Forest Canopy Structure at Overwintering Monarch Butterfly Sites: Measurements with Hemispherical Photography

Authors


*Correspondence shoibld be addressed to this author.

Abstract

Abstract: Using hemispherical photography and digital image analysis, we have quantifed forest canopy structure and light conditions at monarch butterfly (Danaus plexippus) overwintering sites near Santa Barbara, California Hemispherical photographs were taken from 1.75 m height in more than 30 forest groves, including permanently occupied transient, formerly occupied and unoccupied sites. Analysis of the photographs permitted us to calculate site factors that quantify the proportion of indirect and direct radiation received relative to completely open conditions. The permanently occupied sites exhibited a narrow range of indirect radiation and a slightly wider but still narrow range of annual direct radiation. Transient sites exhibited a wider range of indirect and annual direct radiation than the permanent sites. Within the largest aggregation site, horizontal and vertical variation in site factors was considerable. Changes in monthly direct radiation with height may be unpredictable and reduce confidence in extrapolations from near ground level to the height of butterfly clusters. Sites that formerly supported aggregations and since have had trees removed exhibited high indirect and direct radiation and apparently are now too open to support butterflies. We simulated proposed tree removals at two sites by editing digitized canopy photographs, which enabled us to predict resultant changes in indirect and direct radiation. These results provide quantitative guidelines for silvicultural management to maintain and enhance remaining aggregation sites along the California coast.

Abstract

Resumen: Utilizando la fotografía hemisférica y el análisis de imágenes digitales hemos cuantificado la estructura del dosel del bosque y las condiciones de luz en los lugares de invernación de la mariposa monarca (Danaus plexipus) cerca de Santa Barbara, California Las fotografias hemisfericas se tomaron desde una altura de 1.75 m, en más de 30 lugares de muestreo en el bosque que incluyen áreas ocupadas permanentemente, transitoriamente o inicialmente y áreas sin ocupar. Con el análisis de las fotografías se calcularon factores del lugar que cuantificaron la proporción de la rudiación indirecta o directa recibida en relación a condiciones completamente abiertas. Los lugares ocupudos permanentemente exhibieron un rango estrecho de rudiación indirecta y un nivel ligeramente más amplio, pero aún estrecho, de rudiación directa anual. Los muestreos en los lugares transitorios exhibieron un nivel mayor de rudiación indirecta y un nivel mayor de radiación directa anual en comparación con los sitios permanentes. Dentro del lugar de mayor concentración, la variación horizontal y vertical en los factores del lugar fue considerable. Los cambios en la radiación directa mensual en relación a la alturapueden ser impredecibles y disminuye la confiabilidad para hacer extrapolaciones de áreas desde cerca del nivel del suelo basta la altura de lus congregaciones de mariposas. Los lugares en los que incialmente se congregaban y en donde desde entonces se han cortado algunos árboles, presentaron mayor radiación indirecta y directa y aparentemente abora están demasiado expuestos para alojar a las mariposas Nosotrossimulamos la tala de arboles propuesta para dos lugares, editando las fotografias digitales del docel y entonces pudimos predecir los cambios resultantes en la radiación directa e indirecta. Estos resultados ofrecen lineamientos cuantitativos para el manejo silvícola para mantener y realzar los lugares de congregación de la mariposa que quedan aún a lo largo de la costa de California.

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