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Représentation d’une vaste région avec quelques sites : méthode de l’indice de qualité pour les études sur le terrain

Rosamund, M.S., Wellen, C., Yousif, M.A., Kaltenecker, G., Thomas, J.L., Joosse, P.J., Feisthauer, N.C., Taylor, W.D. and Mohamed, Mohamed N. 2018. Representing a large region with few sites: The Quality Index approach for field studies. Science of the Total Environment 633:600-607. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.03.113  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

© 2018 Bon nombre d’études environnementales exigent la caractérisation d’une vaste région géographique au moyen d’un éventail de sites représentatifs qui se prêtent à une étude intensive. Une méthode systématique de sélection des zones d'étude peut aider à assurer la représentation d'une gamme de variables d'intérêt adéquate. Nous présentons ici une nouvelle méthode de sélection des sites d'étude représentant une région plus vaste, méthode avec laquelle la région est divisée en sous-régions, qui sont caractérisées par des variables indépendantes pertinentes et affichées dans un espace mathématique de variables. Les sites d'étude possibles sont également affichés de cette façon et sélectionnés pour englober la gamme des variables présentes dans la région. La couverture des sites est évaluée à l'aide de l'indice de qualité, lequel compare la gamme et l'écart-type des variables parmi les sites à ceux de la région plus vaste, et donne la priorité aux sites qui sont bien répartis (c.-à-d. non regroupés) dans un espace de variables. Nous illustrons la méthode avec une étude de cas portant sur les relations entre l'utilisation des terres agricoles, la physiographie et l'exportation du phosphore (P) des cours d’eau, dans laquelle nous avons sélectionné plusieurs variables représentant les intrants de P d’origine agricole et la sensibilité du paysage à la perte de P. Une zone géographique de 110 000 km2 a été représentée avec 11 sites d'étude présentant une bonne couverture de quatre variables représentant les intrants agricoles de P et les mécanismes de transport tirés des ensembles de données géospatiales actuellement disponibles. Nous utilisons un algorithme génétique pour sélectionner 11 sites dont l'IQ est le plus élevé possible et les comparons a posteriori à nos sites. Cette méthode réduit la subjectivité dans la sélection des sites, prend en considération les contraintes d’ordre pratique et permet facilement la resélection de sites au besoin. Cette méthode de sélection des sites peut aisément être adaptée à différents paysages et buts d’études, car nous fournissons un algorithme et un programme informatique permettant la reproduction de notre méthode ailleurs.

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