restoring riverine resilience

3 downloads 0 Views 6MB Size Report
Aug 7, 2013 - Erin Beller. Resilient Landscapes Program. San Francisco Estuary Institute. Ecological Society of America. Minneapolis, Minnesota ~ August 7, ...
RESTORING RIVERINE RESILIENCE: Using historical ecology to design for  eco‐geomorphic complexity on an  intermittent river

Erin Beller       Resilient Landscapes Program San Francisco Estuary Institute Ecological Society of America Minneapolis, Minnesota ~ August 7, 2013

What do we mean by resilience? A system’s ability to: absorb disturbances while maintaining  fundamental structure and functions  (Carpenter et al. 2001, Gunderson and Holling 2001)

cope with novel situations  without losing options for the future  (Adger 2003)

What do we mean by resilience? range of tolerance (ca. 1800) range of tolerance (ca. 2000)

Disturbance, e.g. flood drought fire climatic change anthropogenic change

What do we mean by resilience? range of tolerance (ca. 1800) range of tolerance (ca. 2000)

Disturbance, e.g. flood drought fire climatic change anthropogenic change

Resilience is key to ecosystem restoration. (But what does that actually mean?) • Complexity • Diversity • Heterogeneity • Connectivity • Refugia • Scale • Functionality • Size • Persistence

We can use history to understand what             resilience means for a specific ecosystem. Study goals:  • What was the historical (early  1800s) eco‐geomorphology of the  Santa Clara River? • How was it resilient to extreme  climatic events?  •

How can we enhance/restore  resilience in the future?

Santa Clara River riparian forest ca. 1850

The Cienega

East Grove

West Grove ca. 1840 “cottonwood and willow swamp” (1853) “bottom land covered with willows” (1874) “poplars and willows line its marshy shores” (1887)

ca. 1840 “a grove of cottonwoods…nearer to a forest  than anything I have yet seen here” (1861) “poplars, willows, and stunted live‐oaks, partly open  and partly crowded with dense shrubbery” (1887)

“It is an enigma to me why  Mr. Cook should have  chosen this desert for his  home, when he is right in  sight of a place like  Bardsdale.” (1889)

Santa Clara River dry season flow ca. 1850

The Cienega

East Grove “stopped flowing” “large flow of water” (August 1769) (August 1769)

“runs permanently” (summer 1887)

West Grove

“dry in summer” (summer 1887) “water flowing” (Sept 1868)

perennial intermittent

Santa Clara River riparian forest ca. 1850 and 2007

The Cienega

East Grove

West Grove

• Historical nodes match  contemporary nodes • Decrease in area;  fragmentation

November 2008 Watercress farms in  former floodplain marsh

49% loss

v v 1855

2100 m corridor

2005

300 m corridor rendered by Jen Natali

Resilience is key to ecosystem restoration. (But what does that actually mean here?) • Complexity • Diversity • Heterogeneity • Connectivity • Refugia • Scale • Functionality • Size • Persistence

Topographic complexity + high lateral connectivity  • Flood peak attenuation • Plan form/river corridor stability • Riparian forest persistence

Resilience is key to ecosystem restoration. (But what does that actually mean here?) • Complexity • Diversity • Heterogeneity • Connectivity • Refugia • Scale • Functionality • Size • Persistence

Topographic complexity + high lateral connectivity  • Flood peak attenuation • Plan form/river corridor stability • Riparian forest persistence Heterogeneous flow + low longitudinal connectivity  • High regional biodiversity • “Diverse portfolio” of species adapted to a range of  conditions

Resilience is key to ecosystem restoration. (But what does that actually mean here?) • Complexity • Diversity • Heterogeneity • Connectivity • Refugia • Scale

Topographic complexity + high lateral connectivity  • Flood peak attenuation • Plan form/river corridor stability • Riparian forest persistence Heterogeneous flow + low longitudinal connectivity  • High regional biodiversity • “Diverse portfolio” of species adapted to a range of  conditions

• Functionality • Size • Persistence

Large, persistent riparian forested wetlands   • High‐flow and drought refugia for wildlife • Diverse set of age classes for riparian species

1843 2007

1924

March 2008 Passive restoration of willow forest on former ag land, after 2005 floods

range of tolerance (ca. 1800) range of tolerance (ca. 2000)

• • • • •

Removal of floodplains from river corridor Fragmentation and loss of riparian forest Loss of refugia in perennial reaches Water diversions, pumping Invasive species (e.g., Arundo)

range of tolerance (ca. 1800) range of tolerance (ca. 2000)

• • •

Reconnect river to floodplain Keep wet reaches wet and dry reaches dry Restore riparian forest around existing nodes

The future will be different  than the present and the past. 

Historical ecology can illuminate how to make  landscapes more resilient in the future.

THANKS TO  Co‐authors Peter Downs, University of Plymouth Robin Grossinger and Micha Salomon, SFEI Bruce Orr, Stillwater Sciences Additional Team Members Eric Stein, SCCWRP Shawna Dark, CSU Northridge Travis Longcore, UC Los Angeles Gretchen Coffman, University of San Francisco  Funder California State Coastal Conservancy

[email protected] www.sfei.org/HE