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Perpendicular distance sampling: an alternative method for sampling downed coarse woody debris

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Abstract:

Coarse woody debris (CWD) plays an important role in many forest ecosystem processes. In recent years, a number of new methods have been proposed to sample CWD. These methods select individual logs into the sample using some form of unequal probability sampling. One concern with most of these methods is the difficulty in estimating the volume of each log. A new method of sampling CWD that addresses this issue is proposed. This method samples each log with probability proportional to the volume of each piece of CWD. While this method generally has a smaller variance than the existing methods, the primary advantage is that a design-unbiased estimator of CWD volume is achieved without ever actually measuring the volume of any logs. This method, referred to as perpendicular distance sampling (PDS), is compared with three existing sampling techniques for CWD using a simulation study on a series of artificial populations. In every case, the variance of the PDS estimator of CWD volume was smaller than the variance of the competing methods, but the difference in the variance was not large between PDS and two of the competing methods. When estimating the number of pieces of CWD, the variance of the PDS estimator was one of the largest amongst the tested methods. An equally important result is that the variant of line intersect sampling used in this study, where the orientation of the line is the same at all sample points, performed poorly in every situation. This and other problems suggest that the suitability of this sampling technique for estimating CWD is questionable.

Les débris ligneux grossiers jouent un rôle important dans plusieurs processus écosystémiques des forêts. Récemment, plusieurs nouvelles méthodes ont été proposées pour leur échantillonnage. Ces méthodes sélectionnent les tronçons individuels de bois en se basant sur une certaine forme d'échantillonnage à probabilité inégale. Mais, un problème inhérent à la plupart de ces méthodes vient de la difficulté à estimer le volume de chaque tronçon. Une nouvelle méthode est proposée pour résoudre ce problème. Cette méthode sélectionne chaque tronçon avec une probabilité proportionnelle à son volume. Comparée aux méthodes existantes, elle offre les avantages suivants : elle permet d'estimer le volume total sans aucune mesure du volume individuel des tronçons, elle est non biaisée et a une plus faible variance. Cette méthode appelée échantillonnage à distance perpendiculaire (EDP) a été comparée à trois méthodes existantes en simulant une série de populations artificielles. Dans tous les cas, la variance de l'estimateur EDP du volume total est plus faible que celle des autres méthodes, mais la différence est faible comparé à deux des méthodes existantes. Par contre, la variance de l'estimateur EDP du nombre total des débris ligneux figure parmi les plus élevées des quatre méthodes testées. Un résultat tout aussi important est que cette variante de l'échantillonnage par ligne d'interception n'a pas une bonne performance lorsque l'orientation de la ligne est maintenue constante pour tous les points échantillonnés. Ce problème allié à d'autres faiblesses remettent en question la pertinence de cette méthode pour l'estimation des débris ligneux grossiers. [Traduit par la rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2003-08-01

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