캘리포니아주 엘도라도 국유림에서 발생한 산불 후 3가지 화상 심각도에 대한 먹이그물

Sep 17, 2023

과학 데이터 9권, 기사 번호: 384(2022) 이 기사 인용

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산불 역학은 전 세계적으로 변화하고 있으며, 산불이 생태 공동체와 경관에 미치는 영향을 이해하는 것이 시급하고 중요합니다. 우리는 캘리포니아주 엘도라도 국유림에서 화재 발생 후 3년 동안 연소되지 않은, 낮음에서 중간, 높은 심각도의 화상 서식지에 대한 자세한 먹이 그물을 보고합니다. 누적된 교차 서식지 먹이 사슬에는 3,084개의 개체 발생 단계(마디) 또는 849종(1차 생산자 107종, 무척추 동물 634종, 척추 동물 94종 포함)으로 구성된 식물 부분이 포함되어 있습니다. 이들 노드 사이에는 178,655개의 영양 상호작용이 있었습니다. 우리는 세 가지 화상 조건 각각에서 분류학, 신체 크기, 바이오매스 밀도 및 영양 상호 작용에 대한 정보를 제공합니다. 우리는 노드 목록의 풍부함, 신체 크기, 존재비 및 바이오매스 밀도 추정치를 추정하는 데 사용되는 27개 현장(각 화상 조건에 9개)에 배포된 19가지 샘플링 방법을 자세히 설명합니다. 요약된 노드 밀도를 추정하고 영양 링크를 할당하기 위해 R 코드와 원시 데이터를 제공합니다.

측정

종 바이오매스 밀도 • 종 상호작용

기술 유형

현장 샘플링 • 직접 관찰 및 규칙 기반 필터

요인 유형

산불 화상 심각도

샘플 특성 - 유기체

소비자와 생산자

샘플 특성 - 환경

침엽수 혼합 산림림

샘플 특성 - 위치

엘도라도 국유림

이 데이터 세트는 변화하는 산불 체계가 산지 산림 생태계의 구조와 안정성에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위해 수집되었습니다. 역사적으로 미국 서부의 대부분의 건조림은 심각도가 낮거나 중간 정도인 빈도로 자주 불탔습니다(회수 간격 <20년)1. 유럽-미국 식민지화와 함께 화재 진압과 큰 직경의 나무에 대한 우선적인 수확이 결합되어 어리고 밀도가 높으며 상대적으로 균질한 숲이 우세해졌습니다2,3. 이러한 변형된 숲에 연료가 축적되고 지속되면서 역사적 표준보다 더 크고 훨씬 더 심각한 산불이 발생했습니다4. 지구가 따뜻해짐에 따라 고온과 저강수량의 동시 발생이 증가하여 산불 시즌이 연장되고 건조한 서부 산림5,6뿐만 아니라 전 세계적으로 대형 화재 가능성이 높아질 것으로 예상됩니다7.

온대 및 아한대 산림의 생태 네트워크에 대한 거대 산불의 영향은 잘 알려져 있지 않습니다8. 대형 화재는 심각도가 혼합된 화재와는 풍경에 다른 영향을 미칩니다. 심각도가 혼합된 화재는 패치 크기9에서 큰 변화를 보이는 이질적인 서식지의 복잡한 풍경을 만듭니다. 규모(면적 10,000ha 초과)와 심각한 화상 강도를 특징으로 하는 거대 산불은 동질적인 환경을 조성하여 지역 사회 구조와 구성에 큰 변화를 가져옵니다(인류의 경제적 손실과 건강 위험은 말할 것도 없고)8. 예를 들어, 대규모 화재는 종종 미기후를 변화시켜 나무 재건에 영향을 미치고 외래종의 침입을 선호합니다8. 이러한 변화는 인근의 연소되지 않은 숲을 포함하여 식생 유형10에 장기적인 변화를 일으킬 수 있습니다. 궁극적으로 야생동물의 풍부함과 분포에 영향을 미칩니다11,12. 우리는 최근 시에라 네바다 산맥에서 일어난 대형 화재를 이용하여 화상 심각도의 변화에 대한 생태 공동체의 반응을 탐구합니다.

킹 파이어(King Fire)는 2014년 캘리포니아주 엘도라도 국유림에서 발생한 대형 화재입니다. 샌프란시스코에서 북동쪽으로 200km 떨어진 곳에 위치한 엘도라도 국유림(Eldorado National Forest)은 면적 320,000ha, 해발 3,000m에 달하며 수풀, 침엽수, 전나무 및 아고산대 서식지가 있으며 연평균 강수량은 약 142cm입니다. 방화로 인해 발생한 킹 파이어(King Fire)는 2014년 9월 13일부터 10월 10일까지 발생하여 39,545ha(워싱턴 DC 면적의 두 배 면적)를 소비했으며, 그 중 대부분은 처음 5일 동안에 발생했습니다. 가뭄으로 인해 연료 소비가 늘어나고 화재 행동이 심해졌습니다13. King 화재의 절반은 인접한 13,683ha 규모의 패치를 포함하여 매우 심각하게 연소되었습니다14. 킹 파이어(King Fire)는 규모가 크고 심각도가 높으며 야생 지역에 위치하므로(더 개발된 지역이 아님) 킹 파이어(King Fire)는 화재 심각도가 저지대 서부 침엽수림의 생태 공동체에 미치는 영향을 조사하는 데 이상적인 환경입니다.

1 km apart on average). We also excluded areas that experienced or were scheduled to experience salvage logging post fire. Occasionally, field conditions at a site location did not align with remotely sensed data classifications, a site was not large enough for homogeneous sampling plots or was dominated by slopes >30 degrees. In these cases, sites were moved to nearby locations that satisfied the site selection criteria./p>1 cm. We estimated shrub volume (length × width × height) and biomass density by combining volume and density estimates with taxon-specific measurements of mass-to-volume ratios derived from vegetation box quadrats. We estimated above ground biomass for small trees using species-specific DBH-to-biomass conversions33./p>

20 km\h). Wind speeds were obtained with handheld anemometers. Point counts began 15 minutes after sunrise and were completed by 10:00 AM, corresponding to when passerine birds are most active. Each survey consisted of one ten-minute count, split into two five-minute periods. Each individual bird was recorded only once over the entire count. Trained observers identified all birds to species by sight or sound and estimated the number of individuals of each species within 100 m of the sampling point. This gave us a sample area of 15,708 m2 at each site. Birds that flew through or were detected outside of the survey area or survey time were documented but not included in richness or density estimates. During 162 point-surveys we observed 1,039 birds from 52 species (107 individuals could not be identified)./p>2.5 kg we used camera traps. At each site, we deployed two Reconyx HC600 Hyperfire cameras, which have a no-glow infrared flash, preventing disturbance to wildlife and detection by humans. To reduce false triggers, we set cameras in shaded locations and cleared vegetation in front. Cameras were deployed along landscape features that suggested animal movement: game trails, forest openings, abandoned dirt roads, etc. Cameras were set at least 50 m apart and strapped to trees 40 cm above the ground and 1–2 m away from the edge of a trail or opening. Cameras were operated for 24 hours a day, with 3 consecutive pictures per trigger and no time lapse between triggers. All 54 camera traps were installed by early-July and retrieved in mid-September. Cameras were checked after four to six weeks for SD card and battery replacement. All pictures were reviewed manually for species identification; identified pictures of animals were organized into camera and species-specific folders for post-processing in the R computing environment ver. 3.4.352 using the package camtrapR ver. 0.99.553. Even though some bird and small mammal species were occasionally photographed by camera traps, we excluded their photo-records from further analysis. After adjusting for malfunction, cameras operated for 4,238 trapping nights over which they assembled 12,243 independent records (detections that were at least one hour apart if of the same species at the same camera) comprising 10 species of mammals >2.5 kg./p>

2.5 kg were comparatively uncommon but important consumers in the Eldorado National Forest. Large mammal resource filters were based on published records and expert opinion. Herbivorous large mammals that were reported to feed on a type of plant tissue were assumed to feed on all tissues of that type, unless the literature indicated resource specialization. Resource links for omnivorous and predatory large mammals were passed through consumer-resource body size ratio filters. These filters assigned 840 links to large mammals as consumers./p>10 GB were broken into 2 or more parts (e.g. A, B, C.). WAV file names contain metadata: Receiver ID, collection date (YEARMONTHDAY) and collection time (HRMINSEC). Detailed methods on data collection and processing are provided above./p> = 99% across burn severities, indicating comprehensive and comparable sampling effort./p>=99% (Fig. 4c, Table 1). All three burn-severity treatments were within 1% of each other's estimated completeness (Table 1), which makes standardization for comparison straightforward73. Within taxonomic groups, sample coverage estimates were also high, all >96% (Table 1) with narrow confidence intervals. Sample coverage was consistent within groups, treatments were within 3% of each other (Table 1). The species-poor reptiles in unburned landscapes are an exception and the coverage estimate (88%) suggests they were under-sampled. The impact of this on the system description is small as reptiles comprised <1% of species in unburned areas and did not make significant contributions to biomass./p>9.5 million potential links in the network. This is within the range of connectance reported for other well studied76 and speciose food webs77,78,79,80,81./p>

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