Assessing the Carbon Consequences of Western Juniper (Juniperus occidentalis) Encroachment Across Oregon, USA

Abstract

Our ability to assess the continental impacts of woody encroachment remains compromised by the paucity of studies quantifying regional encroachment rates. This knowledge gap is especially apparent when it comes to quantifying the impact of woody encroachment on large-scale carbon dynamics. In this study, we use a combination of aerial photography from 1985-1986 and 2005 and near-annual Landsat satellite imagery over the same period to assess the rates of encroachment by western juniper, Juniperus occidentalis Hook., into the grasslands and shrublands of eastern Oregon. The approximately 20-yr Landsat reflectance trajectories identified for the juniper woodlands of eastern Oregon did not correlate well with changes in juniper crown cover over the same period, suggesting that systematic trends in reflectance are being driven by vegetation other than juniper. Using a random sample of 150 aerial photography plots, we estimate the average aboveground accumulation of carbon in undisturbed juniper woodlands to be 2.9 kg C m-2 yr-1; about 0.20 Tg C yr-1 across all of Oregon. However, juniper removal by cutting and or burning, occurring at a rate of <1% yr-1, counteracted regional encroachment by about 35%, bringing the net change in aboveground carbon down to 1.9 kg C m-2 y-1, about 0.13 Tg C yr-1 across all of Oregon. This study illustrates the capacity of woody removal, over very small areas, to offset encroachment over very large areas and cautions against scaling site-level encroachment studies over entire regions./Nuestra habilidad para evaluar el impacto continental del incremento de las plantas arbustivas es limitada por la escasez de estudios cuantificando las tasas de invasión de plantas leñosas. La limitación de este conocimiento es especialmente aparente cuando se pretende cuantificar el impacto del aumento de las plantas arbustivas a gran escala de la dina ́mica del carbón. En este estudio, usamos una combinación de fotos aéreas que datan de 1985–1986 y 2005 así como imágenes anuales-cercanas Landsat satelitales del mismo periodo para evaluar las tasas de expansión de Western juniper Juniperus occidentalis Hook., en los pastizales y matorrales de este de Oregón. Los 20 años de las imágenes Landsat de trayectoria de reflectancia identificadas para los bosques de junípero del este de Oregón no correspondieron en buena medida con los cambios en la cubierta de la corona del junípero durante el mismo periodo de tiempo, indicando que las tendencia en la reflectancia esta ́n siendo impulsadas por un tipo de vegetación diferente al junípero. Usando una muestra aleatoria de 150 parcelas de fotografías aéreas, se estimó el promedio de acumulación de carbón en áreas de bosques de junípero sin perturbaciones, siendo 2.9 kg C m-2 yr-1; cerca 0.20 Tg C yr-1 a través de la región de Oregón. Sin embargo, la remoción de junípero mediante corte o quema, aconteciendo a una tasa de of <1% yr-1, contrarrestó la expansión regional cerca del 35%, reduciendo en el cambio neto en carbono sobre el suelo a 1.9 kg C m-2 yr-1, cerca del 0.13 Tg C yr-1 en la región de Oregón. Este estudio ilustra la capacidad de la remoción de plantas leñosas, sobre pequen ̃asa ́reas, para compensar la expansión sobre grandes a ́reas y advierte en contra de la ampliación de estudios de expansión a ́rea-nivel sobre regiones enteras.