Accounting for surveyor inconsistency and bias in estimation of tree density from presettlement land survey records

Presettlement land survey records provide baseline data on forest characteristics prior to major European settlement, but questions regarding surveyor bias and methodological consistency have limited confidence in quantitative analyses of this important data source. We propose new correction factors, calculated from bearings, distances, and species of bearing trees, to account for the effects of (i) inconsistency in quadrant configuration, (ii) bearing angle bias, and (iii) species bias on forest density and species composition estimated from presettlement land survey records. Computer simulations confirmed accuracy in random and nonuniform density forests, with moderate bias in very clustered and dispersed forests. A case study of township and quarter-section corners surveyed by the Holland Land Company in western New York demonstrates the potential magnitude of errors caused by surveyor inconsistency/bias in estimation of density and relative species frequency. The influence of nonuniform density, clustering, and dispersal on plotless density estimators remains an important obstacle to quantitative analysis of Presettlement land survey records. However, by accounting for uncertainties regarding surveyor methodology, the proposed correction factors add confidence to conclusions made regarding presettlement forest structure and composition.

Les relevés d’arpentage antérieurs à la colonisation fournissent des données de base sur les caractéristiques de la forêt qui existait avant l’arrivée massive des colons européens. Mais les doutes concernant le biais et la consistance méthodologique des arpenteurs ont limité la confiance dans les analyses quantitatives de cette importante source de données. À partir de l’azimut, de la distance et de l’espèce des arbres témoins, nous proposons de nouveaux facteurs de correction pour tenir compte des effets (i) de l’inconsistance dans la configuration du quadrant, (ii) du biais relié à l’angle de relevé et (iii) du biais relié à l’espèce sur l’estimation de la densité de la forêt et de la composition en espèces à partir des relevés d’arpentage antérieurs à la colonisation. Des simulations sur ordinateur confirment la justesse de l’approche pour les forêts dont la densité est aléatoire et hétérogène et révèlent des biais modérés pour les forêts dispersées et fortement agrégées. Une étude de cas, où les angles de township et de quarts de sections ont été relevés par la compagnie Holland Land dans l’ouest de l’État de New York, démontre l’ampleur potentielle des erreurs causées par le biais et l’inconsistance des arpenteurs dans l’estimation de la densité et de la fréquence relative des espèces. L’influence de l’hétérogénéité de la densité, de l’agrégation et de la dispersion sur les estimateurs de densité en l’absence de placettes demeure un obstacle important pour l’analyse quantitative des relevés d’arpentage antérieurs à la colonisation. Cependant, en tenant compte des incertitudes concernant la méthodologie des arpenteurs, les facteurs de correction proposés augmentent la confiance dans les conclusions qu’on peut tirer au sujet de la structure et de la composition des forêts qui existaient avant la colonisation.