Wildfire Effects on Vegetation in Linville Gorge - PowerPoint PPT Presentation

Wildfire ¡ ¡ Effects ¡on ¡Vegetation ¡ in ¡Linville ¡Gorge ¡ Wilderness ¡Area ¡ Cassandra ¡M. ¡Pallai ¡ Adviser: ¡Dean ¡Urban, ¡PhD ¡ Client: ¡The ¡Wilderness ¡Society ¡ ¡

Fire ¡in ¡Southern ¡Appalachia ¡ • Among ¡world’s ¡most ¡ • 1930’s: ¡era ¡of ¡fire ¡ biodiverse ¡temperate ¡ suppression ¡begins ¡ forests ¡ • Concern ¡that ¡vegetation ¡ ¡ Ø ¡ ¡History ¡of ¡fire ¡ composition ¡and ¡structure ¡ ¡ shifting ¡ • Fire ¡dependent ¡ ¡ ecosystems ¡and ¡species ¡ ¡ Keeley ¡2009 ¡ Delcourt ¡& ¡Delcourt ¡1997 ¡ Barden ¡& ¡Woods ¡1973 ¡ Photo: ¡Gary ¡Kauffman, ¡U.S. ¡Forest ¡Service ¡ Harrod ¡et ¡al. ¡1998 ¡ Wimberly ¡& ¡Reilly ¡2007 ¡

Linville ¡Gorge ¡Wilderness ¡Area ¡ • Located ¡in ¡NC’s ¡Burke ¡and ¡ McDowell ¡Counties ¡ ¡ • 4,390 ¡ha ¡of ¡federally ¡listed ¡ wilderness ¡area ¡ • Long ¡fire ¡history ¡supported ¡by ¡ tree ¡core ¡evidence ¡ ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1998 ¡

Linville ¡Gorge ¡Wilderness ¡Area ¡ • Located ¡in ¡NC’s ¡Burke ¡and ¡ McDowell ¡Counties ¡ ¡ • 4,390 ¡ha ¡of ¡federally ¡listed ¡ wilderness ¡area ¡ • Long ¡fire ¡history ¡supported ¡by ¡ tree ¡core ¡evidence ¡ • Fires ¡have ¡burned ¡in ¡2000 ¡ ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1998 ¡

Linville ¡Gorge ¡Wilderness ¡Area ¡ • Located ¡in ¡NC’s ¡Burke ¡and ¡ McDowell ¡Counties ¡ ¡ • 4,390 ¡ha ¡of ¡federally ¡listed ¡ wilderness ¡area ¡ • Long ¡fire ¡history ¡supported ¡by ¡ tree ¡core ¡evidence ¡ • Fires ¡have ¡burned ¡in ¡2000, ¡2007 ¡ ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1998 ¡

Linville ¡Gorge ¡Wilderness ¡Area ¡ • Located ¡in ¡NC’s ¡Burke ¡and ¡ McDowell ¡Counties ¡ ¡ • 4,390 ¡ha ¡of ¡federally ¡listed ¡ wilderness ¡area ¡ • Long ¡fire ¡history ¡supported ¡by ¡ tree ¡core ¡evidence ¡ • Fires ¡have ¡burned ¡in ¡2000, ¡2007, ¡ and ¡2013 ¡ ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1998 ¡

Objectives ¡ 1) ¡ Identify ¡structural ¡and ¡compositional ¡trends ¡in ¡Linville ¡ Gorge ¡Wilderness ¡Area ¡forests. ¡Overlay ¡those ¡trends ¡with ¡ environmental ¡variables. ¡ ¡ 2) ¡ Evaluate ¡whether ¡wildfires ¡are ¡meeting ¡stakeholders’ ¡ restoration ¡goals ¡for ¡Linville ¡Gorge ¡Wilderness ¡Area. ¡

HISTORICAL ¡WORK ¡ 1992 ¡-­‑ ¡2014 ¡

Field ¡Studies ¡ 181 ¡plots ¡ 1992 ¡ Established ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1996; ¡Reilly ¡et ¡al. ¡2006; ¡Waldrop ¡et ¡al. ¡2014, ¡unpublished ¡manuscript ¡

Xeric ¡Evergreen ¡ Forest ¡ Characteristics: ¡ Occupy ¡xeric ¡slopes ¡above ¡bluffs, ¡ moderately ¡to ¡slightly ¡steep ¡ slopes ¡on ¡the ¡bluffs, ¡and ¡ridges ¡ below ¡bluffs. ¡Typically ¡have ¡ nutrient-­‑poor, ¡thin ¡soil ¡with ¡low ¡ moisture ¡retention ¡capacity. ¡ Representative ¡species: ¡ Pinus ¡pungens, ¡Pinus ¡rigida, ¡Pinus ¡ virginiana, ¡Tsuga ¡caroliniana, ¡ Quercus ¡montana, ¡Quercus ¡ coccinea, ¡Kalmia ¡latifolia, ¡ Rhododendron ¡maximum. ¡ Photo: ¡http://www.dcr.virginia.gov/ ¡ Newell ¡1997; ¡Schafale ¡& ¡Weakley ¡1990 ¡ ¡

Acid ¡Cove ¡and ¡ Slope ¡Forest ¡ Characteristics: ¡ Found ¡on ¡“narrow ¡gorges, ¡steep ¡ ravines, ¡and ¡low ¡gentle ¡ridges ¡within ¡ coves” ¡at ¡and ¡below ¡moderate ¡ elevations ¡(Schafale ¡& ¡Weakley ¡1990). ¡ Sites ¡are ¡sheltered, ¡relatively ¡infertile, ¡ and ¡most ¡plentiful ¡on ¡low ¡elevation ¡ slopes. ¡ Representative ¡Species: ¡ ¡ Limited ¡species ¡diversity ¡is ¡ characteristic. ¡ Rhododendron ¡ maximum, ¡Tsuga ¡canadensis, ¡Ilex ¡opaca, ¡ Acer ¡rubrum, ¡Quercus ¡montana, ¡Nyssa ¡ sylvatica, ¡Oxydendrum ¡arboretum, ¡Pinus ¡ strobus, ¡Liriodendron ¡tulipifera, ¡Quercus ¡ rubra. ¡ Photo: ¡http://www.dcr.virginia.gov/ ¡ Newell ¡1997; ¡Schafale ¡& ¡Weakley ¡1990 ¡ ¡

Montane ¡Oak ¡ Forest ¡ Characteristics: ¡ Gneiss ¡bedrock ¡is ¡the ¡ predominant ¡substrate; ¡soil ¡ usually ¡is ¡more ¡fertile ¡and ¡finer-­‑ textured ¡than ¡previous. ¡Occupy ¡ sub-­‑mesic ¡to ¡sub-­‑xeric ¡mountain ¡ slopes ¡and ¡peaks. ¡ ¡ Representative ¡Species: ¡ Relatively ¡diverse. ¡ Quercus ¡ species, ¡especially ¡ Quercus ¡ montana ¡ dominate ¡overstory. ¡ Photo: ¡http://www.dcr.virginia.gov/ ¡ Newell ¡1997; ¡Schafale ¡& ¡Weakley ¡1990 ¡ ¡

Field ¡Studies ¡ 181 ¡plots ¡ 1992 ¡ Established ¡ 2000 ¡Fires ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1996; ¡Reilly ¡et ¡al. ¡2006; ¡Waldrop ¡et ¡al. ¡2014, ¡unpublished ¡manuscript ¡

Field ¡Studies ¡ 181 ¡plots ¡ 1992 ¡ Established ¡ 25 ¡plots ¡ 2003 ¡ Resampled ¡ ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1996; ¡Reilly ¡et ¡al. ¡2006; ¡Waldrop ¡et ¡al. ¡2014, ¡unpublished ¡manuscript ¡

Field ¡Studies ¡ 181 ¡plots ¡ 1992 ¡ Established ¡ 25 ¡plots ¡ 2003 ¡ Resampled ¡ ¡ 2007 ¡Fires ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1996; ¡Reilly ¡et ¡al. ¡2006; ¡Waldrop ¡et ¡al. ¡2014, ¡unpublished ¡manuscript ¡

Field ¡Studies ¡ 181 ¡plots ¡ 1992 ¡ Established ¡ 25 ¡plots ¡ 2003 ¡ Resampled ¡ ¡ 22 ¡plots ¡ 2009 ¡ Resampled ¡ 68 ¡plots ¡ 2010 ¡ Resampled ¡ 82 ¡plots ¡ 2011 ¡ Resampled ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1996; ¡Reilly ¡et ¡al. ¡2006; ¡Waldrop ¡et ¡al. ¡2014, ¡unpublished ¡manuscript ¡

Field ¡Studies ¡ 181 ¡plots ¡ 1992 ¡ Established ¡ 25 ¡plots ¡ 2003 ¡ Resampled ¡ ¡ 22 ¡plots ¡ 2009 ¡ Resampled ¡ 68 ¡plots ¡ 2010 ¡ Resampled ¡ 82 ¡plots ¡ 2011 ¡ Resampled ¡ 2013 ¡Fire ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1996; ¡Reilly ¡et ¡al. ¡2006; ¡Waldrop ¡et ¡al. ¡2014, ¡unpublished ¡manuscript ¡

Field ¡Studies ¡ 181 ¡plots ¡ 1992 ¡ Established ¡ 25 ¡plots ¡ 2003 ¡ Resampled ¡ ¡ 22 ¡plots ¡ 2009 ¡ Resampled ¡ 68 ¡plots ¡ 2010 ¡ Resampled ¡ 82 ¡plots ¡ 2011 ¡ Resampled ¡ 21 ¡plots ¡ 2014 ¡ Resampled ¡ Newell ¡& ¡Peet ¡1996; ¡Reilly ¡et ¡al. ¡2006; ¡Waldrop ¡et ¡al. ¡2014, ¡unpublished ¡manuscript ¡

DATA ¡ Vegetation, ¡environmental, ¡and ¡fire ¡severity ¡

Vegetation ¡Data ¡ • All ¡sampling ¡done ¡on ¡plots ¡ established ¡in ¡1992 ¡ • Followed ¡methods ¡of ¡ Carolina ¡Vegetation ¡Survey ¡ (CVS) ¡ ¡ • For ¡overstory ¡species, ¡ measure ¡diameter ¡(DBH) ¡ Ø ¡ ¡Trees ¡> ¡40 ¡cm, ¡record ¡ ¡ ¡ ¡specific ¡DBH ¡ ¡ Ø ¡ ¡Individuals ¡< ¡40 ¡cm, ¡ ¡ ¡ ¡ ¡record ¡into ¡one ¡of ¡nine ¡size ¡ ¡ ¡ ¡ ¡classes ¡ Ø ¡ ¡Record ¡ live ¡or ¡ dead ¡ Waldrop ¡et ¡al. ¡2014, ¡unpublished ¡manuscript; ¡Peet ¡et ¡al. ¡1998 ¡

Environmental ¡Variables ¡ • Digital ¡Elevation ¡Model ¡ (DEM) ¡derived ¡ Ø ¡ ¡Source: ¡ USGS ¡ ¡ Ø ¡ ¡Resolution: ¡3 ¡m ¡ • Geology ¡and ¡Soil ¡ classifications ¡ Ø ¡ ¡ Source: ¡NRCS ¡SSURGO ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Database ¡ Ø ¡ ¡ Resolution: ¡30 ¡m ¡ • Fire ¡severity ¡(differenced ¡ Normalized ¡Burn ¡Ratio) ¡ Ø ¡ ¡Source: ¡Calculated ¡from ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Landsat ¡5 ¡and ¡8 ¡satellite ¡ ¡ ¡ ¡ ¡imagery ¡ Ø ¡ ¡Resolution: ¡ 30 ¡m ¡ ¡ Wimberly ¡& ¡Reilly ¡2007 ¡ ¡

Environmental ¡Variables ¡

Fire ¡Severity ¡Variables ¡ Fire ¡severity ¡statistics ¡

Fire ¡Severity ¡Variables ¡ Fire ¡severity ¡statistics ¡ Derived ¡variables ¡

OBJECTIVE ¡1 ¡ _________________________________________________________ ¡ Identify ¡structural ¡and ¡compositional ¡ trends ¡in ¡Linville ¡Gorge ¡Wilderness ¡Area ¡ forests. ¡Overlay ¡those ¡trends ¡with ¡ environmental ¡variables. ¡ ¡

METHODS ¡ Data ¡preparations ¡and ¡statistics ¡