Quantitative classification of a historic northern Wisconsin (U.S.A.) landscape: mapping forests at regional scales

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Abstract:

We developed a quantitative and replicable classification system to improve understanding of historical composition and structure within northern Wisconsin's forests. The classification system was based on statistical cluster analysis and two forest metrics, relative dominance (% basal area) and relative importance (mean of relative dominance and relative density), as computed from the original U.S. Public Land Survey (PLS) bearing-tree data. Broad forest patterns are consistent between the two metrics; yet, detailed inspection highlights different aspects of historical structure. Maps produced characterize vegetation at regional scales and reveal patterns that can be interpreted in the context of environmental constraints. Our classifications have a fairly coarse spatial grain (2.6 km2) and fine-scale, patchily distributed ecosystems types are not represented. This resolution, however, is consistent with that of the PLS bearing-tree data, and maintaining it allowed retention of other beneficial map qualities, including quantitative representation of the data, replicability, flexibility, and an assessment of robustness and confidence. Our classifications are broadly applicable for regional-scale scientific and forest-management uses, including (i) assessing natural variability, (ii) determining the potential distribution of species, (iii) setting goals for ecological restoration, and (iv) calculating landscape change.

Nous avons mis au point un système quantitatif et reproductible de classification pour améliorer la compréhension de la structure et de la composition passées des forêts du Nord du Wisconsin. Le système de classification est basé sur l'analyse statistique par grappes et deux paramètres forestiers, la dominance relative (% de surface terrière) et l'importance relative (moyenne de la dominance relative et de la densité relative), tel que calculés à partir des données originales sur les arbres de direction provenant de l'arpentage des terres publiques des États-Unis. Les configurations générales de la forêt sont les mêmes avec l'un ou l'autre des paramètres mais une inspection détaillée fait ressortir différents aspects de la structure passée. Les cartes qui sont produites caractérisent la végétation à l'échelle régionale et révèlent des patrons qui peuvent être interprétés dans le contexte des contraintes environnementales. Nos classifications ont une définition spatiale assez grossière (2,6 km2) et les types d'écosystème présents à petite échelle et morcelés ne sont pas représentés. Cette résolution est cependant compatible avec celle des données sur les arbres de direction et le fait de la maintenir permet de conserver d'autres caractéristiques cartographiques bénéfiques incluant la représentation quantitative des données, la reproductibilité, la flexibilité et une évaluation de la robustesse et du degré de confiance. Nos classifications sont applicables de façon générale à des fins scientifiques et d'aménagement forestier à l'échelle locale, incluant (i) l'évaluation de la variabilité naturelle, (ii) la détermination de la distribution potentielle des essences, (iii) l'établissement d'objectifs pour la restauration écologique et (iv) la détermination des changements à l'échelle du paysage.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2002

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