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A model of fragmentation in the Canadian boreal forest

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Abstract:

Ecological studies have generally examined forest fragmentation in terms of descriptive metrics or simulation using Monte Carlo or percolation processes that assume fragmentation is a random process. However, most fragmentation results from human decisions on agricultural settlement. This study used a previously tested rule-based agricultural settlement process model (GEOMOD2) to describe which parts of a boreal forest landscape are selectively cleared for agriculture. Nearness to neighbors, amount of stoniness, soil type, and soil texture best explained the fragmentation process. To compare settler's decisions on the productivity of the landscape with moisture–nutrient gradients, we used a hydrological topographic index to capture the variability of wetness according to hillslope position. Results showed that settlers were selecting higher hillslope positions irrespective of substrate (glaciolacustrine or glacial till); i.e., they appear to have used observable attributes such as stoniness, soil texture, and hillslope position rather than soil productivity in making settlement decisions. Thus, the species richer upper hillslopes of aspen parkland (glaciolacustrine) and aspen and white spruce forest (glacial till) were settled first, while the species poorer lower hillslopes of aspen forest (glaciolacustrine) and white spruce and balsam fir forest (glacial till) were settled later.

Les écologistes ont généralement étudié la fragmentation de la forêt en termes de mesures descriptives ou de simulation en utilisant des processus de Monte Carlo ou de percolation qui assument que la fragmentation est un processus aléatoire. Cependant, dans la plupart des cas la fragmentation est le résultat de décisions prises par l'homme pour établir une colonie agricole. Les auteurs ont utilisé un modèle de processus (GEOMOD2) spécifique à l'établissement d'une colonie agricole, à base de règles et déjà testé, pour décrire quelles portions du paysage de la forêt boréale sont sélectivement défrichées pour l'agriculture. La proximité des voisins, le degré de pierrosité, le type de sol et la texture du sol expliquent le mieux le processus de fragmentation. Pour comparer les décisions prises par les colons en fonction de la productivité du paysage avec des gradients de nutriments et d'humidité, un indice combinant hydrologie et topographie a été utilisé pour capturer la variabilité du degré d'humidité selon la position sur la pente. Les résultats montrent que les colons ont choisi des positions plus élevées sur la pente indépendamment du substrat (till glaciaire ou glacio-lacustre); c'est-à-dire qu'ils semblent avoir utilisé des caractéristiques observables telles que la pierrosité, la texture du sol et la position sur la pente plutôt que la productivité du sol en prenant des décisions pour s'établir. Par conséquent, le sommet des pentes, plus riche en espèces où se trouve la forêt-parc de peuplier faux-tremble (glacio-lacustre) et la forêt de peuplier faux-tremble et d'épinette blanche (till glaciaire), a été colonisé en premier tandis que le bas des pentes, plus pauvre en espèces où se retrouvent la forêt de peuplier faux-tremble (glacio-lacustre) et la forêt d'épinette blanche et de sapin (till glaciaire), a été colonisé plus tard[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2004

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nrc/cjfr/2004/00000034/00000011/art00007
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