modélisation de la distribution précoloniale du pin blanc en moyenne- mauricie à partir des...
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Modélisation de la Modélisation de la distribution distribution
précoloniale du précoloniale du pin blanc en pin blanc en
Moyenne-Mauricie à Moyenne-Mauricie à partir des carnets partir des carnets
dd’’arpentagearpentageEduard Mauri Eduard Mauri
OrtunoOrtuno
Remerciements
Alison Munson
Frédérik Doyon
Dominique Arseneault
André de RömerSébastien Dupuis
Victor KafkaRaymond
QuennevilleMichel Thériault
Nadyre Beaulieu
Assistants Vincent Chamberland
Marie DevilliersJason LaflammeJulie Venne
Pinus strobus L.
• Semis très sensibles à la compétition pour la lumière
• Germination sur sol minéral ou couche organique brûlée
• Relégué aux sites bien drainés et de texture grossière
• Pionnier longévif, favorisé par les feux de surface
(Vlasiu et al. 2001; Wendel et Smith 1990) © Vincent Chamberland
Contexte
• Diminution de la fréquence et de l’abondance (Bouchard 1999; Brisson et Bouchard 2003; Pelletier 1998)
• Changements historiques en Mauricie:– Au parc national de la Mauricie, diminution du
volume de 12,5 % à 2,0 % (Pelletier 1998)
• Outils limités pour guider la restauration écologique, dans le cadre de l’aménagement forestier écosystémique
• Érablière à bouleau jaune (région écologique 3c)
• Collines et hautes collines
• Dépôts glaciaires et fluvioglaciaires
(Gosselin 2001)Trois-Trois-
RivièresRivières
ShawinigaShawinigann
La La TuqueTuque
PN La PN La MauricieMauricie
20 km20 km
Moyenne-Mauricie
Historique
• Le long du 19e siècle
Trois-Trois-RivièresRivières
ShawinigaShawinigann
La La TuqueTuque
COLONISATION
COLONISATION
20 km20 km
Historique
• 1830 – 1850: début des coupes sélectives de PIB
© MRN Ontario
(Boucher 1952; Gélinas 1984; Lafleur 1970)
Historique
• 1830 – 1850: début des coupes sélectives de PIB
• 1850 – 1890: PIB est l’espèce la plus exploitée
© Archives publiques du Canada
(Boucher 1952; Gélinas 1984; Lafleur 1970)
Historique
• 1830 – 1850: début des coupes sélectives de PIB
• 1850 – 1890: PIB est l’espèce la plus exploitée
• 1890: épuisement
(Boucher 1952; Gélinas 1984; Lafleur 1970)
© Archives publiques du Canada
Causes de la diminution
(Boucher 1952; Lafleur 1970; Quenneville et Thériault 2001)
Objectifs et Hypothèses
Décrivent les traces la distribution précoloniale du pin blanc?
PIB19 = f (traces20)
Quelle a été la diminution du pin blanc?
PIB19 ≠ PIB20
Quels sites occupait le pin blanc précolonial?
PIB19 = f (env)
Créer un outil pour guider la
restauration écologique du
pin blanc
PIBPIB1919 = f ( = f (envenv))
PIB19
• 24 carnets d’arpentage:– Moyenne-Mauricie– érablière à bouleau jaune– avant 1900
• 21 carnet avec points
• 8 carnets où le PIB avait déjà été récolté
• 13 carnets utilisés
Années des 8 cahiers rejetés:
29, 53, 58, 70, 70, 76, 80, 80
470 0
890
177
0
414
988899
0
250
500
750
1000
1790 1800 1810 1820 1830 1840 1850 1860 1870 1880
n p
oin
tsPIB19
n = 2614
PIB19 ouioui PIB19 nonnon
737 28%28% 1877 72%72%
(de
la C
hevr
otiè
re 1
875
)
10 miles10 miles
VI
dépôt
drainage
pente
exposition
position pente
VD Type N
PIB19 Dicot. 2614
env
VI nominale
dépôt glaciaire
drainageglaciaire mince – rocheux
pente juxtaglaciaire
exposition épandage – alluvial
position penteglaciolacustre – marin
organique
VI ordinale
dépôt
drainage 0 à 6
pente
exposition
position pente
VI continue
dépôt
drainage
pente pourcentage
exposition
position pente
VI nominale
dépôt
drainage
pente
exposition S – SW – W
position pente NW – N
NE – E – SE
plat
VI nominale
dépôt
drainage
pente
exposition
position pentesommet – haut de pente
mi-pente – bas de pente
vallée – plat
PIB19 = f (env)
• Régression logistique, entrée statistique
• ŷi = probabilité pour le cas i
• u = A + B1 env1 + B2 env2 + … + Bk envk
ŷi = eu
1 + eu
SAS Institute Inc.
présenceprésence
absenceabsence
u
ŷi
PIB19 = f ( )
dépôtdépôt
expositionexposition
position penteposition pente
drainagedrainage: corrélé avec le dépôt
pentepente: non significative
R2 Nagelkerke 0,034
AIC de la constante 3111
AIC de la constante + VI 3042
catégories est. rapp. cote
épandage – alluvial 0,86 2,5 150 %
glaciaire mince – rocheux 0,37 1,5 50 %
glaciolacustre – marin -1,00 0,4 150 %
juxtaglaciaire 0,17 non significatif
organique -0,36 non significatif
PIB19 = f (env) référence =
glaciaire : -0,03
catégories est. rapp. cote
épandage – alluvial 0,86 2,5 150 %
glaciaire mince – rocheux 0,37 1,5 50 %
glaciolacustre – marin -1,00 0,4 150 %
S – SW – W 0,19 1,4 40 %
NE – E – SE -0,25 0,9 10 %
plat 0,17 non significatif
PIB19 = f (env) référence =
NW – N : -0,11
catégories est. rapp. cote
épandage – alluvial 0,86 2,5 150 %
glaciaire mince – rocheux 0,37 1,5 50 %
glaciolacustre – marin -1,00 0,4 150 %
S – SW – W 0,19 1,4 40 %
NE – E – SE -0,25 0,9 10 %
sommet – haut de pente 0,29 1,5 50 %
vallée – plat -0,22 0,9 10 %
PIB19 = f (env)référence =
mi- – bas de pente : -0,08
Classification
• sensibilité = 59 %
• spécificité = 56 %
• correctement classifiés = 57 %
seuil = 0.28 prédit
nonnon ouioui total
observénonnon 1 0581 058 819819 1 877
ouioui 304304 433433 737
total 1 362 1 252 2 614
Probabilité PIB19 Superficie
Forestier non modélisé 1 %
< 0,10 1 %
0,10 – 0,20 8 %
0,20 – 0,28 42 %
0,28 – 0,40 42 %
0,40 – 0,50 7 %
assoPIBassoPIB1919 = f ( = f (envenv))
assoPIB19 ERS - HEG - PIB 2%
THO - PIB 4%
PIB 11%
EPB/EPR - SAB - PIB
14%
FI - BOJ/PIR -
PIB19%
PIB - EPB/EPR -
SAB50%
• 12 taxons utilisés
• Classification hiérarchique
• 6 groupes
• 60 % de l’information retenue
assoPIBassoPIB1919 = f ( = f (envenv))
PIBPIB1919 = f ( = f (tracestraces2020))
PIB19 = f (traces20)
421 placettes
localisation GPS
222
199
20 m rayon
traces20
PIB19 = f (traces20)
traces20
• souches
• PIB mature
• gaules
• semis
PIB19 = f ( )
souchessouches
semissemis
gaulesgaules
PIB maturesPIB matures: non significatifs
R2 Nagelkerke 0,243
AIC de la constante 584
AIC de la constante + VI 505PIB20 ¬PIB20
PIB19 (n = 222) 6060 162162
¬PIB19 (n = 199) 1616 183183Prévalence PIB20 = 15 %
Classification
• sensibilité = 66 %
• spécificité = 75 %
• correctement classifiés = 71 %
seuil = 0.53 prédit
nonnon ouioui total
observénonnon 150150 4949 199
ouioui 7575 147147 222
total 225 196 421
Courbes ROCCourbes ROC
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1 - spécificité
sens
ibili
té
f (env)
f (traces20)
x = y
ASC = 0,61
ASC = 0,73
f (env)
f (traces20)
x = y
PIBPIB1919 ≠≠ PIBPIB2020
prévalence (paysage)prévalence (paysage)
PIBPIB1919 ≠≠ PIBPIB2020
• Réalisation d’un 2e inventaire de traces (été 2009):– données indépendantes de l’arpentage– dispositif balancé
• Comparaison des prévalences avec l’intervalle de confiance de la différence
DépôtDépôt
prévalence
catégories PIB19 PIB2009 % diff.
épandage – alluvial 0,45 0,38 -15 %
glaciaire épais – moyen 0,26 0,09 -65 % **
glaciaire mince – rocheux 0,36 0,23 -37 % **
glaciolacustre – marin 0,12 0,21 79 %
juxtaglaciaire 0,27 0,28 3 %
organique 0,20 0,03 -86 % **
ExpositionExposition
prévalence
catégories PIB19 PIB2009 % diff.
S – SW – W 0,34 0,30 -10 %
NW – N 0,27 0,25 -9 %
NE – E – SE 0,24 0,18 -25 %
plat 0,28 0,19 -32 % *
Position pentePosition pente
prévalence
catégories PIB19 PIB2009 % diff.
sommet – haut de pente 0,35 0,19 -46 % **
mi-pente – bas de pente 0,27 0,22 -19 %
vallée – plat 0,23 0,25 8 %
échelle paysage PIB19 PIB20n 2614 858
prévalence 0,28 ± 0,02 0,16
diminution 1,8 fois moins
pondéré par la superficie de chaque combinaison env,
utilisant les données 2008 et 2009
PIBPIB1919 ≠≠ PIBPIB2020
abondance (S.T. abondance (S.T. peuplement)peuplement)
échelle peuplement PIB19 PIB20n 737 99
abondance relative (S.T.) 47 % ± 2 % 3,0 m²/ha
diminution ???
3,0 m²/ha / 25,1 m²/ha = 12 %
théorie de bâton brisé
0 20 40 60 80 100
1 taxon
2 taxons
3 taxons
4 taxons
abondance relative (%)
échelle peuplement PIB19 PIB20n 737 99
abondance relative (S.T.) 47 % 12 %
diminution 3,9 fois moins
PIBPIB1919 ≠≠ PIBPIB2020
prévalence x abondanceprévalence x abondance
Δtotale
échelle PIB19 PIB20prévalence 0,282 0,161
paysage 1,8 fois moins
abondance rel. (S.T.) 46,5% 11,8%
peuplement 3,9 fois moins
total 6,9 fois moins
Abondance relative paysage
mesure PIB19 PIB20prévalence 0,282 0,161
abondance relative 46,5% 11,8%
abondance relative paysage
13,1 % 1,9 %
DiscussionDiscussion&&
ConclusionConclusion
Discussion: les modèles
• PIB19 = f (env) est similaire à l’autoécologie
• Le meilleur modèle est PIB19 = f (traces20) :
– télédétection impossible des traces20,
– décomposition des souches
PIB19 =
mesures f (env) f (tarces20)
R² 0,034 0,243
sensibilité 59 % 66 %
specificité 56 % 75 %
ASC de la courbe ROC 0,61 0,73
Discussion: les modèles
• L’utilisation de l’abondance de PIB19 et de traces20 n’améliore pas la prédiction
• Utilisation des fréquences des assoPIB19
• PIB19 = f (env) a des erreurs sur:
– les dépôts glaciolacustre – marin,– les dépôts organiques
Discussion: Δ prévalence• Elle devrait augmenter de 1,8 fois.
• Le pin blanc devrait être introduit avec priorité sur:– les dépôts glaciaires et les rocheux,– les expositions planes,– les sommets et les hauts de pente.
• Bonne estimation de la prévalence de PIB19 car c’était l’espèce recherchée.
Discussion: Δ abondance rel.• Elle devrait augmenter de 3,9 fois
• Moins bonne estimation de l’abondance relative de PIB19 car:
– surestimation de l’ordre d’abondance de PIB19?
– quel critère était utilisé pour l’ordination?
• Comparaison de la Moyenne-Mauricie (13,1%) avec les witness trees:
Abondance relative paysage
occurrence PIB19 (%)
région min. 1er qt. méd. 3e qt. max.
New England 0 1 8 17 22
Mid-Atlantic 0 2 4 13 38
Lake States 1 5 10 15 35Adapté d’Abrams (2001).
Conclusion
• Le projet pourrait être réalisé avec d’autres espèces et dans d’autres régions
• Les modèles sont restreints à la région écologique 3c (érablière à bouleau jaune)…
• … mais pourraient être améliorés avec les données de la Lanaudière et des Laurentides.
Conclusion: efforts
• Guider la restauration:
PIB19 = f (env) & PIB19 = f (traces20)
• Quantifier la restaurationprévalence
catégories PIB19 PIB20 Δ fois
prévalence 0,28 0,16 -1,8
abondance relative 47% 12% -3,9
abondance paysage 13% 1,9% -6,8
© Jason Laflamme
AIDEZ-NOUS !
VOUS ÊTES NOTRE SEUL ESPOIR !