Determination of optimal riparian forest buffer dimensions for stream biota–landscape association models using multimetric and multivariate responses

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Abstract:

The dimensions of riparian buffers selected for stream biota–landscape association models determine correlation strength and subsequent model interpretation. Efforts have been made to optimize buffer dimensions incorporated into models, but none has explicitly determined a single optimum based on both longitudinal and lateral buffer dimensions. We applied partial correlation and multivariate linear regression on functional fish community response attributes and the index of biotic integrity using stream samples (N = 107) from the Eastern Corn Belt Plain Ecoregion of Indiana, USA. Land-cover data in digital format were processed in geographic information systems for an area covering 300 m on either side of selected streams and within 2000 m longitudinally. The optimal buffer dimension for the study area was 30 m laterally and 600 m longitudinally, with a partial correlation of 0.29 (P = 0.002), and there was agreement in the partial correlation and multiple regression models. The longitudinal dimension was more conclusively determined, but the lateral dimension was optimum only with respect to the resolution of the land-use data used. Based on these results, we propose the use of this approach to optimize the riparian buffer parameter in landscape models.

La taille des bandes de protection retenue dans les modèles d'association des organismes et des paysages dans les cours d'eau détermine la force de la corrélation et l'interprétation subséquente du modèle. On a déployé beaucoup d'efforts afin d'optimiser la taille des bandes de protection utilisée dans les modèles, mais on n'a pas déterminé de façon explicite un optimum unique basé à la fois sur les dimensions longitudinales et latérales de la bande. Nous avons analysé à l'aide de corrélations partielles et de régressions linéaires multiples les caractéristiques des réponses fonctionnelles des communautés de poissons et les indices d'intégrité biotique dans des échantillons (N = 107) récoltés dans des cours d'eau de l'écorégion de la plaine de l'est de la ceinture de maïs en Indiana, États-Unis. Nous avons traité les données en format digital de couverture végétale à l'aide de systèmes d'information géographique sur une largeur de 300 m sur chaque rive des cours d'eau sélectionnés et sur une distance longitudinale de 2000 m. La taille optimale de la zone de protection dans la zone d'étude est de 30 m de largeur et de 600 m de longueur; la corrélation partielle est de 0,29 (P = 0,002) et les modèles de corrélation partielle et de régression multiple sont en accord. La dimension longitudinale est fixée de façon plus certaine, alors que la dimension latérale est optimale seulement compte tenu de la résolution des données d'utilisation des terres que nous avons employée. D'après ces résultats, notre recommandation est d'utiliser notre méthodologie pour déterminer les caractéristiques optimales des bandes de protection dans les modèles de paysages.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Rapid Communication

Publication date: January 1, 2005

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