8000 ans AA, les nouvelles conditions climatiques favorisent les espèces feuillues et instaurent une érablière à bouleau jaune et une diminution de la fréquence des feux. Les résultats obtenus permettent d'enrichir les connaissances paléophytogéographiques et anthracologiques du Québec. / The Lac Mégantic area is probably the first deglaciated in Quebec (13,500 cal. BP) which gives it a special interest. The pollen and charcoal analysis in sediments of three lakes located in its vicinity, Clinton, Dubuc and des Joncs Lakes, helped to reconstruct postglacial vegetation and fire, locally and regionally. The presence of an altitudinal gradient resulted in some delays in the introduction of various forest stages especially at the beginning. At start, tundra established in the region. The start of the afforestation is marked by the arrival of the balsam fir and black spruce. By multiplying their populations, the forest closed around 10,000 years cal. BP to build a boreal forest and was also disturbed by multiple fires. By 8,000 years cal. BP, new conditions favored deciduous species and created a sugar maple and yellow birch forest associated with lower fire frequencies. This study offers new perspectives in fire and forest reconstitutions by using proximal sites.

L’étude du bûcher funéraire fondée sur une approche anthracologique, s’inscrit dans la continuité d’unerecherche orientée vers la compréhension de l’organisation sociale des sociétés anciennes. La pratique dela crémation met en oeuvre une succession d’actions qu’il est nécessaire d’identifier pour enrichir nosconnaissances. Au travers de l’étude des bûchers en fosse individuels sous un angle anthracologique,deux objectifs ont été proposés : le premier porte sur un regard critique des données produites par lesanalyses anthracologiques en vu de proposer des catégories d’informations de premier ordre à prendre encompte lors d’études sur les structures de crémation. Le second, proprement archéologique est lié à larestitution du bûcher funéraire abordée sous l’angle de sa chaîne opératoire afin de discuter des moyensmis en oeuvre qui, d’un point de vue technique ou rituel, jalonne la conduite de la crémation. Pourrépondre à ces objectifs trois approches ont été développées.La première, anthracologique, a porté sur l’étude de dix-neuf structures de crémation du quart sud-est dela France, dix-sept appartenant à l’Antiquité, deux à la période protohistorique. L’étude de ces structuresa vu la mise en place de protocole de prélèvements et d’analyses permettant l’obtention de donnéesfiables pour une interprétation des gestes et pratiques funéraire.La deuxième, historique, propose une lecture inédite et approfondie des représentations de bûcher dansl’Antiquité, sur lesquelles un regard d’archéoanthracologue a été porté. Puis une relecture de sourcestextuelles connues et commentées, en mettant à profit nos connaissances techniques sur le sujet, enprenant le parti de vérifier, et parfois de modifier, les traductions tout en prenant soin de recontextualisercertains textes, a mis au jour des détails techniques relativement précis.La troisième approche se veut résolument accès sur la technique, il en ressort une description de la chaîneopératoire et une mise en évidence des moyens engagés pour réaliser une crémation. La conduite de lacrémation peut être vue comme un enchainement d’opérations techniques et rituelles qui ont été en partiecaractérisées par nos analyses anthracologiques. / The study of the funeral pyre based on an anthracological approach, is part of the continuity of a research oriented towards understanding the social organization of ancient societies. The practice of cremation implements a succession of actions that it is necessary to identify, to increase our knowledge. Through the study of individual pyres from an anthracological angle, two objectives have been proposed: the first concerns a critical look at the data produced by charcoal analyzes in order to propose categories of information to be taken in studies of cremation structures. The second, archaeological, is related to the restitution of the funeral pyre approached from the angle of its "chaîne opératoire" to discuss the ways implemented which, from a technical or ritual point of view, punctuates the conduct of cremation. To meet these objectives, three approaches have been developed. The first, anthracological, focused on the study of nineteen cremation structures in the south-east of France. , allowing the establishment of a protocol for sampling and analysis. The second, historical, offers a new and in-depth reading of the representations of the pyre in antiquity and textual sources on which a look of archaeanthracologist was carried. The third approach on the technique, proposes a description of the "chaîne opératoire" and a demonstration of the means committed to achieve a cremation.