http://hdl.handle.net/10150/635382 2026-05-09T15:01:56Z http://hdl.handle.net/10150/642627 Indirect Measurement of Leaf Area Index in Sagebrush-Steppe Rangelands Finzel, Julie A.; Seyfried, Mark S.; Weltz, Mark A.; Kiniry, James R.; Johnson, Mari-Vaughn V.; Launchbaugh, Karen L. Leaf area index (LAI) is defined as the one-sided area of leaves above a unit area of ground. It is a fundamental ecosystem parameter that is a required input of process-based plant growth and biogeochemical models. Direct measurement of LAI is the most accurate method, but is destructive, time-consuming, and labor-intensive. LAI is highly variable in time and space on sagebrush-steppe rangelands, and a rapid, nondestructive method is desirable to understand ecosystem processes. The point-intercept method is nondestructive and has been demonstrated to provide accurate LAI estimates, but the method is time-consuming. LAI measurement with the Accupar ceptometer (Decagon Devices, Pullman, WA) is nondestructive and faster than the point-intercept method, but has not been evaluated on sagebrush-steppe rangelands. The objective of this study was to evaluate the ceptometer for measurement of LAI in sagebrush-steppe rangelands. Ceptometer and point-intercept LAI data were collected at six sites in sagebrush-steppe rangelands and the values were compared. We found that 1) ceptometer LAI data were consistently greater than point-intercept LAI data, 2) ceptometer data were much more variable than the point-intercept data based on standard deviations, and 3) the overall correlation between the two methods was very weak (r2=0.15). The much greater ceptometer LAI values were, at least partly, due to the large woody component of the vegetative cover. We attribute the high variability of ceptometer-measured LAI to high instrument sensitivity of the angle of the instrument relative to the sun./El índice de área foliar (IAF) se define como el área de hoja verde (un solo lado) por unidad de área de suelo. Este es un parámetro fundamental en los ecosistemas que requiere un proceso basado en el crecimiento de la planta y modelos bio-geoquímicos. Mediciones directas de IAF es el método más preciso pero es destructivo, consume tiempo y mucho trabajo. IAF es muy variable entiempo y espacio en los pastizales de matorrales de estepa, por lo que se requiere un método no destructivo para entender el proceso del ecosistema. El método del punto de intercepción es no destructivo y ha demostrado en proveer estimaciones de IAF precisas. El Accuper ceptometor (Decagon Devices, Pullman, WA) es un método no destructivo que es más rápido que el punto de intercepción pero no ha sido evaluado en pastizales de estepa con artemisa. El objetivo de este estudio fue evaluar el ceptometro para medir el IAF en pastizales de estepa con artemisa. Se recolectaron datos de IAF del ceptometro y del punto intercepto en seis sitios de pastizal de estepa de artemisa y los valores fueron comparados. Encontramos que 1) los datos de IAF del ceptometro fueron más consistentes que los del punto intercepto, 2) los datos del ceptometro fueron mucho más variables que los del punto intercepto y 3)la correlación general entre los dos métodos fue muy endeble (r250.15). Los valores de IAF mayor con el ceptometro el menos en parte se debió a la gran composición de material leñoso de la cubierta vegetal. Atribuimos la alta variabilidad de las medidas de IAF del ceptometro a la alta sensibilidad del ángulo del instrumento relativo al sol. 2012-03-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10150/642626 A Technique for Estimating Rangeland Canopy-Gap Size Distributions From High-Resolution Digital Imagery Karl, Jason W.; Duniway, Michael C.; Schrader, T. Scott The amount and distribution of gaps in vegetation canopy is a useful indicator of multiple ecosystem processes and functions. In this paper, we describe a semiautomated approach for estimating canopy-gap size distributions in rangelands from high-resolution (HR) digital images using image interpretation by observers and statistical image classification techniques. We considered two different classification methods (maximum-likelihood classification and logistic regression) and both pixel-based and object-based approaches to estimate canopy-gap size distributions from 2- to 3-cm resolution UltraCamX color infrared aerial photographs for arid and semiarid shrub sites in Idaho, Nevada, and New Mexico. We compare our image-based estimates to field-based measurements for the study sites. Generally, percent of input points correctly classified and kappa coefficients of agreement for plot image classifications was very high. Plots with low kappa values yielded canopy gap estimates that were very different from field-based estimates. We found a strong relationship (R2>0.9 for all four methods evaluated) between image- and field-based estimates of the total percent of the plot in canopy gaps greater than 50 cm for plots with a classification kappa of greater than 0.5. Performance of the remote sensing techniques varied for small canopy gaps (25 to 50 cm) but were very similar for moderate (50 to 200 cm) and large (>200 cm) canopy gaps. Our results demonstrate that canopy-gap size distributions can be reliably estimated from HR imagery in a variety of plant community types. Additionally, we suggest that classification goodness-of-fit measures are a potentially useful tool for identifying and screening out plots whereprecision of estimates from imagery may be low. We conclude that classification of HR imagery based on observer-interpreted training points and image classification is a viable technique for estimating canopy gap size distributions. Our results are consistent with other research that has looked at the ability to derive monitoring indicators from HR imagery./La cantidad y distribución de espacios en la cubierta vegetal es un útil indicador de múltiples procesos y funciones del ecosistema. En este artículo describimos un enfoque semiautomático para estimar la distribución del tamaño del espacio de la cubierta en pastizales de imágenes digitales de alta resolución usando interpretación de imagen por observadores y técnicas estadísticas de clasificación de imagen. Consideramos dos diferentes métodos de clasificación (clasificación de máxima probabilidad y regresión logística) y enfoques basado en pixel y basado en objetivo para estimar la distribución del tamaño del espacio de la cubierta de fotografías aéreas infrarrojas con 2–3 cm de resolución UltraCamX para sitios de matorral áridos y semi áridos en Idaho, Nevada y Nuevo México. Comparamos nuestras estimaciones basadas en imagen con medidas basadas en campo para los sitios de estudio. Generalmente, el porcentaje de puntos clasificados correctamente y los coeficientes de acuerdo kappa de la clasificación de imagen de parcela fue muy alto. Parcelas con valores bajos de kappa resultaron con estimaciones de espacios de cubierta que fueron muy diferentes de los estimados basados en campo. Encontramos una fuerte relación (R2>0.9 en los cuatro métodos evaluados) entre imágenes y estimaciones basadas en campo del porcentaje total de la parcela con espacios de cubierta mayores de 50 cm por parcela con una clasificación kappa mayor que 0.5. El desempeño de las técnicas de sensores remotos varia de espacios pequeños de cubierta (25 a 50 cm) pero fueron muy similares de espacios de cubierta moderado (50 a 200 cm) a grande (>200 cm). Nuestros resultados demuestran que la distribución de espacios de cubierta puede ser estimada con certeza de imágenes de alta resolución en diversos tipos de comunidades de plantas. En suma, sugerimos que las medidas de clasificación de bondad de ajuste son una herramienta potencialmente útil para identificar y explorar parcelas donde la precisión de estimación de imágenes podrá ser baja. Concluimos que la clasificación de imágenes de alta resolución basadas en puntos de entrenamiento de observar-interpretar y clasificación de imágenes es una técnica viable para estimar la distribución del tamaño del espacio de cubierta. Nuestros resultados son consistentes con otra investigación que ha buscado la habilidad de derivar indicadores de monitoreo de imágenes de alta resolución. 2012-03-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10150/642625 Canopy Area and Aboveground Mass of Individual Redberry Juniper (Juniperus pinchotii) Trees Ansley, R. J.; Mirik, M.; Surber, B. W.; Park, S. C. There is increasing interest in using canopy area to quantify biomass of invasive woody plants on large land areas of rangelands for a variety of reasons. For those woody species that emphasize lateral canopy growth over vertical growth it may be possible to relate canopy area to aboveground mass (AGM). Our objective was to determine the utility of external canopy measurements (area, volume, and height) for predicting AGM and the percentage of AGM that is wood (PW; i.e., stems >3 cm diameter) in individual redberry juniper (Juniperus pinchotii Sudw.) plants in west Texas. The canopy area to height relationship was curvilinear and indicated that at heights >3 m, there was more lateral (canopy area) than vertical canopy growth. We found a strong linear relationship between canopy area and AGM (r2 = 0.94; AGM range 9 kg to 688 kg) and it appeared that AGM could be predicted in individual trees from canopy area. Moreover, the canopy area/AGM relationship developed from smaller trees was able to adequately predict AGM of larger trees. Height was a less effective predictor of AGM (r2 = 0.66), and incorporation of height with canopy area to determine canopy volume did little to improve accuracy of estimating AGM over canopy area alone. The canopy area/PW relationship was curvilinear (the rate of increase in Pw declined in larger trees) and PW reached 60-70% in the largest trees./Aumenta el interés por usar el área del dosel para cuantificar la biomasa de plantas leñosas invasoras en grandes extensiones de pastizales por diversas razones. Para esas especies leñosas que resaltan el crecimiento lateral del dosel lateral sobre el crecimiento vertical puede ser posible relacionar el área de dosel con la biomasa aérea (BA). Nuestro objetivo fue determinar la utilidad de medir el dosel externo (área, volumen y altura) para predecir BA y el porcentaje de BA que es madera (PW, ejemplo tallos >3 cm de diámetro) en plantas individuales de junípero rojo (Juniperus pinchotii Sudw.) en el oeste de Texas. El área del dosel con la relación de altura fue curvilínea e indicaba que la altura >3 m fue más lateral (área del dosel) que el crecimiento vertical del dosel. Encontramos una fuerte relación linear entre el área del dosel y BA (r2=0.94; BA rango 9 kg a 688 kg) y esto parece que BA puede ser predicha en arboles individuales de área del dosel. Sin embargo, la relación área del dosel/BA desarrollada de arboles pequen ̃os fue posible predecir adecuadamente BA de arboles grandes. Altura del árbol fue un factor de predicción menos efectivo de BA(r2=0.66), al incorporar altura con área del dosel para determinar el volumen del dosel mejoro muy poco la exactitud la estimación de BA sobre el área del dosel por sí solo. La relación de área del dosel/madera (PW) fue curvilínea (la tasa de incremento de madera (PW) declino en arboles grandes) y la madera (PW) alcanzo 60–70% en arboles grandes. 2012-03-01T00:00:00Z http://hdl.handle.net/10150/642624 Comparison of Postfire Soil Water Repellency Amelioration Strategies on Bluebunch Wheatgrass and Cheatgrass Survival Madsen, Matthew D.; Petersen, Steven L.; Roundy, Bruce A.; Hopkins, Bryan G.; Taylor, Alan G. Soil water repellency can limit postfire reseeding efforts and thus increase the susceptibility of a site to weed invasion. We evaluated the effectiveness of wetting agents and simulated anchor chaining for improving seedling growth and survival in water-repellent soil, for the native perennial bluebunch wheatgrass (Pseudoroegneria spicata) and invasive annual cheatgrass (Bromus tectorum). Research was performed in a glasshouse, on 20-cm-diameter soil cores that were excavated from underneath burned Utah juniper (Juniperus osteosperma) trees. The experiment was arranged as a randomized split-plot design, with the two grass species sown separately under four soil treatments: 1) no treatment (control), 2) simulated anchor chaining (hereafter referred to as ‘‘till’’), 3) wetting agent, and 4) till plus wetting agent. Soil water content was highest in the wetting agent treatment, lower for till, and lowest in the control. Overall, the response of bluebunch wheatgrass and cheatgrass was similar among treatments. At the  onclusion of the study, wetting agent cores had twice as many seedlings as the control, while the till and control were similar. Despite a lower number of seedlings, tilling in general resulted in the same level of biomass as the wetting agent treatment. Overall, biomass in the till and wetting agent treatments was at least twofold higher than the control. No benefit was found in applying both till and wetting agent treatments together in comparison to just applying wetting agent. Because of a lack of correlation between glasshouse and field settings the results of this study need to be interpreted with caution. Our data may indicate that if cheatgrass is not already present on the site, anchor chaining or treating the soil with wetting agent can increase establishment of seeded species./La impermeabilidad del suelo puede limitar los esfuerzo de resiembra posteriores a la aplicación del fuego y por lo hacer mas susceptible un sitio a la invasión de malezas. Evaluamos la efectividad de agentes humectantes y simulamos anclas encadenadas para mejorar el crecimiento y supervivencia de plántulas en suelos impermeabilizados para el pasto perenne nativo (Pseudoroegneria spicata) y el pasto invasor anual (Bromus tectorum). La investigación se desarrollo en un invernadero en una muestra de suelo de 20 cm de diámetro colectada debajo de arboles de (Juniperus osteosperma). El diseño experimental fue de parcelas divididas aleatorias con los dos pastos sembrados de manera separada en cuatro tratamientos de suelo: 1) control, 2) simulación de cadena de ancla (referido como ‘‘labranza’’), 3) agente humectante y 4) labranza mas agente humectante. El contenido de agua en el suelo fue mayor en el tratamiento con el agente humectante, menor para labranza y mas bajo en el control. En general, la respuesta de los pastos (Pseudoroegneria spicata) y (Bromus tectorum) fue similar entre los tratamientos. Como conclusión de este estudio, el suelo con el agente humectante tuvo mas del doble de plántulas que el control mientras la labranza y control fueron similares. Independientemente del bajo numero de plántulas el tratamiento de labranza en general tuvo el mismo nivel de biomasa que el tratamiento del agente humectante. En general, la biomasa en los tratamientos del humectante y la labranza fueron al menos dos veces mayores que el control. No se encontró beneficio en aplicar los tratamientos del humectante y la labranza juntos en comparación con solo la aplicación del agente humectante. Debido a la poca correlación entre la propuesta del invernadero de cristal y el campo los resultados de este estudio necesitan ser interpretados con precaución. Nuestros datos podrían indicar que sí el pasto Bromus tectorum no está presente en el sitio actualmente el uso de cadenas de anclaje o tratamiento en el suelo con agentes humectantes pueden aumentar el establecimiento de especies sembradas. 2012-03-01T00:00:00Z