A Discriminant Analysis Model of Alaskan Biomes Based on Spatial Climatic and Environmental Data

Résumé

Le classement des paysages de hautes latitudes dans les biomes adéquats revêt de l'importance dans le cadre de nombreux enjeux relatifs aux changements climatiques et à d'autres changements d'envergure mondiale. Malheureusement et en règle générale, il n'existe pas d'observations spatiales de haute résolution et à grande échelle pour ce qui est des assemblages de végétaux pour ces régions. C'est pourquoi il faut souvent procéder à la modélisation des assemblages de végétaux et des limites des biomes. Nous avons élaboré différents modèles d'analyses discriminantes dont nous nous sommes servis pour « transformer » divers ensembles de données climatiques spatiales (température de la surface et précipitation) et diverses données sur l'environnement spatial (topographie, sol, pergélisol) en carte des biomes de l'Alaska. La modélisation porte sur cinq biomes (toundra alpine et champs de glace, toundra arctique, arbustaie, forêt boréale et forêt pluviale côtière) et sur une zone de transition de biome. Les valeurs moyennes annuelles des variables climatiques ont été moins utiles que leurs extremas annuels dans ce contexte. Une analyse discriminante quadratique, combinée aux données relatives au climat, à la topographie, au pergélisol et au sol, a permis d'aboutir au classement de biomes alaskiens le plus précis (habileté = 74 % lorsque comparé aux données indépendantes). Nous avons recouru à la transformation de la détection de l'altération à variables multiples (multivariate alteration detection transformation) pour identifi er les zones de transition climatique (ZTC) ayant une importante variabilité interannuelle et, par conséquent, une moins grande uniformité climatique que d'autres parties de l'Alaska. Le classement des biomes était moins précis dans les ZTC, ce qui nous a amenés à conclure que l'importante variabilité climatique interannuelle ne favorise pas un biome unique. Nous interprétons les ZTC comme des « régions de biomes de transition » ou des écotones entre les cinq « biomes principaux » dont il est question ci-dessus. Les deux perturbations (c'est-à-dire les incendies et les séquences subséquentes des végétaux) et l'intersection partielle des variables environnementales utilisées pour caractériser les biomes alaskiens compliquent davantage le classement des biomes. Les résultats alaskiens obtenus à partir du modèle discriminant quadratique dérivant des données se comparent favorablement (en fonction des statistiques kappa) à ceux obtenus par un modèle de biome en équilibre pour des régions du Canada similaires du point de vue écologique aux biomes que nous avons étudiés en Alaska. Des statistiques climatiques sont fournies pour chaque biome étudié.