Het bos van de bergen van de Sierra Nevada is een belangrijke hulpbron voor de omliggende gemeenschappen in Nevada en Californië. Het uitdunnen van het bos door bomen met de hand te verwijderen of door zware machines te gebruiken, is een van de weinige instrumenten die beschikbaar zijn om bossen te beheren. Echter, de beste manier vinden om bossen dunner te maken door geselecteerde bomen te verwijderen om de voordelen van het bos voor de waterkwantiteit te maximaliseren, waterkwaliteit, het risico op bosbranden en de habitat van wilde dieren blijft een uitdaging voor resourcemanagers. De U.S. Forest Service leidt een poging om al deze uitdagingen in evenwicht te brengen in de planning van bosherstel op landschapsschaal als onderdeel van het Lake Tahoe West Restoration Partnership.

Als onderdeel van deze inspanning, Universiteit van Nevada, Adrian Harpold van Reno leidde onlangs een team bij het ontwikkelen van een modelleringstool om zich te concentreren op de kwestie van de waterkwantiteit. De tool voorspelt hoe verschillende benaderingen voor het uitdunnen van het bos de accumulatie van sneeuwlagen in Lake Tahoe beïnvloeden, die bepaalt hoeveel water beschikbaar is voor stroomafwaartse gemeenschappen zoals Reno.

"De sneeuwlaag waarop we vertrouwden staat onder druk door jarenlange brandbestrijding die de boomdichtheid heeft vergroot, gecombineerd met de effecten van klimaatverandering en opwarmingstemperaturen, "Harpold, assistent-professor natuurlijke hulpbronnen en milieuwetenschappen aan het Landbouwcollege, Biotechnologie en natuurlijke hulpbronnen, zei.

Hij legde uit dat te veel bomen betekent dat er minder sneeuw de grond bereikt. In aanvulling, als veel bomen samengeklonterd zijn, ze warmen op en geven warmte af, die de sneeuw op de grond kan doen smelten. Echter, te weinig bomen betekent dat het snowpack minder beschermd is tegen zon en wind, die ook sneeuw smelten.

Het gereedschap, ontwikkeld met financiering van het Experiment Station van het College en de US Forest Service, werd gebouwd om specifiek de westelijke oever van Lake Tahoe te modelleren, waarvan het team vond dat het een goed voorbeeld was van het bos van de Sierra Nevada. Het team heeft in eerste instantie een kleinschalig model met hoge resolutie gemaakt met behulp van gegevens die zijn verzameld met 3D-laserscanners, genaamd "LiDAR."

"De LiDAR-gegevens laten ons individuele bomen zien, waarmee we het bos 'vrijwel dunner' maken door bomen uit het model te halen, "zei hij. "Als zodanig, het laat ons een uitdunningsexperiment creëren dat realistisch is. We kunnen dan verschillende managementacties voorstellen, zoals het verwijderen van bomen onder bepaalde hoogtes."

Zijn team, waaronder de postdoctorale geleerde Sebastian Krogh, afgestudeerde student Devon Eckberg, niet-gegradueerde studenten Makenzie Kohler en Gary Sterle, de universitair hoofddocent remote sensing Jonathan Greenberg en Patrick Broxton van de Universiteit van Arizona, testte de nauwkeurigheid van het model door uitdunningsexperimenten uit te voeren en de voorspellingen te vergelijken met metingen in het echte bos. De resultaten werden besproken in een recent gepubliceerd artikel over de proof-of-concept voor het gebruik van modellering met hoge resolutie om het effect van bosuitdunning voor sneeuw te voorspellen, waarvoor Harpold de hoofdauteur was.

Nadat het team had vastgesteld dat het model correct werkte, ze vergrootten de modelgrootte om de westelijke oever van Lake Tahoe weer te geven. De resultaten worden besproken in een ander recent gepubliceerd artikel over het gebruik van het model om de effecten van bosuitdunning op het noordelijke sneeuwpakket van de Sierra Nevada te voorspellen, onder leiding van Krogh met Harpold, Broxton en Patricia Manley van de Forest Service als co-auteurs. Hun experimenten toonden aan dat over het algemeen, meer bomen verwijderd betekent meer sneeuw behouden. Echter, er zijn gunstige manieren en schadelijke manieren om bomen te verwijderen. De methode die het meest effectief bleek te zijn, was het verwijderen van dichte bomen die veel bladeren en takken hadden en korter waren dan ongeveer 50 voet, met achterlating van hogere bomen. Er waren ook verschillen in effectiviteit afhankelijk van de hoogte, de helling en de richting waarin de helling was gericht.

Harpold is van plan het model verder uit te breiden, testen om te zien of het zal werken voor de oostkust van Lake Tahoe en in het Amerikaanse stroomgebied, met als uiteindelijk doel een hulpmiddel te bieden voor besluitvormers van Forest Service en anderen om hun plannen voor het uitdunnen van bossen te informeren.

De waterkwantiteitstool is een van de vele verschillende modelleringstools die worden ontwikkeld met financiering van de Forest Service als onderdeel van het Tahoe-Central Sierra Initiative, dat tot doel heeft het bos snel te herstellen om de gezondheid en veerkracht van de bergen van de Sierra Nevada te verbeteren en de voordelen die het bos biedt te maximaliseren.

"Mijn beslissingsondersteunende tool voor waterkwantiteit zou een kleiner stuk in een grotere toolkit zijn om te helpen bepalen hoe en waar de bossen moeten worden uitgedund, ' zei Harpold.

Andere tools die worden ontworpen om de gevolgen van bosuitdunnen te voorspellen, zijn onder meer een tool om de impact op de verspreiding van natuurbranden te voorspellen, een hulpmiddel om de impact op rook te voorspellen, een hulpmiddel om de impact op bedreigde en bedreigde soorten te voorspellen, een hulpmiddel om de sedimentstroom in Lake Tahoe te voorspellen en een hulpmiddel om de economische impact te voorspellen.