Fram till modern tid, det mänskliga märket på de nordligaste skogarna i Nordamerika, Europa, och Asien var ljus. Mänskliga populationer i dessa utmanande miljöer var för små för att göra stor inverkan genom jordbruk eller timmerskörd. Men allt fler bevis tyder på att människor påverkade de nordliga skogarna indirekt, genom att antända eller dämpa bränder.

Att skilja människa från klimatpåverkan på historiska brandmönster är avgörande för planering av skogsbruk, som styrs av historiska mönster av brandfrekvens, storlek, och intensitet.

Ett borealt skogsnaturreservat i södra Norge erbjöd en unik möjlighet att rekonstruera tidigare händelser, som forskare från Norwegian Institute of Bioeconomy Research (NIBIO) visade i en rapport publicerad online före tryckning i Ecological Society of Americas tidskrift Ekologiska monografier . Träden berättade en historia om en ökning av människobränder under 17 ^th och 18 ^th århundraden, följt av brandsläckning efter år 1800, i takt med att ekonomiska motiv förändrades.

Till skillnad från de boreala skogarna i Nordamerika, som oftare upplever bränder som är tillräckligt heta för att döda de flesta träd, Norges skogar, Sverige, och Finland brinner karakteristiskt vid låg till medelhög intensitet. Eldar brinner genom undervåningen, lämnar mogna träd ärrade, men lever. Brännärren, kombinerat med trädringdata, och historiska dokument, presentera ett rekord av beteende vid skogsbränder under det andra millenniet.

Tillsammans med tidigare doktoranden Ylva-li Blanck från Norges biovetenskapliga universitet, forskarna Jørund Rolstad och Ken Olaf Storaunet samlade in och analyserade 459 träprover från gamla, brandskadade tallstubbar, hakar, nedfällda stockar och levande träd i 74 kvadratkilometer (28 kvadrat miles) studieområde i Trillemarka-Rollagsfjell naturreservat.

Vid 60 grader norr, Trillemarka-Rollagsfjell delar en breddgrad nära Anchorage, Alaska och Whitehorse, huvudstaden i Kanadas Yukon-provins. Det tall- och grandominerade skogsekosystemet har många gemensamma drag med de skogklädda ekosystemen i Alaskas och Kanadas inre.

De insamlade proverna korsdaterades med dendrokronologi, en metod som används för att datera träprover genom att jämföra trädringar med en känd tidssekvens från många andra insamlade och daterade trädringserier. På det här sättet, forskare kan fastställa datum och plats för skogsbränder med stor noggrannhet. Baserat på var i trädringen skadan inträffade, skogsforskarna kan också säga vilken tid på året det brann.

Från denna post, författarna uppskattade brandplatsen, frekvens, storlek, och säsongsvariationer under de senaste 700 åren, jämför brandhistorien med historiska dokument från Norges Riksarkiv, inklusive juridiska dokument, diplom, och gamla kartor över området och gamla lantbruksläroböcker och rapporter. De daterade 254 individuella bränder från 1257-2009 e.Kr. Det äldsta levande trädet de tog prov på daterades till 1515 e.Kr. och den äldsta stubben till 1070 e.Kr.

Från 1300 till 1600 e.Kr. skogsbränder antändes under sensommaren, med cirka 5-10 tändningar per kvartssekel, vanligtvis uppträder under varma, torra somrar.

Under de kommande två århundradena, brandfrekvensen ökade dramatiskt, särskilt i mitten av 17 ^th århundrade. Försommarbränder ökade i prevalens. Böcker och andra dokument från denna tidsperiod visar en ökande användning av slash-and-burn-odling och markbränning, förklarade författaren Ken Olaf Storaunet. Befolkningen höll på att återhämta sig från förödelsen av digerdöden och flera efterföljande epidemier. Människor återvände till övergivna marker och började använda eld för att förbättra mark för betande djur och för att odla grödor. Den genomsnittliga tiden mellan återkommande brand på samma plats minskade med hälften, från 73 till 37 år.

Den ökande efterfrågan på timmer i Europa höjde värdet på skogarna och avskräckte odlingsmetoder. Brandlagstiftningen som förbjöd användning av eld i Norge kom 1683. Efter 1800 e.Kr. brandfrekvensen och brandstorleken sjönk brant, med endast 19 bränder som inträffat i studieområdet under de senaste 200 åren.

Ekologiskt, perioden från 1625 och framåt till idag är förmodligen unik, och något som kanske inte har hänt på tusentals år, sa Storaunet.

Studier i Alaska och Kanada har projicerat att hetare, torrare somrar kan öka de årliga brandområdena för skogsbränder med två till tre gånger i slutet av århundradet. I Norge, Nordatlanten kan dämpa varmare somrar med mer nederbörd.

Skogsbränder kan vara katastrofala och skadliga för både husägare och skogsindustrin. I Kanada varje år, i genomsnitt, 8, 600 bränder brinner 25, 000 kvadratkilometer (10, 000 kvadratkilometer) skog.

Men skogsbränder spelar en viktig roll i de nordliga skogarnas ekologi. Naturskogar är inte en sammanhängande yta av gamla träd. Skogsbränder skapar en mosaik av brända och oförbrända områden, forma skogens artsammansättning och åldersfördelning. Eldar öppnar trädkronan, släpper in ljus, släpper ut näringsämnen till undervåningen, och underlätta återväxten. Träkol förändrar markens struktur, och förkolnade trädstammar blir livsmiljöer av stor betydelse för skogens biologiska mångfald – både ovan och under jord. Många sällsynta arter, särskilt svampar och insekter, beror på vilken variation skogsbränder skapar.

Många av dagens skogsreservat har kanske aldrig varit så onaturliga som de är idag, Storaunet påpekade.

De historiska studierna i Trillemarka-Rollagsfjell naturreservat visar att brand har varit en naturlig, och mycket dynamisk, en del av skogens ekosystem genom historien. Och detta ekosystem påverkas av klimatet, växtlighet och inte minst hur människor använder skogen, sa Storaunet.