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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
Page 2
Remerciements
Alison Munson
Frédérik Doyon
Dominique Arseneault
André de RömerSébastien Dupuis
Victor KafkaRaymond
QuennevilleMichel Thériault
Nadyre Beaulieu
Assistants Vincent Chamberland
Marie DevilliersJason LaflammeJulie Venne
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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
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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
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• 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
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Historique
• Le long du 19e siècle
Trois-Trois-RivièresRivières
ShawinigaShawinigann
La La TuqueTuque
COLONISATION
COLONISATION
20 km20 km
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Historique
• 1830 – 1850: début des coupes sélectives de PIB
© MRN Ontario
(Boucher 1952; Gélinas 1984; Lafleur 1970)
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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)
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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
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Causes de la diminution
(Boucher 1952; Lafleur 1970; Quenneville et Thériault 2001)
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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
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PIBPIB1919 = f ( = f (envenv))
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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
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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
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n = 2614
PIB19 ouioui PIB19 nonnon
737 28%28% 1877 72%72%
(de
la C
hevr
otiè
re 1
875
)
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VI
dépôt
drainage
pente
exposition
position pente
VD Type N
PIB19 Dicot. 2614
env
Page 18
VI nominale
dépôt glaciaire
drainageglaciaire mince – rocheux
pente juxtaglaciaire
exposition épandage – alluvial
position penteglaciolacustre – marin
organique
Page 19
VI ordinale
dépôt
drainage 0 à 6
pente
exposition
position pente
Page 20
VI continue
dépôt
drainage
pente pourcentage
exposition
position pente
Page 21
VI nominale
dépôt
drainage
pente
exposition S – SW – W
position pente NW – N
NE – E – SE
plat
Page 22
VI nominale
dépôt
drainage
pente
exposition
position pentesommet – haut de pente
mi-pente – bas de pente
vallée – plat
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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
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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
Page 25
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
Page 26
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
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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
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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
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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 %
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assoPIBassoPIB1919 = f ( = f (envenv))
Page 32
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
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assoPIBassoPIB1919 = f ( = f (envenv))
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PIBPIB1919 = f ( = f (tracestraces2020))
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PIB19 = f (traces20)
421 placettes
localisation GPS
222
199
20 m rayon
traces20
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PIB19 = f (traces20)
traces20
• souches
• PIB mature
• gaules
• semis
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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 %
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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
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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
Page 40
PIBPIB1919 ≠≠ PIBPIB2020
prévalence (paysage)prévalence (paysage)
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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
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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 % **
Page 43
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 % *
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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 %
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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
Page 46
PIBPIB1919 ≠≠ PIBPIB2020
abondance (S.T. abondance (S.T. peuplement)peuplement)
Page 47
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 (%)
Page 48
échelle peuplement PIB19 PIB20n 737 99
abondance relative (S.T.) 47 % 12 %
diminution 3,9 fois moins
Page 49
PIBPIB1919 ≠≠ PIBPIB2020
prévalence x abondanceprévalence x abondance
Page 50
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
Page 51
Abondance relative paysage
mesure PIB19 PIB20prévalence 0,282 0,161
abondance relative 46,5% 11,8%
abondance relative paysage
13,1 % 1,9 %
Page 52
DiscussionDiscussion&&
ConclusionConclusion
Page 53
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
Page 54
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
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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.
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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?
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• 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).
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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.
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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
Page 60
© Jason Laflamme
AIDEZ-NOUS !
VOUS ÊTES NOTRE SEUL ESPOIR !