Characterizing a Decade of Disturbance Events Using Landsat and MODIS Satellite Imagery in Western Alberta, Canada for Grizzly Bear Management

Carson F H White, Nicholas C. Coops, Wiebe Nijland, Thomas Hilker, Trisalyn Nelson, Michael A. Wulder, Scott E. Nielsen, Gordon Stenhouse

Research output: Contribution to journalArticle

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Abstract

Abstract. Mapping and quantifying the area and type of disturbance within forests is critical for sustainable forest management. Grizzly bear (Ursus arctos) have large home ranges and diverse habitat needs and as a result, information on the extent, type, and timing of disturbances is important. In this research we apply a remote-sensing-based disturbance mapping technique to the southeastern extent of a grizzly bear range. We apply a data fusion approach with MODIS 250 m and Landsat 30 m spatial resolution imagery to map disturbances biweekly from 2001–2011. A regression tree classifier was applied to classify the disturbance events based on spatial and temporal characteristics. Fire was attributed as a disturbance based on a national fire database. Results indicate that across the 130,727 km2 study area, 4,603 km2 of forest were disturbed over the past decade (2001–2011), impacting 0.35% of the study area annually. Overall, 68.7% of the disturbance events were attributed to forest harvest, followed by well sites 13.4%, fires 9.3% and road development, 8.6%. Primary source habitat contained 3.8% of disturbed land, and primary sink areas had 5.9% disturbed land. Our findings quantify habitat change, which can aid managers by identifying significant areas for grizzly bear conservation. Résumé. La cartographie et la quantification de la superficie et du type de perturbation dans les forêts sont essentielles à leur gestion durable. Les ours grizzlis (Ursus arctos) ont de grands domaines vitaux et des besoins variés en terme d’habitat et, par conséquent, des informations sur l’ampleur, la nature et la période des perturbations sont importantes. Dans cette recherche, nous utilisons une technique de cartographie des perturbations basée sur la télédétection pour la région sud-est de l’aire de répartition de l’ours grizzli. Nous appliquons une approche de fusion de données avec des images 250 m MODIS et 30 m Landsat pour cartographier les perturbations de façon bihebdomadaire de 2001 à 2011. Un classificateur basé sur des arbres de régression a été appliqué pour classer les évènements de perturbation en fonction des caractéristiques spatiales et temporelles. La perturbation par le feu a été attribuée à partir d’une base nationale de données sur les feux de forêt. Les résultats indiquent que dans la zone d’étude de 130,727 km2, un total de 4,603 km2 a été perturbé au cours de la dernière décennie (2001 à 2011) affectant ainsi 0,35 % de la zone d’étude par an. Dans l’ensemble, 68,7 % des évènements de perturbation ont été attribués à l’exploitation forestière, suivi par les sites de puits (13,4 %), les feux (9,3 %) et le développement des routes (8,6 %). Les habitats sources principaux contenaient 3,8 % de terres perturbées, tandis que les zones puits principales contenaient 5,9 % de terres perturbées. Nos résultats quantifient les changements de l’habitat qui peuvent aider les gestionnaires en identifiant les zones importantes pour la conservation de l’ours grizzli.

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)336-347
Number of pages12
JournalCanadian Journal of Remote Sensing
Volume40
Issue number5
DOIs
StatePublished - Sep 3 2014
Externally publishedYes

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  • Earth and Planetary Sciences(all)

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