Published November 18, 2019
| Version v1
Publication
Open
Stand age and species composition effects on surface albedo in a mixedwood boreal forest
- 1. Shahjalal University of Science and Technology
- 2. University of Toronto
- 3. Lakehead University
Description
Abstract. Surface albedo is one of the most important processes governing climate forcing in the boreal forest and is directly affected by management activities such as harvesting and natural disturbances such as forest fires. Empirical data on the effects of these disturbances on boreal forest albedo are sparse. We conducted ground-based measurements of surface albedo from a series of instrument towers over 4 years in a replicated chronosequence of mixedwood boreal forest sites differing in stand age (to 19 years since disturbance) in both post-harvest and post-fire stands. We investigated the effects of stand age, canopy height, tree species composition, and ground vegetation cover on surface albedo through stand development. Our results indicate that winter and spring albedo values were 63 % and 24 % higher, respectively, in post-harvest stands than in post-fire stands. Summer and fall albedo values were similar between disturbance types, with summer albedo showing a transient peak at ∼10 years stand age. The proportion of deciduous broadleaf species showed a strong positive relationship with seasonal averages of albedo in both post-harvest and post-fire stands. Given that stand composition in mixedwood boreal forests generally shows a gradual replacement of deciduous trees by conifers, our results suggest that successional changes in species composition are likely a key driver of age-related patterns in albedo. Our findings also suggest the efficacy of increasing the proportion of deciduous broadleaf species as a silvicultural option for climate-friendly management of the boreal forest.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص: يعد البياض السطحي أحد أهم العمليات التي تحكم التأثير المناخي في الغابات الشمالية ويتأثر بشكل مباشر بأنشطة الإدارة مثل الحصاد والاضطرابات الطبيعية مثل حرائق الغابات. البيانات التجريبية حول آثار هذه الاضطرابات على بياض الغابات الشمالية متناثرة. أجرينا قياسات أرضية للبياض السطحي من سلسلة من أبراج الأجهزة على مدى 4 سنوات في تسلسل زمني مكرر لمواقع الغابات الشمالية المختلطة من الخشب والتي تختلف في عمر الحامل (إلى 19 عامًا منذ الاضطراب) في كل من منصات ما بعد الحصاد وما بعد الحريق. لقد درسنا آثار عمر الحامل، وارتفاع المظلة، وتكوين أنواع الأشجار، والغطاء النباتي الأرضي على البياض السطحي من خلال تطوير الحامل. تشير نتائجنا إلى أن قيم البياض في الشتاء والربيع كانت أعلى بنسبة 63 ٪ و 24 ٪، على التوالي، في منصات ما بعد الحصاد مما كانت عليه في منصات ما بعد الحريق. كانت قيم البياض في الصيف والخريف متشابهة بين أنواع الاضطرابات، حيث أظهر البياض الصيفي ذروة عابرة عند 10 سنوات من العمر. أظهرت نسبة الأنواع ذات الأوراق العريضة المتساقطة علاقة إيجابية قوية مع المتوسطات الموسمية للبياض في كل من مواقف ما بعد الحصاد وما بعد الحريق. بالنظر إلى أن التركيب القائم في الغابات الشمالية ذات الخشب المختلط يظهر عمومًا الاستبدال التدريجي للأشجار المتساقطة بالصنوبريات، تشير نتائجنا إلى أن التغييرات المتعاقبة في تكوين الأنواع من المحتمل أن تكون محركًا رئيسيًا للأنماط المرتبطة بالعمر في البياض. تشير النتائج التي توصلنا إليها أيضًا إلى فعالية زيادة نسبة الأنواع ذات الأوراق العريضة المتساقطة كخيار لزراعة الغابات من أجل الإدارة الصديقة للمناخ للغابات الشمالية.Translated Description (French)
Résumé. L'albédo de surface est l'un des processus les plus importants régissant le forçage climatique dans la forêt boréale et est directement affecté par les activités de gestion telles que la récolte et les perturbations naturelles telles que les incendies de forêt. Les données empiriques sur les effets de ces perturbations sur l'albédo de la forêt boréale sont rares. Nous avons effectué des mesures au sol de l'albédo de surface à partir d'une série de tours d'instruments sur 4 ans dans une chronoséquence répliquée de sites de forêt boréale mixte dont l'âge diffère (jusqu'à 19 ans depuis la perturbation) dans les peuplements post-récolte et post-feu. Nous avons étudié les effets de l'âge du peuplement, de la hauteur de la canopée, de la composition des espèces d'arbres et de la couverture végétale au sol sur l'albédo de surface par le développement du peuplement. Nos résultats indiquent que les valeurs d'albédo hivernal et printanier étaient respectivement 63 % et 24 % plus élevées dans les peuplements post-récolte que dans les peuplements post-feu. Les valeurs de l'albédo d'été et d'automne étaient similaires entre les types de perturbation, l'albédo d'été montrant un pic transitoire à l'âge du peuplement d'environ10 ans. La proportion d'espèces feuillues à feuilles larges a montré une forte relation positive avec les moyennes saisonnières d'albédo dans les peuplements post-récolte et post-feu. Étant donné que la composition des peuplements dans les forêts boréales mixtes montre généralement un remplacement progressif des arbres à feuilles caduques par des conifères, nos résultats suggèrent que les changements successifs dans la composition des espèces sont probablement un facteur clé des modèles liés à l'âge dans l'albédo. Nos résultats suggèrent également l'efficacité de l'augmentation de la proportion d'espèces de feuillus à feuilles caduques comme option sylvicole pour une gestion respectueuse du climat de la forêt boréale.Translated Description (Spanish)
Resumen. El albedo superficial es uno de los procesos más importantes que rigen el forzamiento climático en el bosque boreal y se ve directamente afectado por actividades de manejo como la cosecha y las perturbaciones naturales como los incendios forestales. Los datos empíricos sobre los efectos de estas perturbaciones en el albedo de los bosques boreales son escasos. Realizamos mediciones terrestres del albedo superficial de una serie de torres de instrumentos durante 4 años en una cronosequencia replicada de sitios de bosques boreales de madera mixta que difieren en la edad del rodal (hasta 19 años desde la perturbación) tanto en los rodales posteriores a la cosecha como en los posteriores al incendio. Investigamos los efectos de la edad del rodal, la altura del dosel, la composición de las especies de árboles y la cobertura vegetal del suelo en el albedo superficial a través del desarrollo del rodal. Nuestros resultados indican que los valores de albedo de invierno y primavera fueron un 63 % y un 24 % más altos, respectivamente, en los puestos posteriores a la cosecha que en los puestos posteriores al incendio. Los valores de albedo de verano y otoño fueron similares entre los tipos de perturbación, y el albedo de verano mostró un pico transitorio a ~10 años de edad. La proporción de especies de hoja ancha caduca mostró una fuerte relación positiva con los promedios estacionales de albedo tanto en los rodales posteriores a la cosecha como en los posteriores al incendio. Dado que la composición de los rodales en los bosques boreales de madera mixta generalmente muestra un reemplazo gradual de árboles caducifolios por coníferas, nuestros resultados sugieren que los cambios sucesivos en la composición de las especies son probablemente un factor clave de los patrones relacionados con la edad en el albedo. Nuestros hallazgos también sugieren la eficacia de aumentar la proporción de especies de hoja ancha caduca como una opción silvícola para la gestión respetuosa con el clima del bosque boreal.Files
bg-16-4357-2019.pdf.pdf
Files
(4.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1e08614d88cd14c1be39e6fee9405532
|
4.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تأثيرات تكوين العمر والأنواع على البياض السطحي في غابة شمالية من الخشب المختلط
- Translated title (French)
- Effets de l'âge du peuplement et de la composition en espèces sur l'albédo de surface dans une forêt boréale mixte
- Translated title (Spanish)
- Efectos de la edad del rodal y la composición de las especies en el albedo superficial en un bosque boreal de madera mixta
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2908248855
- DOI
- 10.5194/bg-16-4357-2019
References
- https://openalex.org/W1634450063
- https://openalex.org/W1674733673
- https://openalex.org/W1853943398
- https://openalex.org/W1915312398
- https://openalex.org/W1965323106
- https://openalex.org/W1981309942
- https://openalex.org/W1988596228
- https://openalex.org/W1989303789
- https://openalex.org/W1989499218
- https://openalex.org/W1994746129
- https://openalex.org/W1997544680
- https://openalex.org/W1999935688
- https://openalex.org/W2002071354
- https://openalex.org/W2017992920
- https://openalex.org/W2018612601
- https://openalex.org/W2032011064
- https://openalex.org/W2033401142
- https://openalex.org/W2034350301
- https://openalex.org/W2044701489
- https://openalex.org/W2047885432
- https://openalex.org/W2053171307
- https://openalex.org/W2053373080
- https://openalex.org/W2056300040
- https://openalex.org/W2057209520
- https://openalex.org/W2073109555
- https://openalex.org/W2076358795
- https://openalex.org/W2076611196
- https://openalex.org/W2088978228
- https://openalex.org/W2089955105
- https://openalex.org/W2101713083
- https://openalex.org/W2104427562
- https://openalex.org/W2108423001
- https://openalex.org/W2120027817
- https://openalex.org/W2120367136
- https://openalex.org/W2121521744
- https://openalex.org/W2129458498
- https://openalex.org/W2133484165
- https://openalex.org/W2133707588
- https://openalex.org/W2135559420
- https://openalex.org/W2150369596
- https://openalex.org/W2161693078
- https://openalex.org/W2165659793
- https://openalex.org/W2167748134
- https://openalex.org/W2168592174
- https://openalex.org/W2171221184
- https://openalex.org/W2173989576
- https://openalex.org/W2186686638
- https://openalex.org/W2222461183
- https://openalex.org/W2262021375
- https://openalex.org/W2262092704
- https://openalex.org/W2402855920
- https://openalex.org/W2407451856
- https://openalex.org/W2533192156
- https://openalex.org/W2772896719
- https://openalex.org/W2776944650
- https://openalex.org/W2782671097
- https://openalex.org/W2802801846
- https://openalex.org/W2895492583
- https://openalex.org/W2899703025
- https://openalex.org/W2913196447
- https://openalex.org/W3023928661
- https://openalex.org/W45706485